淺談我國鐵路通信技術(shù)發(fā)展方向

淺論我國鐵路通信信號技術(shù)開展方向傳統(tǒng)鐵路通信信號的主要作用

1825年世界第一條鐵路誕生于英國。鐵路誕生后，平安與效率就成為必須面對的一個重要問題。早期的鐵路一是站站停車；二是僅是白晝行車；三是速度較低；四是牽引重量不高。隨著鐵路成網(wǎng)和運輸?shù)姆泵?，列車要晝夜行車，要不停車通過車站，速度和牽引重量要進一步提高，就產(chǎn)生了鐵路電務專業(yè)。鐵路在歷史上有一個很好的傳統(tǒng)：就是對科學技術(shù)非常敏感，能夠很快將其用在鐵路。例如電報、都是創(chuàng)造不久，就廣泛應用于鐵路。曾有一個時期，鐵路的通信網(wǎng)是全社會最先進的。當然，這與鐵路的經(jīng)濟實力也是密不可分的。傳統(tǒng)鐵路通信的業(yè)務與作用電報業(yè)務：以預確報為主，提供列車編組信息，以便沿線和編組站調(diào)車作業(yè)。業(yè)務：以調(diào)度為主，實現(xiàn)調(diào)度所與車站間的通訊，了解、掌握運輸情況，通過進行行車指揮。傳統(tǒng)鐵路信號的主要作用傳統(tǒng)鐵路信號主要是“信聯(lián)閉〞三大功能：信即信號，聯(lián)即聯(lián)鎖，閉即閉塞。信聯(lián)閉是鐵路行車作業(yè)的根本業(yè)務，早期主要靠人來實現(xiàn)。人易出現(xiàn)失誤并導致事故，例如錯辦信號、錯辦進路、錯誤接發(fā)列車等等，后果都是非常嚴重。而鐵路信號那么是在故障導向平安的原那么下，通過機械的或電氣的設(shè)備，為行車提供正確的信號顯示，確保進路聯(lián)鎖正確，實現(xiàn)兩站之間的半自動或自動閉塞。傳統(tǒng)鐵路信號的主要作用一是指揮列車運行；二是保證行車平安；三是提高作業(yè)效率；四是改善行車組織；五是減輕人的勞動強度；六是為鐵路現(xiàn)代化奠定了重要根底。從某種意義上說，鐵路通信信號第一步“解放〞了扳道員，第二步“解放〞了值班員，第三步要“解放〞調(diào)度員。鐵路通信信號已成為鐵路不可缺少的重要平安根底設(shè)備，隨著科學技術(shù)的進步和鐵路開展的需求，將進一步為鐵路現(xiàn)代化提供重要技術(shù)支撐?，F(xiàn)代化鐵路的框架目標

現(xiàn)代化鐵路就是要最大限度的實現(xiàn)：

旅客運輸高速化、舒適化和快捷化；

貨物運輸重載化、專業(yè)化和便捷化;全面滿足國民經(jīng)濟對鐵路的需求。

要實現(xiàn)上述目標，必須在以下幾方面獲得較大開展：1.要有足夠興旺的鐵路網(wǎng)，消除鐵路對國民經(jīng)濟的瓶頸制約；2.大力開展和建設(shè)電氣化鐵路，提高電氣化鐵路的比重；3.建設(shè)高速鐵路網(wǎng)并在繁忙線路實現(xiàn)客貨別離；4.貨運鐵路重載通道化、專業(yè)化；5.探索城市軌道交通開展的新途徑。京津城際鐵路2021年8月1日正式投入開通運行，其最高運行速度已到達每小時350公里，標志著我國鐵路開始進入高速鐵路時代。高速鐵路主要包含四大核心技術(shù)：軌道技術(shù)，動車組技術(shù)，通信信號技術(shù)和牽引供電技術(shù)。鐵路的開展需求決定了鐵路通信信號的開展方向。高速鐵路的興起，對鐵路通信信號在平安上和功能上提出了新的更高的要求。要求鐵路通信信號要廣泛運用3C〔計算機、通信、控制〕技術(shù)，迅速實現(xiàn)5個轉(zhuǎn)變：由地面固定信號控制到列車車載設(shè)備控制的轉(zhuǎn)變；由開環(huán)控制到閉環(huán)控制的轉(zhuǎn)變；由分散孤立的控制到成區(qū)段集中控制的轉(zhuǎn)變；由信聯(lián)閉簡單控制到速度綜合控制的轉(zhuǎn)變；由播送式簡單通信到點對點和點對多點的多功能移動通信轉(zhuǎn)變。鐵路通信的開展方向1.對傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化。2.以GSM-R為龍頭，全面推進鐵路通信裝備的技術(shù)進步。3.滿足鐵路客運效勞和平安監(jiān)控需要，建設(shè)綜合視頻監(jiān)控技術(shù)平臺。4.建設(shè)應急救援指揮通信系統(tǒng)。1.對傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化。一是綜合數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，核心內(nèi)容就是建設(shè)以IP數(shù)據(jù)網(wǎng)為代表的信息化根底網(wǎng)絡，形成鐵路自己的信息化網(wǎng)絡平臺。與此同時擴大會議電視網(wǎng)，會議終端延伸到基層站段。1.對傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化。二是進行干線調(diào)度和區(qū)段調(diào)度的聯(lián)網(wǎng)，力爭全面實現(xiàn)調(diào)度通信數(shù)字化、業(yè)務綜合化。將逐步推廣闊容量數(shù)字調(diào)度通信交換機〔2000－4000線〕和觸摸屏調(diào)度臺，進一步提高調(diào)度通信效勞質(zhì)量。1.對傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化三是對無線列調(diào)區(qū)間設(shè)備實施遠程監(jiān)控，提高無線通信系統(tǒng)區(qū)間中繼設(shè)施的可靠性，推廣采用具有遠程監(jiān)控能力的光纖直放技術(shù)，研究綜合使用區(qū)間中繼設(shè)備，提供多業(yè)務的技術(shù)裝備。1.對傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化。四是適應機車交路的調(diào)整，逐步統(tǒng)一長大干線的既有無線列調(diào)系統(tǒng)使用頻率，研究地區(qū)的頻率規(guī)劃方案，做到點線結(jié)合，既要減少司機的頻率轉(zhuǎn)換操作，又要優(yōu)化系統(tǒng)的使用頻率，減少或防止列車運行途中的頻率或制式轉(zhuǎn)換。1.對傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化。五是適應鐵路客貨運營銷的需要，建立鐵路客運、貨運、公安等部門面向社會綜合使用的統(tǒng)一號碼通信接入平臺。

2.以GSM-R為龍頭，全面推進鐵路通信裝備的技術(shù)進步。

GSM-R初期在應用上有兩種情況，一是參與列車運行控制，如青藏線格拉段、大秦線以及實施中的武廣客專；二是不參與列車運行控制，如膠濟線、京津城際，只為車地、人員提供一種移動通信手段，取代并增強以往的無線列調(diào)通信系統(tǒng)。

2.以GSM-R為龍頭，全面推進鐵路通信裝備的技術(shù)進步。

當前的重點是圍繞客專鐵路建設(shè)重點抓好GSM-R移動通信網(wǎng)建設(shè)。一是研究制定好GSM-R的用戶需求標準與系統(tǒng)需求技術(shù)標準，二是

GSM-R核心網(wǎng)整體布局與建設(shè)，三是沿線無線網(wǎng)絡建設(shè)。3.滿足鐵路客運效勞和平安監(jiān)控需要，建設(shè)綜合視頻監(jiān)控技術(shù)平臺。一是重點線路設(shè)備監(jiān)控，如青藏線格拉段綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)；二是客運車站重點區(qū)域監(jiān)控，如動車組站臺、候車區(qū)監(jiān)控；三是編組站貨運裝載監(jiān)控；四是關(guān)鍵平安設(shè)備監(jiān)控。3.滿足鐵路客運效勞和平安監(jiān)控需要，建設(shè)綜合視頻監(jiān)控技術(shù)平臺。在具體實施上，規(guī)劃建設(shè)鐵路局和鐵道部監(jiān)控中心，調(diào)整視頻監(jiān)控網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一IP地址，形成鐵路綜合視頻監(jiān)控網(wǎng)絡的根本框架，目標是建設(shè)一個鐵路共享一個視頻網(wǎng)絡平臺，為各類動態(tài)圖像傳送業(yè)務提供通信平臺。4.建設(shè)應急救援指揮通信系統(tǒng)。

結(jié)合客運專線建設(shè)，建成北京、上海等鐵路局的應急救援指揮中心應急通信系統(tǒng)，實現(xiàn)緊急事件指揮的現(xiàn)場話音、圖像、數(shù)據(jù)的接入和傳送功能，并能與綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防災平安監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)平時監(jiān)控與應急通信的結(jié)合，實現(xiàn)資源共享最大化。鐵路信號的開展方向主要表達在以下6個方面：列控系統(tǒng)〔CTCS〕調(diào)度指揮閉塞與機車信號聯(lián)鎖設(shè)備編組站綜合自動化根底設(shè)備1.列控系統(tǒng)〔CTCS〕方面當列車提速到200km/h及以上時，通過司機瞭望地面信號顯示已不能保證行車平安，必須裝備列車運行控制系統(tǒng)〔TCS〕。我國鐵路列控系統(tǒng)〔CTCS〕技術(shù)體系的宏觀目標要求：一是適應我國既有信號裝備根底；二是實現(xiàn)路網(wǎng)之間互連互通；三是滿足速度160～350km/h不同速度層次列控要求。1.列控系統(tǒng)〔CTCS〕方面CTCS分為5級，ATP技術(shù)層次分為三級：1.面向既有線提速即160～200km/h和客貨共線新建鐵路即200～250km/h的CTCS-2級；2.面向高速鐵路即300～350km/h的CTCS-3級；3.面向移動閉塞的CTCS-4級。

1.列控系統(tǒng)〔CTCS〕方面CTCS設(shè)備分為地面、車載設(shè)備兩大局部。地面設(shè)備：在ZPW-2000自閉的根底上，通過增設(shè)車站列控中心、RBC以及點式應答器〔含LEU〕，滿足車載設(shè)備所需要的移動授權(quán)和線路數(shù)據(jù)信息，以實現(xiàn)目標距離控制模式。1.列控系統(tǒng)〔CTCS〕方面車載設(shè)備：由平安型計算機、軌道信息接收單元〔STM/TCR〕、應答器信息接收處理單元〔BTM〕、人機界面〔DMI〕、速度傳感器等組成，通過接收軌道電路和應答器信息，生成速度和目標距離模式曲線，控制列車平安運行。1.列控系統(tǒng)〔CTCS〕方面臨時限速是CTCS的重要內(nèi)容，也是CTCS系統(tǒng)的一個難點。CTCS系統(tǒng)技術(shù)標準明確規(guī)定了臨時限速的速度檔、長度檔和下達范圍，可在調(diào)度中心由調(diào)度員設(shè)置，并下到達車站列控中心執(zhí)行。1.列控系統(tǒng)〔CTCS〕方面

為實現(xiàn)路網(wǎng)互聯(lián)互通，在不同CTCS級別轉(zhuǎn)換處設(shè)置具有預告、執(zhí)行功能的級間轉(zhuǎn)換應答器，實現(xiàn)級間自動轉(zhuǎn)換。1.列控系統(tǒng)〔CTCS〕方面CTCS技術(shù)體系，技術(shù)標準、功能需求、技術(shù)平臺根本統(tǒng)一，滿足動車組跨線運行。國外多采用高速動車組下線到普速線，而我國采用兩者之間相互跨線運行。2.調(diào)度指揮方面TDCS方面，已初步形成了覆蓋全路70條干線的調(diào)度指揮網(wǎng)，為調(diào)度指揮的現(xiàn)代化奠定了重要根底。今后主要是解決70條干線以外的172條支線的TDCS建設(shè)任務，以實現(xiàn)全路全覆蓋。到2021年，繁忙干線、煤運通道根本實現(xiàn)CTC；新建高速、客專CTC一步建設(shè)到位，行車調(diào)度指揮根本實現(xiàn)自動化。3.閉塞與機車信號方面一是伴隨電氣化、提速與擴能改造、設(shè)備大修等工程，逐步淘汰落后制式自閉設(shè)備；二是對ZPW-2000進行高可靠性和可維護性再設(shè)計，并以其為根本制式，逐步統(tǒng)一我國鐵路自動閉塞制式；三是新上自動閉塞，干線通過能力不得低于6分鐘；3.閉塞與機車信號方面四是實現(xiàn)我國機車信號車載設(shè)備JT-C〔2000〕型的全部升級換代，機車信號實現(xiàn)全路通用；五是半自動閉塞在加裝區(qū)間檢查的根底上實現(xiàn)自動站間閉塞。4.聯(lián)鎖設(shè)備方面一是計算機聯(lián)鎖實現(xiàn)操控界面，互聯(lián)接口協(xié)議，機柜尺寸，外觀形式的全路統(tǒng)一；二是進一步開發(fā)計算機聯(lián)鎖在故障容錯、平安保證、系統(tǒng)維護方面的智能化功能，在可用度上到達國際水平；4.聯(lián)鎖設(shè)備方面三是今后新上計算機聯(lián)鎖，120km/h以上主要干線以二乘二取二或三取二等為主，限制雙機熱備型計算機聯(lián)鎖和6502繼電聯(lián)鎖的開展；四是結(jié)合運輸情況，逐點試驗推廣區(qū)域聯(lián)鎖和全電子聯(lián)鎖。5.編組站綜合自動化一是路網(wǎng)和區(qū)域性編組站，以開展編組站綜合自動化系統(tǒng)為主；二是地區(qū)和中小能力駝峰，有條件時也應開展信息化駝峰自動化系統(tǒng)；三是研究制造高精度的測速、測長、測重設(shè)備。6.根底設(shè)備方面指導思想：向國際標準靠攏，做好標準化、標準化；以高可靠性、高可用性、高可維護性和高平安性〔即RAMS〕替代單一的故障－平安原那么，全面提升系統(tǒng)、設(shè)備、器材的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)和建設(shè)水準；與國際鐵路接軌，建立健全平安評估體系。

6.根底設(shè)備方面一是新開發(fā)電子設(shè)備和器材必須具備智能診斷、運行日志功能，具備信息聯(lián)網(wǎng)功能，配置實現(xiàn)冗余化；二是室外通用器材在標準化的根底上具備防盜防破壞功能，高質(zhì)量高可靠，壽命期內(nèi)做到少維修或無維修