任國良

摘要：鐵路通信技術的發(fā)展隨著鐵路行業(yè)的發(fā)展以及現(xiàn)代科學技術的進步，取得了很大的提升和突破。當前鐵路行業(yè)中運用的車站、列車控制、區(qū)間的一體化融合技術，調(diào)度指揮的自動化，都在一定程度上突破了原有的通信技術的發(fā)展，和信號相對獨立的局限。本文首先介紹了鐵路通信傳輸系統(tǒng)的特點，其次介紹了鐵路通信傳輸系統(tǒng)安全強化設計的方法及途徑。

關鍵詞：鐵路通信；通信傳輸；通信安全

隨著我國現(xiàn)代鐵路系統(tǒng)的快速發(fā)展，通信與信號傳輸作為鐵路運輸組織人員所必須的信息也不斷的滲透、不斷結合，逐步發(fā)展成為包含通信、控制、指揮及信息處理在內(nèi)的自動化的智能通信傳輸系統(tǒng)，實現(xiàn)了鐵路通信傳輸?shù)囊惑w化發(fā)展。但同時，這種鐵路通信傳輸系統(tǒng)的應用，使鐵路通信傳輸?shù)陌踩艿揭欢ǖ挠绊懪c威脅。因此，加強對鐵路通信傳輸安全問題的深入研究則成為鐵路通信發(fā)展所面臨的重要問題。以下首先對現(xiàn)有鐵路通信傳輸系統(tǒng)的特點進行簡要介紹，依此為基礎探討強化鐵路通信傳輸安全設計的基本方法與途徑。

1 現(xiàn)行鐵路通信傳輸系統(tǒng)特點分析

相比于傳統(tǒng)軌道電路的鐵路通信傳輸而言，現(xiàn)行的鐵路通信傳輸系統(tǒng)具備較為突出的優(yōu)勢與特點，概括來看，主要體現(xiàn)在以下三個方面：

1.1 信息傳輸?shù)目煽啃暂^高

在傳統(tǒng)軌道電路的鐵路通信傳輸模式當中，信號以開環(huán)的方式進行傳輸，也就是說信號的發(fā)送方只負責發(fā)送，對于接收方是否真正收到相應信息則無法進行確認；同時，軌道電路信號系統(tǒng)所采用的傳輸媒介是軌道，抗干擾能力相對較弱，很容易因外界因素的存在而影響信息的可靠性，無法滿足高速列車控制對于信息的通訊傳輸?shù)幕拘枨?。而在現(xiàn)代數(shù)字化的通信系統(tǒng)中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)及信息的雙向通信，同時還可以借助冗余技術以及反饋糾錯技術等多種保證性技術來提升通信傳輸?shù)目煽啃裕瓜嚓P的信息及數(shù)據(jù)信號可以通過安全且穩(wěn)定的網(wǎng)絡通道進行實時的傳輸。

1.2 信息傳輸效率相對較高

在現(xiàn)有的通信傳輸系統(tǒng)中，采用數(shù)字化通信的方式進行鐵路信息及數(shù)據(jù)信號的傳輸，并實現(xiàn)信號傳輸?shù)囊苿幼詣娱]塞。這種移動的自動閉塞的分區(qū)長度可以變化，且可以隨著列車的運行進行相應的移動。與此同時，閉塞的分區(qū)不需要應用地面的信號，而是通過無線的車載設備與系統(tǒng)來進行信息的接收。如此以來，鐵路通訊傳輸?shù)膶崟r性與準確性得到了進一步的提升，即便是列車處于高速運行的狀態(tài)下，依然能夠形成較短的移動閉塞區(qū)段。也正因如此，我國鐵路運輸可以在高效的通信傳輸條件下維持列車運行的安全，并適當提升列車的形成密度。這不僅僅是通信傳輸效率的一種提升，同時也是鐵路系統(tǒng)中列車運行效率提高的重要保障。

1.3 信息的傳輸量相對較大

以上已經(jīng)提及，傳統(tǒng)鐵路通信傳輸是以鐵軌為主要傳輸介質(zhì)，信息及數(shù)據(jù)的信號傳送速度因此而變得相對較慢，數(shù)據(jù)的傳送量也相對較小。但在列車形成速度與行車密度不斷提升的條件下，列控信號也不斷增多，而隨著數(shù)字化通信傳輸模式的應用，網(wǎng)絡系統(tǒng)所提供的信息數(shù)據(jù)的大量傳輸則充分滿足了列車控制對于信號通信傳輸?shù)幕拘枨?。除此以外，?shù)字化的通信傳輸系統(tǒng)還能夠提供除鐵路信號之外的如媒體信息之類的其他信息，實現(xiàn)列車與地面之間信息的雙向通信?？傊?，數(shù)字化通信傳輸系統(tǒng)的運用相比于傳統(tǒng)通信模式存在較為明顯的優(yōu)勢。

但同時，數(shù)字化通信傳輸在運用的過程中，基于網(wǎng)絡穩(wěn)定性及頻段干擾等因素的影響，也對鐵路通信傳輸?shù)陌踩孕纬闪艘欢ǖ挠绊憽Ｒ虼?，加強對鐵路通信傳輸系統(tǒng)的安全性研究與設計則顯得尤為必要。

2 鐵路通信傳輸系統(tǒng)安全強化設計的方法及途徑

要對鐵路通信傳輸系統(tǒng)的安全強化設計方法與途徑進行探討。首先我們需要對通信傳輸系統(tǒng)的信號安全構建問題進行簡單了解。

2.1 鐵路通信傳輸系統(tǒng)信號安全構建分析

通過以上的分析我們可以了解，在數(shù)字化的鐵路通信傳輸系統(tǒng)的應用條件下，信息傳輸?shù)目煽啃?、信息的傳輸效率以及信息傳輸容量等都可得到一定的提升。但這并不意味著信息及數(shù)據(jù)信號在傳輸?shù)倪^程中就是完全安全、穩(wěn)定的。實踐中，基于各種因素的影響，信息及數(shù)據(jù)信號在傳送的過程中有可能出現(xiàn)一定的故障，而這種故障的發(fā)生有可能造成信息輸出的錯誤，進而引發(fā)各種鐵路運輸故障；但同時，盡管信號傳輸故障發(fā)生，最終輸出的信息與數(shù)據(jù)卻是準確且安全的。針對兩種不同的情況，我們需要進行不同的操作，即信號信息傳輸故障—容錯系統(tǒng)構建和信號信息傳輸故障—安全分析。

1. 信號信息傳輸故障—容錯系統(tǒng)構建

在數(shù)字化通信傳輸?shù)捏w系下，要避免各種不安全性問題的發(fā)生，則需要建立起基于通信系統(tǒng)的信號安全傳輸系統(tǒng)，而容錯系統(tǒng)的構建則是行之有效的途徑之一。具體來看，容錯系統(tǒng)的構建實質(zhì)上是運用了冗余的技術，當系統(tǒng)發(fā)生故障問題的時候，將各種故障性的影響因素進行消除，使系統(tǒng)能夠輸出準確的通信傳輸結果，提升數(shù)字化系統(tǒng)的可靠性，以滿足鐵路通信對于信號及信息傳送安全性的基本要求。

但需要注意的是，要構建通信傳輸故障的容錯系統(tǒng)，不能僅僅依靠硬件系統(tǒng)或者是軟件系統(tǒng)的容錯，真正具備實用性的容錯系統(tǒng)需要由硬件系統(tǒng)、操作系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)多方面入手進行錯層次的綜合容錯，并對不同層次容錯作用的偏重進行妥帖把握。

2. 信號信息傳輸故障—安全分析

在鐵路通信信號故障—安全的情況下，輸出的信息與數(shù)據(jù)依然是準確且安全的，不會對鐵路運輸形成重大性的經(jīng)濟損失或者是人員傷亡。這種信號故障—安全的情況我們可視作是一個故障—安全的系統(tǒng)，而該系統(tǒng)則具備能夠進行錯誤自檢的功能，當通信傳輸錯誤發(fā)生的時候，系統(tǒng)能夠進入到一種更為限制的狀態(tài)當中，不會引發(fā)任何危險性狀況的發(fā)生。因此，在實踐中，為避免數(shù)字化通信傳輸下各種信息安全問題的發(fā)生，我們可以利用故障—安全的概念來對系統(tǒng)進行構建。但基于數(shù)字化通信傳輸系統(tǒng)在硬件故障方面的復雜性與軟件故障方面的潛在性，要保證系統(tǒng)在任何故障條件下都能夠輸出安全的信息其實是很困難的。所以要解決數(shù)字化系統(tǒng)故障及安全的問題，則需要從觀念上進行突破，在承認危險及故障存在的前提下，利用不同的可靠性和安全性技術，降低整個系統(tǒng)故障發(fā)生的概率，以期將危險和故障發(fā)生的概率降到最低。而從具體方法和途徑的角度上來看，我們應如何完成對鐵路通信傳輸系統(tǒng)的安全性設計。

2.2 鐵路通信傳輸系統(tǒng)安全強化設計的方法及途徑

目前，鐵路通信傳輸系統(tǒng)組要包含封閉通信系統(tǒng)與開放通信系統(tǒng)兩種模式，兩者對應的則分別是有線傳輸和無線傳輸。而要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)鐵路通信傳輸模式，則需要從傳輸?shù)姆绞竭x擇方面著手，做好合理選擇選擇，進而針對開放性系統(tǒng)在應用方面的不足來對其安全性設計進行深入探討。

1. 對通信傳輸方式進行合理選擇

從現(xiàn)代通信傳輸技術的角度上來看，鐵路通信傳輸可以選用無線傳輸?shù)姆绞?，同時也可以利用有線傳輸?shù)姆绞絹磉M行通信傳輸。結合實踐來看，兩種傳輸方式可謂各有優(yōu)劣。首先，從無線傳輸?shù)慕嵌壬蟻砜?，無線傳輸線路主要通過無線中繼進行傳輸，可以提供較大的信息傳輸容量，并能夠滿足信息及數(shù)據(jù)信號的長距離傳輸需求；與此同時，無線傳輸系統(tǒng)的建設也相對較快，維護工作相對簡便，從經(jīng)濟性的角度上看具備一定的優(yōu)勢。但從另一個角度上來看，無線傳輸?shù)目垢蓴_性相對不足，容易受到氣候及頻率等因素的影響，實際應用的穩(wěn)定性與保密性相對較差。

其次，從有線傳輸?shù)慕嵌壬蟻砜?，其在長距離的傳輸中具備較高的穩(wěn)定性、可靠性與保密性，同時還能夠獲取較大的信息傳輸容量。但美中不足是有線傳輸?shù)脑O備建設費用相對較大，且系統(tǒng)建設所需的時間也比較長。與此同時，有線傳輸系統(tǒng)建設還面臨著傳輸介質(zhì)選擇的問題：其中，以電纜為傳輸介質(zhì)的傳統(tǒng)傳輸方式相對成熟，但抗干擾能力不足；以光纖為傳輸介質(zhì)的新型有線傳輸方式則具備不可比擬的優(yōu)點，其中繼距離相對較長、帶寬大、傳輸損耗相對較低、抗電磁的干擾能力較強、信號傳輸?shù)馁|(zhì)量也相對較好。

因此，基于鐵路系統(tǒng)運行的安全性來考慮，在無線通信技術尚未成熟的基礎上，鐵路通信傳輸系統(tǒng)盡量選擇安全性好穩(wěn)定性相對較好的有線傳輸方式。當然，若選擇開放性傳輸系統(tǒng)，則應針對其系統(tǒng)運行的實際情況進行整體性的安全規(guī)劃與設計。

2. 開放性傳輸方式的安全性設計

對于開放性的無線傳輸系統(tǒng)而言，在運營的過程中，遭受黑客、病毒等外部信息入侵的可能性相對較大；同時，系統(tǒng)也有可能因個別元件的受損或失效、硬件設計錯誤或者是環(huán)境因素的影響等，而出現(xiàn)內(nèi)部故障。因此在設計的過程中，技術人員可以通過相應的網(wǎng)關設置，在上層傳輸過程對各種非安全性的信息或者是進行攔截，使其無法與鐵路系統(tǒng)的網(wǎng)絡進行直接性通信，以便于在保證網(wǎng)絡運行獨立性的基礎上，保證網(wǎng)絡及通信活動的安全。

與此同時，基于開放性傳輸系統(tǒng)中存在的各種可測及不可測傳輸故障的影響，技術人員需要對系統(tǒng)故障排除技術及故障安全技術進行有效賬務，并運用相應的技術對網(wǎng)絡組成中存在的一些故障模式及干擾因素進行列舉，并對影響進行評價，有針對性地進行故障檢測及故障排除方式，使系統(tǒng)可以始終維持在相對穩(wěn)定的安全狀態(tài)當中，進而促使系統(tǒng)向著安全的狀態(tài)進行轉(zhuǎn)移。

結論

總之，隨著我國鐵路運輸事業(yè)的快速發(fā)展，基于列車運行速度的不斷提升，鐵路運行的安全性與穩(wěn)定性對鐵路通信傳輸?shù)姆€(wěn)定與安全提出了更高的要求。實踐中，技術人員必須結合實際，在對現(xiàn)行通信傳輸系統(tǒng)進行綜合分析和全面了解的基礎上，理清通信傳輸系統(tǒng)安全設計及構建的基本思路，在此基礎上以有效的方法和措施降低各種通信故障發(fā)生的可能性，以期為通信傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定及安全運行提供保障。

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