| 标题 | 计算机网络在铁路信号中的应用 |
| 范文 | 张志远 【摘要】安全是铁路交通运输过程中重点关注的问题，而铁路信号又对铁路安全有着决定性的作用，因此铁路信号系统的网络安全就尤为重要。本文主要介绍了铁路信号设备管理的结构组成和功能，并对我国当前的铁路计算机信号网络系统的应用状况进行了分析，重点分析了铁路信号通信网络的结构类型，提出加强网络安全管理，提高网络管理水平，采用优化的网络结构，为铁路运输提供更好的安全保障。 【关键词】铁路信号 网络安全 通信网络 计算机网络技术的发展为铁路信号系统的管理提供了新的技术。在网络技术的支持下，我国的铁路调度系统已经逐渐从原来的集中控制模式向着更加智能化和网络化的方向发展，并形成了分散控制的新型调度控制模式。计算机技术的应用也使得一些新型铁路信号管理设备得到了更多的使用，其中包括微机监测设备、计算机连锁、智能电源屏等。这些设备和技术的应用有较高的专业性要求，为此必须提高铁路信号系统中的计算机网络管理水平。 一、我国铁路通信网的特点 1.1沿铁路线分布 我国的铁路通信网络基本上是沿着铁路线分布的，并且以车站为各个线路当中的节点向着周边进行延伸和扩散，最终形成了站区一地区一长途的通信网络。铁路通信网络能够覆盖铁路周边的地区，保障信号的稳定。 1.2用户较为单一 铁路通信的用户主要的是铁路相关的单位和个人。正是由于用户的单一性，使得用户对铁路通信有较强的依赖性，并且在未来这种依赖性还会继续存在。由于用户单一，使得这一产业缺乏一定的竞争机制，容易形成行业垄断，造成铁路通信的维修成本偏高。 1.3通信资源较为丰富 我国铁路通信的建立时间已较长，因而已经积累一定的建设和管理方面的经验，并且形成了良好的市场竞争力，并且逐渐向着国际市场扩展。我国铁路的主要干线都已经配备了较为高级的信号管理设备，如光端机、接口设备等。我国的京广线已经实现了每个站点都配置光端机设备，并且无论是在技术还是服务上，铁路通信都已能够满足任何一种信号连接的要求。 二、铁路信号通信网络建设的基本要求 我国的铁路通信建设已经经历了较长的时间，从客观条件上来说已经具备了建立完善的铁路通信网络的条件，当前最重要的任务就是尽快建立一个系统的通信网络构建规划，既要保障信号传输的稳定和安全，还要考虑到组建网络的成本和经费问题。铁路的信号网络建设是一项综合性并且难度较高的项目工程，在这个过程中涉及到了计算机技术、通信技术、信号技术等多项现代化科学技术。当前，我国铁路信号系统中已经配备了很多的专业组网设备，例如TIMS系统、电务微机检测系统、自动化办公系统等。从组建的方式上通常一个铁路信号系统就会配备一个专门的网络。在进行组网时，必须建立一个全面完善的计划和方案，并根据实际的情况和需要在所有备选方案中进行最佳方案的选择，做好相应的网络管理，扩展未来的发展渠道。铁路对信号网络的专业性要求较高，且不同的铁路可能对信号网络有着不同的要求，在实际的信号传输过程中很有可能要在同一个网络线路中传输各种类型的专业信息。但值得注意的是，若是同一部门或同一专业的信号要尽可能采用同网传输的方式，这样能够最大限度的发挥组网的功能。 有一些铁路信号系统的建设项目由于建设的顺序、投资方式等方面因素的限制，在实际组建的过程中会面临一些不利的因素，为了避免这些因素对铁路信号网络的功能和应用产生不利的影响，在建设起始阶段，相关部门就应当充分考虑这些因素，最终实现一网多用、一网多平台的目标。也可以考虑对原有的信号网络进行优化与整合，促进铁路信号网络的可持续发展。 三、铁路信号通信网络的结构类型 当前我国的铁路信号通信网络主要采用两种传输方式，即实时传输和定时传输。在线路的连接方式上则主要采用星型连接和串型连接两种方式，有时还会采用分层组建的方式形成广域网。在进行铁路信号通信网络的结构选择时，应当根据信号传输的方式和线路连接的方式进行综合的考虑，重点应当从以下几个因素进行考虑。 3.1综合考虑网络功能、运行成本和建设投资 铁路信号通信网络的构建必须符合传输带宽、传输速率、网络安全等方面的要求，并且确保该网络具有较为理想的发展前景。为此，在传输方式的选择上，如有条件应当尽量选择光通信方式。在信号传输的过程中应当严格的遵守国际上的通信协议规则，例如TCP/IP网络传输协议。此外，在线路的设计阶段，相关设计部门和人员就需要充分的考虑到信号通信网络在投入使用后的应用成本。通常，串型连接的方式与星型连接相比在运行过程中所耗费的资金较少，这是由于串型连接方式所需要的通信端口和时隙的数量较少。从当前的通信收费标准来看，一个专用的2Mb/s端口一个月所产生的费用通常在4000元以上，有时甚至可以达到1万元左右。网络的使用费用会随着网络节点以及端口的数量增加。但串型连接方式也有其自身的缺点，例如串型连接方式所需要的接口转换设备数量较多，因此在网络的组建初期所需要的资金和成本较高。但是从整体上来考虑，若信号网络的组建没有什么特殊的要求，应当尽量选用串型连接的方式。TDCS和微机监测网络系统是铁路信号通信系统中常用的两种网络系统。这两种网络系统在基层网点的连接方式上都采用了串型连接的方式，在计算机接口和通信传输设备的选择上则选用了功能拓展性较强且符合通信协议要求的转换器和路由器。 3.2网络建设应当形成一个独立的系统工程 在构建铁路信号通信系统时，不仅需要配备硬件、软件，还要根据系统的运行和信号传输需求，对网络系统进行整体统一的规划和设计，并且考虑系统未来的发展方向，从网络的容量、速率等方面选择合适的网络设备。系统在进行信号传输的过程中必须符合网络通道的要求。建立网络通道是一项难度很大的工程，对资金、人力等方面的要求较高，且工期长，涉及到的部门和单位也很多，在实际的建设过程中很难进行统筹协调。更为不利的一点是，网络通道一旦形成，在后期是很难进行更改的。因此，在建设网络通道时必须谨慎，各部门之间也必须进行及时的沟通和协调，还要建立起一个完善的网络管理体系，便于日常的维护和管理。 3.3实现特定范围内的信息共享 这是组网过程中的基本思路和指导原则，该原则就是在一个网络通道中实现多个数据的传输，并在一台或多台计算机设备上对这些数据信息进行接收和处理。这种组网方式的优点在于能够有效的降低建设、运行及维修的成本。当前，微机监测、TDCS、智能电源屏等设备都能够共用一个信号网络，这样就能实现对设备整体运行状况的监管，并便于日常的维修。 3.4加强网络管理，建设网络安全性较高的防护体系 在组建铁路信号通信网络时，安全性是十分关键的一个考虑因素，这直接关系到信号传输的可靠性。为了提高铁路信号通信的安全性，应当从以下几个方面进行考虑。首先，可以组建一个封闭的信号通信网络。铁路的信号通信网络与一般的互联网、办公网在性质和功能上都有较大的差异，具体体现在其专业性较强，对铁路运行的安全性也有较大的影响，因而对网络信号传输的安全性、准确性、稳定性、实效性等都有较高的要求，应当尽量减少与外界的联结，以减少网络病毒对信号通信系统的侵袭和影响。其次，对安全要求较高的设备必须增设一定的隔离设备，也就是设置专门的通信方式。铁路信号通信网络中传输的信号主要有三种类型，分别是管理信息、监测信息和诊断信息。其中，诊断信息是直接来自于铁路运行的控制设备，因此对安全级别的要求也是最高的，在组网时应当考虑增设隔离设备，通过通信前置机与网络连接的方式达到通信协议的要求。除此之外，还可以将专业的通信方式与专用的通信协议进行连接，以此来提高行车的安全性。其他类型的信息在组网时可以采用分级分层设置防火墙的方式来提高通信网络的安全性。 四、铁路信号通信网络结构的选择和应用 当前，我国现有的铁路信号系统中，主要采用的网络结构有三类。第一类是以微机监测为主的电缆网络。这种网络结构以电务段为中心，在各个站点中形成一个串联环网。站点之间通过电缆回线进行连接，链状长度可以根据实际的需要进行调整，有时可以同时连接20个以上的站点，并通过逐站接力的方式进行信号的传输。这种传输方式的优势在于内部的结构简单，因此维修成本较低。但由于采用了信号逐站传输的方式，容易形成通道的瓶颈，后面的通道越来越狭窄，导致信号的传输速率不断的降低，信号传输的时效性低，错误率高，特别是在电气化区段中，信号在传输时会受到较大的干扰。这种网络比较适合一些对信号强度和稳定性要求不高的系统。 第二类是以DMIS为代表的电缆网络。这种电缆网络以公司为中心点，各个车站是分节点，形成一个串联网络。每个链长之间通常会包含7至10个站点，通过电缆进行连接。这种电缆网络与监测网络较为类似，但其特点在于采用专用的通信机，其链长较短，一次性能够传输的信号较少，但是信号的强度较好，传输的性能较高。 最后一种是以TDCS为代表的光传输网络。这种网络的特点在于应用的灵活性、拓展性以及传输效率都较高，信息的错误率低，网络功能较为全面，但是其缺陷在于维修的费用较高。综合以上几种通信网络特点，可以看出在这几种网络类型中，微机监测系统的信息传输数量较高，但网络的稳定性较差。在选择信号通信网络的结构选择时，可以选用公司、车站为节点的分层连接方式。 五、结语 计算机技术的发展为铁路信号通信网络的建设提供了新的思路和方法，为了确保铁路信号通信的安全性和可靠性，相关部门应当加强对信号通路网络的规划建设和运行管理。随着新的技术设备的不断研发和应用，未来铁路信号通信网络的建设将更加的完善，铁路的运行也将有更好的安全保障。 |
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