客運(yùn)專線鐵路通信技術(shù)應(yīng)用
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摘要:在客運(yùn)專線建設(shè)中,通信系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用為重中之重?；诖?本文對(duì)鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線中的應(yīng)用情況展開分析,介紹了專線采用的通信系統(tǒng)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),然后結(jié)合通信技術(shù)應(yīng)用問題對(duì)TD-LTE和WLAN兩種無線通信技術(shù)進(jìn)行了比較,提出了基于TD-LTE的通信系統(tǒng)建設(shè)方案,希望能夠通過加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)。
關(guān)鍵詞:鐵路通信技術(shù)；客運(yùn)專線；無線通信
引言
伴隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,鐵路通信技術(shù)結(jié)構(gòu)日漸復(fù)雜,能否實(shí)現(xiàn)通信資源的合理應(yīng)用,直接影響鐵路各種業(yè)務(wù)開展效果?？瓦\(yùn)專線在鐵路工程中占據(jù)重要地位,而專線通信系統(tǒng)質(zhì)量高低關(guān)系到專線能否維持正常運(yùn)輸秩序。因此,還應(yīng)加強(qiáng)鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線的應(yīng)用研究,以便及時(shí)引入先進(jìn)通信技術(shù),促使專線通信水平得到進(jìn)一步提升。
1鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線的應(yīng)用情況
1.1通信系統(tǒng)
在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中,包含長途傳送網(wǎng)、本地傳送網(wǎng)和本地接入網(wǎng),在客運(yùn)專線中應(yīng)用還要實(shí)現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)控制和無線網(wǎng)絡(luò)控制,建立由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成的客戶專線通信系統(tǒng)。具體來講,包含數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、GSM-R移動(dòng)通信系統(tǒng)、電話交換及接入系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、通信電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等。在數(shù)據(jù)通信方面,采用固定IP地址,利用綜合網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)平臺(tái),對(duì)鐵路24小時(shí)信息通信進(jìn)行支撐。在移動(dòng)通信方面,主要采用GSM-R系統(tǒng),由核心網(wǎng)、無線網(wǎng)提供技術(shù)支撐。采用電話交換系統(tǒng),主要采用OLT和ONU技術(shù),實(shí)現(xiàn)鐵路電話交換網(wǎng)連接,提供語音通話服務(wù),配合采用對(duì)講機(jī),能夠在鐵路運(yùn)輸中實(shí)現(xiàn)語音傳導(dǎo)。在通信調(diào)度方面,采用星形網(wǎng)絡(luò)配置,保證各點(diǎn)距離相等,降低傳輸速度誤差。在客運(yùn)專線中,主要采用數(shù)字調(diào)度方式建立調(diào)度通信,與無線核心網(wǎng)MSC設(shè)備互聯(lián),達(dá)到有線調(diào)度目標(biāo)。在視頻監(jiān)控方面,需要借助移動(dòng)終端通信對(duì)線路運(yùn)輸狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。因此在客運(yùn)專線應(yīng)用鐵路通信技術(shù),需要完成各通信子系統(tǒng)建設(shè),系統(tǒng)間還要依靠無線基站、有線電纜構(gòu)成有線與無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息交互。
1.2基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)
在客運(yùn)專線各類通信業(yè)務(wù)承載方面,需要完成通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)搭建。而平臺(tái)由通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)構(gòu)成,負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)間的信息進(jìn)行傳送,提供IP數(shù)據(jù)互聯(lián)和專業(yè)通道服務(wù)。其中,通信網(wǎng)為通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ),建設(shè)過程中需要結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸需求對(duì)匯聚層路由器進(jìn)行高效對(duì)接。用于為客運(yùn)專線提供通信服務(wù),無需考慮公平接入和寬帶共享問題,直接在骨干層建設(shè)2.5GB/s信息傳輸系統(tǒng),并利用光纜實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)創(chuàng)新。在專線沿途,需要在各車站安裝ADM設(shè)備。對(duì)沿線光纜的光纖進(jìn)行抽取,實(shí)現(xiàn)兩端有效連接,可以形成環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。在系統(tǒng)拓展方面,可以內(nèi)嵌RPR技術(shù)的622Mb/s接入網(wǎng)系統(tǒng)SDHMSTP,在區(qū)間GSM-R基站、信號(hào)中繼站等位置安裝MSTPADM+NU設(shè)備[1]。在鐵路兩邊敷設(shè)光纜,形成保護(hù)環(huán)境,在滿足TDM業(yè)務(wù)開展需求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸,并對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理,繼而使信息傳輸水平得到提升。此外,需要完成數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè),滿足客運(yùn)專線提出的較高通信要求。數(shù)據(jù)網(wǎng)以SDH技術(shù)為基礎(chǔ),需要完成匯聚層、骨干層和接入層的構(gòu)建,能夠?qū)崿F(xiàn)語音、圖像等各種數(shù)據(jù)傳送,完成多業(yè)務(wù)信息傳輸系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)。匯聚層由網(wǎng)絡(luò)樞紐位置的路由器構(gòu)成,作為全車網(wǎng)絡(luò)使用。骨干層由多種傳送通道組網(wǎng),以IP為業(yè)務(wù)承載媒介,分別建設(shè)IP數(shù)據(jù)網(wǎng)和SDH傳輸網(wǎng),為移動(dòng)、固定通信業(yè)務(wù)開展提供支持,聯(lián)合交通運(yùn)輸指揮系統(tǒng)共同完成綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的搭建。利用沿線的傳輸節(jié)點(diǎn),能夠?qū)?shù)字調(diào)度、CTC等各種系統(tǒng)進(jìn)行接入,通過加強(qiáng)數(shù)據(jù)通信保證客運(yùn)列車安全運(yùn)行。
2鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線的應(yīng)用發(fā)展
2.1應(yīng)用問題
在客運(yùn)專線業(yè)務(wù)通信方面,通信網(wǎng)絡(luò)需要擔(dān)負(fù)大量列車接發(fā)、任務(wù)編組等業(yè)務(wù)。與此同時(shí),鐵路客運(yùn)專線對(duì)大寬帶的應(yīng)用要求不斷增多,如調(diào)度系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)等都將得到頻繁運(yùn)用,使得鐵路系統(tǒng)敷設(shè)的光纜需要完成較多傳輸系統(tǒng)的承載,需要對(duì)光纖通信系統(tǒng)占用的光纖芯數(shù)進(jìn)行盡量節(jié)省,以便為后續(xù)通信系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用提供支持。面對(duì)不斷增長的業(yè)務(wù)需求,還應(yīng)加強(qiáng)無線通信技術(shù)的應(yīng)用。但多年采用以對(duì)講機(jī)和GSM-R為主的通信技術(shù),無法滿足信息化發(fā)展需求。建設(shè)統(tǒng)一寬帶無線承載和應(yīng)用平臺(tái),人員可以攜帶移動(dòng)終端與后臺(tái)數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信,為作業(yè)管控和指揮調(diào)度等各種工作開展提供支撐,促使專線安全管控水平得到提高,繼而使鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線中得到更好應(yīng)用。
2.2平臺(tái)方案
2.2.1系統(tǒng)建設(shè)實(shí)際在客運(yùn)專線移動(dòng)信息化建設(shè)中,接入平臺(tái)可以采用TD-LTE寬帶無線通信系統(tǒng)、綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、虛擬化系統(tǒng)等構(gòu)成,應(yīng)用系統(tǒng)可以由客運(yùn)移動(dòng)信息化系統(tǒng)、指揮調(diào)度系統(tǒng)等構(gòu)成。其中,TD-LTE系統(tǒng)由無線基站BBU、核心網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、智能移動(dòng)終端、射頻拉遠(yuǎn)RRU等構(gòu)成,可以實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)無線覆蓋,并對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行承載。綜合監(jiān)控系統(tǒng)由客戶端、監(jiān)控管理服務(wù)器等構(gòu)成,虛擬化系統(tǒng)由虛擬服務(wù)器、監(jiān)控管理虛擬服務(wù)器、應(yīng)用虛擬服務(wù)器構(gòu)成,包含1個(gè)控制節(jié)點(diǎn)和計(jì)算節(jié)點(diǎn)。采用接入平臺(tái),能夠?qū)σ苿?dòng)終端進(jìn)行管理,在用戶獲得授權(quán)后通過終端訪問平臺(tái),根據(jù)權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、通話等操作。平臺(tái)可以利用拓?fù)鋱D對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行顯示,用于實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備管理。應(yīng)用系統(tǒng)中,智慧調(diào)度系統(tǒng)由移動(dòng)終端調(diào)度客戶端APP、服務(wù)器和調(diào)度臺(tái)構(gòu)成,移動(dòng)信息化系統(tǒng)由虛擬服務(wù)器、終端應(yīng)用APP、維護(hù)客戶端等構(gòu)成,可以與客運(yùn)專線既有系統(tǒng)和防火墻連接,從而實(shí)現(xiàn)信息交互。系統(tǒng)可以提供短消息、視頻通話、組呼等功能,并且可以信息公告,記錄交接班信息,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信息上傳,為列車信息查詢提供支持。平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)保持獨(dú)立通信,前者可以提供終端接入、數(shù)據(jù)承載和網(wǎng)絡(luò)管理功能,后者可以滿足作業(yè)需要,并實(shí)現(xiàn)信息共享,可以靈活拓展。
2.2.2網(wǎng)絡(luò)部署在網(wǎng)絡(luò)部署方面,實(shí)現(xiàn)寬帶無線接入需要完成核心網(wǎng)eSCN230布置,并進(jìn)行無線基站eBBU530布置,同時(shí)配置3個(gè)射頻拉遠(yuǎn)單元eRRU及定向天線。采用3個(gè)RRU實(shí)現(xiàn)星形連接,能夠?qū)崿F(xiàn)全站覆蓋,獲得1785-1790MHz頻率資源。在系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)布置上,在網(wǎng)絡(luò)層面不與既有業(yè)務(wù)系統(tǒng)連接,業(yè)務(wù)層面通過虛擬服務(wù)器和防火墻實(shí)現(xiàn)連接,利用不同物理網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)信息交互,不與無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接,從而實(shí)現(xiàn)信息隔離,保證通信安全。在無線接入側(cè),需要利用終端IMEI號(hào)授權(quán)進(jìn)行終端接入控制。權(quán)限需要在應(yīng)用系統(tǒng)通過軟件設(shè)置,對(duì)終端IMEI號(hào)和用戶名進(jìn)行綁定。根據(jù)IP地址限制、端口映射等各種限制條件,各業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息交互。將TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋擴(kuò)展至多個(gè)站點(diǎn),建立統(tǒng)一移動(dòng)信息化通信系統(tǒng),獲得對(duì)講機(jī)網(wǎng)管支持,不僅可以利用移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)IP調(diào)度通信,也能實(shí)現(xiàn)對(duì)講機(jī)互聯(lián)互通,開展大范圍的通話,促使呼叫通信功能得到升級(jí)。因此在客運(yùn)專線中引入無線移動(dòng)通信技術(shù),能夠使通信系統(tǒng)的實(shí)用性得到增強(qiáng)。
3結(jié)語
綜上所述,在鐵路通信工程建設(shè)過程中,還要加強(qiáng)通信技術(shù)的應(yīng)用,以便使各種通信資源得到優(yōu)化配置。在客運(yùn)專線中,還應(yīng)結(jié)合移動(dòng)信息化趨勢(shì)加強(qiáng)無線通信技術(shù)的應(yīng)用,使專線的通信系統(tǒng)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)得到功能升級(jí),為專線的高效運(yùn)行提供有力技術(shù)支撐。
參考文獻(xiàn)
[1]陳維明,蔣肖鋒,陳云飛,等.基于TD-LTE的鐵路客站移動(dòng)信息化接入平臺(tái)和應(yīng)用系統(tǒng)[J].中國鐵路,2019(08):87-91.
作者：彭坤 單位：中鐵設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司