鐵路車站網路安全論文

Ⅰ 鐵路應急系統中無線通信技術的應用論文

鐵路應急系統中無線通信技術的應用論文

【摘要】 鐵路應急系統對搶險救援工作起著重要作用。當緊急狀況發生時，鐵路應急系統應具備基本的無線通話能力，現階段接入設備採用Wi-Fi和無線PBX技術，可滿足應急系統最基本的要求。分析Wi-Fi和無線PBX技術的特點，比較其優缺點，總結其在應急系統中的應用。

【關鍵詞】 鐵路應急系統；無線通信技術；應用

引言

隨著我國鐵路建設規模的日益擴大，列車速度及密度得到了很大的提高，因此對運輸安全及應急通信保障能力的要求相應也越來越嚴格。一旦出現行車事故或者遇到破壞程度大的自然災害時，鐵路應急通信系統必須立即做出反應，把現場信息發送到應急指揮中心，是上級部門能夠切實了解現場的實際狀況，並採取應對措施，同時將指令及時傳達給現場的搶險救援人員。

1鐵路應急系統的概述

1.1鐵路應急中心通信設備

應急中心通信設備是鐵路應急系統中的核心部分，其所具備的功能主要是對事故現場與應急中心進行有效連接，以此實現語音、視頻及數據信息的實時交互，以此使應急指揮中心採取相應的解決措施。主設備利用外部介面和自動電話網、調度通信網之間進行通信，由此一方面完成綜合視頻系統的接入，另一方面完成靜圖系統圖像信息的接入，同時為圖像顯示系統提供真實可靠的信息數據。

1.2鐵路應急通信接入設備

在鐵路應急系統中，應急通信接入設備是其不可或缺的組成部分，通過各種通信技術，將事故現場的語音、數據及視頻等信息經由傳輸網路接入至各級應急救援指揮中心。通常情況下，應急通信接入設備主要包括：現場終端設備、GSM-R基站應急接入設備以及和事故現場相鄰的車站或區間的接入點。其中，應急現場終端設備又分為三大類型，即移動影音採集設備、數據終端設備及話音終端。

2鐵路應急系統建設的原則

（1）先進性。在應急系統建設中，網路通過無線、光纖、數據網等方式實現傳輸功能。

（2）便捷性。應急系統現場部署應便捷、簡單，接入方式靈活，保證在短時間內開通業務。

（3）經濟實用性。充分利用現有的`數據網和光纖資源。

（4）集成性。通過光纖、AV、Z等介面搭建光纖與數據網的聯通，實現圖像、電話等設備的接入，系統設備應兼容。

（5）可擴展性。通過無線通信技術，將語音、圖像等業務拓展至區間，與既有自動電話、調度電話網、動靜圖互聯互通。我國鐵路應急系統站點與應急中心之間，可利用既有的光纖與數據網，對其進行優化整合，提高傳輸穩定性，解決傳輸帶寬窄的問題，而且降低建設投資。應急電話、動靜圖等業務採用無線平台承載，可接入鐵路區間通信業務，接入形式應多樣。

3接入方案

在救災搶險現場，首先要解決無線話音的接入。一般情況下，應急現場配備的專用手機數量不得低於4部，現場基站設備可以輕松挪移，無線網路搭建要快捷。雖然通用的3G/4G系統及GSM-R手機可實現話音接入，但事故區域的移動通信網路可能並未覆蓋，若是地震、洪水等自然災害導致的鐵路事故，通用網路往往不能發揮作用，所以有必要引進專用無線網路與專用手機。專用無線網路，若選擇GSM或CDMA，涉及設備多，組網復雜。盡管一些廠家已將移動交換中心、基站控制器等重要設備集成於一體，但其重量和體積也難以滿足應急通信快捷、便利的需要，而且成本費用極高。為了滿足鐵路應急事故現場無線話音通信需求，目前最佳的技術方案：①Wi-Fi手機；②無線PBX手機方案。這兩種技術均具有著良好的優越性，不但在體積、重量因素上適應鐵路應急現場的工作，便於攜帶，並且成本投入較少，實現起來不存在難度。

3.1Wi-Fi技術

在無線區域網絡接入的Wi-Fi手機，採取直接接入和增加中繼的形式，能夠實現無線話音通信功能。在應急系統中，Wi-Fi手機的注冊伺服器一般由事故現場或應急指揮中心提供，將注冊伺服器和AP接入點連接，Wi-Fi手機利用AP注冊到伺服器，實現手機之間以及手機和固定電話之間的通話。當前，在全球范圍內Wi-Fi使用的2.4GHz頻段屬於免費頻段，用戶在Wi-Fi覆蓋區域內可隨意撥打或接聽電話，不用考慮時間、地點因素。基於WLAN的寬頻數據應用完全可以和Wi-Fi一並使用。Wi-Fi傳輸速度高，有效距離達到300m以上，如果在合適的地點加設AP裝置，能夠滿足鐵路應急系統語音通話功能。Wi-Fi使用的頻率屬於自由頻段，AP模塊能夠實現話音、數據通信的兼容，而且Wi-Fi手機是通用產品，投入費用較少。然而AP和Wi-Fi手機功率不高，通常在400MW以內，如果要滿足鐵路應急系統規定的500m距離，需在合適地點加設中繼設備；另外，Wi-Fi使用頻段的波長為12.5cm，繞射能力不高，當處於隧道、山區等環境復雜境地時，通話質量很難保障。

3.2PBX技術

無線PBX設備的組成部分是主機，每個主機可配備1~90部手機，採用跳頻技術，每秒在100個頻道內採用偽隨機方式跳變100次。此外，無線PBX技術的定址採用碼分多址方式，每一個手機與主機均被授予一個單獨的編碼，編碼容量眾多，最多達6萬以上，具有良好的安全性及保密性。整個無線PBX系統覆蓋面積比較大，在開闊地域能夠超過1000m。手機能夠設置群組，在脫離主機的情況下，手機之間仍然能夠通話，同時具有單呼、組呼及群呼等功能。利用和鐵路應急指揮中心通信主設備之間的有效連接，通過應急指揮台，在中心與事故現場之間實現二級調度通信功能及電話會議功能。無線PBX技術的優點：①非視距通信覆蓋范圍達到1000m以上；②無線PBX模式使用的頻段為900MHz，波長較長繞射能力較強；③能夠實現全雙工雙向呼叫、半雙工多路通信功能；④能夠實現群組呼叫功能；⑤手機具有良好的防塵及防雨功能。無線PBX技術的缺點：①無線PBX技術不屬於自由頻段，使用時需到國家相關部門進行備案；②主機與手機非通用設備，購買途徑具有一定的特殊性，投入成本較高。

4結束語

在鐵路應急通信系統中，應用Wi-Fi和無線PBX技術，兩者均可以滿足鐵道應急系統的需求，然而在具體使用Wi-Fi模式時，需要加設中繼設備。根據當前的鐵路應急現場的使用情況的相關調查，從專業性、便利性、無線覆蓋范圍及繞射能力的角度來說，無線PBX專用手機所具備的優越性比較顯著，所以其在鐵路應急系統中得到了良好的推廣與應用。對於Wi-Fi而言，其主要的優越性表現在能夠充分發揮出IP技術的作用，緊密結合基於IP技術的各種數據、視頻業務，無需佔用搶險救援現場接入設備的話音通道即可實現無線通信功能。從整體層面來看，Wi-Fi的實現較集中緊湊，投入費用也不高，當事故現場的環境因素不太復雜，對其繞射能力、距離要求不高時，Wi-Fi技術具有一定的應用價值。在日後我國鐵路實現光通話主方案後，因為預留IP介面，因此Wi-Fi技術的應用會更加便捷。反之，因為光通話柱內所預留的模擬用戶有限，不能和無線PBX設備進行直接對接，還需利用VoIP模擬網關轉接，所以日後在鐵路通信系統中應用無線PBX會受到一定的制約。

參考文獻

[1]李衛華.Wi-Fi和無線PBX技術在鐵路應急通信中的應用[J].鐵道技術監督，2014（12）．

[2]張建華，劉佳偉．無線通信中Wi-Fi技術的發展與應用[J].電視技術，2013（06）．

[3]高建榮.與移動協同發展之無線PBX方案探討[C].中國通信學會信息通信網路技術委員會－2009年年會，2009.

[4]李斌．鐵路應急通信無線圖像傳輸系統的研究與實施[J]．鐵道通信信號，2014（08）．