铁路信号和通信系统一体化设计研究

铁路信号和通信系统一体化设计研究

于贺庞博

沈阳地铁集团有限公司运营分公司辽宁省沈阳市110000

摘要：在我国城市化建设快速发展的大背景下，城市间的交流程度也越来越高，铁路也成为了人们主要的出行方式，这也就对铁路项目的发展提出了新的要求。随着我国科学技术水平的不断提升，越来越多的新型技术应用到了铁路建设工作中来，铁路信号系统也向着网络化和智能化的方向发展。近几年来，新型通信技术在铁路信号系统中有着大量的应用，但是其还是以信号专业和通信专业两个独立的模式存在，铁路信号系统的建设水平并没有大幅度的提升，从而导致铁路信号系统的发展进入遇到瓶颈。铁路信号和通信系统的一体化设计也正是在这种情况下应运而生，其通过将通信与信号作为一个整体的系统来进行规划与设计，来大幅度的提升信号系统的运行效率，降低系统建设成本，提升系统运行质量。本文对铁路信号和通信系统一体化的设计进行了深入的研究分析，根据我国铁路信号系统发展的实际情况提出了铁路信号与通信系统一体化的新方式，希望可以通过文中的分析来对同行业工作者起到一定的借鉴意义。

关键词：铁路信号；通信系统；一体化

随着我国科学技术水平的不断提高，我国铁路信号系统也逐渐向网络化和智能化的方向，从目前铁路信号系统发展的实际情况来看，已经有大量的通信设备技术应用到了其中，这也成为了我国铁路信号系统发展的主要趋势。

1通信信号一体化的系统结构及关键技术

从广义上来说，信号系统主要包含四层，从高到低的顺序分别为：第一层，局（部）调度中心，该层的主要作用是进行宏观决策；第二层为分局（局）调度中心，在该层中，包含着许多的结构，主要有调度集中、电力调度、机车调度、车辆调度、设备维修中心；第三层为安全控制设备，主要的作用就是保证安全，车站联锁、道口安全控制等都设置在该层；第四层为最低层，现场的信号机、机车信号等都归属于该层。为了实现铁路通信信号一体化，信息系统的构成要通过四大部分来实现，这四大部分为综合调度中心子系统、列控车载子系统、车站联锁列控子系统、信号设备。在进行通信的过程中，还需要用到相应的网络技术。在通信信号一体化系统技术中，包含着多种类型的技术，比如电力一体化技术、信息一体化技术、维护一体化技术等，不同的技术担负着不同的功能设计，保证着通信信号一体化系统的正常运行。结构与技术是当前面临的两大主要问题，发展过程中应该紧跟时代的步伐进行有针对的研究，在规则之内进行有序的完善，一定要遵循科学理念，与时代同行，符合发展大趋势。

2机房一体化

传统的机房布局是将通信与信号作为两个独立的机房进行配置，而一体化的布置原则是将通信与信号进行统一布置。目前我国铁路信号和通信系统一体化系统包括列车运行控制系统、计轴系统、微机检测系统等，这些系统的建立都需要使用大量的通信光缆来对信号和通信两个系统进行连接。所以机房一体化模式的应用，首先可以节省大量建筑资金的支出，传统模式下，设置通信和信号设备用房大约各需30㎡，而采用一体化的机房布置，只需将一个单独的机房增加10平方米便可满足建筑需求。再者，信号与通信设备都以电子设备机柜的形式存在，所以要想对两个系统进行连接，就要使用大量的光电缆，一体化的机房设计可以在很大程度上缩短使用过电缆的长度，一方面可以降低光电缆的成本支出，另一方面光电缆长度的减少还可以降低其本身的故障发生率，从而可以有效的提升设备的整体性能，降低了设备在投入使用过程中维护维修成本支出。最后，由于信号设备采用了综合防雷系统，所以将通信与信号机房一体化建设，还可以在很大程度上增加通信设备的工作稳定性，降低了外界因素对通信设备的影响，有效的提升了通信设备的工作质量。

3电源一体化

电源一体化根据用电设备的不同等级来综合考虑。一般来说，通信和信号电子系统都配备着独立的电源系统。近年来出现的新型智能电源系统逐渐被信号系统所采用，该新型电源采用高频开关调控技术与直流总线技术，大大提高了信号设备电源的供电质量；与此同时信号电子系统的供电是依据一级负荷的供电设计，该设计有两条不同的电源路供电，其供电安全等级为最高安全等级；信号电子设备的智能电源系统被设计为单元模块，这为增加用电设备而需要的电源系统扩容提供了极其便利的条件。若是采用通信信号系统一体化的供电系统将而通信系统的电源纳入其中，只需要在原本的信号智能电源系统基础上添加一些输出模块便可满足通信与信号设备共同的用电需求。通常车站内的通信设备的备用电源型号较为单一。主要为48V的直流电源，若由信号智能供电系统提供这部分的电容量，则非常容易解决。从技术上来讲，采用通信信号一体化的电源供电系统完全可行。在投资上看，一般一套通信设备电源价格约10万元，引入电力系统需要投资约3万元；采用通信信号一体化，信号设备的供电系统不需要技术改进，仅增加一对2万元左右的电源模块即可另外给通信系统安全供电。

4管理维护一体化

通信技术在铁路信号系统的应用，不仅可以为铁路系统提供信息服务，还可以为系统的维护工作提供信息服务，所以这也就为管理维护一体化的实现提供了必要条件。通常情况下分别对通信及信号系统进行维护各需配置2名工作人员，维护人员的双倍配置必然会造成一定的人力、物力及资金上的浪费，而管理维护一体化的实现，可以各派出一名维修人员，并有通信平台提供信息服务来确保系统的维护质量。另外信号和通信系统一体化的实现必将会提高系统故障的综合性，所以管理维护一体化的实现还可以加大系统维护人员间的信息交流，方便对故障进行排查，提升系统的维护效率，实现资源利用最大化。

5监测一体化

检测一体化的实现主要体现在信息共享方面，信号系统有着独特的微机监测系统，其可以对机房的温度、空气适度、压力等环境指标进行一个全面的检测。而通信系统中的监测系统，在对设备进行监测的过程中，还可以对光电缆以及其他的信息通道的运行状态进行检测。所以如果将这两个监测系统进行一体化设计，不仅可以进行资源共享，还可以有效的提升监测系统的完善程度，提升一体化系统的监测效果。另外由于信号系统关乎着列车的行车安全，所以对监测系统进行一体化设计时，要将信号监测系统放在主导位置，并根据实际情况来取消通信监测系统中的一些功能，一方面可以降低监测系统建设的成本支出，另一方面提升监测系统的兼容性，为列车的行车安全提供充足保障。

6结语

本文对铁路信号与通信系统的一体化设计进行了深入的研究分析，笔者结合信号与通信系统一些特点，提出了一些关于信号与通信系统一体化的设想，其主要包括机房一体化、电源一体化、管理维护一体化和监测一体化四个方面，希望可以通过文中的分析来加深同行业工作者对铁路信号与通信系统一体化的认识，如有不妥之处还望大家指教。

参考文献：

［1］刘荣华．铁路信号设计一体化系统研究分析［J］．信息通信，2014．

［2］程敏．铁路信号和通信系统一体化设计［J］．铁路通信信号工程技术，2009．

［3］孙封全．浅谈铁路信号管理系统的优缺点及发展趋势［J］．中小企业管理与科技（中旬刊），2017.

［4］李开成，莫志松.现代铁路信号中的通信技术[M].北京：中国铁道出版社，2010.

［5］程敏.铁路信号和通信系统一体化设计[J].科技资讯，2012.

［6］刘荣华.铁路信号设计一体化系统研究分析[J].科技资讯，2014.