基于通信系统的铁路信号安全信息传输的应用

文/赵楠楠

自建国以来，随着铁路发展的不断变化，铁路通信信号也在发生着变化。铁路通信系统作为铁路信号传输的载体，对信息的安全传输有着重要的影响。近年来，越来越多的学者将目光转向提高铁路信号安全信息传输的研究中，在以往研究的基础上，本文引入通信系统这一载体，并探讨其应用的可能性，在理论和现实中都具有重要意义。

1 新型列车运行控制系统的特点分析

1.1 传输可靠性高

在轨道信息传输的过程当中，传输是单向性的，即传输者只负责将信息进行传送，至于信息传输的完整性，信息的可靠性并不是传输者所关心的，这使得传输的铁路信息的有用率大大降低。另外，铁路信息传输的媒介是钢轨铁轨，由于自身材质的特性，极易受到外界，例如温度、气候、地域等的影响，因此传输的可靠性比较差。

1.2 运输效率高

传统的铁路信号运输方式比较闭塞，往往依赖于地面信号，在信息接收时所需的时间较长。在通信系统下，铁路信号能够实现信息的自动闭塞，并且闭塞的长度可以随着列车运行的速度而不断变化，在无线设备的运用下，铁路信息运输所需的时间缩短，传输的内容还原性加强，具有高的时效性和准确性。因此，节约了在信息传输过程当中的人力和物力，铁路信息安全传输的效率大大提高了。

1.3 运输信息量大

传统的铁路信息是靠钢轨、铁轨进行传播的，存在着速度缓慢、数据量偏小等特点。但在实际的运行中，对列车速度要求的越来越高，进而对控制列车的信号要求也相应提高。而在通信系统下，在铁路信号运输的过程中能够提供大量的信息。

2 基于通信系统下构建安全的铁路信号

2.1 构建安全系统

在通信系统下，即使铁路信号在传输的过程中出现故障，传送信号的输出方向始终都是正确的亦或是安全的，换句话说，此输出故障不会造成重大的经济、人员损失，这样的传输系统被称为安全系统。安全系统自带错误排查系统，当出现故障时，安全系统将自动开启自我保护功能，并对所出现的故障的原因进行排查，并及时给予解决。互联网网络中时常存在一些潜在故障，因此要解决这一问题，必须构建一个安全系统，在承认故障不可避免的情况下，最大程度的降低故障的危害性。

2.2 建立容错系统

容错技术的加强是提高互联网系统的一项有效措施，其可以在系统出现故障时及时的解决故障，一个真正有效的容错系统不仅仅包括硬件冗余，还包括了软件冗余，但两者不是独立的一部分，而是相融合的，是从硬件系统过度到软件系统的一个循环过程。硬件容错是在通信系统出现故障时，保护高层的软件不受故障的影响，独立运行。但软件中自身存在的数据和逻辑上的错误，硬件冗余无法实现纠错功能，这时就需要软件容错发挥机制保护的作用，保证应用机制不受影响，正常运行。

3 通信系统下铁路信号安全信息传输设计研究

3.1 通信系统的传输方式

3.1.1 封闭式传输

通信系统的封闭式传输又称为有线传输方式，其在长距离的传输过程当中具有明显的稳定性、可靠性和保密性，同时传输的数据量也相对较大。目前在传输领域中，封闭式传输占有相当大的份额。但是，封闭式的传输方式也有其不足之处，如在建设封闭式传输时所耗费的资金众多，花费的时间较长，且维护成本比较高。

3.1.2 开放式传输

开放式传输又称为无线传输方式，其通过无线网络快速进行传输，迎合了紧急事件传输的需求，而且开放式传输建设周期较短且维护比较简单，花费成本小，但是容易受到其他因素的干扰，如天气、温度、地域等。因此开放式的传输方式的可靠性、稳定性、保密性较差。目前，开放式的传输方式发展的比较快，但在实际运用中存在的这些不足也阻碍了其在传输方式上占据主导的地位。

综合了封闭式传输方式和开放式传输方式的特点，需要设计出一种保证信息安全传输的系统，而近年来，光纤传输系统有着适应性强、稳定性好、可靠性高、易于设计和维护、传输数据量大等特点在铁路通信系统应用中脱颖而出，逐渐成为新型铁路通信系统中信号安全传输的重要方式。

3.2 通信系统的设计原则

3.2.1 通信系统存在的隐患

通信系统具有明显的一个特点就是开放性，这一特点使通信系统与其他互联网系统更好的融合在一起，通信系统本身也在融合的过程当中慢慢改善，从而达到日益变化的互联网系统中对通信系统的要求。但在对外开放的同时也产生了一些内外部的安全隐患，内部隐患如内部应用环境的破坏、系统器件的损坏、硬软件数据错误等，这些内部隐患正是通信系统对外开放时造成的。外部隐患如网络黑客的恶意攻击、病毒侵入等造成的通信系统信息的泄漏。

3.2.2 安全设计的原则

在进行通信系统安全设计时首先要考虑的就是独立性原则，即无法判断是否为安全性的信息无法进入到通信系统中，这样保证了铁路通信网络的安全性。再者就是唯一性原则，即排除了人为的因素，故障是通信系统传输信息失败的唯一原因，在解决通信系统问题时只用考虑系统本身的故障，而不用去检测是否是人为失误造成的，这样节省了大量的时间和精力。

综上所述，通信系统下，新型列车运行控制系统具有传输传输可靠性高、传输效率高、传输的信息量大等特点，因此要构建安全系统和容错系统来构建铁路信号信息系统。在结合了封闭式传输和开放式传输的优点，改进两者缺点的情况下，进行铁路信号安全信息传输的设计，在设计过程当中，需要考量通信系统当前存在的一些隐患，遵循独立性、唯一性、定时性的设计原则。

参考文献

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