客運專線鐵路通信技術應用

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摘要:在客運專線建設中,通信系統技術應用為重中之重?；诖?本文對鐵路通信技術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和基礎網絡,然后結合通信技術應用問題對TD-LTE和WLAN兩種無線通信技術進行了比較,提出了基于TD-LTE的通信系統建設方案,希望能夠通過加強技術應用實現系統升級。

關鍵詞:鐵路通信技術；客運專線；無線通信

引言

伴隨著科學技術發展,鐵路通信技術結構日漸復雜,能否實現通信資源的合理應用,直接影響鐵路各種業務開展效果。客運專線在鐵路工程中占據重要地位,而專線通信系統質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在客運專線的應用研究,以便及時引入先進通信技術,促使專線通信水平得到進一步提升。

1鐵路通信技術在客運專線的應用情況

1.1通信系統

在鐵路通信網絡中,包含長途傳送網、本地傳送網和本地接入網,在客運專線中應用還要實現有線網絡控制和無線網絡控制,建立由多個子系統構成的客戶專線通信系統。具體來講,包含數據通信系統、GSM-R移動通信系統、電話交換及接入系統、調度通信系統、通信電源及環境監控系統等。在數據通信方面,采用固定IP地址,利用綜合網絡作為基礎平臺,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,由核心網、無線網提供技術支撐。采用電話交換系統,主要采用OLT和ONU技術,實現鐵路電話交換網連接,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語音傳導。在通信調度方面,采用星形網絡配置,保證各點距離相等,降低傳輸速度誤差。在客運專線中,主要采用數字調度方式建立調度通信,與無線核心網MSC設備互聯,達到有線調度目標。在視頻監控方面,需要借助移動終端通信對線路運輸狀況進行實時監控。因此在客運專線應用鐵路通信技術,需要完成各通信子系統建設,系統間還要依靠無線基站、有線電纜構成有線與無線通信網絡實現信息交互。

1.2基礎網絡

在客運專線各類通信業務承載方面,需要完成通信網絡基礎平臺搭建。而平臺由通信網、數據網和計算機網絡平臺構成,負責對系統間的信息進行傳送,提供IP數據互聯和專業通道服務。其中,通信網為通信技術實現的基礎,建設過程中需要結合數據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,并利用光纜實現保護環創新。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,實現兩端有效連接,可以形成環形拓撲網絡。在系統拓展方面,可以內嵌RPR技術的622Mb/s接入網系統SDHMSTP,在區間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,形成保護環境,在滿足TDM業務開展需求的同時,實現數據高效傳輸,并對以太網數據進行高效處理,繼而使信息傳輸水平得到提升。此外,需要完成數據網建設,滿足客運專線提出的較高通信要求。數據網以SDH技術為基礎,需要完成匯聚層、骨干層和接入層的構建,能夠實現語音、圖像等各種數據傳送,完成多業務信息傳輸系統平臺建設。匯聚層由網絡樞紐位置的路由器構成,作為全車網絡使用。骨干層由多種傳送通道組網,以IP為業務承載媒介,分別建設IP數據網和SDH傳輸網,為移動、固定通信業務開展提供支持,聯合交通運輸指揮系統共同完成綜合業務網的搭建。利用沿線的傳輸節點,能夠對數字調度、CTC等各種系統進行接入,通過加強數據通信保證客運列車安全運行。

2鐵路通信技術在客運專線的應用發展

2.1應用問題

在客運專線業務通信方面,通信網絡需要擔負大量列車接發、任務編組等業務。與此同時,鐵路客運專線對大寬帶的應用要求不斷增多,如調度系統、MIS系統等都將得到頻繁運用,使得鐵路系統敷設的光纜需要完成較多傳輸系統的承載,需要對光纖通信系統占用的光纖芯數進行盡量節省,以便為后續通信系統建設應用提供支持。面對不斷增長的業務需求,還應加強無線通信技術的應用。但多年采用以對講機和GSM-R為主的通信技術,無法滿足信息化發展需求。建設統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據支撐系統進行實時通信,為作業管控和指揮調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在客運專線中得到更好應用。

2.2平臺方案

2.2.1系統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、綜合網絡監控系統、虛擬化系統等構成,應用系統可以由客運移動信息化系統、指揮調度系統等構成。其中,TD-LTE系統由無線基站BBU、核心網、無線網絡交換機、智能移動終端、射頻拉遠RRU等構成,可以實現站點無線覆蓋,并對數據業務進行承載。綜合監控系統由客戶端、監控管理服務器等構成,虛擬化系統由虛擬服務器、監控管理虛擬服務器、應用虛擬服務器構成,包含1個控制節點和計算節點。采用接入平臺,能夠對移動終端進行管理,在用戶獲得授權后通過終端訪問平臺,根據權限進行數據傳輸、通話等操作。平臺可以利用拓撲圖對網絡設備狀態進行顯示,用于實現無線網絡及設備管理。應用系統中,智慧調度系統由移動終端調度客戶端APP、服務器和調度臺構成,移動信息化系統由虛擬服務器、終端應用APP、維護客戶端等構成,可以與客運專線既有系統和防火墻連接,從而實現信息交互。系統可以提供短消息、視頻通話、組呼等功能,并且可以信息公告,記錄交接班信息,實現現場信息上傳,為列車信息查詢提供支持。平臺和應用系統保持獨立通信,前者可以提供終端接入、數據承載和網絡管理功能,后者可以滿足作業需要,并實現信息共享,可以靈活拓展。

2.2.2網絡部署在網絡部署方面,實現寬帶無線接入需要完成核心網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實現星形連接,能夠實現全站覆蓋,獲得1785-1790MHz頻率資源。在系統通信網絡布置上,在網絡層面不與既有業務系統連接,業務層面通過虛擬服務器和防火墻實現連接,利用不同物理網絡接口實現信息交互,不與無線網絡交換機連接,從而實現信息隔離,保證通信安全。在無線接入側,需要利用終端IMEI號授權進行終端接入控制。權限需要在應用系統通過軟件設置,對終端IMEI號和用戶名進行綁定。根據IP地址限制、端口映射等各種限制條件,各業務系統可以實現信息交互。將TD-LTE無線網絡覆蓋擴展至多個站點,建立統一移動信息化通信系統,獲得對講機網管支持,不僅可以利用移動終端實現IP調度通信,也能實現對講機互聯互通,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,能夠使通信系統的實用性得到增強。

3結語

綜上所述,在鐵路通信工程建設過程中,還要加強通信技術的應用,以便使各種通信資源得到優化配置。在客運專線中,還應結合移動信息化趨勢加強無線通信技術的應用,使專線的通信系統和基礎網絡得到功能升級,為專線的高效運行提供有力技術支撐。

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[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