利用既有网络资源实现红外轴温传输通道数字化

杨福辉

杨福辉:太中银铁路有限责任公司 工程师 710016 西安

目前，随着铁路通信网的建设以及信息化的推进，已基本形成了以光纤为基础的铁路干线通信网和多种数据、信息网并存的现状，其中包括自动化办公信息网和红外轴温探测系统。

1 铁路既有自动化办公信息网现状

自动化办公信息网是为了提高铁路运输管理水平和工作效率，适应铁路高速发展而建设的无纸化、现代化的办公网络，是利用计算机和网络通信技术建设的高质量、高效率、全路统一的综合办公信息系统。自动化办公信息网主要采用星型拓扑结构，按铁道部、铁路局 (局信息中心和局内汇接点)、站段 (站段和车间/班组)三级建成。铁道部与铁路局及铁路局汇接点都采用了大型的服务器和汇接设备，传输介质均为光缆;站段均为中小型服务器和小型汇接设备 (以小交换机为主)，站段到局内汇接点也采用光缆作为传输介质;车间/班组为终端设备，即PC机，车间/班组到站段采用UTP线和音频双绞线作为传输介质 (采用双绞线时两端加HDSL设备)。自动化办公网络各级间采用的光缆、电缆及通信传输设备均为铁路运输专用通信网。

2 铁路既有红外轴温探测系统现状

为了保证铁路运输行车安全，在线路两侧安装红外线轴温探测器，通过红外探头将车辆轴箱的红外热辐射聚集到探测元件上，转变成微弱的电脉冲信号，再通过放大处理，将这一信号传输至红外探测中心进行对比判断，当轴温超过一定差值或一定比例时则发出报警。

铁路开通使用的红外轴温探测系统，由探测站、汇接点、铁路局监测中心、传输链路及复示、行车调度、统计终端组成。目前，铁路局监测中心至汇接点、汇接点至各车站传输链路均采用光纤传输;各车站至红外轴温探测站采用音频模拟线路(电缆)传输;个别车站至红外轴温探测站间采用数字VPN方式传输 (此传输方式为试验性质)。各传输链路所采用的光缆、电缆及通信传输设备均为铁路运输专用通信网。

3 实现红外轴温探测传输通道数字化

为了提高传输线路的抗干扰能力，对红外轴温探测传输通道进行数字化改造是一项重要措施。目前，多个铁路局采取VPN方案进行试验。

3.1 VPN方案

在红外轴温探测站至车站通信机房间敷设光缆，光缆两侧增设光端机，同时在车站通信机房的干线光传输设备及铁路局红外轴温监测中心的通信光传输设备上，增设VPN接口板，来实现传输通道数字化改造。VPN虚拟网方案虽实现了传输通道数字化，但投资较大 (每个站约20万元)，传输利用率低，既有电缆被废弃。

3.2 利用既有模拟线路和办公网解决方案

为了节约投资，利用既有的传输线路 (红外轴温探测站至车站通信机房的电缆)，将红外轴温探测系统纳入既有办公网进行传输，同样可以实现通道数字化。

1．在红外轴温探测站至车站通信机房的电缆两端增设高速数字用户线路设备，如HDSL设备。

2．在车站通信机房至车站办公网络交换机敷设线缆，用于连接数字用户线路设备与网络交换机。线缆应具有很强的抗干扰能力，型号为超五类及以上，长度不宜超过100 m。

3．在铁路局办公网信息中心至红外轴温监测中心敷设一条线缆，连接铁路局办公网信息中心服务器和红外轴温监测中心设备。线缆型号为超五类及以上，长度不宜超过100 m，超过100 m必须采用光纤传输。

4．办公网服务器网管为每个红外轴温探测站的高速数字用户线路设备分配专用固定IP地址，并对每个专用固定IP通道进行严格测试，确保速率、吞吐量、丢包、延迟、抖动等指标满足红外轴温探测系统的传输要求。利用办公网传输红外轴温探测信号网络示意图如图1所示。

图1 利用办公网传输红外轴温探测信号网络示意图

这种方案较VPN模式可大幅降低投资，每个车站的投资约为VPN虚拟网方案的25%。充分利用了红外轴温探测站至车站通信机房的既有传输电缆、既有办公网络资源和通信传输设备，提高了办公网及通信设备的利用率。日常维护、检测比较方便、准确、直观。通过红外轴温监测终端，即可对每个IP传输通道的速率、吞吐量、丢包、延迟等项目进行检测。

4 工程实例

太原至中卫 (银川)铁路初步设计批复时，红外轴温探测系统采用模拟方式传输 (即红外轴温探测站至车站通信机房采用电缆传输)，并接入既有铁路局红外轴温监测中心。建设后期，由于太原、西安铁路局被列为红外轴温探测系统数字化试点单位，铁路局红外轴温监测中心需全部进行数字化改造，已无法接入模拟传输方式的红外信号，改造后的传输通道采用VPN方式。但新设红外轴温探测站至车站通信机房的电缆工程已完工 (17个站)，如果按VPN方式传输，将增加投资约300万元，且新设电缆将废弃，造成约200万元的投资浪费。为了节约投资，经多方论证，决定通过新设的货运/办公网信息网进行红外轴温探测信号传输，以达到数字化的目标。具体实施方案如下。

1．在每个车站红外轴温探测机房至车站通信机房的电缆(HEYFLT23×4×0.9)两端，增设高速数字用户线路设备 (HDSL)。

2．在车站通信机房至车站办公网络交换机敷设2条超五类线缆(上、下行)，将 HDSL设备连接至新建车站货运/办公网络交换机。

3．在既有铁路局信息中心网络交换机至红外轴温监测中心敷设1条超五类线缆，用于连接铁路局信息中心交换机和红外轴温监测中心设备。

4．通过既有铁路局信息中心交换机网管，为每个红外轴温探测站的HDSL设备分配专用固定IP地址。

5．对每个专用固定IP通道进行严格测试，确保每个IP传输通道的速率、吞吐量、丢包、延迟、抖动等指标满足红外轴温探测系统的传输要求。

经调试开通运营后，达到了预期目标，实现了红外轴温探测系统全网数字化。

5 总结

利用既有通信设备、电缆及办公网系统，在增加少量投资和设备的前提下，实现了红外轴温探测系统全网传输数字化。实施中应注意以下问题。

1．充分了解既有办公信息网服务器、交换机容量及运用情况，确保达到红外轴温探测系统信号时延要求。

2．充分了解既有车站办公网交换机至汇接点及铁路局信息中心的通信传输通道 (E1)数量，是否能满足新接入红外轴温探测信号数据速率要求及时延要求。如果不满足则必须增加E1数量。

3．各设备间新设超五类线缆长度不大于100 m，并按《GB50312-2007综合布线工程验收规范》对线缆的衰减、近端窜扰、回波损耗、链路速率等进行测试，测试合格后方可使用。

4．HDSL工作地必须与电缆 (HEYFLT23×4×0.9)屏蔽地连通，以提高抗干扰能力。

5．为HDSL设备提供可靠性高、稳定性高的电源。

在铁路技术装备大发展的同时，如何利用既有资源，保护既有投资是一个重要的问题。目前，铁路运输中防灾安全监控系统、环境监控、视频监控、客票网络系统均为独立并行的网络，是否可以利用上述网络资源，值得大家思考。

［1］ 张进德，张运刚.红外轴温探测系统［M］.北京:中国铁道出版社，1997.

［2］ 张运刚.第二代红外线探测系统［M］.北京:中国铁道出版社，1996.

［4］ 中华人民共和国．GB50312-2007综合布线工程验收规范［S］.2007．

［5］ 中华人民共和国．GB/T21671-2008基于以太网技术的局域网系统验收测评规范［S］.2008．

［6］ 中华人民共和国铁道部.铁建设(2007)251号 客运专线铁路通信工程施工质量验收暂行标准［S］.2007．