試論在鐵路信號中計算機網(wǎng)絡(luò )應用初探
〔論文關(guān)鍵詞〕計算機網(wǎng)絡(luò ) 鐵路信號
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〔論文摘要〕鐵路運輸的主題是安全問(wèn)題，通常我們把鐵路信號比作人的“眼睛”說(shuō)明鐵路信號的重要意義，并針對計算機網(wǎng)絡(luò )在鐵路信號中的重要作用，對規劃建設，構筑網(wǎng)絡(luò )的基本要點(diǎn)進(jìn)行詳細論述。
隨著(zhù)鐵路信號技術(shù)的發(fā)展，計算機及計算機網(wǎng)絡(luò )己得到廣泛應用。很多 信號設備脫離了傳統的機電技術(shù)和早期獨立的一站一點(diǎn)的概念，以具有計算機 特性的電子產(chǎn)品和設備取而代之，而且具備網(wǎng)絡(luò )連接的基本功能。如DIMS, 微機監測，計算機聯(lián)鎖，智能電源屏等設備。但是要使這些新技術(shù)設備在運輸 生產(chǎn)中充分發(fā)揮作用，就必須將其有機地連接在一起。在數字信息時(shí)代，隨著(zhù) 鐵路運輸對計算機、計算機網(wǎng)絡(luò )的依賴(lài)，充分認識計算機網(wǎng)絡(luò )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(wǎng)的特點(diǎn)
沿鐵路線(xiàn)分布;用戶(hù)比較單一;通信資源較為豐富。
1.2鐵路信號通信網(wǎng)絡(luò )建設的基本要求
建設鐵路信號通信網(wǎng)絡(luò )客觀(guān)上己具備條件，但在網(wǎng)絡(luò )建設時(shí)，應有一個(gè)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(guò)大。實(shí)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(shù)。目前，我國鐵路各類(lèi)專(zhuān)業(yè)設備組網(wǎng)較多，如TIMS系統、DIMS系統、票務(wù)系統、車(chē)輛紅外系統、電力遠動(dòng)系統、醫療保險系統、電務(wù)微機監測系統及辦公自動(dòng)化系統等，從建設情況看，一般是建設一個(gè)項目便組建一個(gè)網(wǎng)絡(luò )，組網(wǎng)一般也是以“通”為基本要求。
2鐵路信號通信網(wǎng)絡(luò )結構時(shí)，應著(zhù)重考慮的因素
針對不同的傳送信息及線(xiàn)路連接方式，在選擇鐵路信號通信網(wǎng)絡(luò )結構時(shí)，應著(zhù)重考慮以下幾個(gè)因素。
2. 1綜合考慮網(wǎng)絡(luò )功能、運用成本及建設投入。
首先網(wǎng)絡(luò )結構應滿(mǎn)足系統對傳輸帶寬、傳輸速率、誤碼率及網(wǎng)絡(luò )安全等功能的要求，同時(shí)留有發(fā)展空間。有條件時(shí)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(xié)議規則(如TCP/工P)。其次在設計階段必須考慮網(wǎng)絡(luò )建成后的運營(yíng)成本。一般來(lái)說(shuō)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(shí)隙數量及長(cháng)途話(huà)路相對較少。按目前通信收費標準計算，1個(gè)專(zhuān)用2 Mb/s端口，月使用費一般為4000元至1萬(wàn)元，網(wǎng)絡(luò )中連接的節點(diǎn)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(wú)特殊要求時(shí)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(wǎng)絡(luò )系統，其基層網(wǎng)點(diǎn)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(mǎn)足通信協(xié)議的轉換器、路由器等設各。
2. 2網(wǎng)絡(luò )建設應是一個(gè)獨立的系統工程，井不依附于任何一個(gè)系統
構筑一個(gè)網(wǎng)絡(luò )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(wǎng)絡(luò )進(jìn)行統一的規劃設計，留出發(fā)展空間，確定網(wǎng)絡(luò )的容量、速率、誤碼率等技術(shù)條件及相應的網(wǎng)絡(luò )設備。各系統信息傳輸必須滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )通道的要求，實(shí)現一網(wǎng)多用途、一網(wǎng)多平臺，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò )功能。建設一個(gè)網(wǎng)絡(luò )通道是非常不容易的，其工程投資較尤建設時(shí)間較長(cháng)，參加施工單位較多，協(xié)調工作難度較大。而且網(wǎng)絡(luò )一旦建成，要想改動(dòng)是比較困難的。故此網(wǎng)絡(luò )建設應謹小慎微，切忌各自為政。當然一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò )必然有其網(wǎng)管系統，便于實(shí)現自身的管理維護。
2. 3實(shí)現特定范圍內信息共享，應成為組網(wǎng)時(shí)的基本思路
即在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò )通道中傳輸多個(gè)不同系統的數據，并在一個(gè)或多個(gè)計算機設備上接收處理，其最大優(yōu)點(diǎn)是可節省工程投資及運維成本。就目前信號設備技術(shù)發(fā)展而言，微機監測、DMIS、計算機聯(lián)鎖、智能電源屏、以及正在開(kāi)發(fā)的智能型控制臺、半自動(dòng)光傳輸設備及機車(chē)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(wǎng)絡(luò )，使我們可直接了解掌握設備的運用情況，開(kāi)展維修管理工作。
2. 4加強網(wǎng)絡(luò )管理，建設具有較強網(wǎng)絡(luò )安全性能的防護休系
在網(wǎng)絡(luò )建設時(shí)必須考慮網(wǎng)絡(luò )安全，這關(guān)系到傳輸數據的安全性。在網(wǎng)絡(luò )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(wǎng)絡(luò )。鐵路信號通信網(wǎng)絡(luò )有別于互聯(lián)網(wǎng)、辦公網(wǎng)等公共網(wǎng)，其專(zhuān)用性較強，涉及行車(chē)安全，故對網(wǎng)絡(luò )傳輸的安全、準確、穩定及實(shí)時(shí)性等方面要求較高，不應同外界有任何聯(lián)系，防止網(wǎng)絡(luò )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(zhuān)用通信方式。網(wǎng)絡(luò )中傳輸的信號信息大致可分為3類(lèi)，即管理信息、監測信息和診斷信息，其中第3類(lèi)信息由于直接來(lái)自行車(chē)控制設備，因此對安全級要求較高，組網(wǎng)時(shí)可考慮采用增設隔離設備等措施，即利用通信前置機與網(wǎng)絡(luò )連接，遵從公網(wǎng)通信協(xié)議;采取專(zhuān)業(yè)通信方式和專(zhuān)用通信協(xié)議與行車(chē)控制設備連接以確保安全。對于其他類(lèi)信息，組網(wǎng)時(shí)可采取分級、分層設置防火墻，確保網(wǎng)絡(luò )安全。
3鐵路信號通信網(wǎng)絡(luò )結構的選擇及運用
目前已經(jīng)組成的鐵路信號設備網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò )結構主要分為3類(lèi):①以微機監測為代表的電纜網(wǎng)絡(luò )。它是以電務(wù)段為中心、各車(chē)站節點(diǎn)形成的串聯(lián)環(huán)網(wǎng)，采用電纜實(shí)回線(xiàn)連接，鏈狀長(cháng)度不定，多者可達到20多個(gè)車(chē)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(diǎn)是網(wǎng)絡(luò )結構簡(jiǎn)單，維修費用較低，傳輸速率低，實(shí)時(shí)性較差，誤碼率較高，尤其在電化區段，電纜傳輸時(shí)受千擾較大，其誤碼率會(huì )相對更高。這種網(wǎng)絡(luò )一般適應于要求不高的系統。②以DMIS為代表的電纜網(wǎng)絡(luò )。它是以分局為中心，各車(chē)站為節點(diǎn)，以個(gè)調度區段為鏈長(cháng)，形成串聯(lián)環(huán)網(wǎng)，每個(gè)鏈長(cháng)間包括7~10個(gè)車(chē)站。網(wǎng)絡(luò )采用電纜連接，其特點(diǎn)類(lèi)似微機監測網(wǎng)絡(luò )，但是在接口設備上采用了專(zhuān)用通信機，鏈長(cháng)較短，傳送的信息量相對較少，故傳輸性能優(yōu)于微機監測網(wǎng)絡(luò )。③以DMIS為代表的光傳輸網(wǎng)絡(luò )。它仍是以分局為中心，各車(chē)站為節點(diǎn)，以一個(gè)調度區段為鏈長(cháng)，形成串聯(lián)環(huán)網(wǎng)，每個(gè)鏈長(cháng)間包括7~10個(gè)車(chē)站。其網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)是使用靈活，擴展性好，傳輸速率高，實(shí)時(shí)性強，誤碼率低，有網(wǎng)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(wǎng)絡(luò )結構較差，嚴重制約了系統功能的發(fā)揮。
綜上分析，信號通信網(wǎng)絡(luò )結構的選擇，可采取以路局、分局、電務(wù)段、車(chē)站為節點(diǎn)的分層連接方式。網(wǎng)絡(luò )采用光設備連接，其接口容量大小可根據信息量確定，網(wǎng)絡(luò )按路由方式尋址，遵從TCP/IP協(xié)議。每級的中心不僅承擔本級的信息處理，同時(shí)又是上一級的節點(diǎn)。部中心是最高一級，路局中心是部級網(wǎng)絡(luò )層面中的一個(gè)節點(diǎn)，自然也是路局一級網(wǎng)絡(luò )層面的中心，依次類(lèi)推。車(chē)站可暫定為最底層節點(diǎn)，可選用2 Mb/s光接口接入，并以分局為中心，形成若千個(gè)串聯(lián)環(huán)網(wǎng)。各層按其功能需求，進(jìn)行信息處理。若一個(gè)層面內節點(diǎn)較少，可選用星型連接方式。網(wǎng)絡(luò )建設應在統一的規劃下遵照通用的通信協(xié)議，分步實(shí)施。先干線(xiàn)，后支線(xiàn)，逐年建設完成。建設完成時(shí)應對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行嚴格驗收，通過(guò)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(zhuān)門(mén)的機構和人員負責網(wǎng)絡(luò )的運用管理，同時(shí)增設相關(guān)費用，出臺相關(guān)管理辦法。
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