試論在鐵路信號中計算機網(wǎng)絡應用初探

1、<p>　　試論在鐵路信號中計算機網(wǎng)絡應用初探</p><p>　　〔論文關鍵詞〕計算機網(wǎng)絡　鐵路信號 </p><p>　　〔論文摘要〕鐵路運輸?shù)闹黝}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(wǎng)絡在鐵路信號中的重要作用，對規(guī)劃建設，構筑網(wǎng)絡的基本要點進行詳細論述。 </p><p>　　隨著鐵路信號技術的發(fā)展，計算

2、機及計算機網(wǎng)絡己得到廣泛應用。很多 信號設備脫離了傳統(tǒng)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(chǎn)品和設備取而代之，而且具備網(wǎng)絡連接的基本功能。如DIMS, 微機監(jiān)測，計算機聯(lián)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(chǎn)中充分發(fā)揮作用，就必須將其有機地連接在一起。在數(shù)字信息時代，隨著 鐵路運輸對計算機、計算機網(wǎng)絡的依賴，充分認識計算機網(wǎng)絡的重要性，盡快 加強這方面的工作就顯得尤為重要。 <

3、;/p><p><b>　　1概述 </b></p><p>　　1. 1我國鐵路通信網(wǎng)的特點 </p><p>　　沿鐵路線分布;用戶比較單一;通信資源較為豐富。 </p><p>　　1.2鐵路信號通信網(wǎng)絡建設的基本要求 </p><p>　　建設鐵路信號通信網(wǎng)絡客觀上己具備條件，但在網(wǎng)絡建設時，

4、應有一個系統(tǒng)全面的規(guī)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(yè)設備組網(wǎng)較多，如TIMS系統(tǒng)、DIMS系統(tǒng)、票務系統(tǒng)、車輛紅外系統(tǒng)、電力遠動系統(tǒng)、醫(yī)療保險系統(tǒng)、電務微機監(jiān)測系統(tǒng)及辦公自動化系統(tǒng)等，從建設情況看，一般是建設一個項目便組建一個網(wǎng)絡，組網(wǎng)一般也是以“通”為基本要求。 </p><p>　　2鐵

5、路信號通信網(wǎng)絡結構時，應著重考慮的因素 </p><p>　　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(wǎng)絡結構時，應著重考慮以下幾個因素。 </p><p>　　2. 1綜合考慮網(wǎng)絡功能、運用成本及建設投入。 </p><p>　　首先網(wǎng)絡結構應滿足系統(tǒng)對傳輸帶寬、傳輸速率、誤碼率及網(wǎng)絡安全等功能的要求，同時留有發(fā)展空間。有條件時盡可能選用光通信傳輸，通

6、信傳輸應遵從國際通用的通信協(xié)議規(guī)則(如TCP/工P)。其次在設計階段必須考慮網(wǎng)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(shù)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(wǎng)絡中連接的節(jié)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

7、可能選用串型連接方式。在鐵路信號系統(tǒng)中，目前使用的DIMS和微機監(jiān)測2大網(wǎng)絡系統(tǒng)，其基層網(wǎng)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(xié)議的轉換器、路由器等設各。 </p><p>　　2. 2網(wǎng)絡建設應是一個獨立的系統(tǒng)工程，井不依附于任何一個系統(tǒng) </p><p>　　構筑一個網(wǎng)絡不僅需要硬件，還需要軟件，應根據(jù)各系統(tǒng)信

8、息傳輸要求，對網(wǎng)絡進行統(tǒng)一的規(guī)劃設計，留出發(fā)展空間，確定網(wǎng)絡的容量、速率、誤碼率等技術條件及相應的網(wǎng)絡設備。各系統(tǒng)信息傳輸必須滿足網(wǎng)絡通道的要求，實現(xiàn)一網(wǎng)多用途、一網(wǎng)多平臺，充分發(fā)揮網(wǎng)絡功能。建設一個網(wǎng)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(xié)調工作難度較大。而且網(wǎng)絡一旦建成，要想改動是比較困難的。故此網(wǎng)絡建設應謹小慎微，切忌各自為政。當然一個完整的網(wǎng)絡必然有其網(wǎng)管系統(tǒng)，便于實現(xiàn)自身的管理維護。 </p

9、><p>　　2. 3實現(xiàn)特定范圍內(nèi)信息共享，應成為組網(wǎng)時的基本思路 </p><p>　　即在同一個網(wǎng)絡通道中傳輸多個不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并在一個或多個計算機設備上接收處理，其最大優(yōu)點是可節(jié)省工程投資及運維成本。就目前信號設備技術發(fā)展而言，微機監(jiān)測、DMIS、計算機聯(lián)鎖、智能電源屏、以及正在開發(fā)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(wǎng)絡，使我

10、們可直接了解掌握設備的運用情況，開展維修管理工作。 </p><p>　　2. 4加強網(wǎng)絡管理，建設具有較強網(wǎng)絡安全性能的防護休系 </p><p>　　在網(wǎng)絡建設時必須考慮網(wǎng)絡安全，這關系到傳輸數(shù)據(jù)的安全性。在網(wǎng)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(wǎng)絡。鐵路信號通信網(wǎng)絡有別于互聯(lián)網(wǎng)、辦公網(wǎng)等公共網(wǎng)，其專用性較強，涉及行車安全，故對網(wǎng)絡傳輸?shù)陌踩?、準確、穩(wěn)定及實時性等方面

11、要求較高，不應同外界有任何聯(lián)系，防止網(wǎng)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(wǎng)絡中傳輸?shù)男盘栃畔⒋笾驴煞譃?類，即管理信息、監(jiān)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(wǎng)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(wǎng)絡連接，遵從公網(wǎng)通信協(xié)議;采取專業(yè)通信方式和專用通信協(xié)議與行車控制設備連接以確保安全。對于其他類信息，組網(wǎng)時可采取分級、分層設置防火墻，確保

12、網(wǎng)絡安全。 </p><p>　　3鐵路信號通信網(wǎng)絡結構的選擇及運用 </p><p>　　目前已經(jīng)組成的鐵路信號設備網(wǎng)，其網(wǎng)絡結構主要分為3類:①以微機監(jiān)測為代表的電纜網(wǎng)絡。它是以電務段為中心、各車站節(jié)點形成的串聯(lián)環(huán)網(wǎng)，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(wǎng)絡結構簡單，維修費用較低，傳輸速率低，實時性較

13、差，誤碼率較高，尤其在電化區(qū)段，電纜傳輸時受千擾較大，其誤碼率會相對更高。這種網(wǎng)絡一般適應于要求不高的系統(tǒng)。②以DMIS為代表的電纜網(wǎng)絡。它是以分局為中心，各車站為節(jié)點，以個調度區(qū)段為鏈長，形成串聯(lián)環(huán)網(wǎng)，每個鏈長間包括7~10個車站。網(wǎng)絡采用電纜連接，其特點類似微機監(jiān)測網(wǎng)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(yōu)于微機監(jiān)測網(wǎng)絡。③以DMIS為代表的光傳輸網(wǎng)絡。它仍是以分局為中心，各車站為節(jié)點，以一

14、個調度區(qū)段為鏈長，形成串聯(lián)環(huán)網(wǎng)，每個鏈長間包括7~10個車站。其網(wǎng)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(wǎng)管功能，維修費用較高。由上述分析可知，微機監(jiān)測系統(tǒng)相對傳輸?shù)男畔⒘枯^多，但是其網(wǎng)絡結構較差，嚴重制約了系統(tǒng)功能的發(fā)揮。 </p><p>　　綜上分析，信號通信網(wǎng)絡結構的選擇，可采取以路局、分局、電務段、車站為節(jié)點的分層連接方式。網(wǎng)絡采用光設備連接，其接口容量大小可根據(jù)信息量確定，網(wǎng)絡

15、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，同時又是上一級的節(jié)點。部中心是最高一級，路局中心是部級網(wǎng)絡層面中的一個節(jié)點，自然也是路局一級網(wǎng)絡層面的中心，依次類推。車站可暫定為最底層節(jié)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(lián)環(huán)網(wǎng)。各層按其功能需求，進行信息處理。若一個層面內(nèi)節(jié)點較少，可選用星型連接方式。網(wǎng)絡建設應在統(tǒng)一的規(guī)劃下遵照通用的通信協(xié)議，分步實施。先干線，后支線，逐年建設完成。建