時間：2023-03-28 15:09:25
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇鐵路通信論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
論文摘要:隨著鐵路列車向高速化與準高速化方向的邁進,為保證有效的人機控制和提高運輸效率,要求建立一個功能完善的、技術構成先進的鐵路通信網。主要介紹了在現實的鐵路通信工程建設中,我們應該注意的問題。
1鐵路傳輸技術
1.1SDH傳輸技術
SDH是取代PDH的新數字傳輸網體制,主要針對光纖傳輸,是在SONET的標準基礎上形成的。它把信號固定在幀結構中,復用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對信號進行復用和上下。當帶著信號的光纖通ODF(光纖分配架)進入ADM時,信號必須通過O/E轉換和設備上的支路卡才能下成2Mb/s的基本電信號,并經過通信電纜和DDF(數字配線架)接到用戶接口或基站BTS(基站收發信機)。
1.2ATM網絡傳輸技術
ATM是一種基于信元的交換和復用技術,即一種轉換模式,在這一模式中信息被組織成信元。它采用固定長度的信元傳輸聲音、數據和視頻信號。每個信元有53個字節,開頭的五個字節為信頭,用以傳輸信元的地址和其他一些控制信息,后面的48個字節用以傳輸信息。利用標準長度的這種數據包,通過硬件實現數據轉換,這比軟件更快速、經濟、便宜。同時,ATM工作速度有很大的伸縮性,在光纜上可以超過2.5Gbps。
在網絡傳輸中,為了使多個用戶共享高速線路,通常采用時分復用方式。時分復用方式又可分為同步傳輸模式和異步傳輸模式。在數字通信中通常采用同步傳輸模式,這種傳輸模式把時間劃分為一個個相等的片段,成為時隙,一定量的時隙組成一個幀,一個信道在一個幀里占用一個時隙,一個用戶占用一個或多個信道。而在異步傳輸模式中,各終端之間不存在共同的時間參考,各個時隙沒有固定的占用者。在ATM中時隙有固定的長度而且比較短,一個時隙傳輸一個信元,每一個信元相當一個分組。各信道根據業務量的大小和排列規則來占用時隙,信息量大的信道占用的時隙多。
1.3MSTP傳輸技術
MSTP依托于SDH平臺,可基于SDH多種線路速率實現,包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統的PDH業務接口與低速SDH業務接口,繼續滿足TDM業務的需求;另一方面,MSTP提供ATM處理、以太網透傳、以太網二層交換、RPR處理、MPLS處理等功能來滿足對數據業務的匯聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS網絡傳輸技術
隨著GPS無驗潮測深技術應用的不斷深入,傳統電臺數據鏈的傳輸模式已不能滿足長距離RTK作業的需要。而網絡RTK技術則是利用網絡來取代UHF電臺進行數據傳輸,它傳輸距離遠,信號穩定,抗干擾性強,已成為數據鏈傳輸的新寵。
通用分組無線業務GPRS,是在GSM系統上發展出來的一種新的分組數據承載業務,GSM是一種使用撥號方式連接的電路交換數據傳送方式。GPRS利用現有通信網的設備,通過在GSM網絡上增加一些硬件和軟件升級,形成一個新的網絡邏輯實體。
1.5WDM傳輸技術
WDM(或DWDM)是在光纖上同時傳輸不同波長信號的技術。其主要過程是將各種波長的信號用光發射機發送后,復用在一根光纖上,在節點處再對耦合的信號進行解復用。WDM(或DWDM)系統在信號的上下上既可以使用ADM、DXC,也可以使用全光的OADM和0XC,WDM(或DWDM)是基于光層上的復用,它和SDH在電層上的復用有著很大的區別。同時,通過OADM進行光信號的直接上下,無需經過O/E轉換,而擁有EDFA的WDM(或DWDM)可以進行較長距離的光傳輸而不需要光中繼。
2接入網技術
隨著通信技術的快速發展,人們對鐵路通信技術提出了更高的要求,鐵路部門必須采用先進的、現代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實現鐵路通信網的升級,發揮鐵路通信網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。
接入網技術是鐵路通信中一項關鍵技術,由于原有用戶銅纜接入的普遍性和現在光纖技術的發展,接入網建設就必須考慮通信網絡的現狀與發展,這就決定了接入網技術的多樣化。接入網從接入方式上可分為有線接入和無線接入。
2.1有線接入技術
(1)高速率數字用戶環路技術。
通過2-3對雙絞線雙向對稱傳送基群數字速率信號,傳送距離為3km-5km,上行速率與下行速率相等。通過回波抵消技術實現在一對雙絞線上全雙工傳輸,通過特定的編碼和調制方式提高傳輸質量,用多線對并行傳輸,以降低每對雙絞線上的傳輸速率,增加無中繼傳輸距離。
(2)非對稱數字用戶環路技術。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高達(9-10)Mbit/s,上行速率只有數十或數百kbit/s,此技術適用于視頻點播VOD系統;其高速下行信道可向家庭用戶提供多路的數字圖像信號及低速語音信號,而上行信道用于傳送用戶控制信號。ADSL的優勢在于它幾乎不需要對現有的對1雙絞線作任何改動就可獲得高傳輸速率。
(3)混合光纖同軸電纜接入技術。
它是基于有線電視系統CATV發展起來的。在有線電視中心與地區中心、地區中心與光節點之間采用光纖連接,光節點與用戶設備之間采用同軸電纜連接。其主要是使用副載波調制,將CATV原有的單向傳輸系統改造成雙向傳輸系統。HFC可以充分利用現有的CATV網絡,進行少量投資,就可形成一個支持多種業務的寬帶綜合業務網。
(4)光纖用戶環路技術。
以光纖為主要傳輸媒介,根據光纖向用戶延伸的距離,可以分為FTTC(光纖到路邊),FTTB(光纖到大樓),FTTH(光纖到家)等。FTTB是用戶接入信息高速公路的最終理想目標,但根據現有通信發展的實際,FTTC、FTTB與銅纜相結合的用戶接入,雖然是有過渡性質的折衷方案,但價格相對經濟,并且在時機成熟時易擴展到FTTH,所以是現實并且可行的。
2.2無線接入技術
無線接入網是在接入網中部分或全部引人無線傳輸媒介,為用戶提供固定終端業務和移動終端業務。無線接入可分為固定接入和移動接入兩大類。其基本結構由控制器、基站和用戶終端設備構成。應用技術主要包括微波1點多址技術、蜂窩技術和微蜂窩技術等。無線接人由于其靈活方便易于建設,目前已得到極大的重視。
集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統,是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。它集交換、控制、通信于一體,通過無線撥號的方式把一組信道自動最優地動態分配給系統內部用戶,最大限度地利用系統資源和頻率資源,降低系統內呼損,提高服務質量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業運營管理部門的青睞,被確定為現行鐵路移動通信方式的首選類型。
3結語
鐵路通信網是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具,我國鐵路引入現代通信技術還不久,對鐵路通信工程建設還需要一段時間對其了解、分析和試驗,對其中所要注意的問題,特別是技術問題要認真對待,只有這樣才能為鐵路通信現代化作出貢獻。
參考文獻
[1]梁培超.淺析鐵路通信工程應用接入網技術[J].科技資訊,2008.
一京廣高鐵CAN通信“假冗余”問題分析
1CAN通信冗余設計原理
根據CAN通信的連接方式，通信盤A和通信盤B均應向CANA、CANB發送數據，CANA或CANB僅一路通信中斷不影響系統的正常使用。而且，根據《客專列控中心與軌道電路接口規范（報批稿）》4.6.1中規定“若不能從某一通道接收到有效數據時，應自動采用冗余通道接收的數據”。通信板A的CAND和通信板B的CANE連接主發送器和單數接收器，且兩路CAN通道互為備用；通信板A的CANE和通信板B的CAND連接備發送器和雙數接收器，且兩路CAN通道互為備用。通信接口板與移頻接口柜的通信連接情況，由于發送器“1+1”備用，接收器互為并機，因此兩路CAND和兩路CANE有一路可用即可正常CAN通信。綜上所述，列控中心與軌道接口盤主用CANA通道，若CANA通信故障，則可通過CANB發送、接收數據。同時，軌道接口盤與軌道電路移頻柜間四條CAN通道（兩條CAND，兩條CANE），只要有一條通道通信正常，則數據可正常傳輸，不會導致軌道紅光帶。
2CAN通信“假冗余”問題分析
京廣高鐵聯調聯試期間，通過列控功能試驗和聯鎖試驗發現：通信盤A與軌道移頻柜通道中斷，即主通道中斷時，列控顯示該移頻柜軌道電路全部“紅光帶”。但是，若通信盤B與軌道移頻柜通道中斷，則設備通信正常不會發生軌道電路“紅光帶”的故障。于是，立即組織對現場CAN通信連接方式及相關配線、板卡進行檢查和分析，發現CAN通信連接方式正確，檢查各部板卡也未發現問題。由此得出結論，京廣高鐵CAN通信系統硬件配置及連接方式符合可靠性設計要求，但是其內部軟件的邏輯處理方式卻未考慮冗余設置，導致主通道中斷就會發生軌道區段“紅光帶”故障。換而言之，即CAN通信冗余設置“表里不一”，可稱之為“假冗余”。通過軟件邏輯分析，當軌道電路通信盤與移頻柜主通道中斷時，即軌道電路通信盤A與軌道電路移頻柜通信故障，按照目前軌道電路的處理方式，通信盤通過CANA、CANB發送至列控中心的信息包仍都為有效信息包，只是CANA中區段狀態為通信故障。根據《客運專線列控中心列控與軌道電路接口規范（報批稿）》第4.5.2節，列控中心需將區段故障處理成占用狀態。但該接口規范中并未規定在軌道電路上傳的CANA、CANB數據不一致的情況下，列控中心該如何處理。京廣高鐵列控中心與通信盤A、B均為通信正常且數據校驗正確的情況下，列控中心使用CANA數據進行邏輯判斷，在綜合GJ狀態后，判斷區段是“空閑”還是“占用”狀態。同時，發現目前的通信盤配置為“通信盤A僅向CANA發送數據，通信盤B僅向CANB發送數據。因此，當斷開通信盤A盤與移頻柜的連接時，由于通信盤A收不到軌道電路狀態數據，會向CANA發送軌道電路通信故障狀態。列控中心收到CANA中的通信故障數據后處理為“占用”狀態，確認為有效數據，并不使用CANB的正常數據，且此時采集GJ狀態為“空閑”狀態，則造成列控中心認為“驅動采集不一致”故障，導致軌道“紅光帶”發生。
二改造方案及建議解決
京廣高鐵“假冗余”問題，僅需要修改“狀態數據幀輸出邏輯關系”即可，而不用修改任何硬件配置，即正常情況下CANA為主用通道，列控中心以CANA通信數據為準，當CANA通信故障時，則以CANB通信數據為準。由于《客運專線列控中心列控與軌道電路接口規范》中沒有明確：“軌道電路上傳的CANA、CANB數據不一致的情況下，列控中心該如何處理。”造成列控中心生產廠家處理方式不一，從而片面的提高其系統的安全性，只要主通道故障就判斷為系統故障，大大降低了系統的可靠性。因此，為了杜絕類似問題重復發生，建議明確CANA/B總線冗余處理邏輯，修訂《客運專線列控中心列控與軌道電路接口規范》，修改列控中心通信數據處理方式，并增加關于對CANA、B數據進行冗余處理的原則說明。
三結語
京廣高鐵CAN通信“假冗余”問題，違背了區間軌道電路的冗余設置原則，大大降低了系統運行的可靠性，一旦發生故障造成大范圍軌道紅光帶故障，而且查找較為困難。因此，必須明確CANB通道為主用通道CANA的冗余通道，確保系統的通道冗余特性。
作者：徐寧單位：北京鐵路局石家莊電務段
1.1信息化社會所面臨的現狀之一就是數字化。隨著計算機的出現與發展，全球信息化時代悄然到來。在當前的社會中，我們每天所接觸到的信息量之巨大已經超出了我們的想象。人與人之間的交流與交往也越來越依賴互聯網渠道，我們已經跨入了信息化社會時代。在這樣的時代中，要想時刻保持先進性，就必須要建立起一套完整的信息發送、接收與加工的體系，確保將信息技術準確地運用到鐵路系統當中。
1.2不斷增長的用戶基數導致了技術的進步。由于人類社會的不斷發展，日益增長的生活水平使人們對周圍環境有了更高層次的要求。在先前幾十年的發展中，很多地方采用的都是以環境換發展的方式。由于人們的要求越來越高，這種以破壞環境為代價的發展手段必然不會受到大范圍的認可，一種高效的資源利用發展模式必將出現。例如在鐵路發展領域，由于現代社會越來越快速的發展模式，人們往往需要在短時間內從一個城市到達另一個城市，并且對鐵路系統的服務質量提出了更高的要求，火車也從蒸汽機車、內燃機車演變成了電力機車，不僅提升了燃油等資源的利用率，同時也滿足了新用戶的新需求。這種科技的提升導致人們生活方式改變的例子比比皆是，甚至連人類的思想行為以及工作方式都有了極大的變化。我們必須要認可計算機網絡的發展給人們帶來的便捷，堅定建設起更大更廣泛的計算機網絡的信心，為人類創造一個更美好的社會。而飛速發展的鐵路運輸系統需要一個與之配套的無線通信系統，由于鐵路游客數量的不斷增長，有限的資源已經成為了鐵路系統長遠發展的短板，在傳統鐵路系統中大規模運用的模擬技術已經無法為鐵路系統的提供有效的技術支持，在這樣的環境下，出現了一大批高科技的數字化技術。
1.3通過制定相關政策來保證鐵路無線通信系統實現數字化。隨著數字化進程的不斷深入，為了切實保證數字化進程的進展，國家相關部門專門出臺了與鐵路無線系統有關的法律法規，能有效規范化鐵路系統中有關無線通信的工作，給工程的開展予以支持與指導。早在2009年，由工業與信息化部就了相關文件來規范化鐵路通信系統中有關對講機頻率的內容，實現了模擬信號到數字信號之間的過渡。
2DMR必將成為專業無線用戶的新寵
2.1數字化系統所帶來的好處。在我國的鐵路系統中，最為廣泛運用的仍然屬傳統模擬對講系統。整個系統由于較為便宜的使用成本，簡便的操作手段，受到了大部分鐵路系統職工的歡迎。但是由于模擬對講系統自身的缺陷，很難實現數字化通信系統能夠實現的功能，正處于逐步被數字化通信系統所取代的趨勢上。通過建立起數字化的對講機通訊機制，能通過對講機來實現很多以前無法實現的功能，具有較為明顯的優勢。一般來說，數字化對講機系統能較高地利用起所有的頻段，確保語音傳輸的真實可靠；并且基于數字化的網絡，該系統能實現個人與基站之間的互聯，保證數據不出現丟失。除此之外，要想進一步提升整個系統的功能，還可以進行一定程度的自主設計，確保滿足系統所需要的功能。隨著近年來計算機網絡的不斷發展，相關部門為計算機數字對講機的投入使用耗費了大量的人力無力資源，并制定了包括DMR通信技術在內的法律法規，為世界范圍內有關數字對講機的使用制定了詳盡的標準，在各個領域都有一定程度的運用。
2.2作為一種較成熟的通信產品，DMR已經能夠滿足大部分的通信需求。DMR標準最初起源于歐洲，在剛開始投入市場的時候受到了多個國家的多個通信廠商的支持。在廣泛投入市場并得到市場驗證之后，DMR產品已經建立起了十分成熟的產品體系，在整個歐洲甚至是全世界都有了極大的用戶集群。在以美國為首的西方國家，諸如摩托羅拉這樣的通信公司已經有了一套成熟的DMR對講機產品線。在2011年就已經達到了100萬臺的銷量。我國的相關企業已經組成了聯盟，專門對行業標準的制定開展細致的工作，確保整個行業的發展走在正確道路上。在政府的大力支持下，很多數字通信廠商都加入了這個集團當中，設計并創新了一大批具有競爭力的DMR產品線，能夠滿足大部分用戶對無線通信設備的需求，在各行各業都有廣泛的運用，受到了用戶群的一致喜愛。除了鐵路部門建設以外，林業、礦業、市政、公安等部門也開始采用基于DMR系統的數字化產品，對我國實現數字化社會起到了決定性的幫助作用。
3鐵路無線數字化需要思考的問題
隨著科技的進一步發展，越來越多的核心技術出現在了我們的眼前，一定程度地影響并改變了人們的生活方式，對企業的管理理念以及決策部署都起到了決定性的作用。要想切實推動鐵路系統無線通信數字化格局的形成，就必須要結合眾多領域的人才，團結在一起構建起數字化行業。
3.1大力推廣DMR技術以及其附屬產品。即使DMR已經出現了很長的時間，但是要想讓群眾認識到該技術的優勢，接受并運用到實際生活中還需要漫長的過程。因此相關企業相關部門應當大力推廣DMR技術，為該技術的推廣創造條件。
3.2加大DMR市場投資，準確定位DMR商品的價值。一般來說，DMR產品較為高端，主要銷售對象是中高端的用戶群，這些用戶不僅需求量旺盛，對系統的質量也有一定的要求。隨著DMR數字通訊網絡的建立與成熟，整個商品鏈的價格必將隨之下降，市場的認可所帶來的必將是DMR系統的不斷發展。
3.3隨著DMR數字化產品的投入市場，一個與之配套的產業政策與發展規劃是十分有必要的。生產企業不僅要生產大量地DMR產品，還要做好后勤保障工作，保證IP網絡環境。在環境允許的條件下，應當加強信息接口的數量，確保整個DMR系統運行的穩定。
3.4實現模擬信號向數字信號轉換的平穩過渡。由于傳統的模擬信號與數字信號之間存在一定的差異，在實際使用的過程中需要采取一定的手段來消除這些差異，實現模擬信號向數字信號的平穩過渡。
3.5分階段實施DMR數字化系統的建立。一個完善的DMR數字化系統的建立應當從獨立系統出發，逐步擴大實現整個系統的建設。
【關鍵詞】通信基站;高鐵通信機械室;防雷地網;保護
1.雷電的基本知識
1.1雷電的形成
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象。雷電一般產生于對流發展旺盛的積雨云（雷云）中，因此常伴有強烈的陣風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷。積雨云頂部一般較高，可達20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對流等過程，使云中產生電荷。云中電荷的分布較復雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后，就會產生放電，這就是我們常見的閃電現象。
雷云的產生必須具有以下三個基本條件：
a.空氣中應有足夠的水蒸氣。
b.有使潮濕的空氣能夠開始上升并開始凝結為水珠的氣象條件或地形條件。
c.使氣流能強烈持續上升的物理條件。
雷云是在某些適當氣象和地理條件下，由強大的潮熱氣流不斷上升進入稀薄大氣冷凝的結果。
大多數雷電發電發生在云間或云內，只有小部分是對地發生的。在對地的雷電放電中，雷電的極性是指雷云下行到地的電荷的極性。根據放電電荷量進行的多次統計，90%左右的雷是負極性的。
1.2雷電的參數
1.2．1雷電流幅值的積累概率
雷電流幅值與雷云中電荷多少有關，也與主放電形成過程有關，是一個隨機變量，他與雷電活動的頻繁程度相關。
1.2．2雷電通道的波阻抗Z
對雷電的研究，特別是雷電防護的研究，主要關心的是主放電通道的波阻抗。在主放電時，雷電通道每米的電容和電感取C=14.2PF/m,L=1.84uH/m,算出雷電通道波阻抗Z=■=359(歐姆)。波速v=1/■=0.65C(C為光速)
注：C、L的估算值是以圓柱長導體為模型。
2.鐵路通信機房及通信基站防雷設計
隨著鐵路建設的快速發展，鐵路客運專線運營里程不斷增加，目前我國投入運營的高速鐵路已達到7055公里，我國高速鐵路運營里程居世界第一位，正在建設之中的高速鐵路有1萬多公里。而CTCS-2及CTCS-3的運用，全線通信基站及通信機房不斷增加。僅以滬杭客運專線為例，滬杭高鐵由上海虹橋至杭州東站（杭州東站目前在建所以臨時引入杭州站）全長153.5公里，正線2條，全程高架無隧道。沿線設7個車站、3個線路所、3個中繼站和45個基站。如此高密度的機房和基站對其防雷提出了新的要求。
2.1通信基站的綜合防雷設計
2.1.1基站簡介
目前鐵路沿線使用的基站分為兩種類型，塔下基站和桿塔基站，而鐵路基站一般都建于郊外等空曠地區，地處雷暴強度較強、雷暴日較多，遭遇雷擊事故概率較大。而且基站內高集成高精密度設備對雷電的敏感度較強。雷擊事故成上升趨勢，據不完全統計，近年來遭遇雷擊的基站占到了總基站數的10%。影響了鐵路通信及運輸安全。
2.1．2基站防雷措施存在的問題
通過對通信基站的防雷設施檢測．根據調查及用現實情況，經過多方面的調研。基站防雷措施通常存在以下問題。
(1)基站鐵塔上的避雷針與通信天線的垂直、水平距離太近，沒有按照滾球法計算，接閃過程中，天饋線的電磁感應電壓過高，損壞通信設備，鐵塔頂端至底端的過渡電阻I>0．03 歐姆，避雷針的接地電阻過大，不利于雷電流的泄流。
(2)基站天線鐵塔地網和機房地網沒有形成聯合接地。獨立鐵塔旁的機房或鐵塔下面的機房通信設備接地不規范，通信設備接地線從塔腳引入，沒有從地網處引入，存在地電位反擊。
(3)基站供電線路一般是采用架空引入，電力電纜金屬護套或鋼管兩端沒有就近可靠接地。配電屏中性線進站后重復接地，室內接地排與室外接地排沒有分開設計，沒有安裝適合的電涌保護器SPD，防止雷電波侵入。
(4)基站鐵塔高度≥60m．天饋線中間和進入機房前都沒有接地。饋線與通信機端口未設置饋線SPD。光纖架空敷設，光纖內加強芯、光端機及通信設備未作接地處理，使光端機和設備損壞。
2.2通信機房防雷設計
通信機房的防雷主要通過屋頂避雷網、避雷帶和引下線、接地系統和機房屏蔽四塊來實現。
2.2.1作用
導流、屏蔽。
2.2.2材料
采用40mm×4mm熱鍍鋅扁鋼或不小于Φ8mm熱鍍鋅圓鋼，引下線與分線盤（柜）之間的距離不小于5m。引下線下端采用?準50mm的絕緣管將引下線套起，防止雷擊時，造成人員接觸電擊事故。絕緣管下端距地面距離30～50mm，絕緣管高度大于1.8m。
2.2.3設置
沿通信樓屋頂四周均勻設置4根以上，上端與避雷帶焊接連通，中間用膨脹螺栓固定在墻面上，引下線與墻面距離15mm。下端與地網焊接。引下線下端采用?準50mm的絕緣管將引下線套起，防止雷擊時，造成人員接觸電擊事故。絕緣管下端距地面距離30～50mm，絕緣管高度大于1.8m。
2.2.4工藝要求
所有扁鋼搭接處三面焊接，焊接長度必須大于寬邊的2倍。焊點平滑無毛刺，并做防腐處理，防腐層應在焊點四周延伸20-25mm，焊接處不得出現急彎（彎角不小于R90°），引下線與分線盤（柜）之間的距離不小于5m。與其它電氣線路距離大于1m。引下線的固定卡釘布置應均勻牢固，間距宜小于2m。
2．3接地系統
2.3.1接地系統
通信設備應設安全地線、屏蔽地線和防雷地線。通信設備的機架（柜）、控制臺、箱盒、梯子等應設安全地線，交流電力牽引區段的電纜金屬護套應設屏蔽地線，防雷保安器應設防雷地線，安裝防靜電地板的機房應設防靜電地線，微電子設備需要時可設置邏輯地線。上述地線均由共用接地系統的地網引出。
2.3.2地網
由各接地體、建筑物四周的環形接地裝置、基礎鋼筋構成的接地體相互連接構成。
【參考文獻】
［1］邊登程．通信基站的綜合防雷設計[期刊論文]．黑龍江氣象，2009，(26).
【 關鍵詞 】 鐵路；通信信號；信號傳輸；安全問題
1 引言
由于列車在以往的傳統鐵路信號系統中的運行速度較低，所以通信信號系統并不能與信息系統相互連接，二者是相互獨立的。而基于現在飛速發展的鐵路信號系統中，大部分電子化信號系統的信息，包括列車調度、監督、控制等，這些信息都需要借助鐵路信號系統來實現遠距離的快速傳送，二者如果相互獨立則不能滿足現代鐵路信號系統這一需求，這就促使了CBTC系統的形成。
所謂的CBTC系統，就是將鐵路運輸組織必需的通信和信號兩大系統逐漸的融合在一起，使二者相互滲透結合，最終形成一個涵蓋了通信、控制、指揮和處理信息等多個方面的智能自動化系統，事實上也就是將鐵路信號利用通信的方式傳送出去。因而也就真正意義上實現了鐵路的通信信號一體化，而這種新型的傳輸信號的方式，將比傳統的利用軌道電路傳送信號的方式具有很多優勢，大致包括幾點。
1.1 信號傳輸的可靠性高
在傳統的軌道電路中，信號的傳輸是單向的，也就是發送者只負責發送信號，根本無法確定遠處的接收者是不是真正的收到了信息，而且鐵軌是軌道電路信號系統唯一的傳輸媒介，極其容易受到外界的影響而影響信號的傳輸，造成信號傳輸十分沒有可靠性，也就滿足不了控制高速列車的需求。而在新型的CBTC系統中，雙方的信號是互通的，可以做到雙向通信，還能通過非常多的保證技術來提高信號傳輸的可靠性，這就能夠保證工作人員可以實時并且安全地通過通信網絡實現鐵路信號的傳輸。
1.2 鐵路信息信號傳輸效率相對較高
在目前鐵路信號傳輸系統中，主要依靠數字化的通信方式來完成鐵路信息和數據信號的大量傳輸，還能夠在過程中做到移動自動閉塞信號傳輸，隨著列車的運行，這種移動的自動閉塞也會自然移動，還能自動變化其分期的長度，因此我國的鐵路運輸在運行中既能做到安全高效的傳輸列車信息信號，同時也可以保證列車在行駛過程中的安全問題，在提高鐵路信號傳輸效率的同時，還能保證列車運行的效率。
1.3 信息信號傳輸量大
在以往傳統的軌道電路系統中，信號的傳輸是在鐵軌上進行的，這樣就造成了鐵路信號傳輸的數據量比較小，且速度偏慢。而隨著社會各方面的發展，列車呈現越來越高的速度和密度，列控信號也就隨之增加，這就要求大量的信號傳輸能在短時間內安全快速的完成，而通信網絡恰好就滿足了列車控制對信號傳輸嚴格的需求，此外通信網絡還能提供包括媒體信息在內的許多其他信息，還能完成列車與地面的雙向通信。
2 強化鐵路信號傳輸系統的安全
對通信信號傳輸系統關于安全方面的整體情況的充分了解，能夠為我們熟悉掌握強化鐵路信號傳輸系統的安全性的方法打下良好的基礎。
2.1 鐵路信號傳輸系統信號安全構建分析
數字化的鐵路信號傳輸系統實現了信號安全技術與通信技術的深層次的結合，達到了通信信號一體化的巨大成就，為鐵路的發展起到十分重要的作用。我們可以通過各種方式在信號傳輸的過程中提高其信息傳輸效率、信號傳輸的可靠程度和傳輸過程中所能承受的容量，即使在信號的傳輸過程中，偶爾會發生故障，但是在最后的輸出端所輸出的數據一定是安全并具有準確性的。在發生故障時，可以運用不同的解決方式，可以通過信號信息傳輸故障――容錯系統構建和信號信息傳輸故障――安全分析這兩種方式來解決橫式進行。
2.1.1信號信息傳輸故障――容錯系統構建
我國以前的鐵路信號系統的安全保障只要是依靠安全型繼電器來保障的，這是我國傳統的鐵路信號系統最基本的安全要求措施，安全型繼電器的主要工作原理為，當安全型繼電器的線圈沒有磁性時，節點就主要考慮在斷開狀態下的概率，這種處理的方式主要運用在一些不是邏輯對稱故障方面。因此，為了能夠在鐵路信號安全信息傳輸系統中建立通信系統，就必須以大量的電腦作為最核心的控制系統來運用。我們可以通過對鐵路信號安全信息傳輸系統中來設計其容錯系統來保障安全，也就是我們常說的通過利用冗余技術的方法，來解決鐵路信號信息傳輸過程中的安全要求。這是因為容錯技術能夠在很大程度上提高計算機的安全、可操作性，能夠在發現計算機系統內部出現故障的時候，就能在第一時間將其故障解決掉，從而能夠在很大程度上確保系統的正常運行。但是在對容錯的鐵路信號安全信息傳輸系統設計過程中，不能只是依靠硬件的容錯或者是軟件的容錯，這些都是不能滿足的，這是由于真正的容錯系統不僅僅是硬件的系統和軟件的系統，還要求各個應用軟件的各個層次的容錯，并且不同層次的容錯的功能是各不相同的。因此，構建信號信息傳輸故障――容錯系統，能在很大程度上保證應用進程的持續安全運行下去，并且還能在很大程度上確保其不受到硬件故障的影響。
2.1.2信號信息傳輸故障――安全分析
在鐵路正常運輸過程中，如果發生法信號故障――安全情況，這時候不要出現過度的緊張，可以將該情況看做是正常運輸過程中出現的一個非常普遍的故障現象即安全的系統，在解決過程中不要受到傳統思維的影響，將故障沒有構成危險的想法一定要摒棄，在鐵路信號傳輸系統的構建過程中，要考慮不同的可靠性與安全性的技術的應用，只有這樣才能在最大程度上降低在整個系統中故障發生的概率。
2.2 新型鐵路信號系統的安全設計研究
2.2.1傳輸方式的選擇
在我國鐵路信號傳輸系統中主要分為兩種信號傳輸系統：一是采用有線傳輸的方式的封閉式信號系統；另一種是采用無線傳輸的方式的開放式信號系統。不同的傳輸方式對改變傳統鐵路信號的傳輸模式起著不同的作用，因此，必須認真選擇這兩種模式，從而使鐵路信號傳輸系統變得更加安全、可靠，并且這兩種傳輸方式都有各自的優缺點。無線傳輸線路主要是利用無線中繼來進行傳輸，這種傳輸方式能夠具有非常大的傳輸容量，這對滿足較長距離的傳輸起著非常重要的作用。另外，該傳輸方式的建設速度是非常快的，并且維護起來非常方便、簡單，具有非常高的經濟價值，但是該傳輸方式的缺點是非常容易受到外間的干擾，主要是非常容易受到氣候、環境的干擾，這就致使其在使用過程中具有非常低的穩定性和安全保密性。
就目前而言盡管無線傳輸的發展是非常快速的，但是其跟有線的傳輸方式來比較，就顯得非常狹小，尤其是在傳輸領域內，有線傳輸占據著主導地位。這是因為有線傳輸的特點就是在較長的傳輸距離中還具有非常高的穩定性、安全性和可靠性，并且還能夠具有非常大的傳輸容量，其缺點也是非常明顯的，就是其在建設初級階段的投入非常是非常龐大的，并且要求要有很長的建設時間。對于以通信系統為主的鐵路信號安全信息的傳輸有線通道介質的選擇來說，還是比較傾向于傳統的電纜傳輸系統，但是電纜傳輸系統非常容易受到氣候、環境的干擾的影響而出現傳輸不穩定的現象，這也正是鐵路心寒傳輸過程中要求非常高的部分。隨著近幾年我國社會經濟的快速發展，光纖傳輸系統得到了快速發展，它具有帶寬大、中繼距離長、傳輸損耗低、抗電磁干擾能力、傳輸質量好等各種優點，所以，在建立單方向的鐵路信號傳輸系統通道時，只需要一根光纖就能夠建立起來。
2.2.2開放系統通信的威脅與安全性設計原則
鑒于傳輸系統是想對開放的，那么遭受外部信息入侵的可能性就會很大，有一些網絡病毒或者黑客就會趁虛而入。從系統內部來說，有時會因為環境的因素、元器件的失效或者硬件設計錯誤等某些原因而引起故障。就網絡本身來說，由于網關的作用，在未經許可的情況下，上層傳輸的不可靠信息的網絡是不能與本網進行通信的，這樣就能維持網絡能夠獨立運行，從而確保了網絡本身的安全性。對于鐵路信號信息的傳輸，網絡系統必須能夠滿足其對安全性的極高的要求，我們把在一定的時間、環境條件和使用條件下，保持傳輸系統不會陷入危險狀態的性能，稱為傳輸系統安全性，排出人為失誤的因素，造成傳輸系統失敗的唯一原因就系統故障，那么為了提高鐵路信號傳輸的安全性，我們有必要想盡一切辦法降低在系統故障時傳輸系統陷入危險的可能性。
3 結束語
鐵路的安全、穩定、快速運輸在很大程度上受到鐵路信號傳輸系統的影響，因此，在我國不斷發展高速鐵路的時候，必須要求鐵路信號傳輸系統具有很高的穩定性和安全性，建立全國鐵路網絡覆蓋，確保鐵路能夠高速、穩定、安全的運行。
參考文獻
[1] 王立國.基于通信系統的鐵路信號信息傳輸的安全性研究[期刊論文].電腦與電信，2007，（11）.
[2] 邵漢久.基于通信系統的鐵路信號信息傳輸的安全性研究[期刊論文].自動化與儀器儀表，2010，（02）.
關鍵詞：微機聯鎖故障處理，CTC系統，建議
隨著我國鐵路現代化建設取得了飛速的發展，科學技術的快速進展也給鐵路跨越式的發展提供了堅實的基礎，特別是計算機技術的運用，使鐵路信號技術發生了根本的變化。微機聯鎖技術使車站聯鎖技術的發展方向，在功能、安全、可靠、經濟、維護等方面逐步顯示出其技術優勢，越來越受到用戶的青睞。因此，微機聯鎖是鐵路信號發展的必然趨勢，如何確保危機聯鎖設備的安全、可靠運用，對電務維修人員的素質提出了更高的要求。論文參考網。盡快了解設備技術性能，掌握使用和維護方法、更新知識、提高技能，已成為當務之急。CTC系統的快速發展及應用大大提高了鐵路各部門間的信息交換，但CTC系統的操作還未進行統一。為此，根據本人的工程施工的經歷，對微機聯鎖機中出現的常見故障，在CTC系統操作上提出的幾點建議，以供參考。
1TYJL-TR9型微機聯鎖
微機聯鎖設備主要有TYJL-TR9型及TYJL-III型，TYJL-TR9型聯鎖設備故障及處理方法與TYJL-III型基本一致，但原理是相同的。
1.1電源部分的維修
1.1.1系統電源配電柜。當系統電源配電柜出現問題時，反映出的現象為：整個控制臺無人和顯示，A、B機顯示器及工控機、聯鎖機指示燈均滅燈。處理方法：首先確認兩路電源是否都停電，確認兩路電源都無電后，通知供電部門處理。若不是兩路電源停電，就要查找系統電源配電柜內部輸入、輸出端子有無電壓，K2、K6空氣開關是否斷開、接觸是否良好，查找到故障點后處理。
1.1.2 UPS電源故障：在外電網瞬間停電或兩路電源轉換過程中，或兩路電源都停電有瞬間來電時，UPS電源受瞬時沖擊不能正常工作后燒壞；在外電網電壓不穩定時調壓屏超出穩壓范圍，或外電網電源斷相時UPS電源受瞬間沖擊而燒壞。處理方法：當判斷出UPS電源故障時，確定系統電源配電柜引入電源正常后，應人工到微機房內的電源配電柜內閘刀開關，將閘刀開關由“UPS”一側倒向“直供”一側，使UPS電源甩開采用直供的辦法供電，待UPS電源修復或更換新的UPS電源后 ，恢復UPS穩壓供電。
1.1.3 切換電源故障。切換電源有時受輸入電源的影響，通常使切換電源的熔斷器燒壞或空開頂起，而使A、B機不能倒換。處理方法;更換熔斷器或將空開推上。
1.1.4 聯鎖機中的采集電源或驅動電源故障。當受外網電源影響，UPS未能起到很好的防護作用時，使聯鎖機中的采集電源或驅動電源燒壞，或者 造成采集電源與驅動電源瞬間保護，無輸出。處理方法：測試聯鎖機機柜內的電源，卡電源有無輸出，如無輸出更換8312電源模塊；若瞬間保護，則重新關機后再開機即可恢復正常。
1.1.5 某單項設備電源故障。聯鎖機、上位機的監控A機或監控B機、電務維修機等某一單項設別無電源，不工作。處理方法：檢查故障機的電源輸入插頭、插座插接是否良好；接線端子接觸是否牢固；與配電柜之間的電源連線是否良好；系統配電柜的電源是否送出。
1.2顯示器黑屏、缺色
1.2.1 顯示器掉電。即顯示器無電源，顯示器在電源開關處都有一電源顯示，當有電時，該顯示燈就會點亮，當該指示燈熄滅時，說明顯示器掉電。處理方法：檢查顯示器的輸入電源并處理。
1.2.2 顯示器有點而黑屏。即顯示器有電，顯示器電源開關處的 電源指示燈在點亮，而顯示器在黑屏狀態：原因有很大可能是有人將顯示器的亮度和比度調到了零，使顯示器看起來和黑屏狀態一樣。處理方法：將顯示器的亮度和對比度調到合適狀態即可。
1.2.3 顯示器缺色。即顯示器收不到由微機送來的顯示信號或收到后顯示不正常，一般有以下幾種情況：顯示器被燒壞，這種情況在現場出現過，更換新顯示器恢復；瞬間高壓沖擊造成顯示器自動關閉，可重啟電源來處理；上位機沒有運行車站程序，可重新啟動上位機；上位機顯卡Exxtreme(CT6610)故障也會導致顯示器黑屏，可倒換上位機進行試驗，確認后更換網卡；視屏電纜線斷線或插頭松動、脫落。
1.3聯鎖機死機故障
聯鎖機死機的故障通常表現為：面板的運行燈不走，接發燈不閃爍，采集板上的燈也不閃爍，上位機的報錯提示上出現聯鎖機通信中斷，聯鎖機有的模塊、插板上的報警或故障燈點亮。論文參考網。造成聯鎖機死機不工作的原因大致有以下幾種。
1.3.1 聯鎖機內的電源模塊（8312）故障或外電網由強電干擾，特別是地線未連接好或阻值超標時，可能出現死機。
1.3.2 聯鎖機內主處理器CPU板（3006）故障或CPU板上的FLASH芯片故障。
1.3.3 聯鎖機內的板卡松動或插接不良、不到位，或計算機板故障也會造成聯鎖機死機。
1.3.4 聯鎖機內的主機機籠故障。
1.3.5 若聯鎖機地線混入其他電源也易造成頻繁死機。
1.3.6 處理方法：首先重新啟動聯鎖機主機聯鎖程序，其次將所有板塊逐個拔出，數秒鐘后按原位重新插上，保證插接牢固，接觸良好。最后更換故障的板塊、芯片或主機機籠。
1.4采集板、驅動板故障
判斷是采集故障還是驅動故障的方法很簡單，設備狀態回不來為采集故障，操縱設備無響應為驅動故障。當采集板或驅動板故障時，很容易由控制臺的故障現象判斷，如：道岔無表示、扳不動，信號機滅燈、開放不了，軌道電路紅光帶燈。處理方法打開電務維修機的報錯信息查看，可直接查出第幾塊板錯誤，關掉電源拔出故障板更換后即可恢復，也可從采集板或驅動板上對應設備的碼位指示燈來判斷，若室外單項設備均正常，操縱設備無反應，說明驅動板故障；設備的各種表示狀態回不來，說明是采集板故障，更換故障板后即可恢復。
1.5上位機死機
控制臺屏幕顯示無任何變化，即使列車通過后其進路白光帶也不變化，信號也不關閉；不接受任何操作命令，控制臺鼠標失效，鼠標移動不動，按壓鼠標左右鍵無反應；控制臺顯示時鐘停止跳動。處理方法：倒機或重新啟動上位機。
1.6上位機與聯鎖機通信故障
控制臺屏幕顯示“聯鎖機通信中斷”，出現全站道岔無表示、軌道紅光帶、信號機滅燈; 聯鎖機工作正常，但查看通信狀態燈發現，接發燈只有“發”燈閃爍而“接”燈無閃爍。處理方法：重新啟動上位機，如仍未恢復，再進行上位機切換,檢查光端盒工作是否正常,檢查通信卡、通信接口、通信電纜通道。
2 維修機幾種典型故障
2.1維修機不工作:首先檢查維修機的電源輸入插頭、插座是否插接良好；其次檢查與配電柜之間的電源連線是否良好；最后系統配電柜的電源是否送出。
2.2維修機死機。維修機的屏幕顯示無任何變化，不接受任何操作命令，鼠標失效，鼠標移不動，阿米亞鼠標左右鍵無反應，屏幕顯示時鐘停止跳動。處理方法：重新啟動維修機。
2.3維修機顯示器藍屏:檢查維修機顯卡是否松動或故障;視屏電纜是否斷線、脫落;維修機內部的系統是否崩潰。
2.4維修機通信故障。監控機報“維修機通信中斷”:檢查維修機的程序是否中止運行;若是程序中止運行，重新運行維修機程序;若不是程序中止運行，檢查HOP及各網線插頭是否正常；檢查與聯鎖機通信電纜是否良好，不良處理。
3 分散自律調度集中系統（即CTC系統）的幾點建議
分散自律調度集中系統是綜合了計算機技術、網絡通信技術和現代控制技術，采用智能化分散自律設計原則，以列車運行調整計劃控制為中心，兼顧列車與調車作業的高度自動化的調度指揮系統。作為鐵路新型技術裝備，CTC系統已經成為鐵路系統探索的新課題。
3.1建議統一規定
建議在起步階段對CTC系統車務終端的軟件操作界面和操作方法進行統一：目前全路研制和開發CTC系統的單位有多家，雖然鐵道部對該系統軟硬件的技術原則和要求都進行了規定，但對于系統車務終端的軟件操作界面和操作方法沒有進行統一。
3.2建議統籌兼顧
建議在CTC系統軟件設計前應充分征求電務、車務及相關部門的意見。目前現行CTC系統軟件設計調試的做法是：在具備基本功能的前提下，根據工程開通過程中電務、車務、調度等部門的各自要求不斷地進行功能增加和完善。這樣做造成試驗工作多次重復進行，且大大增加了軟件修改帶來的錯誤風險。
3.3建議共同試驗
建議電務和車務部門在軟件仿真和系統開通試驗時相互協調共同進行綜合試驗
3.4軟件修改的建議
建議在軟件修改后，應向設備維護單位提供正式書面的軟件修改通知單，應說明修改的內容及試驗的范圍等，同時進行徹底試驗，以確保軟件的可靠使用。
3.5通道維護的建議
CTC系統雖作為一個獨立的系統，但它與其他許多系統發生信息交換。CTC系統從既有的車站聯鎖系統中獲取必要的站場表示信息，同時又能把車務終端的操作命令通過自律機輸出到車站聯鎖系統進行設備控制；與無線車次號校核系統接口，接受機車上有關信息；與無線調度命令傳送系統接口，將調度命令、接車進路預告信息、調車作業通知單傳送到機車；與路由器等通信設備結合，完成信息數據的遠距離交換，實現車站和調度中心的通信。論文參考網。從現有的系統間通信故障判斷手段來看，只能查看網管圖的情況，通過更換串口、串口隔離器的排除法來處理故障，而沒有必要的軟件方法或儀器，大大增加了故障延時。建議能提供用于判斷系統間通信故障的軟件方法或儀器，以迅速準確地排除此類故障
參考文獻
1. 呂永昌/林瑜筠. 計算機聯鎖 中國鐵道工業出版社 2007
2. 常孟光/岳春華/范伏安. 車站計算機聯鎖操作及維護(TYJL系列) 中國鐵道工業出版社 2002
3. 宋曉萍//周杰. 鐵路列車調度指揮系統(TDCS)實用問答 中國鐵道工業出版社 2008
關鍵詞：鐵路調度通信系統；組網；數字中繼
中圖分類號：U285 文獻標識碼：A文章編號：1007-9599(2011)07-0000-02
Railway Integrated Services Digital Dispatching Communication System
Cao Qing
(Chengdu Communications Section,Guiyang Integrated Workshop,Guiyang55003,China)
Abstract:Railway dispatching communication system is the section of road dispatcher for the command section of its jurisdiction and within the operational links between the station attendant special communications equipment for the rail transport industry to provide real-time information and achieve unity command of the important railway means of transport,thus scheduling the production of communication in railway transport plays a significant role.With high-speed rail is accelerating the process,developed in line with China Railway operating characteristics,with digital,integrated,flexible networking features such as dispatching communication system is of great significance.This paper describes the overall structure of the railway digital dispatching system,the railway scheduling system discussed the strengths and weaknesses,about the railway scheduling system introduced features of the hardware components
Keywords:Railway dispatching communication system;Networking; Digital relay
一、現有調度通信系統存在的問題及解決思路
鐵路調度通信作為一項專用通信手段，因其功能的專業性和應用的特殊性造成與公網在通信、信令、組網方式上有很大的不同，在政策、技術、市場等客觀條件的限制下，鐵路專用通信網不可能得到像公網一樣的發展機會。首先，通信系統有全程全網的特點，網絡達到一定的規模才可以產生效益，如果僅僅用來滿足鐵路運輸行業內部需求并依靠自身的投入產出而達到迅速發展是非常困難的。其次，為了保證專網的安全性、完整性，鐵路專用通信網的發展也受到各種政策條件的限制。故鐵路調度技術發展緩慢，現有的鐵路調度電話多為模擬制式，設備故障率高，通話質量較差，且業務單一，難于適應日益繁忙的運輸生產形勢。
（一）鐵路調度通信存在的問題:
1.技術落后：既有的專用通信設備大部分仍為模擬電路，選叫速度慢，接續時間長，通話質量不高。
2.組網方式單一：調度總機與其所管轄的調度分機的拓撲結構為模擬共線方式，且僅完成調度選叫和通話功能。而且鐵路現有專網內通信基礎設備繁多、機型復雜、各種專用設備自成體系，造成了分散在鐵路現場的專用通信設備重復設置，無法實現技術綜合，也造成了極大的資源浪費。這種單一的組網方式，難以滿足現場復雜多樣的需要和向數字化、寬帶化、綜合化演進的要求。
3.可靠性低：系統采用分立器件構成，易損件多，故障多，維護費用高，可靠性差。針對現有鐵路調度系統的弊病，應采用一種全新的數字調度系統淘汰原有模擬調度設備，改變鐵路專用通信落后的局面。在數字調度系統的開發研制中，筆者認為應從以下方面進行考慮。
（二）解決思路
1.采用先進的程控交換技術、數字通信技術、計算機控制等技術開發研制新一代的數字調度系統設備仁總機、分機、通話選叫設備)，使其具有模擬調度設備無可比擬的集成度高、容量大、呼叫處理能力強、接續快、服務功能豐富等特點;傳輸平臺選擇光傳輸網，使其信號在傳輸過程中，具有全數字化、低衰耗、高清晰度、高容量等優點，以適應現代通信網數字化、智能化、寬帶化的發展方向。
2.設計多種網絡拓撲結構，改變模擬調度電話組網單一的弊病，適應各種傳輸業務和傳輸技術;具備數字中繼、2B+D、環路中繼、模擬等多種接口，適應鐵路專用通信網內設備機型的復雜多樣。
3.系統采用無阻塞交換技術，具有大話務量處理能力;采用模塊化設計，保證系統易于升級、擴充方便;重要模塊雙熱備份;采用自愈技術提高傳輸通道保護能力等，從多方面保證統穩定可靠工作。
二、鐵路數字調度系統總體結構
鐵路數字調度系統由調度總機(主系統)、調度分機(分系統)、調度所通話選叫設備(調度臺>、傳輸通道組成。
一般地，調度總機(主系統)設置在各鐵路局或大站，是系統的調度指揮中心；分機(分系統)設置在鐵路沿線各車站，供車站值班員使用。通話選叫設備放置在調度所內，主要為調度員提供一個適合工作環境、符合人機工程學原理的操作平臺。調度總機通常設置在調度所附近的調度機械室內。
由于調度總機與分機之間、調度分機與分機之間的物理距離較遠，所以需要通過傳輸系統實現通信業務，可用實回線、電纜、光纜作為傳輸通道。
（一）鐵路調度通信的特殊性
鐵路調度通信的特殊性主要體現在：
1.通信方式;總機到分機為指令型，分機到總機為請示匯報型
總機(調度員)對各車站分機(值班員)的通話有主控權，根據工作需要，總機能單呼、組呼、全呼該調度區段內的分機，可隨時與分機通話、下達調度命令、收點、詢問列車運行情況等。分機呼叫總機按熱線方式。而各車站分機之間不經調度員同意不允許互相通話，亦不允許監聽調度區段內的通信。
2.操作方式：雙向呼叫一鍵到位
調度指揮要求時實性高，操作簡單，只需按鍵，呼叫自動實現，無須撥號過程。
3.區段調度通信網絡結構:點對多點，網內設備復雜
區段調度電話完成的是調度所調度員仁總機)與其所管轄的調度區段仁沿鐵路沿線)內各車站值班員之間的通信，屬于集中式多點專用系統，通常需要在一個車站上下幾條話路，且區段內各種調度設備和種類繁雜多樣。
（二）鐵路調度系統功能需求分析
鐵路調度通信由于其功能的專業性和應用的特殊性，決定了其應具備以下基本功能：
1.鐵路調度指揮功能
鐵路調度指揮功能是調度通信設備最重要的功能，且具有與其他通信設備不同的重要特點。調度員具有主控權，與值班員之間可以實現優先通話和無阻塞通話。調度員利用按鍵或摘機，直接呼叫或應答某個被調度用戶，也可同時呼出或應答一組或全部被叫調度用戶，實施調度分接或并接功能。調度員可進行中繼調度、中繼匯接、限制出中繼等有關調度通信事項，還可直接利用中繼與上級調度通信連接，構成樹型調度指揮網。
2.自動交換功能
調度員與值班員員間、值班員間、調度用戶與中繼間可直接撥號。需要說明
的是，調度通信的自動交換功能屬于輔助功能，對新業務的增設要依據用戶的要求設定，必要時，可限制撥外線和長途電話。
3.中繼組網功能
調度系統設有標準的2Mbit/s接口，可與其他數字傳輸系統配合，組成數字調度系統網絡。調度系統具有數字、模擬兼容組網能力，配備環路、數字、磁石等各種中繼接口，整合現場各種現有設備，滿足專用通信網各種業務傳輸的需要。調度系統設備可多臺互連，組成自動數字調度網，或與其他調度設備配合，實現多級調度。
4.其他功能
通過鍵盤、鼠標、觸摸屏的配置，為調度用戶提供友好界面，實現遠端實時視頻監測，通信狀態顯示直觀，操作簡單方便；數據傳輸功能；電話會議功能等。
三、調度系統硬件組成特點
（一）開放平臺上的模塊化設計
系統基于全數字程控交換技術，采用開放平臺上的模塊化設計思想，其軟硬件均采用模塊化結構，幾用戶可以根據需要選擇不同的軟硬件模塊，構成自己的應用系統。機架采用國家標準尺寸的積木式結構，根據不同容量的需求，進行靈活配置，任意疊加。主要模塊有：主處理機模塊、時鐘模塊、普通用戶模塊(Z)，2M數字中繼模塊、調度臺2B+D)接口模塊、雙音多頻仁DTMF)模塊、會議模塊、環路中繼模塊、模擬電路模塊及各種數據接口模塊、無線適配口仁RI)等。除主處理機模塊、時鐘模塊、電源模塊外，其余模塊主要完成對外接口及對內通信功能。各模塊均有自己的CPU單元，模塊間做到相互獨立，其中主處理機及時鐘模塊可1:I冗余配置。為完成調度通信、數據傳輸及不同組網要求，主處理機的數字交換網((D SN)的PCM母線分別直接和用戶電路、2B+D電路、2M數字中繼電路、信號收發電路等連接以實現話音、數據處理和處理機間通信。
（二）具有多種中繼方式便于組網
系統配備數字中繼模塊和環路中繼模塊，通過數字中繼與長途通信系統組網.數字中繼上傳送的信令既可以是中國一號信令，也可以是七號信令。系統通過環路中繼與公用電話交換網連接，完成調度用戶與公用電話交換用戶之間的通信，通過環路中繼還可與其他調度系統相連接，完成通信功能。系統終端接口方式還有磁石用戶線接口、模擬用戶線接口、ISDN接口等。
（三）分級控制提高系統可用性
調度總機的控制方式采用主處理機和功能模塊處理機兩級方式控制，每塊功能電路板上的微處理器都具有智能處理功能，負責本模塊的一些基本操作并通過異步串行通信總線與主CPU通信。采用多處理機可以提高系統的處理能力，提高可靠性與可用性，改進實時響應速度和方便地進行擴容。
（四）信號方式靈活
使用的信令方式有用戶信令和局間信令兩種。用戶信令有模擬用戶信令和數字用戶信令，模擬用戶信令用于普通電話終端與交換機之間的協議;數字用戶信令在ISDN的用戶終端與網絡接口間使用的協議，通過ISDN的基本數率接口或基群數率接口的D通道進行信令的雙向傳送，局間信令具有中國一號信令和七號
信令功能。
參考文獻：
[1]羅軍,鐵道概論.中國鐵道出版社,2002
[2]王,李忠民等.程控調度電話,中國鐵道出版社,1995
[3]王壯鋒等.對我國高速鐵路綜合調度系統的思考,中國鐵道科學,2003年第24卷第2期
[4]白昭.高速鐵路綜合調度系統模式探討,鐵道工程學報,2003年第3期
[5]鐵道部電務局通信處,鐵路專用通信技術體制,2000年
[6]曾廣坤.鐵路專用通信系統的數字化改造,鐵道通信信號,2003年第39卷
第5期
[7]黃慶貴.接入網在鐵路通信中的應用,鐵道通信信號,2002年第38卷
【關鍵詞】光纖通信技術 鐵路通信 應用技術
從光纖通信問世到現在，光傳輸的速率以指數增長，光纖通信技術得到了長足的進步， 應用范圍也不斷擴大。隨著鐵路通信朝著數字化、綜合化、寬帶化、智能化方向發展，光纖通信技術已經大量應用于鐵路通信系統中，顯著地提高了鐵路通信能力，極大地促進了鐵路通信系統的完善和發展。
一、光纖通信概述
光纖通信是以很高頻率（大約1014Hz）的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質的通信。1966年7月，美籍華人高錕博士《用于光頻的光纖表面波導》，分析證明了用光纖作為傳輸媒體以實現光通信的可能性，預見了低損耗的光纖能夠用于通信，敲開了光纖通信的大門。1970年，美國康寧公司根據高錕論文的設想首次研制成功當時世界上第一根超低損耗光纖（衰減系數約為20dB/km），光纖通信時代由此開始。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優點，備受業內人士青睞，發展非常迅速。光纖通信系統的傳輸容量從1980年到2000年增加了近一萬倍，傳輸速度在過去的10年中大約提高了100倍。目前，光纖通信技術已有了長足的發展，新技術也不斷涌現，進而大幅度提高了通信能力，并不斷擴大了光纖通信的應用范圍。
二、光纖通信技術現狀
（一）波分復用技術
波分復用技術可以充分利用單模光纖低損耗區帶來的巨大帶寬資源，根據每一信道光波的頻率（或波長）不同，將光纖的低損耗窗口劃分成若干個信道，把光波作為信號的載波，在發送端采用波分復用器（合波器），將不同規定波長的信號光載波合并起來送入一根光纖進行傳輸。在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長承載不同信號的光載波分開。由于不同波長的光載波信號可以看作互相獨立（不考慮光纖非線性時），從而在一根光纖中可實現多路光信號的復用傳輸。
（二）光纖接入技術
光纖接入網是信息高速公路的“最后一公里”。實現信息傳輸的高速化，滿足大眾的需求，不僅要有寬帶的主干傳輸網絡，用戶接入部分更是關鍵，光纖接入網是高速信息流進千家萬戶的關鍵技術。在光纖寬帶接入中，由于光纖到達位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的應用，統稱FTTx。FTTH（光纖到戶）是光纖寬帶接入的最終方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纖的寬帶特性，為用戶提供所需要的不受限制的帶寬，充分滿足寬帶接入的需求。
三、光纖通信技術發展趨勢
（一）超高速、超大容量和超長距離傳輸
超大容量、超長距離傳輸的波分復用技術極大地提高了光纖傳輸系統的傳輸容量，在未來跨海光傳輸系統中有廣闊的應用前景。近年來波分復用系統發展迅猛，目前1.6Tbit/的 WDM 系統已經大量商用，同時全光傳輸距離也在大幅擴展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復用（OTDM）技術，與WDM通過增加單根光纖中傳輸的信道數來提高其傳輸容量不同，OTDM技術是通過提高單信道速率來提高傳輸容量，其實現的單信道最高速率達640Gbit/s。僅靠OTDM和WDM 來提高光通信系統的容量畢竟有限，可以把多個OTDM信號進行波分復用，從而大幅提高傳輸容量。偏振復用（PDM）技術可以明顯減弱相鄰信道的相互作用。由于歸零（RZ）編碼信號在超高速通信系統中占空較小，降低了對色散管理分布的要求，且RZ編碼方式對光纖的非線性和偏振模色散（PMD）的適應能力較強，因此現在的超大容量WDM/OTDM通信系統基本上都采用RZ編碼傳輸方式。WDM/OTDM混合傳輸系統需要解決的關鍵技術基本上都包括在OTDM和 WDM通信系統的關鍵技術中。
（二）光孤子通信
光孤子是一種特殊的ps數量級的超短光脈沖，由于它在光纖的反常色散區，群速度色散和非線性效應相互平衡，因而經過光纖長距離傳輸后，波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實現長距離無畸變的通信，在零誤碼的情況下信息傳遞可達萬里之遙。光孤子技術未來的前景是：在傳輸速度方面采用超長距離的高速通信，時域和頻域的超短脈沖控制技術以及超短脈沖的產生和應用技術使現行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大傳輸距離方面采用重定時、整形、再生技術和減少ASE，光學濾波使傳輸距離提高到100000km 以上；在高性能EDFA方面是獲得低噪聲高輸出EDFA。
（三）全光網絡
[關鍵詞]配電自動化 鐵路 供電系統 實踐應用
中圖分類號：X816 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）04-0236-02
全國高速鐵路建設全面鋪開，鐵路供電設備不斷更新，隨著科學技術的進步，自動化與網絡技術促使鐵路供電系統更加的完善，在保證工作效率和供電質量的前提下不斷降低生產成本，增加各項功能和提高工作效率。我國部分大型供電企業已經實施應用配電網絡自動化系統，以下主要闡述鐵路供電系統的特點，配電自動化的方式和實際應用。
一、 鐵路供電系統的特點
鐵路供電系統的改進和完善顯然相對于其他供電系統有著更為嚴格的要求，為了保證列車在運行過程中不間斷供電的可靠要求，其結構和功能發生變動，主要體現在三個方面。
1 低電壓
我國鐵路工程一直受到國家的重視，為了保證鐵路列車的正常運轉，建立專項鐵路供電系統，直接為鐵路工程服務，因此該供電系統針對鐵路的供電需求具有很強的針對性，哈爾濱鐵路局牡丹江―綏芬河電氣化鐵路2015年即將投入使用。根據調查可知，鐵路工程一般使用無人值守箱式配電所，例如10KV配電所，當然也有少部分的高壓配電所，例如66KV變電所。由于供電對象的針對化和配電要求的單一化決定該供電系統結構的簡單化，有利于制定供電系統的標準化和自動化程序的設置。
2 接線形式簡單
鐵路供電系統的接線形式根據配電所單一的特性也較為簡單，沿著鐵路的走向成簡單網狀結構，將配電所、變電站和中轉站基本均勻分配，并將其相互連接。其連接的形式也并不復雜，主要成兩種形式，一種是自閉線，該連接方式主要為閉塞信息區間提供電源；另一種是貫通線，該連接方式主要是相鄰區間、部門和其它配電設施的連接。在供電系統中這兩類連接方式僅僅屬于一、二、三級負荷，在實際連接中為了實現鐵路供電系統不間斷的供電需求，根據世界情況兩種接法經常被采用。相對于其他領域的供電系統，該接線形式十分簡單，從而降低配電系統的總成本，提高供電的可靠性。其接線形式如圖1所示。
3 不間斷、高穩定和安全的供電要求
鐵路工程的特殊性決定該供電系統需要滿足不間斷、高穩定和安全的供電要求，相對的電壓、配電所和接線形式就沒有更高的要求，起重點放在供電的穩定性和安全性方面。從理論角度分析，其供電系統中斷的時間不能超過150ms，會造成電區間的信息中斷，發出警告信號，很大程度降低鐵路運轉的安全系數，因此鐵路供電系統的自動化形式更為重要，降低信息中斷的概率，從而增加供電系統的穩定性和安全性，并保證鐵路的正常運輸。
二、 配電自動化的方式
1 分布式
分布式控制是指利用自動化技術和網絡技術設計鐵路供電系統各個分站之間的相互配合，共同組建鐵路供電系統的控制中心，其終端具有自主排除故障和隔離的功能，相互之間是獨立的個體，但是又受到終端的控制，該控制方式當分站過多時其配合度和工作效率必然會有所影響；該方式的分段器有電壓時間型和電流計數型兩種，都具有重合功能，但是存在故障處理效率低，需要改變變電站的出線保護定值和重合閘的方式和各個分站配合度的問題，因此該控制方式不適于用在對于供電可靠性較高的場所。分布式配電網自動化系統如圖2所示。
2 集中式
集中式控制是指配電終端FTU采集子站故障信息上傳到配電主站進行分析，從而制定故障隔離和處理的方案，并由終端進行處理。一般經過配電終端、子站和主站三個層面，配電終端負責故障分析和相關數據信息上傳；配電子站負責該區域內的故障處理和控制；配電主站負責鐵路供電系統的管理和優化。主站是集中式的核心部位，該層面負責故障處理系統的不斷優化，從而提升故障處理的能力和效率。
集中式相對于分布式的效率高、穩定性高，并且高級程序的設置可以實現多重或復雜的故障的處理，相對應的集中式控制方式對于通信技術和網絡技術有著很高的要求，需要高配置的主站系統來支持更為復雜的故障分析和處理能力，在鐵路供電系統中是以水電段為核心進行運轉的固定系統，為了降低系統建立的成本，可以降低供電系統中子系統的配置，將重點放在主站的建立方面，增加主站對于全網配電自動化的控制能力。從經濟的角度和鐵路供電系統結構的簡單化考慮，建立基本的集中式控制體系，從而實現鐵路配電系統的自動化。集中式供配電方式的網絡通信結構如圖3所示：
三、配電自動化的實踐應用
1 系統設計與構成
配電自動化系統的而建立分為硬件系統和軟件系統。硬件系統包括服務器、移動工作站、打印機、調度員工作站、網關工作站、前置機、通訊柜組成，為了保證鐵路供電系統的穩定性和安全性我們在建站期間對服務器設置第二臺機器作為備用機；若是由于經濟的限制可以選擇將服務器和調度員工作站共用一臺機器。軟件系統包括CSDA2000配電自動化系統，從而實現FA功能，建立高級應用軟件PAS，PAS模塊由實現運行監控、安全性和經濟性分析等功能。根據鐵路供電系統低電壓、接線形式簡單和穩定、安全高標準的特點，建立網絡拓撲、故障分析和檢測、隔離與處理等功能的模塊，實現自動一體化；智能控制器CSF100和開關相結合實現故障信息采集、上傳下達、開關在線監控等功能，從而實現配電自動化。配電網自動化系統硬件設計結構如圖4所示：
2 通信系統設計
鐵路供電系統的通信設備較為簡陋，一般使用鐵路系統公共通信設備，因此很容易受到客觀因素的制約，經常由于通訊效率的低下，導致故障處理時間的延誤，降低鐵路供電系統的工作效率，因此需要完善改進鐵路供電系統的通信渠道，同時設計其他備用的通訊渠道，例如建立通訊效率高、可靠性高、擴展性能強的先進通信光纜光纜通信渠道。
通訊渠道需在智能一體化的前提下改進，為了保證鐵路供電系統故障等信息上傳下達，增加通訊處理機CSF200設備，實現CDT規約與正C870-5-101之間的轉換和通信專用渠道，從而提升鐵路供電系統信息的傳輸能力，滿足配電自動化系統的通信需求。
3 故障試驗設計
為了保證配電自動化的各項功能在鐵路供電系統的實現，設計故障實驗，正常的主要流程為：供電系統發生故障，貫通線路保護速斷動作，重合失敗，保護故障信息向上傳輸到達主站，啟動故障處理模塊對故障信息進行分析、隔離和處理，保證整個流程在三個小時內完成。其故障隔離設計實驗如圖5所示：
4 綠色環保的設計
鐵路供電系統盡可能選擇少油或無油的設備，及時不可避免使用污染源油也要建立擋油池和儲油池，降低污染源的排放；配電所的選址盡可能遠離居民區，減輕污染物貨物電磁對人類的危害；建立之初應選有帶有底板、橫臥板混凝土直埋式基礎，增加支柱的強度，降低其變形帶來的鐵路供電系統的故障概率等。
結束語
綜上所述，鐵路供電系統的自動化系統仍然存在很多不足的地方需要不斷改進和完善。該系統的配電自動化可以借鑒我國電力和水力自動化系統的發展經驗和相關技術應用，增加系統的一體化和智能化，并結合鐵路供電系統的特點提升鐵路供電系統的運行、故障處理能力、保護環境能力和綜合管理水平。在實踐中不斷發現問題和解決問題，促進我國鐵路供電系統的配電自動化。
參考文獻
[1] 周奉聚.淺析鐵路供電系統工程中配電自動化應用分析[J].機電信息.2011（12）.
[2] 李振斌.淺析鐵路配電自動化系統[J].機電信息.2013（3）.
【Abstract】In order to prevent the events of oversized vehicles frequently hit the protective frame ， and to better protect the safety of train operation， the paper makes research on the railway bridge protection frame intelligent alarm system， it make us obtained the information when the door frame is hit in the first time， and timely recovery and enhance the protection strength， for reference.
【關鍵詞】鐵路橋涵防護架；智能報警；恢復
【Keywords】railway bridge and culver protective frame； intelligent alarm； recovery
【中圖分類號】U448.1；TP274 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0135-02
1引言
近年來，由于地方經濟的快速發展，鐵路橋涵下通行的車流量急劇增加，為了避免車輛撞擊鐵路橋涵事件的發生，鐵路部門在橋涵兩端安設了限高（寬）防護架。但是經常發生超限車輛頻繁撞擊防護架的事件，威脅到鐵路橋涵的安全，給鐵路行車帶來安全隱患。
截至2016年年末，大秦鐵路股份有限公司原平工務段管內共計安設有防護架292座，全年累計發生撞擊320余次，其中經常受超限車輛撞擊的有22座。隨著智能報警技術的發展，研發出一套適用于鐵路橋涵防護架的智能報警系統有著重要的意義。
2 系統結構及工作原理
鐵路橋涵防護架智能報警系統主要由位移探測器、GSM太陽能通信檢測報警器和監控設備三部分組成。當防護架被撞發生振動、位移甚至折斷時，位移探測器立即將探測到的報警信號傳輸到監控設備，監控設備將進行現場抓拍，然后將拍攝信息傳輸到GSM太陽能通信檢測報警器，報警器立即發出警報，同時啟動內置GSM系統通過短（彩）信息傳輸方式將報警信息傳送到指定的手機號碼。
2.1 位移探測器
采用位移及振動傳感，內置CPU對信號進行智能分析，有效監測防護架上部件的位移和激烈振動，只要防護架上部件被破壞（位移、拆卸或撞斷），監測器就能馬上發出報警信號。
2.2 GSM太陽能通信檢測報警器
①供電電壓：配置高效太陽能電池板，DC 3.6V/4500mAh高容量鎳氫可充電電池，外加5.3V/2W高效太陽能電池板智能充電，采用智能省電技術自動充放電控制，提供報警器直流3.6V安全工作電壓。
②工作條件：為滿足溫度-40℃-70℃、濕度≤95%、防雨防曬抗老化、全天候工作等戶外需求，設計具有防破壞、防水、防暴曬、防雷、防高低溫等功能。無須外供電抵御連續陰雨天氣可達40天以上。
③傳輸與報警：通過GSM無線網傳遞監測報警信息，并配置防拆式警報器。
2.3 監控設備
監控設備安設于防護架兩側隱蔽處所，能夠實現對防護架的多角度、全天候拍攝。
3 功能及性能特點
①實時短（彩）信報警：當有撞擊發生時，監測系統可以在最短時間內把報警信息及撞擊時間通過短（彩）信發送給指定接收人員，提高了反應速度。②設備短信：每天8：00準時向設備管理人員發送設備狀態短信，使設備管理人員及時掌握設備的運行狀況。③警示燈光：夜幕來臨時，自動打開防護架上的警示燈，對過往車輛起到警示作用。④系統功耗低：系統全部采用低功耗元件，且具有能耗管理功能，對功耗相對比較大的監控設備采取信號式開啟的辦法來降低系統功耗。⑤可靠性高：采用數字濾波技術，表面貼裝元件技術、數據智能處理、抗干擾設計等措施，大大提高了系統的可靠性。⑥監測效率高：監測過程完全自動化，無須人工干預。軟件編程合理，數據運算效率高，使系統的整體效率大大提高。⑦實用性強：結構簡單，安裝方便，實現了全天候實時監測。
4 技術創新及特點
4.1 高效節能
系統采用太陽能電池供電，具有如下優點：①安全可靠，無噪音，無污染。②能量隨處可得，維護簡便，使用壽命長。③無人值守，無須架設輸電線路。④系統專門設計了電源管理電路，白天太陽能邊給系統供電，邊給電池充電；晚上電池給系統供電，提高了太陽能的利用率。⑤系統大量應用CMOS微功耗元件，降低了系統的功耗。⑥系統具有能耗管理功能，手機模塊的功耗相對較大，于是采取了在需要時才打開手機模塊的辦法來降低系統功耗[1]。
4.2 數據處理的高度智能化
傳感器采集的數據采用算術平均法進行濾波處理后，通過控制短信發送給設備，確保了系統不誤報、漏報信息。
5 現場應用
5.1 選定安裝地點
通過查詢2016年度橋涵防護架被撞整修記錄，篩選出車流量大、撞擊頻率高的韓原線172.027km、172.050km兩座框構橋作為安裝地點。韓原線172.027km、172.050km兩座框構橋橋下公路為原平市平安東街，此處為大型貨車進出原平高速公路、108國道和大運路的必經之地。防護架一旦發生被撞，整體防護強度急劇下降，極易誘發次生災害，后果不堪設想。
5.2 安裝報警裝置并監測數據
5.2.1 傳感設備
選擇將位移探測器放置在防護架圓管橫梁中部內側，既便于實時監測防護架撞擊情況，又保護設備自身安全。
5.2.2 預設手機號碼
將工區工長、車間維修主管、科室維修主管、段主管領導預設為特定的報警號碼。
5.2.3 報警設備
選擇將GSM太陽能通信檢測報警器安裝在防護架立柱內側，既便于收集太陽光能，又利于設備自身安全。
5.2.4 監控設備
選擇將監控探頭安裝在防護架兩側隱蔽位置，防止遭到人為的惡意破壞，同時達到監控整體的目的，為事后查找肇事車輛提供了依據。
5.2.5 監測數據
當橋涵防護架遇有碰撞時，位移探測器監測到限高架上部件的位移或激烈振動達到門限值，立即將報警信號傳輸到監控設備，監控設備將進行現場抓拍，然后將拍攝信息傳輸到GSM太陽能通信檢測報警器，報警器將立即發出警報，同時把報警信息及撞擊時間通過短（彩）信發至預設報警號碼。主管職能人員接警后，通過查看短（彩）信信息，判斷防護架的被撞強度，并及時出警，對損壞的防護架進行整修，確保鐵路橋涵和行人車輛安全。
5.3 后期檢測與養護
定期對報警裝置及電池進行檢測與保養，確保設備正常運行。
6 結語
鐵路橋涵防護架智能報警系統的研發，綜合了現場使用環境、監測精度和裝置穩定性等多方面因素，實現了全天候24小時對防護架的智能監控，具有良好的推廣使用價值。后期在應用成熟后，還可研究增加遠程APP軟件監控、操作功能，實現對每處報警裝置信息的時時收集與掌握。
[關鍵詞]鐵路應用；物聯網；人才培養模式
中圖分類號：G250.72 文獻標識碼：B 文章編號：1009-914X（2014）46-0072-01
2010年初，教育部下達了高校設置物聯網專業的申報通知。在學校、學院領導的高度重視和精心組織下，充分發揮我校信息、通信、電子、運輸等多學科的傳統優勢和較強積累，我校成功申報并獲批了物聯網工程專業，成為當前甘肅省擁有物聯網工程專業的唯一高校。本專業既是戰略性新興產業專業，又是國家戰略需求與甘肅省區域經濟社會發展所需緊缺人才專業。目前，物聯網工程專業已招生3屆，專業、學科建設取得了一定成果。
物聯網不同于其它專業，是現有信息技術綜合集成化的產物，它的呈現形式是“一個實際落地的應用系統”，要切實地面向應用。而從我校的建設歷程和歷史傳承來看，與我國鐵路建設事業的發展密切，每年鐵路部門對人才的需求是我校各專業學
生就業的有力保障。因此，本文從探討物聯網工程專業發展方向及人才培養需求出發，著力開展了面向鐵路應用的物聯網工程專業人才培養模式研究。
1 物聯網工程專業人才培養目標
2010年8月21日，在教育部高等學校計算機科學與技術專業教指導委召開的“物聯網工程專業建設研討會”上，與會代表一致認為，“物聯網工程專業”是面向國家戰略性新興產業發展的需要設置的，要在國家發展戰略的視野上看該專業的建設問題。目前，將人才培養定位于“建設物聯網系統所需要的專業人員”符合國家建設的需要，體現了相關技術發展的狀況，是準確的。同時，該專業的建設是信息技術與社會需求發展的必然。但作為新專業，必然會在專業建設上遇到前所未有的困難。各專業點在專業建設過程中要時刻想到社會、學生、專業及其發展的需求，要充分考慮“專業新、對應產業鏈長、相關技術門類差異大”的特點，深入研究，準確定位；跳出課程的框框，規劃建設好課程；按照畢業生將面對的問題空間，推進能力導向的教育；落實“培養建設物聯網系統所需要的專業人員”的總目標，加強實踐教學，強化學生理論結合實際能力的培養。各個專業點要開展研究和實踐，科學辦學，辦出特色，確保專業辦學質量。為奠定該專業發展的基礎，大家要不斷探索，不斷總結提高，積極開展相關優質教學資源的建設。
2 鐵路應用背景下的物聯網專業建設
2.1 研究內容
（1）基本能力培養與我校專業辦學特色的關系。
任何一所大學的學科建設、教育發展，都有它的歷史和發展過程，都有強勢學科、優秀的課程教學資源以及與其培養目標相適應的實驗環境、師資條件，教學資源建設與積累的基礎，都必然有自己有別于其他大學的教學特色。在物聯網工程專業建設中，應該充分利用和發揮各個大學的優勢，揚長避短，在滿足基本與共性要求的基礎上，形成不同學校在物聯網工程專業建設中的特色。從我校的建設歷程和歷史傳承來看，與我國鐵路建設事業的發展密切，每年鐵路部門對人才的需求是我校各專業學生就業的有力保障。因此，有必要研究如何將對物聯網工程專業學生的基本能力培養與我校專業辦學特色緊密結合。
（2）物聯網工程專業理論教學與能力培養的關系。
物聯網技術屬于“集成創新型”技術，因此物聯網工程專業的人才應該屬于“工程應用型”人才。未來的用人單位考核一個物聯網工程專業畢業生時，一方面會重視畢業生在物聯網技術方面的專業基礎，更重要的是看他是否能夠具有勝任物聯網一個特定應用領域實際工作的能力。“工程應用型”人才培養，一定要從培養目標定位與課程體系的設計開始就重視培養適合學校教學與科研基礎、特色性的能力，處理好理論教學與能力培養之間的關系，以增強畢業生今后的就業競爭優勢。
（3）以鐵路行業應用為抓手，進行物聯網專業人才培養模式的改革。
物聯網的興起與發展將對我國鐵路運輸領域帶來深遠的影響。我國鐵路系統近幾年來取得了顯著成績，高速鐵路發展成就尤為突出，為了適應這種發展，實現鐵路的智能化、信息化迫在眉睫。隨著科技的進步、信息化的發展，鐵路通信信息正朝著數據化、可移動性以及寬帶化發展，如鐵路客票系統、鐵路車號采集系統等，物聯網技術在其中已經起到了巨大的作用。而減少鐵路故障、保障安全行駛等也是鐵路建設的首要任務之一。鐵路系統的設計、施工、管理必須要與時俱進，建立更加高效的管理體系。結合物聯網技術的應用，將會使鐵路更好地發揮其功能，從而推動鐵路的高速發展。根據這些需求，結合物聯網專業基本培養需求，研究有針對性、有依托性的人才培養工作。
（4）厘清專業內涵與人才培養定位。
人才培養與專業建設緊密相聯，當前急需理清的是物聯網新專業建設面向鐵路應用時，需要多少知識點，由這些知識點組成的知識體系構造出課程體系，再由新課程體系構造出教材體系，再根據新教材體系編制教材投入使用，并結合工程實踐加以深化。
2.2 研究方案
（1）明確面向鐵路應用的物聯網工程專業的人才培養定位。
通過培養需求的深入調研以及跟蹤鐵路、軌道交通通信領域發展趨勢，邀請行業權威和用人部門共同對本專業知識、能力和素質結構的進一步優化進行研究；建立行業部門、用人單位共同參與制定培養方案的合作機制，明確專業發展方向與人才培養定位。
（2）為所設置課程建立面向鐵路應用的主線。
在基本能力培養基礎上，課程內容強調物聯網技術在鐵路信息化領域的成熟應用，如安全視頻監控、物聯網技術在貨運、施工安全中的應用等。同時，引導學生進行創新拓展，對物聯網技術在鐵路的可能應用做出設計，使得學生真正具有勝任物聯網一個特定應用領域實際工作的能力。
（3）以鐵路實際應用為導向，更新教學內容。
根據鐵路信息化發展現狀和趨勢，以應用為主線，講述物聯網應用技術，從物聯網體系結構入手，對應感知、傳輸、應用三個層次，著重講述鐵路專用通信系統、調度通信、列車控制信息傳輸、旅客信息傳輸通道、面向物聯網的鐵路貨運信息傳輸等。
（4）轉變培養思路
鐵路最需要的是從事維護、應用的人才，應從這個方面入手，開展教學工作，改變以往基于“萬能”教育的培養模式。這種培養，要在認知實習、課堂教學、實驗教學、生產實習各個階段反復強調并貫徹。
物聯網技術屬于“集成創新型”技術，因此物聯網工程專業的人才應該屬于“工程應用型”人才。通過探索“工程應用型”人才培養目標與課程體系的關系、重視培養適合學校教學與科研基礎、特色鮮明的專業人才，便可增強本專業畢業生的就業競爭優勢。
同時，論文所探索的基于學校優勢特色、確立新專業建設人才培養模式的研究思路，對其他新專業建設也有一定的啟發、借鑒價值。
參考文獻
[1] 熊曙光，王濤.物聯網工程專業人才培養模式與課程體系研究.科教文匯[J]，2012，31：45-46.
[2] 鐘章隊，謝健驪，李翠然.鐵路物聯網[M]，中國鐵道出版社，2014年8月.
[3] 謝健驪，李翠然，杜麗霞.鐵路專用通信課程內容與人才培養模式的探索.中國科技博覽[J]，2011，19：223.
【關鍵詞】鐵路信號設備系統；冗余技術；應用
隨著我國高速鐵路運輸業的迅速發展，雙機熱備機構的信號設備在鐵路信號系統中得到了廣泛的應用，并以其較高的安全性以及智能性對每個單機進行主動的故障診斷，有效提高了鐵路信號設備系統運行的穩定性和可靠性；因此，為保障我國鐵路高速運行的安全性，必須加強對鐵路信號設備系統新科技的研究和開發，重視冗余技術在其中的運行，以便于全面提高鐵路信號設備系統的技術裝備水平。
1 基于冗余技術的鐵路信號設備系統概述
1.1 鐵路信號設備系統的主要構成
基于冗余技術的鐵路信號設備系統主要可以分為四個構成部分，具體表現如下：
（1）用戶層設備
用戶層設備主要設置在調度所，而其中的用戶主要是指工作于調度所的相關調度人員，主要設備主要包括鐵路信號設備系統服務器以及相關的用戶終端設備。為確保鐵路運行調度的準確性和可靠性，鐵路調度所的每個調度臺都會設置獨立的終端設備，以便于全面掌握本調度臺以及相鄰調度臺的行車信息，一旦列車在運行期間發生任何異常情況，都可通過視頻報警等方式及時顯現在調度臺的終端設備上。
（2）區域處理層
該系統層主要設置在維修段，主要作用是接收由特定管轄區域監控處理層發送過來的相關信息數據，并利用計算機技術、數字化技術等相關技術對所接收的信息進行整理、分析等相關的處理工作，之后在信息數據處理結果的基礎上得到相應的預警或者是報警信息，及時上傳至用戶層，以便于相關調動人員都及時發現和處理列車運行過程中存在的異常情況，保障列車運行的安全性和穩定性。
（3）監控處理層
該系統層的主要作用利用相關監測設備對所處轄區內的相關數據信息進行全過程、全方位的監測，并采集相關的樣本數據，進行初步的處理和保存，之后在通過通信網絡向所在轄區內的處理層進行數據傳輸，為其提供用于整理、分析的樣本數據。
（4）現場采集層
該系統層是鐵路信號設備系統的基層，其主要作用是對鐵路運行軌旁的相關設施設備進行數據采集，如對列車運行兩側的風向和風速數據信息進行采集、監測墜落物等，所涉及到的采集內容具有多樣性以及分散性兩方面的特點。
1.2 鐵路信號設備系統相關要求
鐵路信號設備系統是高速類車實現運行穩定性和可靠性的關鍵性技術。因此，在鐵路信號設備系統設計的過程中，其結構應滿足以下三方面的要求：一是，系統結構的高可靠性，以便于在確保列車順利運行的同時，保障列車運行的高效率性和安全性；二是，系統結構設計的模塊化和集成化，以便于將鐵路系統眾多的子系統以及設備分布有效集合在一起；三是結構設計人機界面的簡潔化，以便于調度員操作，在最短時間內獲取最全面、最精確的列車運行信息。
1.3 基于冗余技術的鐵路信號雙機熱備系統構成
鐵路信號雙機熱備系統是在冗余技術及傳統鐵路信號設備系統的基礎上構成的，是對傳統鐵路信號設備的優化和相關技術的革新，主要包含以下方面：一是，ARM微處理器，其能實現對鐵路運行數據信息采集的連續性和實時性，以便于更好的通過GPRS實現對列車運行的遠程通信控制，不僅具有低能耗的特點，亦具有較高的性能，能滿足現代高速列車運行對安全性和穩定性的較高要求；二是，現場總線，主要作用的是實現對機器控制以及廠內測量間數字通信的高性能化、高可靠性，并以簡潔化的結構設計有效提高了配線的利用率，對環境具有較強的適應能力，并保障系統通信的全面數字化、智能化，有效提高了高速列車運行的穩定性和可靠性。
2 冗余技術在鐵路信號設備中的具體應用
冗余技術在鐵路信號設備中的具體應用主要體現在雙機熱備系統的硬件設計和軟件設計兩個方面，具體表現如下：
2.1 冗余技術在鐵路信號雙機熱備系統硬件設計中的應用
（1）冗余技術在雙機熱備系統中以太網硬件設計中的應用
就目前我國鐵路信號設備系統構成來講，一般主要是通過RTL8019AS網絡芯片對系統中的以太網進行控制，保障其各項作用的正常發揮，具有較好的兼容性以及多種模式的自動檢測功能，如PNP模式的自動檢測以及BNC模式的自動檢測等，且具有即插即用的特點，較為方便，并支持外接閃爍儲存器的讀寫操作；此外，在利用冗余技術進行以太網硬件結構設計的過程中，同樣也考慮到了保護網絡接口方面的問題，并通過添加網絡隔離變壓器的方式來進一步提升冗余技術在以太網硬件結構設計中應用的穩定性和可靠性，有效保障了列車運行的安全性。
（2）冗余技術在雙機熱備系統中CAN總線硬件設計中的應用
雙機熱備系統中CAN總線硬件的結構設計主要包括兩個接口：一是，CAN接線收發器，其主要功能是向CAN總線提供差動接收及發送能力；二是，CAN，總線控制器，其主要功能是實現總線和微處理器之間的通信。就我國鐵路信號雙機熱備系統結構設計現狀來看，其一般多選用MCP2510作為CAN總線的控制器，該類控制器以其較強的通用性和連接的方便性以及較好的信息管理及濾波作用在鐵路信號雙機熱備系統中得到了廣泛的應用，其結構主要由CAN協議引擎、SPI協議模塊以及SRAM寄存器、控制邏輯幾部分構成，主要工作流程如下：CAN總線在正常工作過程中，通過CAN協議發送和接收報文，并通過SPI接口操作實現對寄存器及緩沖器中的報文發送。在此過程中，一般需要對CAN總線中發送的報文進行全面的檢測校驗，并與總線硬件構成中的濾波器進行匹配實驗，若成功匹配，則進行下一步的報文數據發送。事實證明，將MCP250和冗余技術應用到鐵路信號設備中，有效提高了鐵路系統運行的穩定性和靈活性。
2.2 冗余技術在鐵路信號雙機熱備系統軟件設計中的應用
冗余技術在鐵路信號雙機熱備系統軟件設計中的應用主要體現在CAN總線驅動程序的應用上，主要功能是實現CAN總線物理鏈路上報文的接收和發送。在利用SPI進行信號通信的過程中，主要是通過SCK引腳微處理器向總線中的控制器提供相應的時鐘信號，并通過管理SCK時鐘信號，用SO和SI來實現數據的傳輸和轉移。
3 結語
綜上所述可知，基于冗余技術的鐵路信號雙機熱備系統對于提高鐵路運行的穩定性和安全性具有重要的作用。因此，在鐵路信號設備研究和新技術的應用過程中，要加強對冗余技術在鐵路信號設備軟件設計和硬件設計中的應用研究，以便于在保障高速列車運行高效性的同時，提高其運行的可靠性，促進我國鐵路運輸業的現代化、智能化以及數字化的發展。
【參考文獻】
[1]周松邦.淺析冗余技術在鐵路信號設備中的運用[J].技術與市場，2013，（05）.
