鐵路通信信號傳輸安全問題的有效解決措施

【 摘 要 】 隨著我國社會經濟的快速發展，我國鐵路事業也發生著翻天覆地的變化，這對鐵路信號的傳輸提出了更高的要求，將我國鐵路信號傳輸系統建設成為網絡化、數字化、智能化和一體化是發展的大趨勢。本文就對鐵路信號傳輸安全問題進行了詳細探討、分析。

【 關鍵詞 】 鐵路；通信信號；信號傳輸；安全問題

1 引言

由于列車在以往的傳統鐵路信號系統中的運行速度較低，所以通信信號系統并不能與信息系統相互連接，二者是相互獨立的。而基于現在飛速發展的鐵路信號系統中，大部分電子化信號系統的信息，包括列車調度、監督、控制等，這些信息都需要借助鐵路信號系統來實現遠距離的快速傳送，二者如果相互獨立則不能滿足現代鐵路信號系統這一需求，這就促使了CBTC系統的形成。

所謂的CBTC系統，就是將鐵路運輸組織必需的通信和信號兩大系統逐漸的融合在一起，使二者相互滲透結合，最終形成一個涵蓋了通信、控制、指揮和處理信息等多個方面的智能自動化系統，事實上也就是將鐵路信號利用通信的方式傳送出去。因而也就真正意義上實現了鐵路的通信信號一體化，而這種新型的傳輸信號的方式，將比傳統的利用軌道電路傳送信號的方式具有很多優勢，大致包括幾點。

1.1 信號傳輸的可靠性高

在傳統的軌道電路中，信號的傳輸是單向的，也就是發送者只負責發送信號，根本無法確定遠處的接收者是不是真正的收到了信息，而且鐵軌是軌道電路信號系統唯一的傳輸媒介，極其容易受到外界的影響而影響信號的傳輸，造成信號傳輸十分沒有可靠性，也就滿足不了控制高速列車的需求。而在新型的CBTC系統中，雙方的信號是互通的，可以做到雙向通信，還能通過非常多的保證技術來提高信號傳輸的可靠性，這就能夠保證工作人員可以實時并且安全地通過通信網絡實現鐵路信號的傳輸。

1.2 鐵路信息信號傳輸效率相對較高

在目前鐵路信號傳輸系統中，主要依靠數字化的通信方式來完成鐵路信息和數據信號的大量傳輸，還能夠在過程中做到移動自動閉塞信號傳輸，隨著列車的運行，這種移動的自動閉塞也會自然移動，還能自動變化其分期的長度，因此我國的鐵路運輸在運行中既能做到安全高效的傳輸列車信息信號，同時也可以保證列車在行駛過程中的安全問題，在提高鐵路信號傳輸效率的同時，還能保證列車運行的效率。

1.3 信息信號傳輸量大

在以往傳統的軌道電路系統中，信號的傳輸是在鐵軌上進行的，這樣就造成了鐵路信號傳輸的數據量比較小，且速度偏慢。而隨著社會各方面的發展，列車呈現越來越高的速度和密度，列控信號也就隨之增加，這就要求大量的信號傳輸能在短時間內安全快速的完成，而通信網絡恰好就滿足了列車控制對信號傳輸嚴格的需求，此外通信網絡還能提供包括媒體信息在內的許多其他信息，還能完成列車與地面的雙向通信。

2 強化鐵路信號傳輸系統的安全

對通信信號傳輸系統關于安全方面的整體情況的充分了解，能夠為我們熟悉掌握強化鐵路信號傳輸系統的安全性的方法打下良好的基礎。

2.1 鐵路信號傳輸系統信號安全構建分析

數字化的鐵路信號傳輸系統實現了信號安全技術與通信技術的深層次的結合，達到了通信信號一體化的巨大成就，為鐵路的發展起到十分重要的作用。我們可以通過各種方式在信號傳輸的過程中提高其信息傳輸效率、信號傳輸的可靠程度和傳輸過程中所能承受的容量，即使在信號的傳輸過程中，偶爾會發生故障，但是在最后的輸出端所輸出的數據一定是安全并具有準確性的。在發生故障時，可以運用不同的解決方式，可以通過信號信息傳輸故障——容錯系統構建和信號信息傳輸故障——安全分析這兩種方式來解決橫式進行。

2.1.1信號信息傳輸故障——容錯系統構建

我國以前的鐵路信號系統的安全保障只要是依靠安全型繼電器來保障的，這是我國傳統的鐵路信號系統最基本的安全要求措施，安全型繼電器的主要工作原理為，當安全型繼電器的線圈沒有磁性時，節點就主要考慮在斷開狀態下的概率，這種處理的方式主要運用在一些不是邏輯對稱故障方面。因此，為了能夠在鐵路信號安全信息傳輸系統中建立通信系統，就必須以大量的電腦作為最核心的控制系統來運用。我們可以通過對鐵路信號安全信息傳輸系統中來設計其容錯系統來保障安全，也就是我們常說的通過利用冗余技術的方法，來解決鐵路信號信息傳輸過程中的安全要求。這是因為容錯技術能夠在很大程度上提高計算機的安全、可操作性，能夠在發現計算機系統內部出現故障的時候，就能在第一時間將其故障解決掉，從而能夠在很大程度上確保系統的正常運行。但是在對容錯的鐵路信號安全信息傳輸系統設計過程中，不能只是依靠硬件的容錯或者是軟件的容錯，這些都是不能滿足的，這是由于真正的容錯系統不僅僅是硬件的系統和軟件的系統，還要求各個應用軟件的各個層次的容錯，并且不同層次的容錯的功能是各不相同的。因此，構建信號信息傳輸故障——容錯系統，能在很大程度上保證應用進程的持續安全運行下去，并且還能在很大程度上確保其不受到硬件故障的影響。

2.1.2信號信息傳輸故障——安全分析

在鐵路正常運輸過程中，如果發生法信號故障——安全情況，這時候不要出現過度的緊張，可以將該情況看做是正常運輸過程中出現的一個非常普遍的故障現象即安全的系統，在解決過程中不要受到傳統思維的影響，將故障沒有構成危險的想法一定要摒棄，在鐵路信號傳輸系統的構建過程中，要考慮不同的可靠性與安全性的技術的應用，只有這樣才能在最大程度上降低在整個系統中故障發生的概率。

2.2 新型鐵路信號系統的安全設計研究

2.2.1傳輸方式的選擇

在我國鐵路信號傳輸系統中主要分為兩種信號傳輸系統：一是采用有線傳輸的方式的封閉式信號系統；另一種是采用無線傳輸的方式的開放式信號系統。不同的傳輸方式對改變傳統鐵路信號的傳輸模式起著不同的作用，因此，必須認真選擇這兩種模式，從而使鐵路信號傳輸系統變得更加安全、可靠，并且這兩種傳輸方式都有各自的優缺點。無線傳輸線路主要是利用無線中繼來進行傳輸，這種傳輸方式能夠具有非常大的傳輸容量，這對滿足較長距離的傳輸起著非常重要的作用。另外，該傳輸方式的建設速度是非常快的，并且維護起來非常方便、簡單，具有非常高的經濟價值，但是該傳輸方式的缺點是非常容易受到外間的干擾，主要是非常容易受到氣候、環境的干擾，這就致使其在使用過程中具有非常低的穩定性和安全保密性。endprint

就目前而言盡管無線傳輸的發展是非常快速的，但是其跟有線的傳輸方式來比較，就顯得非常狹小，尤其是在傳輸領域內，有線傳輸占據著主導地位。這是因為有線傳輸的特點就是在較長的傳輸距離中還具有非常高的穩定性、安全性和可靠性，并且還能夠具有非常大的傳輸容量，其缺點也是非常明顯的，就是其在建設初級階段的投入非常是非常龐大的，并且要求要有很長的建設時間。對于以通信系統為主的鐵路信號安全信息的傳輸有線通道介質的選擇來說，還是比較傾向于傳統的電纜傳輸系統，但是電纜傳輸系統非常容易受到氣候、環境的干擾的影響而出現傳輸不穩定的現象，這也正是鐵路心寒傳輸過程中要求非常高的部分。隨著近幾年我國社會經濟的快速發展，光纖傳輸系統得到了快速發展，它具有帶寬大、中繼距離長、傳輸損耗低、抗電磁干擾能力、傳輸質量好等各種優點，所以，在建立單方向的鐵路信號傳輸系統通道時，只需要一根光纖就能夠建立起來。

2.2.2開放系統通信的威脅與安全性設計原則

鑒于傳輸系統是想對開放的，那么遭受外部信息入侵的可能性就會很大，有一些網絡病毒或者黑客就會趁虛而入。從系統內部來說，有時會因為環境的因素、元器件的失效或者硬件設計錯誤等某些原因而引起故障。就網絡本身來說，由于網關的作用，在未經許可的情況下，上層傳輸的不可靠信息的網絡是不能與本網進行通信的，這樣就能維持網絡能夠獨立運行，從而確保了網絡本身的安全性。對于鐵路信號信息的傳輸，網絡系統必須能夠滿足其對安全性的極高的要求，我們把在一定的時間、環境條件和使用條件下，保持傳輸系統不會陷入危險狀態的性能，稱為傳輸系統安全性，排出人為失誤的因素，造成傳輸系統失敗的唯一原因就系統故障，那么為了提高鐵路信號傳輸的安全性，我們有必要想盡一切辦法降低在系統故障時傳輸系統陷入危險的可能性。

3 結束語

鐵路的安全、穩定、快速運輸在很大程度上受到鐵路信號傳輸系統的影響，因此，在我國不斷發展高速鐵路的時候，必須要求鐵路信號傳輸系統具有很高的穩定性和安全性，建立全國鐵路網絡覆蓋，確保鐵路能夠高速、穩定、安全的運行。

參考文獻

[1] 王立國.基于通信系統的鐵路信號信息傳輸的安全性研究[期刊論文].電腦與電信，2007，（11）.

[2] 邵漢久.基于通信系統的鐵路信號信息傳輸的安全性研究[期刊論文].自動化與儀器儀表，2010，（02）.

作者簡介：

孫屹楓（1982-），男，天津人，中國民用航空大學，本科， 鐵道第三勘察設計院集團有限公司電化電信處，工程師；主要研究方向和關注領域：鐵路信號安全。endprint