多接口局鐵路專用線通信與貨運管理系統建設方案

路遠聰

（中國鐵路設計集團有限公司 電化電信工程設計研究院，天津 300308）

鐵路專用線連接礦區、港口和企業，對于促進地方物產資源開發、加快地方經濟發展、提高人民生活水平、增強區域招商引資等都具有重要意義和作用。近年來，各地相繼提出“打好污染防治攻堅戰、打贏藍天保衛戰”的口號，推進“公轉鐵”力度持續加大。同時，各地加快推進鐵路配套專用線建設，發揮鐵路低成本、大運量和綠色環保等比較優勢，拓寬“公轉鐵”集貨渠道，推動鐵路貨運增量[1]。目前，鐵路專用線建成后多委托接軌站對應的所屬鐵路局集團公司運營管理，但現有國內鐵路專用線多對應一個接軌站、一個鐵路局集團公司、一個運營管理單位。浩吉（浩勒報吉—吉安）鐵路與中煤王家嶺鐵路專用線聯絡線的建設使王家嶺鐵路專用線成為對應中國鐵路西安局集團有限公司（簡稱：西安局集團公司）和中國鐵路太原局集團有限公司（簡稱：太原局集團公司）兩個接口局的鐵路專用線。本文以該項目為案例，研究多接口局鐵路專用線通信與貨運管理系統的建設方案。

1 多接口局鐵路專用線特點

1.1 鐵路線路多接口

多接口局鐵路專用線突出的特點就是一條專用線可接軌至兩個或以上的接軌站，且各接軌站分別由不同鐵路局集團公司管轄[2]，存在貨運專用線與不同接軌站互聯的系統接口，因此，各系統應兼容，滿足不同的業務要求。

1.2 貨運車輛多路徑

多接口局鐵路專用線多接口的特點必然產生貨運車輛的多路徑性，即專用線裝卸站發出的車輛可以經不同接軌站去往不同路徑，反之亦然。因此，需要對車輛車號、紅外、裝貨狀態進行識別記錄，信息分別回傳至各鐵路局集團公司的相應主系統中。

1.3 無線通信多切換

多接口局鐵路專用線相鄰站多，無線通信系統的鄰站切換多，可能存在不同無線通信系統制式間的切換。因此，需要了解既有相鄰鐵路的制式，并對交叉區域的復雜切換關系進行規劃，完善無線通信設施。

1.4 貨運經營多歸屬

多接口局鐵路專用線貨流去向不同決定了運營收益的多歸屬性，駛入不同鐵路局集團公司車站的貨票計費要由不同鐵路局集團公司收取。因此，需要設置歸屬不同鐵路局集團公司的貨運管理系統。

2 總體架構

2.1 設計目標

多接口局鐵路專用線通信與貨運管理系統的工程設計需要按照技術先進、經濟合理、安全可靠、高效暢通的原則，采用光纜、光傳輸設備組建通信傳送平臺，為鐵路運輸提供高質量的語音、數據等綜合通信業務，滿足貨運管理需求。

2.2 總體架構

多接口局鐵路專用線通信與貨運管理信息系統建設方案的總體架構如圖1所示。分為基礎承載網、業務網、支撐網3個主要層次。設置通信系統（包括傳輸、電話交換及接入、有線調度通信、無線通信、通信線路等子系統）和貨運管理系統等。根據實際需要，可設置視頻監控子系統和貨車裝載視頻監控子系統。無線通信子系統制式宜與所接軌的正線鐵路無線通信系統保持一致。鐵路沿線敷設單條干線光纜。

圖1 總體架構

（1）基礎承載網是多接口局鐵路專用線通信網的主體，為所有鐵路通信業務網及其他專業業務需求提供通道；為業務網各子系統提供基礎服務，如傳輸子系統為業務網各子系統提供傳輸通道，也可為視頻監控、電話交換及接入、貨運管理等相關系統提供數據傳送平臺。（2）業務網為鐵路專用線提供語音、數據、視頻、圖像等多種綜合業務。業務網各系統相對獨立，為滿足各自不同的業務需求而設置。例如，電話交換及接入子系統為鐵路部門提供日常辦公自動電話業務，有線調度通信子系統提供鐵路調度電話、直通電話業務。（3）支撐網是配合基礎承載網、業務網正常工作，增強網絡功能，保證通信服務質量的專用網絡。支撐網為各相關系統提供同步、網絡管理（簡稱：網管）等功能支持，如網管子系統為傳輸、數據、調度等各子系統提供網管功能，時間同步子系統為各相關子系統或部門提供統一的基準時鐘信息，時鐘同步子系統為傳輸系統提供頻率同步信號。

3 系統功能

3.1 傳輸

多接口局鐵路專用線承載的業務較少，傳輸技術多采用同步數字體系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）。根據各專業通道帶寬及接口需求，合理設置設備的容量、節點結構、業務端口類型等。多接口局鐵路專用線根據車站及傳輸節點數量可配置為單層傳輸系統。由于多接口局鐵路專用線面向多個鐵路局集團公司，因此傳輸設備的歸屬管理涉及多方共同網管監控的問題，需要與各接口局既有傳輸子系統互聯，分別調整傳輸網管數據[3]。多接口局鐵路專用線中新設的傳輸設備需要與各接口線路既有傳輸設備型號保持兼容。

3.2 有線調度通信

多接口局鐵路專用線包含多個調度區段，數字調度通信子系統為其提供電調、列調、站場電話、站間行車電話等業務功能。多接口局鐵路專用線新設車站可新設車站型調度交換機，也可利用各接軌車站的車站型調度交換機并新設值班員操作臺。調度子系統組環時盡量不破壞接軌線既有調度環，可作為支鏈接入接軌站調度交換機。多接口局鐵路專用線跨調度區段的行車較多，跨調度區間的站間電話互聯可通過主系統匯接交換機轉接互聯實現，也可通過傳輸子系統鏈路互聯，還可通過交叉互設操作臺方式實現站間行車通話。

3.3 貨運管理

多接口局鐵路專用線交接場、裝卸站常配置有企業及各接軌鐵路局集團公司多方貨運管理人員。為此配置的貨運管理系統接入多個運營單位的鐵路信息網，與其他內部信息網進行數據交互。貨運管理終端設備根據定員配置情況，分別安裝各站段貨運管理系統軟件。

3.4 貨車裝載視頻監控

多接口局鐵路專用線因其具有的多路徑、多接口特點，因此，需要監控駛入相鄰線路的車輛裝載情況，查看車輛裝載超限狀態及其他信息。通過對車輛左、右、頂不同部位快速成像，將車輛信息實時疊加在圖像中，上傳到后臺高清服務器，提供車輛信息及標記功能，實現查詢歷史過車圖像[4-5]。可將監控設備的桁架及前端設備設置于多路徑的共線咽喉區段，節省工程投資，監控數據可根據運營需求接入各鐵路局集團公司復視監控。

4 應用案例

4.1 項目概況

浩吉鐵路與中煤王家嶺鐵路專用線聯絡線位于既有黃韓侯（黃陵—韓城—侯馬）鐵路與浩吉鐵路交匯處，主要涉及河津西站（西安局集團公司車站）、清澗站（太原局集團公司車站）、既有王家嶺煤礦專用線。清澗站西場—河津西站聯絡線進站信號機區段委托太原局集團公司負責運營管理；河津西站聯絡線進站信號機—河津西站區段委托西安局集團公司負責運營管理。

4.2 功能優化

浩吉鐵路與中煤王家嶺鐵路專用線聯絡線通信與貨運管理系統設置傳輸、調度通信、無線通信、通信線路、貨車裝載視頻監控等子系統，以及貨運管理系統，功能優化的內容如下。

4.2.1 傳輸子系統

多接口局鐵路專用線傳輸子系統需要與各相關鐵路局集團公司的系統互聯，并納入網管，為避免網管控制的混亂，在其中一個接口局中心設置網管控制功能，在另一個接口局中心僅設置設備可見。在本案例中，在清澗西場信號樓通信機械室新設STM-4傳輸設備1套，與王家嶺站STM-1傳輸設備和清澗站STM-4傳輸設備互連，利用新設干線光纜與既有光纜，構建STM-1光同步數字傳輸子系統；利用新設干線光纜，與河津西站STM-4傳輸設備互連，構建STM-4光同步數字傳輸子系統。新設的傳輸設備納入太原局集團公司網管中心的既有傳輸網進行管理，并對既有傳輸網進行調整和擴容。

多接口局鐵路專用線傳輸子系統須提供至各鐵路局集團公司的數據通道。在本案例中，河津西站車輛車號紅外探測站新設1套分組傳輸網（PTN，Packet Transport Network）設備，經傳輸子系統，為車號紅外探測站提供以太網等傳輸通道及電話業務，車號及紅外信息分別上傳至太原局集團公司中心和西安局集團公司的相關系統。

4.2.2 調度通信子系統

多接口局鐵路專用線鄰站多，調度通信子系統必須滿足至鄰站間的調度通信子系統互通和站間行車電話互通的要求，在本項目中，清澗西場新設車站型調度交換機1套，接入清澗站既有車站型調度交換機，既有黃韓侯鐵路調度組網維持不變，新增的交換機聯接王家嶺站和清澗站的調度支鏈，形成清澗站—清澗西場—王家嶺站的調度支鏈。調整和擴容太原局集團公司調度系統網管。通過太原局集團公司與西安局集團公司調度主系統互聯，滿足站間行車電話的要求，傳輸系統邏輯鏈路作備用。

4.2.3 無線通信子系統

多接口局鐵路專用線需要設置無線通信子系統并完善必要設施，因與多個鄰站發生切換關系，需要對基站的切換關系作合理規劃。在不同制式切換的情況下，機車須具備雙模機車臺。在本案例中，王家嶺站GSM-R基站尚未開通，既有王家嶺煤礦專用線采用無線列調方式，黃韓侯鐵路和浩吉鐵路均采用GSM-R制式，鄰站間需要進行制式的切換。本聯絡線建成后暫使用無線列調實現無線通信，分別在清澗西場、河津西站新設無線列調車站臺、無線列調天饋線等設備各1套。駛入專用線區段的內燃調機或本務機具備無線列調和GSM-R雙模機車臺。制式切換宜在接軌站進行。

4.2.4 通信線路子系統

多接口局鐵路專用線至各接軌站之間敷設光纜鏈路，為各系統各業務提供物理連接和邏輯通路。該專用線以正線接軌黃韓侯鐵路清澗站，并以聯絡線接軌浩吉鐵路河津西站。王家嶺站—清澗站既有光纜，割接引入本工程新設的清澗西場通信機械室。本工程王家嶺站—清澗西場—清澗站新設光纜1條，清澗西場—河津西站新設光纜1條，從而實現各相鄰站之間的物理鏈路互通。

4.2.5 貨運管理系統

多接口局鐵路專用線貨物流向具有多出口的特點，因此，需要設置歸屬不同鐵路局集團公司貨運管理系統的終端，安裝相應貨運管理系統軟件。在本項目中，王家嶺裝車站始發的貨物重車，部分供應黃韓侯鐵路，部分供應浩吉鐵路。清澗西場信號樓信息機房新設路由器、網絡機柜、交換機，在信息機房設置防火墻，其中，路由器用于本工程局域網內新增設備終端等，實現局域網與鐵路數據辦公網的通信，封裝業務數據并進行分轉發。防火墻幫助鐵路辦公網絡內的不同網絡層級之間構造相對安全的隔離保護屏障，實現局域網和廣域網之間的安全隔離與訪問控制。在貨運員室等房屋新設貨運終端，分別移植西安局集團公司和太原局集團公司相應的車務段貨運系統軟件。貨運管理系統為鐵路工作人員提供貨運制票、貨運營銷、裝卸車、列車預確報、貨運安全管理、十八點統計等功能。

4.2.6 貨車裝載視頻監控子系統

多接口局鐵路專用線對駛出專用線的貨物重車進行裝載狀態監控[6]，因存在多接口，監控桁架盡量設置在徑路共線區段的咽喉區位置。在本案例中，裝車站組織始發直達列車外運，卸后空車組織整列原路回空，重車可經清澗站駛入黃韓侯鐵路，也可經河津西站駛入浩吉鐵路。在清澗西場站場內王家嶺一側咽喉區設置貨車裝載視頻監控室外設備。清澗西場信號樓信息機房新設貨車裝載視頻監控系統室內設備，并在貨運員室設置控制鍵盤和視頻監控終端。貨車裝載視頻監控系統實現對行進中的貨運列車進行上、左、右三向視頻監控并可識別車號，實現圖像與車號對應。監控攝像機線路左側、右側攝像機采用立桿架設，線上方攝像機利用新設桁架架設。圖像數據經光纜傳送至室內服務器，經過服務器運算將結果反饋至監控室顯示屏[7-8]。室外設備主要包括視頻桿、監控終端、前端控制箱、掃描單元（包括燈光自動控制單元、來車啟動單元、車廂分割單元、測速單元、防雷單元）等。

5 結束語

浩吉鐵路與中煤王家嶺鐵路專用線聯絡線現已驗收并開通運營。本文以此工程項目為案例，研究多接口局鐵路專用線通信與貨運管理系統的建設方案，該方案已在浩吉鐵路與中煤王家嶺鐵路專用線聯絡線上實施。隨著鐵路專用線建設的廣泛開展和鐵路路網更加復雜，具有多個鐵路局集團公司接軌站的鐵路專用線也會陸續出現，良好的通信與信息系統對保障鐵路專用線的高效平穩運營具有重要意義，希望本文能為其他類似系統的建設提供參考。