客运专线铁路通信技术应用

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摘要:在客运专线建设中,通信系统技术应用为重中之重。基于此,本文对铁路通信技术在客运专线中的应用情况展开分析,介绍了专线采用的通信系统和基础网络,然后结合通信技术应用问题对TD-LTE和WLAN两种无线通信技术进行了比较,提出了基于TD-LTE的通信系统建设方案,希望能够通过加强技术应用实现系统升级。

关键词:铁路通信技术；客运专线；无线通信

引言

伴随着科学技术发展,铁路通信技术结构日渐复杂,能否实现通信资源的合理应用,直接影响铁路各种业务开展效果。客运专线在铁路工程中占据重要地位,而专线通信系统质量高低关系到专线能否维持正常运输秩序。因此,还应加强铁路通信技术在客运专线的应用研究,以便及时引入先进通信技术,促使专线通信水平得到进一步提升。

1铁路通信技术在客运专线的应用情况

1.1通信系统

在铁路通信网络中,包含长途传送网、本地传送网和本地接入网,在客运专线中应用还要实现有线网络控制和无线网络控制,建立由多个子系统构成的客户专线通信系统。具体来讲,包含数据通信系统、GSM-R移动通信系统、电话交换及接入系统、调度通信系统、通信电源及环境监控系统等。在数据通信方面,采用固定IP地址,利用综合网络作为基础平台,对铁路24小时信息通信进行支撑。在移动通信方面,主要采用GSM-R系统,由核心网、无线网提供技术支撑。采用电话交换系统,主要采用OLT和ONU技术,实现铁路电话交换网连接,提供语音通话服务,配合采用对讲机,能够在铁路运输中实现语音传导。在通信调度方面,采用星形网络配置,保证各点距离相等,降低传输速度误差。在客运专线中,主要采用数字调度方式建立调度通信,与无线核心网MSC设备互联,达到有线调度目标。在视频监控方面,需要借助移动终端通信对线路运输状况进行实时监控。因此在客运专线应用铁路通信技术,需要完成各通信子系统建设,系统间还要依靠无线基站、有线电缆构成有线与无线通信网络实现信息交互。

1.2基础网络

在客运专线各类通信业务承载方面,需要完成通信网络基础平台搭建。而平台由通信网、数据网和计算机网络平台构成,负责对系统间的信息进行传送,提供IP数据互联和专业通道服务。其中,通信网为通信技术实现的基础,建设过程中需要结合数据传输需求对汇聚层路由器进行高效对接。用于为客运专线提供通信服务,无需考虑公平接入和宽带共享问题,直接在骨干层建设2.5GB/s信息传输系统,并利用光缆实现保护环创新。在专线沿途,需要在各车站安装ADM设备。对沿线光缆的光纤进行抽取,实现两端有效连接,可以形成环形拓扑网络。在系统拓展方面,可以内嵌RPR技术的622Mb/s接入网系统SDHMSTP,在区间GSM-R基站、信号中继站等位置安装MSTPADM+NU设备[1]。在铁路两边敷设光缆,形成保护环境,在满足TDM业务开展需求的同时,实现数据高效传输,并对以太网数据进行高效处理,继而使信息传输水平得到提升。此外,需要完成数据网建设,满足客运专线提出的较高通信要求。数据网以SDH技术为基础,需要完成汇聚层、骨干层和接入层的构建,能够实现语音、图像等各种数据传送,完成多业务信息传输系统平台建设。汇聚层由网络枢纽位置的路由器构成,作为全车网络使用。骨干层由多种传送通道组网,以IP为业务承载媒介,分别建设IP数据网和SDH传输网,为移动、固定通信业务开展提供支持,联合交通运输指挥系统共同完成综合业务网的搭建。利用沿线的传输节点,能够对数字调度、CTC等各种系统进行接入,通过加强数据通信保证客运列车安全运行。

2铁路通信技术在客运专线的应用发展

2.1应用问题

在客运专线业务通信方面,通信网络需要担负大量列车接发、任务编组等业务。与此同时,铁路客运专线对大宽带的应用要求不断增多,如调度系统、MIS系统等都将得到频繁运用,使得铁路系统敷设的光缆需要完成较多传输系统的承载,需要对光纤通信系统占用的光纤芯数进行尽量节省,以便为后续通信系统建设应用提供支持。面对不断增长的业务需求,还应加强无线通信技术的应用。但多年采用以对讲机和GSM-R为主的通信技术,无法满足信息化发展需求。建设统一宽带无线承载和应用平台,人员可以携带移动终端与后台数据支撑系统进行实时通信,为作业管控和指挥调度等各种工作开展提供支撑,促使专线安全管控水平得到提高,继而使铁路通信技术在客运专线中得到更好应用。

2.2平台方案

2.2.1系统建设实际在客运专线移动信息化建设中,接入平台可以采用TD-LTE宽带无线通信系统、综合网络监控系统、虚拟化系统等构成,应用系统可以由客运移动信息化系统、指挥调度系统等构成。其中,TD-LTE系统由无线基站BBU、核心网、无线网络交换机、智能移动终端、射频拉远RRU等构成,可以实现站点无线覆盖,并对数据业务进行承载。综合监控系统由客户端、监控管理服务器等构成,虚拟化系统由虚拟服务器、监控管理虚拟服务器、应用虚拟服务器构成,包含1个控制节点和计算节点。采用接入平台,能够对移动终端进行管理,在用户获得授权后通过终端访问平台,根据权限进行数据传输、通话等操作。平台可以利用拓扑图对网络设备状态进行显示,用于实现无线网络及设备管理。应用系统中,智慧调度系统由移动终端调度客户端APP、服务器和调度台构成,移动信息化系统由虚拟服务器、终端应用APP、维护客户端等构成,可以与客运专线既有系统和防火墙连接,从而实现信息交互。系统可以提供短消息、视频通话、组呼等功能,并且可以信息公告,记录交接班信息,实现现场信息上传,为列车信息查询提供支持。平台和应用系统保持独立通信,前者可以提供终端接入、数据承载和网络管理功能,后者可以满足作业需要,并实现信息共享,可以灵活拓展。

2.2.2网络部署在网络部署方面,实现宽带无线接入需要完成核心网eSCN230布置,并进行无线基站eBBU530布置,同时配置3个射频拉远单元eRRU及定向天线。采用3个RRU实现星形连接,能够实现全站覆盖,获得1785-1790MHz频率资源。在系统通信网络布置上,在网络层面不与既有业务系统连接,业务层面通过虚拟服务器和防火墙实现连接,利用不同物理网络接口实现信息交互,不与无线网络交换机连接,从而实现信息隔离,保证通信安全。在无线接入侧,需要利用终端IMEI号授权进行终端接入控制。权限需要在应用系统通过软件设置,对终端IMEI号和用户名进行绑定。根据IP地址限制、端口映射等各种限制条件,各业务系统可以实现信息交互。将TD-LTE无线网络覆盖扩展至多个站点,建立统一移动信息化通信系统,获得对讲机网管支持,不仅可以利用移动终端实现IP调度通信,也能实现对讲机互联互通,开展大范围的通话,促使呼叫通信功能得到升级。因此在客运专线中引入无线移动通信技术,能够使通信系统的实用性得到增强。

3结语

综上所述,在铁路通信工程建设过程中,还要加强通信技术的应用,以便使各种通信资源得到优化配置。在客运专线中,还应结合移动信息化趋势加强无线通信技术的应用,使专线的通信系统和基础网络得到功能升级,为专线的高效运行提供有力技术支撑。

参考文献

[1]陈维明,蒋肖锋,陈云飞,等.基于TD-LTE的铁路客站移动信息化接入平台和应用系统[J].中国铁路,2019(08):87-91.

作者：彭坤 单位：中铁设计咨询集团有限公司