試論在鐵路信號中計算機網絡應用初探

試論在鐵路信號中計算機網絡應用初探

    〔論文關鍵詞〕計算機網絡　鐵路信號

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    〔論文摘要〕鐵路運輸的主題是安全問題，通常我們把鐵路信號比作人的“眼睛”說明鐵路信號的重要意義，并針對計算機網絡在鐵路信號中的重要作用，對規劃建設，構筑網絡的基本要點進行詳細論述。

      隨著鐵路信號技術的發展，計算機及計算機網絡己得到廣泛應用。很多  信號設備脫離了傳統的機電技術和早期獨立的一站一點的概念，以具有計算機  特性的電子產品和設備取而代之，而且具備網絡連接的基本功能。如DIMS,  微機監測，計算機聯鎖，智能電源屏等設備。但是要使這些新技術設備在運輸  生產中充分發揮作用，就必須將其有機地連接在一起。在數字信息時代，隨著  鐵路運輸對計算機、計算機網絡的依賴，充分認識計算機網絡的重要性，盡快  加強這方面的工作就顯得尤為重要。

      1概述

      1. 1我國鐵路通信網的特點

      沿鐵路線分布;用戶比較單一;通信資源較為豐富。

      1.2鐵路信號通信網絡建設的基本要求

      建設鐵路信號通信網絡客觀上己具備條件，但在網絡建設時，應有一個系統全面的規劃安排。既要暢通高效、安全可靠，還不能造成通信資源的浪費及維修成本過大。實際上，這是一項涉及計算機、通信及信號安全于一體的綜合性技術。目前，我國鐵路各類專業設備組網較多，如TIMS系統、DIMS系統、票務系統、車輛紅外系統、電力遠動系統、醫療保險系統、電務微機監測系統及辦公自動化系統等，從建設情況看，一般是建設一個項目便組建一個網絡，組網一般也是以“通”為基本要求。

    2鐵路信號通信網絡結構時，應著重考慮的因素

    針對不同的傳送信息及線路連接方式，在選擇鐵路信號通信網絡結構時，應著重考慮以下幾個因素。

    2. 1綜合考慮網絡功能、運用成本及建設投入。

    首先網絡結構應滿足系統對傳輸帶寬、傳輸速率、誤碼率及網絡安全等功能的要求，同時留有發展空間。有條件時盡可能選用光通信傳輸，通信傳輸應遵從國際通用的通信協議規則(如TCP/工P)。其次在設計階段必須考慮網絡建成后的運營成本。一般來說串型連接方式較星型連接方式運維成本低，主要原因是串型連接方式所占有的通信端口、時隙數量及長途話路相對較少。按目前通信收費標準計算，1個專用2 Mb/s端口，月使用費一般為4000元至1萬元，網絡中連接的節點越多，其端口越多，費用也就越高。但串型連接方式所需要的接口轉換設備相對較多，即初期建設投入相對高些。綜合考慮，若無特殊要求時應盡可能選用串型連接方式。在鐵路信號系統中，目前使用的DIMS和微機監測2大網絡系統，其基層網點的連接均選用了串型連接方式。另外在計算機接口和通信傳輸設各間的轉換設各，應盡可能選用具有可擴展功能的、滿足通信協議的轉換器、路由器等設各。

    2. 2網絡建設應是一個獨立的系統工程，井不依附于任何一個系統

    構筑一個網絡不僅需要硬件，還需要軟件，應根據各系統信息傳輸要求，對網絡進行統一的規劃設計，留出發展空間，確定網絡的容量、速率、誤碼率等技術條件及相應的網絡設備。各系統信息傳輸必須滿足網絡通道的要求，實現一網多用途、一網多平臺，充分發揮網絡功能。建設一個網絡通道是非常不容易的，其工程投資較尤建設時間較長，參加施工單位較多，協調工作難度較大。而且網絡一旦建成，要想改動是比較困難的。故此網絡建設應謹小慎微，切忌各自為政。當然一個完整的網絡必然有其網管系統，便于實現自身的管理維護。

    2. 3實現特定范圍內信息共享，應成為組網時的基本思路

    即在同一個網絡通道中傳輸多個不同系統的數據，并在一個或多個計算機設備上接收處理，其最大優點是可節省工程投資及運維成本。就目前信號設備技術發展而言，微機監測、DMIS、計算機聯鎖、智能電源屏、以及正在開發的智能型控制臺、半自動光傳輸設備及機車信號黑匣子等具有計算機特性的設備和器材，都可以共用同一網絡，使我們可直接了解掌握設備的運用情況，開展維修管理工作。

    2. 4加強網絡管理，建設具有較強網絡安全性能的防護休系

      在網絡建設時必須考慮網絡安全，這關系到傳輸數據的安全性。在網絡安全上可考慮采用以下幾種方式:①建成封閉型的信號通信網絡。鐵路信號通信網絡有別于互聯網、辦公網等公共網，其專用性較強，涉及行車安全，故對網絡傳輸的安全、準確、穩定及實時性等方面要求較高，不應同外界有任何聯系，防止網絡病毒侵襲。②對安全級要求較高的設備采取增設隔離設備的方式，即專用通信方式。網絡中傳輸的信號信息大致可分為3類，即管理信息、監測信息和診斷信息，其中第3類信息由于直接來自行車控制設備，因此對安全級要求較高，組網時可考慮采用增設隔離設備等措施，即利用通信前置機與網絡連接，遵從公網通信協議;采取專業通信方式和專用通信協議與行車控制設備連接以確保安全。對于其他類信息，組網時可采取分級、分層設置防火墻，確保網絡安全。

    3鐵路信號通信網絡結構的選擇及運用

    目前已經組成的鐵路信號設備網，其網絡結構主要分為3類:①以微機監測為代表的電纜網絡。它是以電務段為中心、各車站節點形成的串聯環網，采用電纜實回線連接，鏈狀長度不定，多者可達到20多個車站。采取逐站接力方式傳送信息，易形成瓶頸，且越往后通道越窄。其特點是網絡結構簡單，維修費用較低，傳輸速率低，實時性較差，誤碼率較高，尤其在電化區段，電纜傳輸時受千擾較大，其誤碼率會相對更高。這種網絡一般適應于要求不高的系統。②以DMIS為代表的電纜網絡。它是以分局為中心，各車站為節點，以個調度區段為鏈長，形成串聯環網，每個鏈長間包括7~10個車站。網絡采用電纜連接，其特點類似微機監測網絡，但是在接口設備上采用了專用通信機，鏈長較短，傳送的信息量相對較少，故傳輸性能優于微機監測網絡。③以DMIS為代表的光傳輸網絡。它仍是以分局為中心，各車站為節點，以一個調度區段為鏈長，形成串聯環網，每個鏈長間包括7~10個車站。其網絡特點是使用靈活，擴展性好，傳輸速率高，實時性強，誤碼率低，有網管功能，維修費用較高。由上述分析可知，微機監測系統相對傳輸的信息量較多，但是其網絡結構較差，嚴重制約了系統功能的發揮。

    綜上分析，信號通信網絡結構的選擇，可采取以路局、分局、電務段、車站為節點的分層連接方式。網絡采用光設備連接，其接口容量大小可根據信息量確定，網絡按路由方式尋址，遵從TCP/IP協議。每級的中心不僅承擔本級的信息處理，同時又是上一級的節點。部中心是最高一級，路局中心是部級網絡層面中的一個節點，自然也是路局一級網絡層面的中心，依次類推。車站可暫定為最底層節點，可選用2 Mb/s光接口接入，并以分局為中心，形成若千個串聯環網。各層按其功能需求，進行信息處理。若一個層面內節點較少，可選用星型連接方式。網絡建設應在統一的規劃下遵照通用的通信協議，分步實施。先干線，后支線，逐年建設完成。建設完成時應對網絡進行嚴格驗收，通過施工和驗收培養出鐵路系統自己的維護及管理人員。在部、局、分局設立專門的機構和人員負責網絡的運用管理，同時增設相關費用，出臺相關管理辦法。

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