试论在铁路信号中计算机网络应用初探

〔论文关键词〕计算机网络　铁路信号
〔论文摘要〕铁路运输的主题是安全问题，通常我们把铁路信号比作人的“眼睛”说明铁路信号的重要意义，并针对计算机网络在铁路信号中的重要作用，对规划建设，构筑网络的基本要点进行详细论述。
随着铁路信号技术的发展，计算机及计算机网络己得到广泛应用。很多信号设备脱离了传统的机电技术和早期独立的一站一点的概念，以具有计算机特性的电子产品和设备取而代之，而且具备网络连接的基本功能。如dims,微机监测，计算机联锁，智能电源屏等设备。但是要使这些新技术设备在运输生产中充分发挥作用，就必须将其有机地连接在一起。在数字信息时代，随着铁路运输对计算机、计算机网络的依赖，充分认识计算机网络的重要性，尽快加强这方面的工作就显得尤为重要。
1概述
1.1我国铁路通信网的特点
沿铁路线分布;用户比较单一;通信资源较为丰富。
1.2铁路信号通信网络建设的基本要求
建设铁路信号通信网络客观上己具备条件，但在网络建设时，应有一个系统全面的规划安排。既要畅通高效、安全可靠，还不能造成通信资源的浪费及维修成本过大。实际上，这是一项涉及计算机、通信及信号安全于一体的综合性技术。目前，我国铁路各类专业设备组网较多，如tims系统、dims系统、票务系统、车辆红外系统、电力远动系统、医疗保险系统、电务微机监测系统及办公自动化系统等，从建设情况看，一般是建设一个项目便组建一个网络，组网一般也是以“通”为基本要求。
2铁路信号通信网络结构时，应着重考虑的因素
针对不同的传送信息及线路连接方式，在选择铁路信号通信网络结构时，应着重考虑以下几个因素。
2.1综合考虑网络功能、运用成本及建设投入。
首先网络结构应满足系统对传输带宽、传输速率、误码率及网络安全等功能的要求，同时留有发展空间。有条件时尽可能选用光通信传输，通信传输应遵从国际通用的通信协议规则(如tcp/工p)。其次在设计阶段必须考虑网络建成后的运营成本。一般来说串型连接方式较星型连接方式运维成本低，主要原因是串型连接方式所占有的通信端口、时隙数量及长途话路相对较少。按目前通信收费标准计算，1个专用2mb/s端口，月使用费一般为4000元至1万元，网络中连接的节点越多，其端口越多，费用也就越高。但串型连接方式所需要的接口转换设备相对较多，即初期建设投入相对高些。综合考虑，若无特殊要求时应尽可能选用串型连接方式。在铁路信号系统中，目前使用的dims和微机监测2大网络系统，其基层网点的连接均选用了串型连接方式。另外在计算机接口和通信传输设各间的转换设各，应尽可能选用具有可扩展功能的、满足通信协议的转换器、路由器等设各。
2.2网络建设应是一个独立的系统工程，井不依附于任何一个系统

构筑一个网络不仅需要硬件，还需要软件，应根据各系统信息传输要求，对网络进行统一的规划设计，留出发展空间，确定网络的容量、速率、误码率等技术条件及相应的网络设备。各系统信息传输必须满足网络通道的要求，实现一网多用途、一网多平台，充分发挥网络功能。建设一个网络通道是非常不容易的，其工程投资较尤建设时间较长，参加施工单位较多，协调工作难度较大。而且网络一旦建成，要想改动是比较困难的。故此网络建设应谨小慎微，切忌各自为政。当然一个完整的网络必然有其网管系统，便于实现自身的管理维护。

2.3实现特定范围内信息共享，应成为组网时的基本思路
即在同一个网络通道中传输多个不同系统的数据，并在一个或多个计算机设备上接收处理，其最大优点是可节省工程投资及运维成本。就目前信号设备技术发展而言，微机监测、dmis、计算机联锁、智能电源屏、以及正在开发的智能型控制台、半自动光传输设备及机车信号黑匣子等具有计算机特性的设备和器材，都可以共用同一网络，使我们可直接了解掌握设备的运用情况，开展维修管理工作。
2.4加强网络管理，建设具有较强网络安全性能的防护休系
在网络建设时必须考虑网络安全，这关系到传输数据的安全性。在网络安全上可考虑采用以下几种方式:①建成封闭型的信号通信网络。铁路信号通信网络有别于互联网、办公网等公共网，其专用性较强，涉及行车安全，故对网络传输的安全、准确、稳定及实时性等方面要求较高，不应同外界有任何联系，防止网络病毒侵袭。②对安全级要求较高的设备采取增设隔离设备的方式，即专用通信方式。网络中传输的信号信息大致可分为3类，即管理信息、监测信息和诊断信息，其中第3类信息由于直接来自行车控制设备，因此对安全级要求较高，组网时可考虑采用增设隔离设备等措施，即利用通信前置机与网络连接，遵从公网通信协议;采取专业通信方式和专用通信协议与行车控制设备连接以确保安全。对于其他类信息，组网时可采取分级、分层设置防火墙，确保网络安全。
3铁路信号通信网络结构的选择及运用
目前已经组成的铁路信号设备网，其网络结构主要分为3类:①以微机监测为代表的电缆网络。它是以电务段为中心、各车站节点形成的串联环网，采用电缆实回线连接，链状长度不定，多者可达到20多个车站。采取逐站接力方式传送信息，易形成瓶颈，且越往后通道越窄。其特点是网络结构简单，维修费用较低，传输速率低，实时性较差，误码率较高，尤其在电化区段，电缆传输时受千扰较大，其误码率会相对更高。这种网络一般适应于要求不高的系统。②以dmis为代表的电缆网络。它是以分局为中心，各车站为节点，以个调度区段为链长，形成串联环网，每个链长间包括7~10个车站。网络采用电缆连接，其特点类似微机监测网络，但是在接口设备上采用了专用通信机，链长较短，传送的信息量相对较少，故传输性能优于微机监测网络。③以dmis为代表的光传输网络。它仍是以分局为中心，各车站为节点，以一个调度区段为链长，形成串联环网，每个链长间包括7~10个车站。其网络特点是使用灵活，扩展性好，传输速率高，实时性强，误码率低，有网管功能，维修费用较高。由上述分析可知，微机监测系统相对传输的信息量较多，但是其网络结构较差，严重制约了系统功能的发挥。
综上分析，信号通信网络结构的选择，可采取以路局、分局、电务段、车站为节点的分层连接方式。网络采用光设备连接，其接口容量大小可根据信息量确定，网络按路由方式寻址，遵从tcp/ip协议。每级的中心不仅承担本级的信息处理，同时又是上一级的节点。部中心是最高一级，路局中心是部级网络层面中的一个节点，自然也是路局一级网络层面的中心，依次类推。车站可暂定为最底层节点，可选用2mb/s光接口接入，并以分局为中心，形成若千个串联环网。各层按其功能需求，进行信息处理。若一个层面内节点较少，可选用星型连接方式。网络建设应在统一的规划下遵照通用的通信协议，分步实施。先干线，后支线，逐年建设完成。建设完成时应对网络进行严格验收，通过施工和验收培养出铁路系统自己的维护及管理人员。在部、局、分局设立专门的机构和人员负责网络的运用管理，同时增设相关费用，出台相关管理办法。