自考論文：論中國鐵路通信信號技術的發(fā)展方向

自考論文：論中國鐵路通信信號技術的發(fā)展方向

鐵路由于先天的綜合優(yōu)勢，全天候、占地少、運量大、能耗低、速度快、安全性好、性價比高，必然成為國家綜合交通運輸體系中的骨干。在一個相當長的時期內，不斷擴大路網規(guī)模、優(yōu)化路網結構和提高路網質量，逐步建成四通八達、安全可靠、方便快捷的現代化鐵路網是中國一項基本政策。隨著國家能源與環(huán)境保護政策的完善，鐵路作為國家基礎設施必將以新的現代化面貌，獲得更加迅速的發(fā)展。在中國經濟自然環(huán)境下，尤其如此。

　　鐵路通信信號，自中國鐵路1825年誕生以來，就與鐵路運輸安全生產密不可分，并逐步從以人（車務人）保安全迅速發(fā)展成以設備保安全、以系統(tǒng)保安全的專業(yè)部門。并隨著社會科學技術發(fā)展和鐵路提速、高速、重載和密度的加大而不斷發(fā)展完善，為鐵路現代化提供了重要支撐，是客運高速和貨運重載的重要保證。

　　傳統(tǒng)鐵路通信信號的主要作用

　　傳統(tǒng)的鐵路通信主要是兩大業(yè)務，一是鐵路電報，包括預確報；二是鐵路電話，包括調度指揮。其面向鐵路運輸一是通信聯系、溝通情況、電話指揮，二是提供列車編組信息，以便沿線和編組站調車作業(yè)。

　　傳統(tǒng)的鐵路信號主要是“信聯閉”三大功能，均是從車務行車作業(yè)中分離出來的業(yè)務。主要是通過信號設備為行車提供正確的信號顯示，確保進路聯鎖正確，實現兩站之間的半自動或自動閉塞。

　　鐵路通信信號開始只是提供安全保證，隨著電氣設備的引入，逐步實現了電氣集中與自動閉塞。電氣集中使得進路辦理自動化，自動閉塞使得一個站間可以同時運行多列列車（初期鐵路列車要站站停車辦理閉塞），調度集中可以使得調度員遠程遙控指揮列車運行，逐步向行車指揮自動化、提高接發(fā)車作業(yè)效率和通過能力、減輕人員勞動強度等方面發(fā)展。也就是說，鐵路通信信號不僅僅是提供安全保證，而是在保證安全的基礎上實現鐵路運輸的接發(fā)車作業(yè)和區(qū)間運行自動化，大大提高了通過速度與列車密度。

　　現代化鐵路鐵路通信信號的發(fā)展方向

　　現代化鐵路的實現,一是要有足夠發(fā)達的鐵路網，消除鐵路對國民經濟的瓶頸制約；二是大力發(fā)展和建設電氣化鐵路，提高電氣化鐵路的比重；三是建設高速鐵路網并在繁忙線路實現客貨分運；四是貨運鐵路重載通道化；五是探索城市軌道交通的發(fā)展途徑。目標就是旅客運輸高速化、舒適化、快捷化；貨物運輸重載化、專業(yè)化、便捷化；全面滿足國民經濟對鐵路運輸的需求。從2008年起中國鐵路將進入高速鐵路時代，通信信號是高速鐵路四大核心技術的重要組成部分，直接關系到高速鐵路的建設和安全運行，正是電務發(fā)展的黃金機遇期。我們一定要珍惜這來之不易的大好機遇，關心客運專線建設，為中國高速鐵路電務技術裝備建設與發(fā)展作出貢獻。

　　鐵路的發(fā)展需求決定了鐵路通信信號的發(fā)展方向。鐵路的大發(fā)展給鐵路通信信號提出了挑戰(zhàn)，同時也為鐵路通信信號提供了非常良好的發(fā)展機遇。隨著高速鐵路的興起，對鐵路通信信號在安全上和功能上提出了新的更高的要求。要求鐵路信號要廣泛運用3C（計算機、通信、控制）技術，迅速實現5個轉變，即由地面固定信號控制到列車車載設備控制的轉變；由開環(huán)控制到閉環(huán)控制的轉變；由分散孤立的控制到成區(qū)段集中控制的轉變；由信聯閉簡單控制到速度綜合控制的轉變；由廣播式簡單通信到點對點和點對多點的多功能移動通信轉變。

　　鐵路通信信號必須抓住歷史機遇，明確方向，加快發(fā)展。

　　鐵路通信的發(fā)展方向

　?。?）對傳統(tǒng)的鐵路傳輸網、接入網、電話交換網、調度通信網進行系統(tǒng)優(yōu)化。與中長期鐵路規(guī)劃相匹配，根據鐵路信息化規(guī)劃和新業(yè)務要求，按照數字化、網絡化、寬帶化、綜合化原則，積極促進鐵路通信網的優(yōu)化和建設，提高適應鐵路信息化的能力，推動新型通信業(yè)務在鐵路的應用，為運輸生產提供現代化信息通信手段。一是綜合數據通信網，核心內容就是建設以IP數據網為代表的信息化基礎網絡，形成鐵路自己的信息化網絡平臺。與此同時擴大會議電視網，會議終端延伸到基層站段；二是進行干線調度和區(qū)段調度的聯網，力爭全面實現調度通信數字化、業(yè)務綜合化。將逐步推廣大容量數字調度通信交換機（2000－4000線）和觸摸屏調度臺，進一步提高調度通信服務質量。三是對無線列調區(qū)間設備實施遠程監(jiān)控，提高無線通信系統(tǒng)區(qū)間中繼設施的可靠性，推廣采用具有遠程監(jiān)控能力的光纖直放技術，研究綜合使用區(qū)間中繼設備提供多業(yè)務的技術裝備。四是適應機車交路的調整，逐步統(tǒng)一長大干線的既有無線列調系統(tǒng)使用頻率，研究地區(qū)的頻率規(guī)劃方案，做到點線結合，既要減少司機的頻率轉換操作，又要優(yōu)化系統(tǒng)的使用頻率，減少或避免列車運行途中的頻率或制式轉換。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進步。圍繞客專鐵路建設重點抓好GSM-R移動通信網建設。這里分為兩大部分，一是GSM-R核心網整體布局與建設，二是沿線無線網絡建設。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通信系統(tǒng)。

　?。?）滿足鐵路客運服務和安全監(jiān)控需要，建設綜合視頻監(jiān)控技術平臺。應用對象主要四個方面，一是重點線路設備監(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；四是關鍵安全設備監(jiān)控。在具體實施上，規(guī)劃建設鐵路局和鐵道部監(jiān)控中心，調整視頻監(jiān)控網絡結構，統(tǒng)一IP地址，形成鐵路綜合視頻監(jiān)控網絡的基本框架，目標是建設一個鐵路共享一個視頻網絡平臺，為各類動態(tài)圖像傳送業(yè)務提供通信平臺。

　?。?）建設應急救援指揮通信系統(tǒng)。結合客運專線建設，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)，實現緊急事件指揮的現場話音、圖像、數據的接入和傳送功能，并能與綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防災安全監(jiān)控系統(tǒng)互聯，實現平時監(jiān)控與應急通信的結合，實現資源共享最大化。

　　鐵路信號的發(fā)展方向

　　（1）列控系統(tǒng)（CTCS）方面。中國鐵路列控系統(tǒng)技術體系的宏觀目標要求，一是適應中國既有信號裝備現狀；二是實現路網之間互連互通；三是滿足最高速度160～350km/h列控要求。

　　CTCS分為5級，面向ATP技術層次分為三級：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，面向高速鐵路即300～350km/h的CTCS-3級，面向移動閉塞的CTCS-4級。

　　其主要設備分為地面、車載設備兩大部分：地面在ZPW-2000自閉的基礎上，通過增設車站列控中心、RBC以及點式應答器（含LEU），滿足車載設備所需要的移動授權和線路數據信息，以實現目標距離控制模式；車載設備由安全計算機、軌道信息接收單元（STM/TCR）、應答器信息接收單元（BTM）、人機界面（DMI）、速度傳感器、信息接收天線等組成，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，控制列車安全運行；臨時限速是CTCS的重要內容，規(guī)定了限制速度的速度檔和長度檔，可在調度中心由調度員設置；為實現路網互聯互通，在不同CTCS級別轉換處設置具有預告、執(zhí)行功能的級間轉換應答器，實現級間自動轉換。CTCS列控技術體系，技術標準、功能需求、技術平臺基本統(tǒng)一，滿足動車組在任何交路的跨線運行。

　?。?）調度指揮方面。TDCS要實現全路全覆蓋；到2020年，繁忙干線、煤運通道基本實現CTC；全路行車調度指揮基本實現自動化。TDCS方面，已初步形成了覆蓋全路70條干線的調度指揮網，為調度指揮的現代化奠定了重要基礎。今后主要是解決70條干線以外的172條支線的TDCS建設任務，以實現全路全覆蓋。

　　（3）閉塞與機車信號方面。一是伴隨中東部電氣化、提速與擴能改造、設備大修等工程，逐步淘汰落后制式自閉設備；二是對ZPW-2000進行高可靠性和可維護性再設計，并以其為基本制式，逐步統(tǒng)一我國鐵路自動閉塞制式，新上自動閉塞，干線通過能力不得低于6分鐘；三是實現中國機車信號車載設備JT-C（2000）型的全部升級換代，機車信號實現全路通用；四是半自動閉塞在加裝區(qū)間檢查的基礎上實現自動站間閉塞。

　?。?）聯鎖設備方面。一是計算機聯鎖實現操控界面，互聯接口協(xié)議，機柜尺寸，外觀形式的全路統(tǒng)一；二是進一步開發(fā)計算機聯鎖在故障容錯、安全保證、系統(tǒng)維護方面的智能化功能，在可用度上達到國際水平；三是今后新上計算機聯鎖，120km/h以上主要干線以2?2取2或3取2等為主，限制雙機熱備型計算機聯鎖和6502繼電聯鎖的發(fā)展；四是結合運輸情況，逐點試驗推廣區(qū)域聯鎖和全電子聯鎖。

　　（5）駝峰編解控制方面。一是路網和區(qū)域性編組站，以發(fā)展信息化駝峰綜合自動化設備為主；二是地區(qū)和中小能力駝峰，有條件時也應發(fā)展信息化駝峰自動化設備；三是研究制造高精度的測速、測長、測重設備。

　?。?）基礎設備方面。一是新開發(fā)電子設備和器材必須具備智能診斷、運行日志功能，具備信息聯網功能，配置實現冗余化；二是室外通用器材在標準化的基礎上具備防盜防破壞功能，高質量高可靠，壽命期內做到少維修或無維修；三是新建、改造工程統(tǒng)籌考慮雷電和電磁兼容綜合防護，實現分區(qū)分級綜合防護；四是電纜徑路實現結構化設計；五是信號電源統(tǒng)一標準，進一步提高可靠性和可用度，試驗和推廣遠動技術。

　　鐵道部《鐵路主要技術政策》明確指出：鐵路信號與通信的技術發(fā)展方向是數字化、網絡化、智能化、綜合化。所以鐵路通信信號技術的發(fā)展必然是和計算機技術、信息技術、網絡通信技術緊密相關，相互交