多接口局铁路专用线通信与货运管理系统建设方案

路远聪

（中国铁路设计集团有限公司 电化电信工程设计研究院，天津 300308）

铁路专用线连接矿区、港口和企业，对于促进地方物产资源开发、加快地方经济发展、提高人民生活水平、增强区域招商引资等都具有重要意义和作用。近年来，各地相继提出“打好污染防治攻坚战、打赢蓝天保卫战”的口号，推进“公转铁”力度持续加大。同时，各地加快推进铁路配套专用线建设，发挥铁路低成本、大运量和绿色环保等比较优势，拓宽“公转铁”集货渠道，推动铁路货运增量[1]。目前，铁路专用线建成后多委托接轨站对应的所属铁路局集团公司运营管理，但现有国内铁路专用线多对应一个接轨站、一个铁路局集团公司、一个运营管理单位。浩吉（浩勒报吉—吉安）铁路与中煤王家岭铁路专用线联络线的建设使王家岭铁路专用线成为对应中国铁路西安局集团有限公司（简称：西安局集团公司）和中国铁路太原局集团有限公司（简称：太原局集团公司）两个接口局的铁路专用线。本文以该项目为案例，研究多接口局铁路专用线通信与货运管理系统的建设方案。

1 多接口局铁路专用线特点

1.1 铁路线路多接口

多接口局铁路专用线突出的特点就是一条专用线可接轨至两个或以上的接轨站，且各接轨站分别由不同铁路局集团公司管辖[2]，存在货运专用线与不同接轨站互联的系统接口，因此，各系统应兼容，满足不同的业务要求。

1.2 货运车辆多路径

多接口局铁路专用线多接口的特点必然产生货运车辆的多路径性，即专用线装卸站发出的车辆可以经不同接轨站去往不同路径，反之亦然。因此，需要对车辆车号、红外、装货状态进行识别记录，信息分别回传至各铁路局集团公司的相应主系统中。

1.3 无线通信多切换

多接口局铁路专用线相邻站多，无线通信系统的邻站切换多，可能存在不同无线通信系统制式间的切换。因此，需要了解既有相邻铁路的制式，并对交叉区域的复杂切换关系进行规划，完善无线通信设施。

1.4 货运经营多归属

多接口局铁路专用线货流去向不同决定了运营收益的多归属性，驶入不同铁路局集团公司车站的货票计费要由不同铁路局集团公司收取。因此，需要设置归属不同铁路局集团公司的货运管理系统。

2 总体架构

2.1 设计目标

多接口局铁路专用线通信与货运管理系统的工程设计需要按照技术先进、经济合理、安全可靠、高效畅通的原则，采用光缆、光传输设备组建通信传送平台，为铁路运输提供高质量的语音、数据等综合通信业务，满足货运管理需求。

2.2 总体架构

多接口局铁路专用线通信与货运管理信息系统建设方案的总体架构如图1所示。分为基础承载网、业务网、支撑网3个主要层次。设置通信系统（包括传输、电话交换及接入、有线调度通信、无线通信、通信线路等子系统）和货运管理系统等。根据实际需要，可设置视频监控子系统和货车装载视频监控子系统。无线通信子系统制式宜与所接轨的正线铁路无线通信系统保持一致。铁路沿线敷设单条干线光缆。

图1 总体架构

（1）基础承载网是多接口局铁路专用线通信网的主体，为所有铁路通信业务网及其他专业业务需求提供通道；为业务网各子系统提供基础服务，如传输子系统为业务网各子系统提供传输通道，也可为视频监控、电话交换及接入、货运管理等相关系统提供数据传送平台。（2）业务网为铁路专用线提供语音、数据、视频、图像等多种综合业务。业务网各系统相对独立，为满足各自不同的业务需求而设置。例如，电话交换及接入子系统为铁路部门提供日常办公自动电话业务，有线调度通信子系统提供铁路调度电话、直通电话业务。（3）支撑网是配合基础承载网、业务网正常工作，增强网络功能，保证通信服务质量的专用网络。支撑网为各相关系统提供同步、网络管理（简称：网管）等功能支持，如网管子系统为传输、数据、调度等各子系统提供网管功能，时间同步子系统为各相关子系统或部门提供统一的基准时钟信息，时钟同步子系统为传输系统提供频率同步信号。

3 系统功能

3.1 传输

多接口局铁路专用线承载的业务较少，传输技术多采用同步数字体系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）。根据各专业通道带宽及接口需求，合理设置设备的容量、节点结构、业务端口类型等。多接口局铁路专用线根据车站及传输节点数量可配置为单层传输系统。由于多接口局铁路专用线面向多个铁路局集团公司，因此传输设备的归属管理涉及多方共同网管监控的问题，需要与各接口局既有传输子系统互联，分别调整传输网管数据[3]。多接口局铁路专用线中新设的传输设备需要与各接口线路既有传输设备型号保持兼容。

3.2 有线调度通信

多接口局铁路专用线包含多个调度区段，数字调度通信子系统为其提供电调、列调、站场电话、站间行车电话等业务功能。多接口局铁路专用线新设车站可新设车站型调度交换机，也可利用各接轨车站的车站型调度交换机并新设值班员操作台。调度子系统组环时尽量不破坏接轨线既有调度环，可作为支链接入接轨站调度交换机。多接口局铁路专用线跨调度区段的行车较多，跨调度区间的站间电话互联可通过主系统汇接交换机转接互联实现，也可通过传输子系统链路互联，还可通过交叉互设操作台方式实现站间行车通话。

3.3 货运管理

多接口局铁路专用线交接场、装卸站常配置有企业及各接轨铁路局集团公司多方货运管理人员。为此配置的货运管理系统接入多个运营单位的铁路信息网，与其他内部信息网进行数据交互。货运管理终端设备根据定员配置情况，分别安装各站段货运管理系统软件。

3.4 货车装载视频监控

多接口局铁路专用线因其具有的多路径、多接口特点，因此，需要监控驶入相邻线路的车辆装载情况，查看车辆装载超限状态及其他信息。通过对车辆左、右、顶不同部位快速成像，将车辆信息实时叠加在图像中，上传到后台高清服务器，提供车辆信息及标记功能，实现查询历史过车图像[4-5]。可将监控设备的桁架及前端设备设置于多路径的共线咽喉区段，节省工程投资，监控数据可根据运营需求接入各铁路局集团公司复视监控。

4 应用案例

4.1 项目概况

浩吉铁路与中煤王家岭铁路专用线联络线位于既有黄韩侯（黄陵—韩城—侯马）铁路与浩吉铁路交汇处，主要涉及河津西站（西安局集团公司车站）、清涧站（太原局集团公司车站）、既有王家岭煤矿专用线。清涧站西场—河津西站联络线进站信号机区段委托太原局集团公司负责运营管理；河津西站联络线进站信号机—河津西站区段委托西安局集团公司负责运营管理。

4.2 功能优化

浩吉铁路与中煤王家岭铁路专用线联络线通信与货运管理系统设置传输、调度通信、无线通信、通信线路、货车装载视频监控等子系统，以及货运管理系统，功能优化的内容如下。

4.2.1 传输子系统

多接口局铁路专用线传输子系统需要与各相关铁路局集团公司的系统互联，并纳入网管，为避免网管控制的混乱，在其中一个接口局中心设置网管控制功能，在另一个接口局中心仅设置设备可见。在本案例中，在清涧西场信号楼通信机械室新设STM-4传输设备1套，与王家岭站STM-1传输设备和清涧站STM-4传输设备互连，利用新设干线光缆与既有光缆，构建STM-1光同步数字传输子系统；利用新设干线光缆，与河津西站STM-4传输设备互连，构建STM-4光同步数字传输子系统。新设的传输设备纳入太原局集团公司网管中心的既有传输网进行管理，并对既有传输网进行调整和扩容。

多接口局铁路专用线传输子系统须提供至各铁路局集团公司的数据通道。在本案例中，河津西站车辆车号红外探测站新设1套分组传输网（PTN，Packet Transport Network）设备，经传输子系统，为车号红外探测站提供以太网等传输通道及电话业务，车号及红外信息分别上传至太原局集团公司中心和西安局集团公司的相关系统。

4.2.2 调度通信子系统

多接口局铁路专用线邻站多，调度通信子系统必须满足至邻站间的调度通信子系统互通和站间行车电话互通的要求，在本项目中，清涧西场新设车站型调度交换机1套，接入清涧站既有车站型调度交换机，既有黄韩侯铁路调度组网维持不变，新增的交换机联接王家岭站和清涧站的调度支链，形成清涧站—清涧西场—王家岭站的调度支链。调整和扩容太原局集团公司调度系统网管。通过太原局集团公司与西安局集团公司调度主系统互联，满足站间行车电话的要求，传输系统逻辑链路作备用。

4.2.3 无线通信子系统

多接口局铁路专用线需要设置无线通信子系统并完善必要设施，因与多个邻站发生切换关系，需要对基站的切换关系作合理规划。在不同制式切换的情况下，机车须具备双模机车台。在本案例中，王家岭站GSM-R基站尚未开通，既有王家岭煤矿专用线采用无线列调方式，黄韩侯铁路和浩吉铁路均采用GSM-R制式，邻站间需要进行制式的切换。本联络线建成后暂使用无线列调实现无线通信，分别在清涧西场、河津西站新设无线列调车站台、无线列调天馈线等设备各1套。驶入专用线区段的内燃调机或本务机具备无线列调和GSM-R双模机车台。制式切换宜在接轨站进行。

4.2.4 通信线路子系统

多接口局铁路专用线至各接轨站之间敷设光缆链路，为各系统各业务提供物理连接和逻辑通路。该专用线以正线接轨黄韩侯铁路清涧站，并以联络线接轨浩吉铁路河津西站。王家岭站—清涧站既有光缆，割接引入本工程新设的清涧西场通信机械室。本工程王家岭站—清涧西场—清涧站新设光缆1条，清涧西场—河津西站新设光缆1条，从而实现各相邻站之间的物理链路互通。

4.2.5 货运管理系统

多接口局铁路专用线货物流向具有多出口的特点，因此，需要设置归属不同铁路局集团公司货运管理系统的终端，安装相应货运管理系统软件。在本项目中，王家岭装车站始发的货物重车，部分供应黄韩侯铁路，部分供应浩吉铁路。清涧西场信号楼信息机房新设路由器、网络机柜、交换机，在信息机房设置防火墙，其中，路由器用于本工程局域网内新增设备终端等，实现局域网与铁路数据办公网的通信，封装业务数据并进行分转发。防火墙帮助铁路办公网络内的不同网络层级之间构造相对安全的隔离保护屏障，实现局域网和广域网之间的安全隔离与访问控制。在货运员室等房屋新设货运终端，分别移植西安局集团公司和太原局集团公司相应的车务段货运系统软件。货运管理系统为铁路工作人员提供货运制票、货运营销、装卸车、列车预确报、货运安全管理、十八点统计等功能。

4.2.6 货车装载视频监控子系统

多接口局铁路专用线对驶出专用线的货物重车进行装载状态监控[6]，因存在多接口，监控桁架尽量设置在径路共线区段的咽喉区位置。在本案例中，装车站组织始发直达列车外运，卸后空车组织整列原路回空，重车可经清涧站驶入黄韩侯铁路，也可经河津西站驶入浩吉铁路。在清涧西场站场内王家岭一侧咽喉区设置货车装载视频监控室外设备。清涧西场信号楼信息机房新设货车装载视频监控系统室内设备，并在货运员室设置控制键盘和视频监控终端。货车装载视频监控系统实现对行进中的货运列车进行上、左、右三向视频监控并可识别车号，实现图像与车号对应。监控摄像机线路左侧、右侧摄像机采用立杆架设，线上方摄像机利用新设桁架架设。图像数据经光缆传送至室内服务器，经过服务器运算将结果反馈至监控室显示屏[7-8]。室外设备主要包括视频杆、监控终端、前端控制箱、扫描单元（包括灯光自动控制单元、来车启动单元、车厢分割单元、测速单元、防雷单元）等。

5 结束语

浩吉铁路与中煤王家岭铁路专用线联络线现已验收并开通运营。本文以此工程项目为案例，研究多接口局铁路专用线通信与货运管理系统的建设方案，该方案已在浩吉铁路与中煤王家岭铁路专用线联络线上实施。随着铁路专用线建设的广泛开展和铁路路网更加复杂，具有多个铁路局集团公司接轨站的铁路专用线也会陆续出现，良好的通信与信息系统对保障铁路专用线的高效平稳运营具有重要意义，希望本文能为其他类似系统的建设提供参考。