路遠(yuǎn)聰

（中國(guó)鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司 電化電信工程設(shè)計(jì)研究院，天津 300308）

鐵路專用線連接礦區(qū)、港口和企業(yè)，對(duì)于促進(jìn)地方物產(chǎn)資源開發(fā)、加快地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高人民生活水平、增強(qiáng)區(qū)域招商引資等都具有重要意義和作用。近年來，各地相繼提出“打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的口號(hào)，推進(jìn)“公轉(zhuǎn)鐵”力度持續(xù)加大。同時(shí)，各地加快推進(jìn)鐵路配套專用線建設(shè)，發(fā)揮鐵路低成本、大運(yùn)量和綠色環(huán)保等比較優(yōu)勢(shì)，拓寬“公轉(zhuǎn)鐵”集貨渠道，推動(dòng)鐵路貨運(yùn)增量[1]。目前，鐵路專用線建成后多委托接軌站對(duì)應(yīng)的所屬鐵路局集團(tuán)公司運(yùn)營(yíng)管理，但現(xiàn)有國(guó)內(nèi)鐵路專用線多對(duì)應(yīng)一個(gè)接軌站、一個(gè)鐵路局集團(tuán)公司、一個(gè)運(yùn)營(yíng)管理單位。浩吉（浩勒?qǐng)?bào)吉—吉安）鐵路與中煤王家?guī)X鐵路專用線聯(lián)絡(luò)線的建設(shè)使王家?guī)X鐵路專用線成為對(duì)應(yīng)中國(guó)鐵路西安局集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱：西安局集團(tuán)公司）和中國(guó)鐵路太原局集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱：太原局集團(tuán)公司）兩個(gè)接口局的鐵路專用線。本文以該項(xiàng)目為案例，研究多接口局鐵路專用線通信與貨運(yùn)管理系統(tǒng)的建設(shè)方案。

1 多接口局鐵路專用線特點(diǎn)

1.1 鐵路線路多接口

多接口局鐵路專用線突出的特點(diǎn)就是一條專用線可接軌至兩個(gè)或以上的接軌站，且各接軌站分別由不同鐵路局集團(tuán)公司管轄[2]，存在貨運(yùn)專用線與不同接軌站互聯(lián)的系統(tǒng)接口，因此，各系統(tǒng)應(yīng)兼容，滿足不同的業(yè)務(wù)要求。

1.2 貨運(yùn)車輛多路徑

多接口局鐵路專用線多接口的特點(diǎn)必然產(chǎn)生貨運(yùn)車輛的多路徑性，即專用線裝卸站發(fā)出的車輛可以經(jīng)不同接軌站去往不同路徑，反之亦然。因此，需要對(duì)車輛車號(hào)、紅外、裝貨狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別記錄，信息分別回傳至各鐵路局集團(tuán)公司的相應(yīng)主系統(tǒng)中。

1.3 無線通信多切換

多接口局鐵路專用線相鄰站多，無線通信系統(tǒng)的鄰站切換多，可能存在不同無線通信系統(tǒng)制式間的切換。因此，需要了解既有相鄰鐵路的制式，并對(duì)交叉區(qū)域的復(fù)雜切換關(guān)系進(jìn)行規(guī)劃，完善無線通信設(shè)施。

1.4 貨運(yùn)經(jīng)營(yíng)多歸屬

多接口局鐵路專用線貨流去向不同決定了運(yùn)營(yíng)收益的多歸屬性，駛?cè)氩煌F路局集團(tuán)公司車站的貨票計(jì)費(fèi)要由不同鐵路局集團(tuán)公司收取。因此，需要設(shè)置歸屬不同鐵路局集團(tuán)公司的貨運(yùn)管理系統(tǒng)。

2 總體架構(gòu)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

多接口局鐵路專用線通信與貨運(yùn)管理系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)需要按照技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、高效暢通的原則，采用光纜、光傳輸設(shè)備組建通信傳送平臺(tái)，為鐵路運(yùn)輸提供高質(zhì)量的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等綜合通信業(yè)務(wù)，滿足貨運(yùn)管理需求。

2.2 總體架構(gòu)

多接口局鐵路專用線通信與貨運(yùn)管理信息系統(tǒng)建設(shè)方案的總體架構(gòu)如圖1所示。分為基礎(chǔ)承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)、支撐網(wǎng)3個(gè)主要層次。設(shè)置通信系統(tǒng)（包括傳輸、電話交換及接入、有線調(diào)度通信、無線通信、通信線路等子系統(tǒng)）和貨運(yùn)管理系統(tǒng)等。根據(jù)實(shí)際需要，可設(shè)置視頻監(jiān)控子系統(tǒng)和貨車裝載視頻監(jiān)控子系統(tǒng)。無線通信子系統(tǒng)制式宜與所接軌的正線鐵路無線通信系統(tǒng)保持一致。鐵路沿線敷設(shè)單條干線光纜。

圖1 總體架構(gòu)

（1）基礎(chǔ)承載網(wǎng)是多接口局鐵路專用線通信網(wǎng)的主體，為所有鐵路通信業(yè)務(wù)網(wǎng)及其他專業(yè)業(yè)務(wù)需求提供通道；為業(yè)務(wù)網(wǎng)各子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)服務(wù)，如傳輸子系統(tǒng)為業(yè)務(wù)網(wǎng)各子系統(tǒng)提供傳輸通道，也可為視頻監(jiān)控、電話交換及接入、貨運(yùn)管理等相關(guān)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳送平臺(tái)。（2）業(yè)務(wù)網(wǎng)為鐵路專用線提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻、圖像等多種綜合業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)網(wǎng)各系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，為滿足各自不同的業(yè)務(wù)需求而設(shè)置。例如，電話交換及接入子系統(tǒng)為鐵路部門提供日常辦公自動(dòng)電話業(yè)務(wù)，有線調(diào)度通信子系統(tǒng)提供鐵路調(diào)度電話、直通電話業(yè)務(wù)。（3）支撐網(wǎng)是配合基礎(chǔ)承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)正常工作，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能，保證通信服務(wù)質(zhì)量的專用網(wǎng)絡(luò)。支撐網(wǎng)為各相關(guān)系統(tǒng)提供同步、網(wǎng)絡(luò)管理（簡(jiǎn)稱：網(wǎng)管）等功能支持，如網(wǎng)管子系統(tǒng)為傳輸、數(shù)據(jù)、調(diào)度等各子系統(tǒng)提供網(wǎng)管功能，時(shí)間同步子系統(tǒng)為各相關(guān)子系統(tǒng)或部門提供統(tǒng)一的基準(zhǔn)時(shí)鐘信息，時(shí)鐘同步子系統(tǒng)為傳輸系統(tǒng)提供頻率同步信號(hào)。

3 系統(tǒng)功能

3.1 傳輸

多接口局鐵路專用線承載的業(yè)務(wù)較少，傳輸技術(shù)多采用同步數(shù)字體系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）。根據(jù)各專業(yè)通道帶寬及接口需求，合理設(shè)置設(shè)備的容量、節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)端口類型等。多接口局鐵路專用線根據(jù)車站及傳輸節(jié)點(diǎn)數(shù)量可配置為單層傳輸系統(tǒng)。由于多接口局鐵路專用線面向多個(gè)鐵路局集團(tuán)公司，因此傳輸設(shè)備的歸屬管理涉及多方共同網(wǎng)管監(jiān)控的問題，需要與各接口局既有傳輸子系統(tǒng)互聯(lián)，分別調(diào)整傳輸網(wǎng)管數(shù)據(jù)[3]。多接口局鐵路專用線中新設(shè)的傳輸設(shè)備需要與各接口線路既有傳輸設(shè)備型號(hào)保持兼容。

3.2 有線調(diào)度通信

多接口局鐵路專用線包含多個(gè)調(diào)度區(qū)段，數(shù)字調(diào)度通信子系統(tǒng)為其提供電調(diào)、列調(diào)、站場(chǎng)電話、站間行車電話等業(yè)務(wù)功能。多接口局鐵路專用線新設(shè)車站可新設(shè)車站型調(diào)度交換機(jī)，也可利用各接軌車站的車站型調(diào)度交換機(jī)并新設(shè)值班員操作臺(tái)。調(diào)度子系統(tǒng)組環(huán)時(shí)盡量不破壞接軌線既有調(diào)度環(huán)，可作為支鏈接入接軌站調(diào)度交換機(jī)。多接口局鐵路專用線跨調(diào)度區(qū)段的行車較多，跨調(diào)度區(qū)間的站間電話互聯(lián)可通過主系統(tǒng)匯接交換機(jī)轉(zhuǎn)接互聯(lián)實(shí)現(xiàn)，也可通過傳輸子系統(tǒng)鏈路互聯(lián)，還可通過交叉互設(shè)操作臺(tái)方式實(shí)現(xiàn)站間行車通話。

3.3 貨運(yùn)管理

多接口局鐵路專用線交接場(chǎng)、裝卸站常配置有企業(yè)及各接軌鐵路局集團(tuán)公司多方貨運(yùn)管理人員。為此配置的貨運(yùn)管理系統(tǒng)接入多個(gè)運(yùn)營(yíng)單位的鐵路信息網(wǎng)，與其他內(nèi)部信息網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。貨運(yùn)管理終端設(shè)備根據(jù)定員配置情況，分別安裝各站段貨運(yùn)管理系統(tǒng)軟件。

3.4 貨車裝載視頻監(jiān)控

多接口局鐵路專用線因其具有的多路徑、多接口特點(diǎn)，因此，需要監(jiān)控駛?cè)胂噜従€路的車輛裝載情況，查看車輛裝載超限狀態(tài)及其他信息。通過對(duì)車輛左、右、頂不同部位快速成像，將車輛信息實(shí)時(shí)疊加在圖像中，上傳到后臺(tái)高清服務(wù)器，提供車輛信息及標(biāo)記功能，實(shí)現(xiàn)查詢歷史過車圖像[4-5]?？蓪⒈O(jiān)控設(shè)備的桁架及前端設(shè)備設(shè)置于多路徑的共線咽喉區(qū)段，節(jié)省工程投資，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)可根據(jù)運(yùn)營(yíng)需求接入各鐵路局集團(tuán)公司復(fù)視監(jiān)控。

4 應(yīng)用案例

4.1 項(xiàng)目概況

浩吉鐵路與中煤王家?guī)X鐵路專用線聯(lián)絡(luò)線位于既有黃韓侯（黃陵—韓城—侯馬）鐵路與浩吉鐵路交匯處，主要涉及河津西站（西安局集團(tuán)公司車站）、清澗站（太原局集團(tuán)公司車站）、既有王家?guī)X煤礦專用線。清澗站西場(chǎng)—河津西站聯(lián)絡(luò)線進(jìn)站信號(hào)機(jī)區(qū)段委托太原局集團(tuán)公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理；河津西站聯(lián)絡(luò)線進(jìn)站信號(hào)機(jī)—河津西站區(qū)段委托西安局集團(tuán)公司負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)管理。

4.2 功能優(yōu)化

浩吉鐵路與中煤王家?guī)X鐵路專用線聯(lián)絡(luò)線通信與貨運(yùn)管理系統(tǒng)設(shè)置傳輸、調(diào)度通信、無線通信、通信線路、貨車裝載視頻監(jiān)控等子系統(tǒng)，以及貨運(yùn)管理系統(tǒng)，功能優(yōu)化的內(nèi)容如下。

4.2.1 傳輸子系統(tǒng)

多接口局鐵路專用線傳輸子系統(tǒng)需要與各相關(guān)鐵路局集團(tuán)公司的系統(tǒng)互聯(lián)，并納入網(wǎng)管，為避免網(wǎng)管控制的混亂，在其中一個(gè)接口局中心設(shè)置網(wǎng)管控制功能，在另一個(gè)接口局中心僅設(shè)置設(shè)備可見。在本案例中，在清澗西場(chǎng)信號(hào)樓通信機(jī)械室新設(shè)STM-4傳輸設(shè)備1套，與王家?guī)X站STM-1傳輸設(shè)備和清澗站STM-4傳輸設(shè)備互連，利用新設(shè)干線光纜與既有光纜，構(gòu)建STM-1光同步數(shù)字傳輸子系統(tǒng)；利用新設(shè)干線光纜，與河津西站STM-4傳輸設(shè)備互連，構(gòu)建STM-4光同步數(shù)字傳輸子系統(tǒng)。新設(shè)的傳輸設(shè)備納入太原局集團(tuán)公司網(wǎng)管中心的既有傳輸網(wǎng)進(jìn)行管理，并對(duì)既有傳輸網(wǎng)進(jìn)行調(diào)整和擴(kuò)容。

多接口局鐵路專用線傳輸子系統(tǒng)須提供至各鐵路局集團(tuán)公司的數(shù)據(jù)通道。在本案例中，河津西站車輛車號(hào)紅外探測(cè)站新設(shè)1套分組傳輸網(wǎng)（PTN，Packet Transport Network）設(shè)備，經(jīng)傳輸子系統(tǒng)，為車號(hào)紅外探測(cè)站提供以太網(wǎng)等傳輸通道及電話業(yè)務(wù)，車號(hào)及紅外信息分別上傳至太原局集團(tuán)公司中心和西安局集團(tuán)公司的相關(guān)系統(tǒng)。

4.2.2 調(diào)度通信子系統(tǒng)

多接口局鐵路專用線鄰站多，調(diào)度通信子系統(tǒng)必須滿足至鄰站間的調(diào)度通信子系統(tǒng)互通和站間行車電話互通的要求，在本項(xiàng)目中，清澗西場(chǎng)新設(shè)車站型調(diào)度交換機(jī)1套，接入清澗站既有車站型調(diào)度交換機(jī)，既有黃韓侯鐵路調(diào)度組網(wǎng)維持不變，新增的交換機(jī)聯(lián)接王家?guī)X站和清澗站的調(diào)度支鏈，形成清澗站—清澗西場(chǎng)—王家?guī)X站的調(diào)度支鏈。調(diào)整和擴(kuò)容太原局集團(tuán)公司調(diào)度系統(tǒng)網(wǎng)管。通過太原局集團(tuán)公司與西安局集團(tuán)公司調(diào)度主系統(tǒng)互聯(lián)，滿足站間行車電話的要求，傳輸系統(tǒng)邏輯鏈路作備用。

4.2.3 無線通信子系統(tǒng)

多接口局鐵路專用線需要設(shè)置無線通信子系統(tǒng)并完善必要設(shè)施，因與多個(gè)鄰站發(fā)生切換關(guān)系，需要對(duì)基站的切換關(guān)系作合理規(guī)劃。在不同制式切換的情況下，機(jī)車須具備雙模機(jī)車臺(tái)。在本案例中，王家?guī)X站GSM-R基站尚未開通，既有王家?guī)X煤礦專用線采用無線列調(diào)方式，黃韓侯鐵路和浩吉鐵路均采用GSM-R制式，鄰站間需要進(jìn)行制式的切換。本聯(lián)絡(luò)線建成后暫使用無線列調(diào)實(shí)現(xiàn)無線通信，分別在清澗西場(chǎng)、河津西站新設(shè)無線列調(diào)車站臺(tái)、無線列調(diào)天饋線等設(shè)備各1套。駛?cè)雽Ｓ镁€區(qū)段的內(nèi)燃調(diào)機(jī)或本務(wù)機(jī)具備無線列調(diào)和GSM-R雙模機(jī)車臺(tái)。制式切換宜在接軌站進(jìn)行。

4.2.4 通信線路子系統(tǒng)

多接口局鐵路專用線至各接軌站之間敷設(shè)光纜鏈路，為各系統(tǒng)各業(yè)務(wù)提供物理連接和邏輯通路。該專用線以正線接軌黃韓侯鐵路清澗站，并以聯(lián)絡(luò)線接軌浩吉鐵路河津西站。王家?guī)X站—清澗站既有光纜，割接引入本工程新設(shè)的清澗西場(chǎng)通信機(jī)械室。本工程王家?guī)X站—清澗西場(chǎng)—清澗站新設(shè)光纜1條，清澗西場(chǎng)—河津西站新設(shè)光纜1條，從而實(shí)現(xiàn)各相鄰站之間的物理鏈路互通。

4.2.5 貨運(yùn)管理系統(tǒng)

多接口局鐵路專用線貨物流向具有多出口的特點(diǎn)，因此，需要設(shè)置歸屬不同鐵路局集團(tuán)公司貨運(yùn)管理系統(tǒng)的終端，安裝相應(yīng)貨運(yùn)管理系統(tǒng)軟件。在本項(xiàng)目中，王家?guī)X裝車站始發(fā)的貨物重車，部分供應(yīng)黃韓侯鐵路，部分供應(yīng)浩吉鐵路。清澗西場(chǎng)信號(hào)樓信息機(jī)房新設(shè)路由器、網(wǎng)絡(luò)機(jī)柜、交換機(jī)，在信息機(jī)房設(shè)置防火墻，其中，路由器用于本工程局域網(wǎng)內(nèi)新增設(shè)備終端等，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)與鐵路數(shù)據(jù)辦公網(wǎng)的通信，封裝業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分轉(zhuǎn)發(fā)。防火墻幫助鐵路辦公網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同網(wǎng)絡(luò)層級(jí)之間構(gòu)造相對(duì)安全的隔離保護(hù)屏障，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的安全隔離與訪問控制。在貨運(yùn)員室等房屋新設(shè)貨運(yùn)終端，分別移植西安局集團(tuán)公司和太原局集團(tuán)公司相應(yīng)的車務(wù)段貨運(yùn)系統(tǒng)軟件。貨運(yùn)管理系統(tǒng)為鐵路工作人員提供貨運(yùn)制票、貨運(yùn)營(yíng)銷、裝卸車、列車預(yù)確報(bào)、貨運(yùn)安全管理、十八點(diǎn)統(tǒng)計(jì)等功能。

4.2.6 貨車裝載視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

多接口局鐵路專用線對(duì)駛出專用線的貨物重車進(jìn)行裝載狀態(tài)監(jiān)控[6]，因存在多接口，監(jiān)控桁架盡量設(shè)置在徑路共線區(qū)段的咽喉區(qū)位置。在本案例中，裝車站組織始發(fā)直達(dá)列車外運(yùn)，卸后空車組織整列原路回空，重車可經(jīng)清澗站駛?cè)朦S韓侯鐵路，也可經(jīng)河津西站駛?cè)牒萍F路。在清澗西場(chǎng)站場(chǎng)內(nèi)王家?guī)X一側(cè)咽喉區(qū)設(shè)置貨車裝載視頻監(jiān)控室外設(shè)備。清澗西場(chǎng)信號(hào)樓信息機(jī)房新設(shè)貨車裝載視頻監(jiān)控系統(tǒng)室內(nèi)設(shè)備，并在貨運(yùn)員室設(shè)置控制鍵盤和視頻監(jiān)控終端。貨車裝載視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)行進(jìn)中的貨運(yùn)列車進(jìn)行上、左、右三向視頻監(jiān)控并可識(shí)別車號(hào)，實(shí)現(xiàn)圖像與車號(hào)對(duì)應(yīng)。監(jiān)控?cái)z像機(jī)線路左側(cè)、右側(cè)攝像機(jī)采用立桿架設(shè)，線上方攝像機(jī)利用新設(shè)桁架架設(shè)。圖像數(shù)據(jù)經(jīng)光纜傳送至室內(nèi)服務(wù)器，經(jīng)過服務(wù)器運(yùn)算將結(jié)果反饋至監(jiān)控室顯示屏[7-8]。室外設(shè)備主要包括視頻桿、監(jiān)控終端、前端控制箱、掃描單元（包括燈光自動(dòng)控制單元、來車啟動(dòng)單元、車廂分割單元、測(cè)速單元、防雷單元）等。

5 結(jié)束語(yǔ)

浩吉鐵路與中煤王家?guī)X鐵路專用線聯(lián)絡(luò)線現(xiàn)已驗(yàn)收并開通運(yùn)營(yíng)。本文以此工程項(xiàng)目為案例，研究多接口局鐵路專用線通信與貨運(yùn)管理系統(tǒng)的建設(shè)方案，該方案已在浩吉鐵路與中煤王家?guī)X鐵路專用線聯(lián)絡(luò)線上實(shí)施。隨著鐵路專用線建設(shè)的廣泛開展和鐵路路網(wǎng)更加復(fù)雜，具有多個(gè)鐵路局集團(tuán)公司接軌站的鐵路專用線也會(huì)陸續(xù)出現(xiàn)，良好的通信與信息系統(tǒng)對(duì)保障鐵路專用線的高效平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)具有重要意義，希望本文能為其他類似系統(tǒng)的建設(shè)提供參考。