保障鐵路通信信號安全傳輸的途徑

高潤澤

中國鐵路呼和浩特局集團有限公司呼和浩特電務段 內蒙古 呼和浩特 015000

引言

鐵路通信信號系統是進一步增強鐵路運輸穩定性和安全性的基礎，保障，也是建立在科學技術高效發展的基礎上打造的現代化通信體系，隨著當前鐵路運行壓力的逐步加大，通信系統也逐步向數字化，網絡化以及智能化方向發展，但是在實際應用的過程中受到區域多種因素以及外界環境的影響，鐵路通信的信號傳輸還存在著不穩定情況，因此建立在通信信號技術以及特征的角度，結合存在的問題提出優化解決策略，不僅是文章論述的重點，也是建立在增強鐵路運行穩定性目的基礎上落實的課題研究。

1 基礎理論概述

1.1 鐵路通信信號傳輸技術分析

從本質角度上來講，鐵路通信信號技術是建立在不同通信方式的基礎上，結合鐵路運輸期間產生的大量信息以及相關需求構建的具有交互性的通信網絡，具有較強的及時性以及準確性特點，是鐵路運行以及發展過程中的核心體系[1]。和其他的行業相比，當前鐵路運輸具有較強的特殊性，它與人們的生命和財產安全有直接的聯系，同時鐵路系統自身的復雜性較強，產生的數據和信息基數較大，為了進一步提升鐵路運行穩定性的管控力度，就必須要結合通信體系進行全方位的更新和研發。因此鐵路通信信號技術與鐵路運輸的安全性和可靠性有著緊密的聯系，同時能夠為鐵路運行提供穩定的基礎。

1.2 鐵路通信信號技術的特征

從特點角度來看，當前鐵路通信信號技術具備高效率以及可靠性等特點。

首先從高效率特征的角度來講，社會的快速發展為當前鐵路運輸的規模擴大以及效率提升提供了平臺和前提保障。近些年，鐵路建設事業的蓬勃發展，代表了我國交通領域的繁榮景象，而為了進一步增強鐵路建設的有效性，落實好數據的高效率傳輸，利用通信信號技術進行通信系統的輔助，能夠實現對列車整體運行體系的指揮和管理，具有極高的效率，較強的及時性以及便捷性。

另外，從可靠性角度來講，和其他領域的通信體系相比，鐵路運輸本身具有較強的特殊性質，穩定性、安全性、可靠性是最終目標，而想要實現這一目標，就必須要提升通信系統的穩定性，落實好通信保障建設，這樣才可以避免其他因素對通信體系產生干擾。

2 鐵路通信信號系統的運行現狀

隨著當前鐵路運行壓力的不斷加大，為了進一步增強通信系統運行的穩定性，落實階段性的創新已經成為領域發展的主要任務，而結合實際情況來看鐵路通信信號體系的運行和改革還存在著一系列的問題亟待解決。

2.1 電路制式呈現多樣化特點

結合當前的軌道通信技術體系發展情況來看，通信系統存在較多制式，這導致整體的通信方式類型多樣，在選擇通信技術的過程中，需要結合不同的系統需求進行針對性分析，無意中為通信電路以及系統的規劃帶來了較多的困難。信息移頻以及交流技術等多種制式的存在，導致整體的信號傳輸體系較為混亂，若選擇不當則有可能導致傳輸系統存在缺陷。另外，在列車信號體系發展的過程中，現代化的通信系統與原有的技術體系之間存在著一定的斷層關系，原有的軌道電路制式出現了較強的滯后性問題。

2.2 軌道通信電路電碼化較為困難

軌道交通體系站內的電碼化進程隨著整體需求的不斷提升，在逐步完善，但是依舊沒有達到最高質量，產生該種現象的主要因素在于系統設計的過程中存在較多的弊端，例如兼容性較差或者協調性較差。另外，隨著軌道運行速度的全面提升，當前也產生了較多的新鮮問題，例如站內軌道區段無法接收整體系統的全部信息，信息傳輸不暢，類型分化不夠明確。

2.3 信號干擾的因素較為復雜

在軌道通信信號傳輸的過程中，干擾因素往往來源于外界環境，會導致軌道信號失真，甚至會出現信號損失的情況，這種情況的主要因素在于站內的干擾源較多，形式較為復雜，尤其是牽引回流干擾以及鄰線干擾問題，將會對信號傳輸產生較為嚴重的影響[2]。

2.4 信息傳輸量較小

由于軌道本身具有較大的局限性，模擬信息傳輸的方式往往建立在數據信息傳輸的基礎上，傳輸效率不高，同時不夠穩定，這是當前信息傳輸規模較小的主要表現。另外，傳輸電路本身的性質也將影響軌道線路的運行狀態，若電路存在故障或者出現了電路中斷等情況，會直接導致軌道通信體系無法正常運行。

3 鐵路通信信號安全傳輸的保障技術

建立在OTN技術的基礎上，結合鐵路通信系統打造OTN保障體系，能夠有效增強通信信號傳輸的安全性和可靠性。

3.1 基礎體系分析

OTN通信保障體系是當前大部分鐵路項目通信系統中的主要技術形式，例如在當前的京廣線、京滬線、京九線等重要線路中均有應用。OTN架構是建立在40波10g ota系統的基礎上進行配置的，在正常運行的過程中能夠提供集中電交叉功能，同時設置了分離式之線路，能夠有效實現多用戶的在線監測，同時可以為信息的安全傳輸提供良好的技術保障。

3.2 支撐系統保護

在鐵路通信系統設置的過程中，通信機房能夠穩定運行，主要的前提在于通信系統內部各個子系統都處于正常的運行狀態，但是整體的通信系統工況存在一定的復雜性，因此可以利用雙備份策略進行安全保障。雙備份體系涉及了供電、通風等其他子系統，每一臺設備都設置了基礎公共系統，例如時鐘模塊以及主控模塊等，在前期配置的過程中利用1+1的備份方式進行備份管理，電源是提供動力的核心結構，在模塊設置的過程中采取分區供電的形式，能夠有效增強業務區間的規范性和秩序性。

3.3 光線路保護技術分類

結合傳輸網絡的實際故障進行處理，可以進行經驗總結，大部分的光線路斷裂故障發生概率較高，因此光線路1:1以及1+1的保護技術體系成為最主要的保障方式。在日常的光纖線路保護作業中，OTN系統能夠結合不同光纖自身的光衰情況進行感知和數據獲取，能夠結合具體的運行狀態做出決斷，例如是否需要切換線路。通常來講，主光纖和備用光纖的長度有一定的差異性，如果兩條光纖線路利用相同的光放以及色散器件，在運行的過程中可能會存在判斷失誤的情況，因此必須要加強對主光纖以及備用光纖的測量，明確其光層特點，能夠從根本上解決頻繁切換以及判斷失誤的問題[3]。

在此基礎上，為了進一步提升兩條光纖的差異性，建立在安全設置的角度，可以利用光放以及色散單獨配置的形式進行規劃。

3.4 光通道保護技術

由于光纖的走向較為復雜，坡道沖突的發生概率較高，因此為了進一步提升光通道的運行質量，必須要落實故障排查，但是在故障篩查期間，需要結合額外的帶寬傳遞測試命令，同時結合帶寬本身的占有量進行增減監測。需要注意的是，如果OTN光通道中，為提前預留其他的播放，在故障篩查期間，往往是以縣網報道為主，容易受到網絡環境的影響，干擾性較強，傳輸穩定性無法保障，因此需要打造專線專用的故障檢測體系，例如采取1:1以及n:1的波導冗余設計方案。

3.5 環網保護技術

當前較為常用的環網保護技術主要以SNCP組網為主，其優勢在于靈活性較強，能夠實現端到端的立體化保護，同時建立在生產廠商技術體系逐步成熟的基礎上，SNCP組網的效果逐步提升，例如結合當前的交通以及電力體系，能夠實現通信系統的全方位保障，因此，結合當前的大部分鐵路通信信號傳輸安全性管控來講，為了進一步增強環網保護的質量，在選擇環網保護技術的過程中，通常以SNCP組網技術為主。

3.6 ASON保護體系

在當前的OTN網絡保護體系中，保護能力、帶寬利用率是不可或缺的重要組成部分，為了進一步提升其保護作用，建立在wdm以及OTN傳送平面的基礎上，還需要進行控制平面的疊加，這種結合模式能夠進一步強化對業務顆粒的有效度。例如結合波分ASON以及雙層智能調度的技術體系，能夠增強業務保護效果[4]。但在實際應用過程中，若某一段的線路出現了中斷情況，OTN系統會直接進行狀態獲取并且做出判斷，建立在就近原則的基礎上，在周邊組網中挑選可以進行利用的鏈路來維持數據傳輸的穩定性。

3.7 強化鐵路機車信號穩定性監控

結合當前的鐵路機車信號傳輸故障，部分信號尚未進行主體化，“運器”獲得信息不全，將直接影響控制效率。針對這樣的常見問題，首先必須要落實主體化方案優化，當前無線機車信號主要分化成了連續式以及接近連續式兩種類型，地面設備以及車載設備是重要的組成部分，其中無線傳輸通信渠道可以利用數傳電臺或者GSM2r網絡進行。該種模式針對半自動閉塞區段有著較好的信息傳出效果。

另外針對自動閉塞的區段，在車站可以采用接近連續式的無線機車信號傳輸方法，利用通用式機車信號進行信息傳輸，而針對自動閉塞區段可以建立在車站以及區間統一的角度，利用連續式無線機車信號作為傳輸方式。

4 提升鐵路通信信號傳輸質量的優化策略

首先，建立在OTN保護體系的基礎上，還需要構建完善的鐵路信號傳輸系統，要打破原有的技術壁壘，落實好獨立研發，結合具體項目的實際通信需求以及當前存在的困難，制定具有針對性的技術體系，在提升信號傳輸質量的同時能夠打造高質量的數字技術，為后續的通信系統技術創新提供技術依據。

其次，在常規的技術管控方案中，為了進一步強化傳輸的穩定性，還需要結合安全技術以及容錯系統進行優化和升級，可以識別故障代碼，制定自動化修復體系，在信號傳輸以及獲取的過程中，結合不同的故障問題進行自動定位和分析[5]，能夠進一步強化信號傳輸的穩定性和安全性。

最后，需要構建危險安全防控網絡，主要針對網絡黑客以及計算機病毒等安全隱患進行針對性防控，例如可以在設備的開放入口設置網關，進一步提升通信系統本身的獨立性，相關人員需要建立在授權許可的基礎上，才可以進行通信系統內部管理，這在提升信號傳輸穩定性的同時，也可以有效降低傳輸故障的產生，同時能夠避免通信系統遭受外界攻擊，提升鐵路運行的穩定性。

5 結束語

綜上所述，在當前的鐵路系統運行過程中，為了進一步強化通信信號的傳輸可靠性，必須要建立在技術體系創新的基礎上，結合當前存在的問題落實針對性分析，通過OTN保障網絡來實現傳輸體系的管控，進一步增強安全技術的創新力度，打造智能化自動化的通信傳輸體系，這不僅是我國運輸行業全面發展的重要見證，也是增強鐵路領域數字化建設質量的根本保障。