现代信息控制技术在铁路通信系统中的应用

张永华

（朔黄铁路发展有限责任公司,河北沧州062350）

现代信息控制技术在铁路通信系统中的应用

张永华

（朔黄铁路发展有限责任公司,河北沧州062350）

我国近些年城区建设规模扩大，城市人流量的增大给交通带来巨大压力。铁路工程建设能够有效地缓解交通压力，充分保证人们的正常出行，降低城市交通拥堵的现象。通信系统的正常运行能够保证铁路的安全平稳通行，所以铁路部门需要提高对通信系统的重视度。提高城市交通运输能力，需要加强铁路通信系统的设计和施工，做好信息的沟通，不断改进设计施工制度，尽量避免铁路出现通信故障，进而提高铁路运行的可靠性。

铁路；网络准入控制技术；通信系统

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.075

1 引言

铁路中所用的通信系统主要由两个部分组成，即有线通信部分和无线通信部分，有线通信部分基本上与普通铁路的通信系统相同，不同之处主要是无线通信部分。下面我们主要对应用于铁路中的现代通信技术进行阐述，让人们相信现代化的通信技术完全有实力为高速铁路的发展保驾护航。

2 几种通信系统认证技术比较

2.1 PPPoE的优劣

1）优点：（1）比PSTN窄带拨号接入技术更为先进、适用；（2）具有现有窄带网络用户访问相同的认证制度；（3）最终使用户更加容易接收。

2）缺点：（1）PPP协议与以太网之间有着根本的不同，PPP协议的包装速度和效率较为低下，因为PPP协议的封装是间接的，需要重新封装到以太网帧的一个中间过程；（2）PPPoE在使用过程中非常的耗费流量，这样对整个网络的通畅产生了不利的影响；（3）视频业务主要是在组播的基础上发展起来了，目前组播视频的发展遇到了瓶颈；（4）PPP协议在使用过程中要求客户选取终端软件，来适应巨大的维护工作量的操作；（5）PPPoe认证还得外置BAS，一般这类BAS设备的使用成本是很高的，其认证过程中还有可能失败。

2.2 Web的优劣

1）优点：适用于客户端各种通用软件，运行速度高，工作量低；提供审核验证协议等服务内容。

2）缺点：Web认证技术需要高端设备，以便满足其7层协议的要求，因此，网络建设成本要求高。

2.3 EOU优劣

支持ACL的下发，可以做精细的访问控制；支持HTTP重定向功能，可以对不符合准入条件的客户端自动重定向到安装页面，进行操作；支持下联HUB，无线AP；支持针对MAC地址认证；支持访客策略；思科私有协议，必须是三层交换机才能采用；要支持逃生策略，需要特定以上版本。

2.4 802.1X优劣

公有协议，大部分厂商都支持；支持基于MAC地址的认证，下联HUB和无线AP。

3 铁路通信系统的设计管理与施工技术内容

铁路工程在施工中可能需要架设管道，虽然我国铁路建设部门在不断地改进铁路通信技术但是在实际设计施工中仍然存在一些不可避免的问题。首先，在接口方面，复杂的铁路通信系统更有着众多的内部接口数量，一旦出现了连接上的错误就会导致整个通信网络的信号传递出现问题甚至瘫痪。同时，通信系统接口的类型又有很多种，在对接中不能忽略接口样式和线条数，否则会导致通信系统难以正常地运行。其次，在换乘站通信方面，铁路通信中换乘站通信系统是主要的位置之一，有着更多的人流量，也有着十分复杂的网络线，换乘站通信系统是整个通信系统中难度比较大的一项工作，所以在施工中需要提高设计方面的合理性，保证施工技术的可行性，通过采用无线网覆盖的方式保证换乘站通信方面的顺利传达。然后要注意各个线路资源之间的配合。铁路工程有着众多的线路，其中包括无轨线、电力线、通信系统线路等诸多线路。在网络运输持续发展的背景下，设计人员需要充分考虑全市的网络系统，做好地下管线的协调和融合，避免出现重复问题，避免线路交叉。此外，也需要保护好铁路通信设备。目前我国在铁路通信系统的保护上存在严重不足，很多设备运转的安全性和稳定性不足，使用寿命较短。所以，应当做好设备的管理维护，做好防尘、防电干扰等工作，加强设备保养维修，进而保证铁路通信系统的正常工作。

4 现代通信技术在铁路中的应用

4.1 FAS调度系统的应用

所谓FAS调度系统指的是信息时代的产物，是一种数字化的全新的调度系统。该系统主要由5部分组成:（1）必须要有值班台的存在；（2）枢纽FAS，各大铁路局必须拥有的调度系统；（3）调度台必须存在于该系统中；（4）接入交换系统，组成必须为固定终端且固定用户需为GSM-R。该数字化调度系统必须由以上4部分组成，方能完整地发挥该通信系统优异的性能。铁路通信系统中调度系统形成网络的过程如下：首先通过铁路局枢纽FAS调度系统所特有的30B+D接口，通过该接口完成枢纽与MSC交换中心的连接，紧接着，各地区的FAS之间相互联系，相互影响，进而FAS调度系统之间建立一个独特的数字传送通道，最终完成数字信息的相互传递。FAS调度系统是基于数字化体系而建立起的全新的数字化铁路通信系统，是传统数字化系统的进一步发展和成熟。FAS调度系统将无线通信和有线通信有机地结合在一起，不仅完成了铁路通信系统中无线和有线连接，也完成铁路通信系统的进一步强化。

FAS调度系统在铁路通信业务中主要在调度电话、站场通信及区间通信3个方面有着较为广泛的应用。调度电话的有效运用保证了通信线路的通畅，避免某些通信的主要技术手段，通过共线使得指定区段的所有与行车相关人员能够随时保持联系，降低了列车运行期间的安全隐患、意外状况的发生。通信共线使FAS调度系统全方位实现调度。

4.2 智能化在线监测系统的应用

经过几次大提速之后，一些区段中货车行驶的速度已经达到了250km/h。随着列车的速度提升，自然对线路、配套设施以及车辆都提出了相应要求，所以必须要建立一个连续的、密集型的巡检工作。同时列车高速运行时，巡视检测一定要将人身安全作为第一要素。在进行作业时一定要密切观察来往车辆，及时到下道避让。因此使用智能化在线检测非常重要，也是解决运行装备的巡检工作的合理方案。

通过移动设备检测固定设备技术措施，极大满足了线路中密切巡检所需。比如机车上装了轨道动态检测设备，能够检测轨道的线路状况，一种方法就是测出轨道的基本参数，这种装置大多数安装到机车的车体上，而机车的监控记录器就是记录里程错表与车速，一旦车体的振动速度超过了门限值，能够将测到的加速值和坐标信息、车速共同放进储存器中，再经过转储器将数据转送到微机打印检测结果。另外一种就是和高速摄像技术相结合，同时应用上GPS定位技术、图像处理技术等，能够高速拍摄出钢轨的表面，同时进行故障识别与故障定位。这种智能系统安装比较便利，可以安装到轨道车及行李车上，还可以安装到客车上，在行驶中不间断高速拍摄钢轨情况，自动将故障情况判断出来并且确定出精确里程。当然该检测功能并不单一，而是要包含自动识别擦伤、掉块、裂纹、错牙，还要自动检测轨缝等等，将这种智能化的在线检测系统使用到线路与客运专线上，就可以代替人工进行作业，而具备了高速度、高效率、全天候等各种作业特征，实现数字化检测结果，进而形成了线路的图像数据库。

4.3 应用于安全监控车辆系统中

随着科学技术的不断发展，铁路部分在其发展过程中，也提出了必须继续深化铁路信息化建设的要求，要想真正达到这一要求，必须要采用通信传输技术与信息网络强化安全运行控制管理。主要是以动态图像监控货车运行故障、红外线探测轴温智能跟踪等，联合形成多专业、多层次及多部门安全运行监控体系，进而确保整个运行线的安全监控水平。尤其是应用了短距离WiMax及WiFi的无线传输技术有机结合的传感器，以及长距离的有线线路共同形成网络，给铁路安全监控提供移动装备条件。在红外线探测轴温系统中（THDS），每间隔30公里就需要安装上红外线探头，用来测试红外线的轴温，同时结合60万辆的货车配备RFID标签，能够检测车辆号码及每一根轴轮温度，如今在这个方面已经逐渐实现了集中报警、分散检测、网络运行、信息共享及远程监控的防范预警体系，提升了车辆安全能力。同时还在机车与客运车辆上加设传感系统，能够静态和动态测定线路钢轨、隧道及桥梁的数据，进而实现了双重检测监控，有效提升了高速铁路运行中整体安全系数。

4.4 802.1X协议的网络准入控制技术在铁路通信系统中的应用

802.1 X协议的网络准入控制系统通过统一安全策略管理，实现了对计算机终端指定防病毒软件安装、操作系统安装补丁等进行有效性检查，同时规范了计算机终端对信息资源的访问管理，系统部署后，对于不符合网络信息安全管理要求的计算机，将不能使用信息网络资源。该认证系统，可以对接入网络的用户身份进行验证，对不符合要求的用户不能通过验证，因此不能使用网络资源，只有通过身份验证的用户才能访问网络资源。

5 结语

随着近些年科学技术高速发展，我国铁路发展到了跨时代阶段，并且客货列车都进入到了重载、高速的现代化水平。特别是高速铁路、货运专线、客运专线以及城际铁路大规模建设，都促进了我国铁路的网络化发展。发展铁路的同时应用现代通信技术是必然趋势，也是提速、确保安全的有力保障。

【1】李泰,李烨.高速铁路场景移动通信系统切换研究综述[J].通信技术, 2015（5）:566-572.

【2】侯攀.高速铁路列车无线通信系统所受干扰的研究[D].北京：北京交通大学,2015.

ApplicationofModernInformationControlTechnologyinRailwayCommunicationSystem

ZHANG Yong-hua
(Shuo-HuangRailwayDevelopmentCo.Ltd.,Cangzhou 062350，China)

With the scale expansion of urban construction in China recently,the stream of people has brought great pressure to the traffic. Railway engineering construction can effectively alleviate traffic pressure,fully guarantee people's normal travel,and release urban traffic congestion.Thenormaloperationofthecommunicationsystemcanensurethesafetyandstabilityoftherailway,sotherailwaydepartmentsneed toimprovetheattentiontothecommunicationsystem.Inorderto improvethecapacityofurbantransportation,weneedtostrengthenthedesign andconstructionoftherailwaycommunicationsystem,dowellininformationcommunication,improvethedesignandconstructionrules,andtry toavoidcommunicationfailure,soastoimprovethereliabilityofrailwayoperation.

railway;networkaccesscontroltechnology;communicationsystem

TN929.5

B

1007-9467（2016）10-0167-03

2016-06-22

张永华（1979～），女，甘肃陇西人，工程师，从事铁路通信技术研究。