对铁路通信信号一体化技术的几点思考

2015-08-26李士军通号工程局集团天津交通信息技术有限公司天津300000

中国科技纵横 2015年8期

李士军（通号工程局集团天津交通信息技术有限公司，天津 300000）

对铁路通信信号一体化技术的几点思考

李士军
（通号工程局集团天津交通信息技术有限公司，天津 300000）

铁路通信信号技术作为铁路运输的重要保障，其新发展对现代铁路的发展有重要作用与意义。目前，国内铁路通信领域需要重点研究和解决的就是铁路通信信号一体化问题，从方案的设计到故障的排除再到研发/维护团体一体化等，都必须要紧紧围绕通信信号一体化这一主题。基于此，本文主要分析铁路通信信号一体化技术的优势、结构和关键技术。

铁路通信信号一体化思考

最近几年，国内铁路事业发展十分迅猛，据有关统计资料显示，到2013年，国内铁路网已经发展为全球第二，仅次于位居第一的美国。由此可见，铁路通信信号技术也需要不断发展才能适应发展迅猛的现代化铁路事业的需求。而铁路通信信号一体化技术就能很好地满足当前社会以及现代化铁路事业的发展需求。

1　铁路通信信号一体化技术的结构

根据由高到低的顺序，就广义层面来说，铁路通信信号系统结构包含4个层次：第一层，即最低层，主要有现场道岔设备、信号机、通信传输装置、轨道电路等；第二层，即安全控制设备层，主要有车站联锁、道口安全控制、列车控制装置等；第三层，即分局调度中心层，主要有车辆调度、调度集中、设备维修中心等；第四层，即最高层，主要有局部调度中心和宏观决策系统［1］。系统借助这4个层次实现铁路通信信号的一体化。（如图1所示）

2　铁路通信信号一体化的关键技术

铁路通信信号一体化技术主要包括以下几种：信息一体化，即运输生产时各种要素以及行车信息流的一体化，全部管理、控制、维护、指挥、监测信息都集中在一起，实现信息共享；机房一体化，即从设备布置原则角度而言不区分通信与信号设备；电力一体化，即依照用电设备等级做综合、全面考虑；防护一体化，即在构建系统之前，要全面、综合考虑电磁兼容、防雷等相关问题；维护一体化，即维护中心能有效监测并诊断全部设备，对告警信息实施统一管理，并紧密结合日常维护工作，全方位满足各个部门的管理需求。

此外，还建议使用以下两种改进技术：一是优化GSM-R切换流程。根据G S M-R双网交织覆盖场景，每小区平均覆盖速率约为m/s，这个时候高速列车就会进入小区切换流程，利用在目标小区CSD资源预留算法，使切换流程速度加快，就某种程度而言，这将会改变因为切换而引发的丢包问题。二是更改信号业务层传输层协议。把业务包划分为多个小包，且均固定3-4次重传，借助多包传递打散高误码率，强化整包一次性传递成功的几率［2］。

3　铁路通信信号一体化技术的优势

（1）高可靠性。在轨道电路里信号传输是开环的，也就是说发送者只负责发送信号，至于接受者能否完全接受信号是难以确切知晓的，但在CBTC系统里能实现双向通信，同时还能采取如反馈纠错等多种保证技术来强化系统的可靠性，进而确保铁路信号能借助无线网络实现安全运输与实时运输。（2）高效率性。借助无线通信方法传输铁路信号可以确保移动自动闭塞（MAS）得以实现。移动自动闭塞分区长度是可以改变的，且分区是随着列车运作而移动的，也就是说，闭塞分区不再采用也不需要地面信号，而是借助无线车载设备系统接收和前方列车或是车站距离等信息来进行列车控制的。利用无线车载设备系统对信息进行接收能有效确保精确性与实时性。（3）费用成本低。因为减少列车编组，实施高密度运行，能减少站台以及端站尾轨长度，信息传输不用再依靠轨道电路，设备基本上都集中在机车以及室内，节省了投资费用。因为减少或消除轨道电路以及地面色灯信号机等，也就缩减了故障面积，进而节省了很多现场安装工作以及维修量。在车站，无线机车信号跨越了轨道电路，挣脱了车站轨道电路电码化的束缚，使得系统结构更为简化。（4）通用性与灵活性较好。系统不用新增添设备，本身就具备双向运行功能，对线路故障或是特殊需求时的反向运行控制有促进作用，且不会由于列车反向运行而影响系统的安全以及性能。CBTN系统里能在同一时间里运行编组长度和性能都不相同的列车，而且对列车以及信号系统的借口标准要求也不那么高，对不同线路之间各个类型列车的互联互通有促进作用。因为系统使用的是通用组件，因此即便未来相互独立的子系统会换代或是升级，均不会影响列车控制。（5）信息量大。以往因为轨道电路系统是在铁轨上进行信号传输，所以速度比较慢，传输数据量也比较小，但事实上，由于列车速度与密度都逐渐提升，所以列车控制信号是很多的，无线通信网可以提供很多的信息传输，所以符合列车控制对信号传输的标准和要求。使用GSM-R系统符合铁路移动信息传输标准，同时其作为无线列调的新一代产品，能满足铁路无线数据传输、移动话音通信等多方面需求，而且在CTCS还承担着不间断传输列车控制命令信息，确保列车双向数据通信得以有效实现的重任。