淺談高速鐵路長大隧道應急通信

庚 旭

隨著高速鐵路開通線數的增多,人們在歡呼中國高速鐵路帶來的快捷的同時,對鐵路運輸安全和效率也提出了更高的要求。在鐵路應急搶險系統中,應急通信系統尤顯重要。

1 現有鐵路線應急通信

我國鐵路應急通信建設受鐵路等級和地域條件等限制,發展較為緩慢。早期,鐵路應急通信基本上依賴于沿線的區間通話柱,提供話音和靜止圖像通信業務,存在業務功能少、速度慢、語音和圖像質量不夠好、不及時等問題,嚴重影響應急搶險工作。

近年來陸續有新型的寬帶鐵路應急通信系統出現。有的應急通信設備依靠鐵路沿線的區間通話柱,采用 xDSL接入技術,在鐵路事故現場至鐵路局指揮調度中心之間建立 2Mb/s帶寬的透明傳輸通道,可以將事故現場的動態圖像和語音、數據等信息快速傳送到指揮調度中心,從而保證各級指揮人員能及時獲取信息、作出決策,向現場搶險人員下達命令。

但是我國新建的高速鐵路不再鋪設區間電纜,而是采用 GSM-R網絡,沿線設立 GSM-R基站,每個基站都由光傳輸設備提供傳輸通路。另外,我國的高速鐵路大多都要穿過長大隧道,在長大隧道內,如何提供具備動圖傳輸的寬帶應急通信,這也是一個難題。

2 高速鐵路長大隧道應急通信方案

高速鐵路 GSM-R網絡在隧道內有很好的信號覆蓋,布放了基站、直放站、泄漏電纜等,一般隧道內直放站的布放間距為 1 km,每個直放站都有為其提供傳輸通道的光傳輸設備,一般都預留有2 Mb/s通道。應急通信系統可以利用 2 Mb/s通道來建立隧道內應急通信設備與應急指揮中心的對接。

對于隧道內 2個直放站之間的 1 km范圍的覆蓋,可以有 2種臨時架設有線的方式。一種是架設傳統的被覆線,另一種是架設輕便野戰光纜。被覆線方式的線纜成本相對低廉,通信時線纜兩端需要采用 xDSL調制解調設備,帶寬一般限制在 2 Mb/s以內。野戰光纜方式的線纜成本略高,通信時光纜兩端使用光 Modem,自身一般不存在帶寬瓶頸,現場與應急中心的通信帶寬主要受制于光傳輸設備給應急通信預留的傳輸通道帶寬。

以津秦線為例,全線計劃建設 14座隧道,其中最長的葫蘆山隧道長 3.8 km,采用野戰光纜接入模式實現隧道應急通信,組網圖如圖 1所示。傳輸網絡要求在每個基站/直放站預留 1個以上的2 Mb/s通道。當隧道內出現緊急情況時,救援人員可攜帶 1 km長的野戰光纜從現場布放到最近的一個基站/直放站的光傳輸設備,接入預留的2 Mb/s接口,將現場的實時動圖、語音、數據傳到應急指揮中心。這樣在應急指揮中心即可實時看到現場的圖像,與現場同時進行多路語音通話,獲取數據資料。

圖 1 野戰光纜接入模式實現隧道應急通信組網圖

上述野戰光纜方案既能用于長大隧道內的應急通信,也能應用于高鐵沿線其他環境的應急通信。此外,高鐵沿線隧道外的應急通信解決方案還包括 VSAT衛星方式、海事衛星方式、寬帶無線方式等。

3 應急通信系統設備

3.1 搶險現場設備

搶險現場設備包括:現場影音采集設備、現場應急接入設備、現場無線設備等,平時一般放置于客運專線的綜合維修工區、路局調度所內。現場應急接入設備采用寬帶無線接入方式或野戰光纜接入方式連接至 GSM-R基站側機房內的數字配線架,再通過客運專線 MSTP多業務傳輸平臺,將現場采集到的動態圖像、語音、數據等信息送至指揮中心的應急局端設備。

3.2 車站/基站側設備

根據搶險現場設備接入方式的不同,在車站/基站側配置寬帶無線接入或光纖接入設備,將來自現場的無線信號或者光信號轉換為標準的E1、以太網電信號送至多業務傳輸平臺。

3.3 應急中心設備

應急中心主設備由應急調度交換機、視頻服務器、數字錄音儀及網管服務器等組成。操作終端由應急指揮臺、應急操作臺、應急值班臺、應急中心音視頻終端和網管終端等組成,其組網結構如圖 2所示。各種操作終端與應急中心主設備通過 IP方式相連,完成與突發事件現場、其他應急中心之間語音、圖像和數據信息的實時交互、指揮調度功能;完成與自動電話網、調度通信網的語音通信功能;完成調看綜合視頻系統、靜圖系統的圖像信息功能;完成在圖像顯示系統上調看實時應急現場圖像功能;完成設備管理、資源調度等功能。

圖 2 應急中心設備組網圖

整套現場應急通信系統,集成度高、功耗低、體積小、重量輕,方便移動。中心應急通信系統集調度指揮、視頻調看、綜合網管、數字錄音等各種功能于一體,配備指揮臺、操作臺、值班臺、音視頻終端、網管終端等終端設備,為不同業務部門提供完善的調度指揮、信息共享解決方案。同時前后端設備均完全符合國際標準的軟件、硬件、通信、網絡、操作系統和數據管理系統等方面的接口和工具,使系統具有良好的兼容性和環境適應能力,既可以通過與鐵路自動電話網和調度網能實現語音的互聯互通,也可根據功能需要與同級其他應急中心、上級應急通信中心實現語音、圖像、數據的互通,還可以根據鐵路業務發展需要與鐵路綜合視頻系統實現對接。

(責任編輯:諸 紅)