论高速铁路调度通信系统

论高速铁路调度通信系统

摘要 高铁通信系统是高铁的神经系统，是高铁重要的关键技术，是高铁发展的重要推动力。高速铁道通信系统各子系统包括：传输系统、电话交换及接入系统、数据通信系统、专用移动通信系统、调度通信系统、会议电视系统、应急通信系统、综合网管系统、时钟及时间同步系统、通信电源、电源及环境监控系统、综合视频监控系统、通信防雷等系统。调度通信系统是高铁通信系统的核心之一，是指挥运输的重要基础设施，对铁路运输指挥与安全生产起着至关重要的作用。为适应在高速铁路GSM-R大环境下铁路有线、无线调度通信统一的要求，GSM-R调度通信系统中的固定用户接入系统（FAS），得到了广泛的应用。

关键词 高速铁路；通信系统；调度通信系统；FAS

引言

铁路通信业务发展速度越来越快，仅仅光纤骨干网宽带就以每6个月更新换代一次的速度在发展，无论是铁路通信工程施工单位，还是铁路通信运营商，都面临同样的问题是怎样为广大客户供给高质量但是却运行成本较低的通信服务，并将具有新业务、新技术的通信网络提供给客户，二要想做到这一点，首先就是在铁路通信工程调度时做到严格控制。

1 铁路调度通信的发展简介

高速铁道通信系统把通信技术、计算机及网络技术结合在一起，构成了一个综合性的通信系统。高速铁道通信系统各子系统包括：传输系统、电话交换及接入系统、数据通信系统、专用移动通信系统、调度通信系统、会议电视系统、应急通信系统、综合网管系统、时钟及时间同步系统、通信电源、电源及环境监控系统、综合视频监控系统、通信防雷等系统。高速铁路调度系统是高铁通信系统核心之一。

铁路调度通信系统是运输指挥的重要基础设施，对铁路运输指挥与安全生产起着至关重要的作用。从二十世纪五十年代开始到今天，已经发生了巨大变化。其大致经历了以下几个阶段：第一阶段，从二十世纪五十年代开始，沿用苏联的机械式选叫设备（站场用KCC扳道电话），持续了二十多年。第二阶段，二十世纪七十年代，推出了双音频选叫的音频调度电话，也就是大家所熟知的，现在还有局部在使用的YD-Ⅲ型音频调度总机（站场用CZH电话集中机）。到90年代初又推出了以“数字编码”取代“双音频”的DC-7程控调度电话总机，实际上还是属于模拟设备，第二阶段维持了将近三十年。20世纪90年代后期（可以说是铁路调度通信的第三阶段），随着数字通信技术的发展，数字程控调度交换机得到了迅猛发展。

为适应在高速铁路GSM-R大环境下铁路有线、无线调度通信统一的要求，GSM-R调度通信系统中的固定用户接入系统（FAS），得到了广泛的应用。在FAS

系统中，由于有线用户和无线用户相互呼叫时车站FAS要占用数字环上时隙到MSC，因此一个数字环上能带的车站分系统数量一般在6～10个，与一般的数字调度通信系统相比数量大大减少，因此一条线路需要更多的数字环，要求主系统能带更多的数字环，有更大的交换容量[1]。

2 工程简介及通信工程质量控制的意义

京沈通信工程锦州～沈阳标段包括长途光、电缆工程、中间站工程，工程线路跨越几个市，工程中光、电缆敷设是其中主要控制工程。近年来，铁路安全事故频发导致人们对铁路安全关注度越来越高，而判断铁路安全性能的一个重要指标就是其通信工程是否优良。优质的铁路通信工程能够有效防止铁路事故发生，铁路通信工程利用监控、信息传导等多种途径以实现对铁路运行的全面控制，最终达到提高铁路运行安全性的目的。也可以这样说，铁路通信工程的实施，对铁路建设和人民生产生活及和谐社会的构建意义深远，所以在铁路通信工程建设过程中，一定要对工程做全方位的质量控制，这不但是铁路通信工程自身需求，更是我国构建和谐社会过程中的一个必然需求[2]。

3 系统构成

在高速铁路中，调度通信系统采用的是FAS固定用户接入系统。FAS调度系统分为调度所FAS和车站FAS。GSM-R及FAS调度通信系统的构成及组网方式如下图所示：

调度通信系统由調度所型调度交换机、车站型调度交换机、调度台、值班台、其他各类固定终端（电话分机）、网管终端及录音仪等设备组成。通过调度所调度交换机与GSM-R系统互联，实现有线和无线调度业务互通（列车及相关作业人员配置移动终端）。

4 系统方案

4.1 数字环方式

调度交换机通过E1数字中继接口相连，主系统的下行E1口经过数字传输通道连接到分系统1的上行E1口，分系统1的下行E1口同样经过数字传输通道连接到分系统2的上行E1口上，如此串接到最后一个分系统的上行E1口，其下行E1口经过另外一条数字传输通道直接连接到主系统的上行E1数字接口上。这样，这n个分系统与主系统就构成了一个封闭的数字环。

数字调度系统有多达80对数字环E1接口，可以组成多达80个数字环，每个调度系统可以在多个数字环中，并且可以在有的数字环中做主系统，在有的数字环中作分系统。

（1）数字环自愈

在一般情况下，通信使用下行E1通道，系统实时监测2M口的通信状态，当检测到数字环下行E1通道的某处断开时，立刻切换至上行E1通道方向进行通信，从而保证数字环的任何一处断开都不会影响系统的正常通信，切换时间为毫秒级。

（2）时隙分配

一个2M数字环中共有32个时隙，其中TS0和TS16时隙为帧同步时隙和信令时隙，剩余的30个时隙中的3个时隙作为调度系统的内部通信时隙使用，其余的27个时隙可作为话音时隙使用。调度系统采用通话占用时隙的方式，每一组通话动态的占用一个空闲时隙，当通话结束时，该时隙通道被释放；在进行组呼或召开会议时，只占用数字环中的一个共线时隙。

（3）数字环中的车站数量

数字环组网时一次出局（出站，非站内）呼叫需要占用环中一个时隙，其中组呼和会议可以看作是一次呼叫，总共只占用一个数字环时隙。一个2M数字环共有27个中继时隙可作为话音时隙使用，为保证呼叫成功，一个数字环通常情况下可按6～10个车站设计。（4）可靠性

系统的所有单板都能实现1+1热备份。此外，还能实现以下两种方式的系统1+1熱备用。

4.2 组网举例

高速铁路数字调度通信系统中，保养点、信号线路所、牵引变电所、电力配电所、联络线节点的调度电话通信采用ONU用户延伸解决。

调度所各调度台及车站值班台均采用触摸屏式调度台，调度所调度台接入调度所调度交换机，车站值班台接入车站调度交换机。一般来说，各高铁分别设置列调、牵引电调、总调、计划调度、旅客服务调度、综合维修调度、动车底调度等调度台。

各站（段）调度分机设置：行车调度分机设于各车站值班室。

电力调度分机设置：设于各车站值班室、保养点、被控站（牵引变电所、AT所、分区所、开闭所、电力变配电所）。

动车底调度分机设置：设于各动车段、动车运用检查所值班室。

综合维修救援调度分机设置：设于各保养点。

旅客服务调度分机设置：设于各车站（越行站除外）售票室、广播室、客运值班室、监控室、公安值班室。

安全监控调度分机设置：设于各保养点。

调度通信系统纳入既有调度中心网元管理系统进行统一管理，网元管理设备向通信综合网管系统提供标准的接口。

5 铁路通信工程施工质量控制要点

在铁路通信工程施工过程中，主要工程施工控制就是光电缆的敷设，因此把握好工程施工质量控制要点对工程施工来说至关重要，其是展开控制工作的前提，而就本工程而言对工程质量的控制主要表现在光缆线路和电缆线路两方面，这两方面的施工贯穿着整个铁路通信工程的施工，怎样有效地控制光缆线路和电缆线路的施工是每个工程管理人员都应该深思的问题。

5.1 在进行光缆线路敷设时选取合理的方式

光缆线路施工中埋设光缆是其中的重点工程，与此同时，因为光缆线路贯穿在整个线路通信工程施工当中，因此选取正确的光缆线路埋设方式至关重要。在进行光缆线路埋设时，工程施工人员应该遵循以下原则：①首先施工人员在线路埋设时应该尽可能避免对光缆的重叠，确保整个工程设计人员需要对整个线路做整体把握；②其次施工人员必须要有相关施工经验，并在施工前召集相关负责人进行座谈会，座谈会中根据工程路段实际情况，确定光缆线路的具体埋设方式；③工程施工前，工程人员应该对采取的具体埋设方式可能导致的问题做到心中有数，对可能出现的问题，详细分析，并找出针对性的解决方案，最终真正做到整个光缆线路敷设工程科学、有效的展开。

5.2 把控线路埋设施工关

当埋设方式确定之后，及对应的工程实施设计书制定完成之后，工程施工人员必须要严格根据设计书进行施工，在明确掌握设计书的前提下要对施工各个流程做系统性的控制，从根本上对施工进行规范，让施工设计意图真正得到实现，另外，在施工过程中一定要防止因为一些人为因素而导致的施工事故出现。

5.3 光缆线路的实际开挖及填埋

在进行光缆线路的实际开挖及回填时，应该尽可能的根据相关设计图纸做开挖和回填，但是在该过程中，施工人员还应该根据实际施工情况对地质情况进行评估，并且对设计书当中的要求和实际开挖回填做细对比拿出行之有效的可行性方案，如果在该过程中，发现设计人员提供的方案不可行，那么必须立即上报，经过设计人员进行修订之后才能进行施工，以保证工程施工的可行。

5.4 接续时选取恰当的工艺及保证接续环境清洁

在进行光缆接续施工中，必须要选取恰当的工艺，这样施工中才能够更快更

好，一般情况下对通信光缆和引入光缆纤芯的接续需要利用自动熔接机并采取电弧熔接施工，施工中要注意对光纤接头处应该采用加强热缩管进行保护，对外护套的接续使用光缆接头盒进行接续，在整个接续过程中，还需要注意保证环境清洁，如有持续的作业尤其要注意在持续过程中防潮、防震、防尘，对连接光缆所使用的工具及连接部位必须要保证清洁，最终保障接续的质量和光缆密封效果。另外在光纤接续过程中还应该做好双向检测，只有保证双向的平均接续衰耗值合适之后才能根据要求将其放置在接头盒当中，在接头盒安放合适之后，还要做双向复测，确定平均接续衰耗值没有变化才能根据要求进行放置保护。

6 铁路通信工程质量控制分析及措施

首先工程管理人员对铁路通信工程建设的质量目标要做好明确。只有明确目标之后，在实际施工过程中，才能够有方向和标准，因此从工程项目建设之初就应该对工程质量目标进行明确，对工程施工各环节当中的质量标准做到心中有数，并加强创优意识的建立，这是做好质量控制的第一步。其次在招标投标过程中，要按照铁路通信工程建设特点及要求，做好招投标工作，并确定好的设备和材料供应商，签订合同，这是保证工程质量的又一次有效途径。做好培训工作。尤其是对项目经理人的培训，在工程施工单位选取工程项目负责人时，尤其是项目经理，其必须要有很好的质量管理意识，在工程施工之前，还要求对其进行培训，以增强其综合管理能力和业务水平。另外在工程施工过程中，还要求做好信息反馈工作，通过相互协调及施工组织以做好全面的质量控制。做好工程全程控制。在工程开展过程中，必须要加强工程各个阶段的质量控制，尤其是对一些较为隐蔽的工程施工，必须要做好工程中间检查，做好记录，最终通过持续的施工质量控制报告来熟悉工程实际质量情况。做好工程施工设备及材料控制。对于施工所用设备、材料，首先监理工程师应该对其型号、外观及相应质量检验文件做验收；其次监理单位必须按照相关要求对使用的设备及材料进行平行检测或取样检测；最后对于新材料、新设备等使用，除遵循以上标准外，还应该对其安装、使用、维修等合同有关文件做审核。

7 结束语

高铁通信系统是高铁的神经系统，是高铁重要的关键技术，是高铁发展的重要推动力。通信系统有三方面的作用：第一个方面，为高铁客专列车控制系统、安全保障系统、客票及旅客服务系统、办公自动化系统、防灾及安防系统等，提供业务传送及组网通道；第二个方面，为高铁客专提供有线、无线一体化的移动调度指挥通信平台及运营维护公务联络通信手段；同时可以为高铁客专提供高质量会议图的业务，可以实现统一的办公。高速铁路通信系统的调度通信系统在高铁建设以及安全运行中起到至关重要的作用。

参考文献

[1] 王邠.铁路通信技术[M].北京：中国铁道出版社，2008.

[2] 钟章队.信息通信网络是未来高铁的支撑技术[C].第四届亚洲制造业年会

上的讲话.

杨子俊（1975-），男，学历：本科；现就职单位：神华准能集团有限责任公司基建工程管理中心，研究方向：通信专业。