關于通信信號一體化技術研究

王院波

（1.中移建設有限公司陜西分公司，西安710000；2.中移鐵通陜西分公司工程公司，西安710000）

通信技術作為一項關鍵技術在現有工業生產領域取得了突破性發展，尤其在目前計算機技術、網絡技術及自動化技術不斷發展的今天，通信技術與其實現了融合與發展，使得其通信效率更高及更安全，對現有工業生產及人們生活帶來的深遠影響。從鐵路運行而言，數字化鐵路是現有鐵路行業的發展防線，而通信技術的高效應用是關鍵。基于現有情況，傳統的線路通信與機車控制已不能滿足列車高速化運行的要求，在該種情況下，通信信號一體化技術的開發及應用將很好解決以上所述的問題，可為鐵路行車安全及高速運行提供基本保障。以下將對通信信號一體化技術在鐵路運行及安全保障中的應用情況進行研究，具體如下。

1 鐵路信號運行現狀及分析

結合現有鐵路信號運行實際情況，其信號的安全傳輸對保證行車安全及實現對機車運行的控制等方面發揮了積極作用。現代化通信技術在鐵路領域己得到較好的應用目前，全路己建成集語音、數據、數字通信信息網絡，具體如圖1所示。

圖1 中國鐵路通信網絡劃分框架圖

圖2 機房一體化示意圖

該種系統網絡在一定程度上滿足了現有鐵路發展的需要，但隨著技術的更新及市場需求的變化，鐵路信號運行中也出現了一些問題，具體來講，現有鐵路信號運行情況主要集中在以下幾點：

（1）機車信號與超速防護問題；如結合現有情況，機車運行控制存在軌道電路制式多的問題，該種情況造成了信號傳輸的混亂局勢；再如，電碼化困難問題，由于兼容性差及協調性弱等特點，使得電碼設計中存在較多問題。另，站內干擾問題也是關鍵，如軌道電路運行中容易受到同頻干擾的情況，導致電路經常出現故障而危及機車運行。

（2）調度問題；如現有鐵路調度均采取集中調度的方式，該種傳統調度方式由于受到多種因素影響而使得其收效不理想。而隨著現有鐵路現代化的發生需求，集中調度已不能滿足鐵路高速發展的需求，采取何種方式對鐵路實施調度已成為目前迫切需要考慮的重點問題。

（3）無線列調；如該種技術較為落后，利用模擬單信道必然面臨著通信質量差及容易受干擾的弊端。再如，該種控制已達到了額飽和，基本無能力實現對各列車控制、移動通信業務，且效率極低，不利于現有高速、集成化的發展需求。

2 通信信號一體化技術在鐵路機車運行中的應用優勢及討論

結合前面所提到的關于鐵路信號傳輸及應用中所存在的問題，采用現有通信信號一體化技術在鐵路信號傳輸及控制中的應用將可為解決以上所存在的不足提供必要的基礎保障。具體來講，通信信號一體化技術的應用優勢主要包括以下幾點：

（1）傳輸可靠性強；通信信號一體化技術的應用優勢在于有效避免了傳統電路信號被動發出及無接收反饋的實際情況，而現有應用通信信號一體化技術所開發的CBTC 系統能使發送者與接受者實現互通成為了可能；與此同時，該技術還結合了反饋糾錯技術及冗余技術，使得信號傳輸的可靠性更高，防止了由于信號傳輸遺漏或其他因素造成的信號失真，而引起機車運行及調度事故發生。

（2）傳輸效率問題；傳統鐵路信號傳輸中的效率低問題一直是迫切解決的文圖，而該技術應用無線傳輸可使列車移動閉塞得以實現，實現對了列車運行的精準控制，如可以實時掌控列車與車站或相鄰列車的距離，以便更好的保證列車行車安全。

（3）信號傳輸容量問題；基于傳統鐵路電路系統傳輸型號數量量小的問題，其主要是由于在有線傳輸條件下，應對列車數量多的問題，使得信號越來越多及影響其輸出問題。在該種情況下，無線通信網傳輸數據量巨大，可以有效緩解以上所述的信號傳輸容量不足等問題，可在后續應用中發揮積極價值。

（4）投資及運行成本問題；由于該種傳輸技術采用安裝在列車內及車站內的設備所發揮作用。在該種情況下，減少了軌道沿線的線路及設備布置，在降低投資成本的同時也減少了后期的維護運行成本。即采用通信信號一體化技術使得其機車信號跨越了軌道電路，并擺脫了車站電路電碼化的制約，其也使得控制更加方便及智能化。

3 關于鐵路信號及通信技術一體化設計的思考及分析

前面對目前鐵路信號傳輸現狀及主要問題進行了分析，并在此基礎上對通信信號一體化技術的應用優勢進行了分析，指出了研究價值。但如何將鐵路信號與通信技術進行一體化設計，以解決現有鐵路運行中所存在的信號傳輸問題應進行分析與討論，筆者認為可從以下方面進行實施，具體如下：

（1）機房一體化；從設備的布置原則上不再區分通信設備和信號設備，如圖2所示。該種情況下需要在鐵路信號系統與通信系統之間架設大量通信電纜或者光纜進行連接、將通信設備與信號設備都放置在同一房間內即將上述系統設于同一機房，具有節省建筑投資的特點，同時該種方式將兩系統合到同一機房可以極大縮短光電纜的長度，同時減少因光電纜本身容易發生的故障，從而整體上提高設備的性能。此外，該種模式提升了機房對需電或者牽引電流造成的電磁脈沖干擾與靜電影響的防護功能，極大改善了信號設備機房內電磁兼容環境，也為通信電子設備提供了優良的接地平臺。

（2）電源一體化；該種模式采用高頻開關調控技術與直流總線技術，大大提高了信號設備電源的供電質量；與此同時，該設計有兩條不同的電源路供電，其供電安全等級為最高安全等級；信號電子設備的智能電源系統被設計為單元模塊，這為增加用電設備而需要的電源系統擴容提供了極其便利的條件。

（3）監測一體化；將監測信息在系統中集成在一起，實現信息共享、按照當前設計標準，信號系統與通信系統分別有著獨立的遠程監測報警系統，并各自對各自的系統進行遠程監測。該系統擁有獨特的微機監測系統，除了監測各種信號系統的開關量以外，還具有對包括空氣溫濕度、煙霧、氣壓、水浸和明火等環境狀態信息量的監測報警、按照維護電務的規則，微機監測系統對其獲取的信息如開關量和模擬量等進行分析，在獲取信息準確無誤的情況卜將維護人員的處理經驗轉換成信息處理程序，可為運行維護提供根本保證及參考。

4 結束語

綜上所述，鐵路作為現有輸送旅客最大的交通工具對人們生活具有直接的影響。而對于鐵路車輛運行中由于信號傳輸問題而導致的故障對人們生活帶來了不便。結合現有通信技術及計算機網絡技術快速發展的今天，鐵路信號、通信技術、計算機網絡技術有效融合與發展是必然趨勢。本文結合實際情況，對現有鐵路信號運行現狀及問題進行了分析，并在此基礎上對通信信號一體化技術應用優勢進行了分析，提出了該技術在鐵路運行及控制中的應用方式及價值，以供后續該技術的應用提供參考及借鑒。