客運專線鐵路通信技術(shù)應用
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摘要:在客運專線建設中,通信系統(tǒng)技術(shù)應用為重中之重?；诖?本文對鐵路通信技術(shù)在客運專線中的應用情況展開分析,介紹了專線采用的通信系統(tǒng)和基礎網(wǎng)絡,然后結(jié)合通信技術(shù)應用問題對TD-LTE和WLAN兩種無線通信技術(shù)進行了比較,提出了基于TD-LTE的通信系統(tǒng)建設方案,希望能夠通過加強技術(shù)應用實現(xiàn)系統(tǒng)升級。
關鍵詞:鐵路通信技術(shù)；客運專線；無線通信
引言
伴隨著科學技術(shù)發(fā)展,鐵路通信技術(shù)結(jié)構(gòu)日漸復雜,能否實現(xiàn)通信資源的合理應用,直接影響鐵路各種業(yè)務開展效果。客運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)量高低關系到專線能否維持正常運輸秩序。因此,還應加強鐵路通信技術(shù)在客運專線的應用研究,以便及時引入先進通信技術(shù),促使專線通信水平得到進一步提升。
1鐵路通信技術(shù)在客運專線的應用情況
1.1通信系統(tǒng)
在鐵路通信網(wǎng)絡中,包含長途傳送網(wǎng)、本地傳送網(wǎng)和本地接入網(wǎng),在客運專線中應用還要實現(xiàn)有線網(wǎng)絡控制和無線網(wǎng)絡控制,建立由多個子系統(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)絡作為基礎平臺,對鐵路24小時信息通信進行支撐。在移動通信方面,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),實現(xiàn)鐵路電話交換網(wǎng)連接,提供語音通話服務,配合采用對講機,能夠在鐵路運輸中實現(xiàn)語音傳導。在通信調(diào)度方面,采用星形網(wǎng)絡配置,保證各點距離相等,降低傳輸速度誤差。在客運專線中,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設備互聯(lián),達到有線調(diào)度目標。在視頻監(jiān)控方面,需要借助移動終端通信對線路運輸狀況進行實時監(jiān)控。因此在客運專線應用鐵路通信技術(shù),需要完成各通信子系統(tǒng)建設,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)絡實現(xiàn)信息交互。
1.2基礎網(wǎng)絡
在客運專線各類通信業(yè)務承載方面,需要完成通信網(wǎng)絡基礎平臺搭建。而平臺由通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和計算機網(wǎng)絡平臺構(gòu)成,負責對系統(tǒng)間的信息進行傳送,提供IP數(shù)據(jù)互聯(lián)和專業(yè)通道服務。其中,通信網(wǎng)為通信技術(shù)實現(xiàn)的基礎,建設過程中需要結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸需求對匯聚層路由器進行高效對接。用于為客運專線提供通信服務,無需考慮公平接入和寬帶共享問題,直接在骨干層建設2.5GB/s信息傳輸系統(tǒng),并利用光纜實現(xiàn)保護環(huán)創(chuàng)新。在專線沿途,需要在各車站安裝ADM設備。對沿線光纜的光纖進行抽取,實現(xiàn)兩端有效連接,可以形成環(huán)形拓撲網(wǎng)絡。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、信號中繼站等位置安裝MSTPADM+NU設備[1]。在鐵路兩邊敷設光纜,形成保護環(huán)境,在滿足TDM業(yè)務開展需求的同時,實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸,并對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進行高效處理,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,滿足客運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,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)務信息傳輸系統(tǒng)平臺建設。匯聚層由網(wǎng)絡樞紐位置的路由器構(gòu)成,作為全車網(wǎng)絡使用。骨干層由多種傳送通道組網(wǎng),以IP為業(yè)務承載媒介,分別建設IP數(shù)據(jù)網(wǎng)和SDH傳輸網(wǎng),為移動、固定通信業(yè)務開展提供支持,聯(lián)合交通運輸指揮系統(tǒng)共同完成綜合業(yè)務網(wǎng)的搭建。利用沿線的傳輸節(jié)點,能夠?qū)?shù)字調(diào)度、CTC等各種系統(tǒng)進行接入,通過加強數(shù)據(jù)通信保證客運列車安全運行。
2鐵路通信技術(shù)在客運專線的應用發(fā)展
2.1應用問題
在客運專線業(yè)務通信方面,通信網(wǎng)絡需要擔負大量列車接發(fā)、任務編組等業(yè)務。與此同時,鐵路客運專線對大寬帶的應用要求不斷增多,如調(diào)度系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)等都將得到頻繁運用,使得鐵路系統(tǒng)敷設的光纜需要完成較多傳輸系統(tǒng)的承載,需要對光纖通信系統(tǒng)占用的光纖芯數(shù)進行盡量節(jié)省,以便為后續(xù)通信系統(tǒng)建設應用提供支持。面對不斷增長的業(yè)務需求,還應加強無線通信技術(shù)的應用。但多年采用以對講機和GSM-R為主的通信技術(shù),無法滿足信息化發(fā)展需求。建設統(tǒng)一寬帶無線承載和應用平臺,人員可以攜帶移動終端與后臺數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)進行實時通信,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)在客運專線中得到更好應用。
2.2平臺方案
2.2.1系統(tǒng)建設實際在客運專線移動信息化建設中,接入平臺可以采用TD-LTE寬帶無線通信系統(tǒng)、綜合網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)、虛擬化系統(tǒng)等構(gòu)成,應用系統(tǒng)可以由客運移動信息化系統(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)絡交換機、智能移動終端、射頻拉遠RRU等構(gòu)成,可以實現(xiàn)站點無線覆蓋,并對數(shù)據(jù)業(yè)務進行承載。綜合監(jiān)控系統(tǒng)由客戶端、監(jiān)控管理服務器等構(gòu)成,虛擬化系統(tǒng)由虛擬服務器、監(jiān)控管理虛擬服務器、應用虛擬服務器構(gòu)成,包含1個控制節(jié)點和計算節(jié)點。采用接入平臺,能夠?qū)σ苿咏K端進行管理,在用戶獲得授權(quán)后通過終端訪問平臺,根據(jù)權(quán)限進行數(shù)據(jù)傳輸、通話等操作。平臺可以利用拓撲圖對網(wǎng)絡設備狀態(tài)進行顯示,用于實現(xiàn)無線網(wǎng)絡及設備管理。應用系統(tǒng)中,智慧調(diào)度系統(tǒng)由移動終端調(diào)度客戶端APP、服務器和調(diào)度臺構(gòu)成,移動信息化系統(tǒng)由虛擬服務器、終端應用APP、維護客戶端等構(gòu)成,可以與客運專線既有系統(tǒng)和防火墻連接,從而實現(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,實現(xiàn)現(xiàn)場信息上傳,為列車信息查詢提供支持。平臺和應用系統(tǒng)保持獨立通信,前者可以提供終端接入、數(shù)據(jù)承載和網(wǎng)絡管理功能,后者可以滿足作業(yè)需要,并實現(xiàn)信息共享,可以靈活拓展。
2.2.2網(wǎng)絡部署在網(wǎng)絡部署方面,實現(xiàn)寬帶無線接入需要完成核心網(wǎng)eSCN230布置,并進行無線基站eBBU530布置,同時配置3個射頻拉遠單元eRRU及定向天線。采用3個RRU實現(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)絡布置上,在網(wǎng)絡層面不與既有業(yè)務系統(tǒng)連接,業(yè)務層面通過虛擬服務器和防火墻實現(xiàn)連接,利用不同物理網(wǎng)絡接口實現(xiàn)信息交互,不與無線網(wǎng)絡交換機連接,從而實現(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號授權(quán)進行終端接入控制。權(quán)限需要在應用系統(tǒng)通過軟件設置,對終端IMEI號和用戶名進行綁定。根據(jù)IP地址限制、端口映射等各種限制條件,各業(yè)務系統(tǒng)可以實現(xiàn)信息交互。將TD-LTE無線網(wǎng)絡覆蓋擴展至多個站點,建立統(tǒng)一移動信息化通信系統(tǒng),獲得對講機網(wǎng)管支持,不僅可以利用移動終端實現(xiàn)IP調(diào)度通信,也能實現(xiàn)對講機互聯(lián)互通,開展大范圍的通話,促使呼叫通信功能得到升級。因此在客運專線中引入無線移動通信技術(shù),能夠使通信系統(tǒng)的實用性得到增強。
3結(jié)語
綜上所述,在鐵路通信工程建設過程中,還要加強通信技術(shù)的應用,以便使各種通信資源得到優(yōu)化配置。在客運專線中,還應結(jié)合移動信息化趨勢加強無線通信技術(shù)的應用,使專線的通信系統(tǒng)和基礎網(wǎng)絡得到功能升級,為專線的高效運行提供有力技術(shù)支撐。
參考文獻
[1]陳維明,蔣肖鋒,陳云飛,等.基于TD-LTE的鐵路客站移動信息化接入平臺和應用系統(tǒng)[J].中國鐵路,2019(08):87-91.
作者：彭坤 單位：中鐵設計咨詢集團有限公司