铁路通信传输安全问题的思考

任国良

摘要：铁路通信技术的发展随着铁路行业的发展以及现代科学技术的进步，取得了很大的提升和突破。当前铁路行业中运用的车站、列车控制、区间的一体化融合技术，调度指挥的自动化，都在一定程度上突破了原有的通信技术的发展，和信号相对独立的局限。本文首先介绍了铁路通信传输系统的特点，其次介绍了铁路通信传输系统安全强化设计的方法及途径。

关键词：铁路通信；通信传输；通信安全

随着我国现代铁路系统的快速发展，通信与信号传输作为铁路运输组织人员所必须的信息也不断的渗透、不断结合，逐步发展成为包含通信、控制、指挥及信息处理在内的自动化的智能通信传输系统，实现了铁路通信传输的一体化发展。但同时，这种铁路通信传输系统的应用，使铁路通信传输的安全受到一定的影响与威胁。因此，加强对铁路通信传输安全问题的深入研究则成为铁路通信发展所面临的重要问题。以下首先对现有铁路通信传输系统的特点进行简要介绍，依此为基础探讨强化铁路通信傳输安全设计的基本方法与途径。

1 现行铁路通信传输系统特点分析

相比于传统轨道电路的铁路通信传输而言，现行的铁路通信传输系统具备较为突出的优势与特点，概括来看，主要体现在以下三个方面：

1.1 信息传输的可靠性较高

在传统轨道电路的铁路通信传输模式当中，信号以开环的方式进行传输，也就是说信号的发送方只负责发送，对于接收方是否真正收到相应信息则无法进行确认；同时，轨道电路信号系统所采用的传输媒介是轨道，抗干扰能力相对较弱，很容易因外界因素的存在而影响信息的可靠性，无法满足高速列车控制对于信息的通讯传输的基本需求。而在现代数字化的通信系统中，不仅能够实现数据及信息的双向通信，同时还可以借助冗余技术以及反馈纠错技术等多种保证性技术来提升通信传输的可靠性，使相关的信息及数据信号可以通过安全且稳定的网络通道进行实时的传输。

1.2 信息传输效率相对较高

在现有的通信传输系统中，采用数字化通信的方式进行铁路信息及数据信号的传输，并实现信号传输的移动自动闭塞。这种移动的自动闭塞的分区长度可以变化，且可以随着列车的运行进行相应的移动。与此同时，闭塞的分区不需要应用地面的信号，而是通过无线的车载设备与系统来进行信息的接收。如此以来，铁路通讯传输的实时性与准确性得到了进一步的提升，即便是列车处于高速运行的状态下，依然能够形成较短的移动闭塞区段。也正因如此，我国铁路运输可以在高效的通信传输条件下维持列车运行的安全，并适当提升列车的形成密度。这不仅仅是通信传输效率的一种提升，同时也是铁路系统中列车运行效率提高的重要保障。

1.3 信息的传输量相对较大

以上已经提及，传统铁路通信传输是以铁轨为主要传输介质，信息及数据的信号传送速度因此而变得相对较慢，数据的传送量也相对较小。但在列车形成速度与行车密度不断提升的条件下，列控信号也不断增多，而随着数字化通信传输模式的应用，网络系统所提供的信息数据的大量传输则充分满足了列车控制对于信号通信传输的基本需求。除此以外，数字化的通信传输系统还能够提供除铁路信号之外的如媒体信息之类的其他信息，实现列车与地面之间信息的双向通信。总之，数字化通信传输系统的运用相比于传统通信模式存在较为明显的优势。

但同时，数字化通信传输在运用的过程中，基于网络稳定性及频段干扰等因素的影响，也对铁路通信传输的安全性形成了一定的影响。因此，加强对铁路通信传输系统的安全性研究与设计则显得尤为必要。

2 铁路通信传输系统安全强化设计的方法及途径

要对铁路通信传输系统的安全强化设计方法与途径进行探讨。首先我们需要对通信传输系统的信号安全构建问题进行简单了解。

2.1 铁路通信传输系统信号安全构建分析

通过以上的分析我们可以了解，在数字化的铁路通信传输系统的应用条件下，信息传输的可靠性、信息的传输效率以及信息传输容量等都可得到一定的提升。但这并不意味着信息及数据信号在传输的过程中就是完全安全、稳定的。实践中，基于各种因素的影响，信息及数据信号在传送的过程中有可能出现一定的故障，而这种故障的发生有可能造成信息输出的错误，进而引发各种铁路运输故障；但同时，尽管信号传输故障发生，最终输出的信息与数据却是准确且安全的。针对两种不同的情况，我们需要进行不同的操作，即信号信息传输故障—容错系统构建和信号信息传输故障—安全分析。

1. 信号信息传输故障—容错系统构建

在数字化通信传输的体系下，要避免各种不安全性问题的发生，则需要建立起基于通信系统的信号安全传输系统，而容错系统的构建则是行之有效的途径之一。具体来看，容错系统的构建实质上是运用了冗余的技术，当系统发生故障问题的时候，将各种故障性的影响因素进行消除，使系统能够输出准确的通信传输结果，提升数字化系统的可靠性，以满足铁路通信对于信号及信息传送安全性的基本要求。

但需要注意的是，要构建通信传输故障的容错系统，不能仅仅依靠硬件系统或者是软件系统的容错，真正具备实用性的容错系统需要由硬件系统、操作系统及软件系统多方面入手进行错层次的综合容错，并对不同层次容错作用的偏重进行妥帖把握。

2. 信号信息传输故障—安全分析

在铁路通信信号故障—安全的情况下，输出的信息与数据依然是准确且安全的，不会对铁路运输形成重大性的经济损失或者是人员伤亡。这种信号故障—安全的情况我们可视作是一个故障—安全的系统，而该系统则具备能够进行错误自检的功能，当通信传输错误发生的时候，系统能够进入到一种更为限制的状态当中，不会引发任何危险性状况的发生。因此，在实践中，为避免数字化通信传输下各种信息安全问题的发生，我们可以利用故障—安全的概念来对系统进行构建。但基于数字化通信传输系统在硬件故障方面的复杂性与软件故障方面的潜在性，要保证系统在任何故障条件下都能够输出安全的信息其实是很困难的。所以要解决数字化系统故障及安全的问题，则需要从观念上进行突破，在承认危险及故障存在的前提下，利用不同的可靠性和安全性技术，降低整个系统故障发生的概率，以期将危险和故障发生的概率降到最低。而从具体方法和途径的角度上来看，我们应如何完成对铁路通信传输系统的安全性设计。

2.2 铁路通信传输系统安全强化设计的方法及途径

目前，铁路通信传输系统组要包含封闭通信系统与开放通信系统两种模式，两者对应的则分别是有线传输和无线传输。而要转变传统铁路通信传输模式，则需要从传输的方式选择方面着手，做好合理选择选择，进而针对开放性系统在应用方面的不足来对其安全性设计进行深入探讨。

1. 对通信传输方式进行合理选择

从现代通信传输技术的角度上来看，铁路通信传输可以选用无线传输的方式，同时也可以利用有线传输的方式来进行通信传输。结合实践来看，兩种传输方式可谓各有优劣。首先，从无线传输的角度上来看，无线传输线路主要通过无线中继进行传输，可以提供较大的信息传输容量，并能够满足信息及数据信号的长距离传输需求；与此同时，无线传输系统的建设也相对较快，维护工作相对简便，从经济性的角度上看具备一定的优势。但从另一个角度上来看，无线传输的抗干扰性相对不足，容易受到气候及频率等因素的影响，实际应用的稳定性与保密性相对较差。

其次，从有线传输的角度上来看，其在长距离的传输中具备较高的稳定性、可靠性与保密性，同时还能够获取较大的信息传输容量。但美中不足是有线传输的设备建设费用相对较大，且系统建设所需的时间也比较长。与此同时，有线传输系统建设还面临着传输介质选择的问题：其中，以电缆为传输介质的传统传输方式相对成熟，但抗干扰能力不足；以光纤为传输介质的新型有线传输方式则具备不可比拟的优点，其中继距离相对较长、带宽大、传输损耗相对较低、抗电磁的干扰能力较强、信号传输的质量也相对较好。

因此，基于铁路系统运行的安全性来考虑，在无线通信技术尚未成熟的基础上，铁路通信传输系统尽量选择安全性好稳定性相对较好的有线传输方式。当然，若选择开放性传输系统，则应针对其系统运行的实际情况进行整体性的安全规划与设计。

2. 开放性传输方式的安全性设计

对于开放性的无线传输系统而言，在运营的过程中，遭受黑客、病毒等外部信息入侵的可能性相对较大；同时，系统也有可能因个别元件的受损或失效、硬件设计错误或者是环境因素的影响等，而出现内部故障。因此在设计的过程中，技术人员可以通过相应的网关设置，在上层传输过程对各种非安全性的信息或者是进行拦截，使其无法与铁路系统的网络进行直接性通信，以便于在保证网络运行独立性的基础上，保证网络及通信活动的安全。

与此同时，基于开放性传输系统中存在的各种可测及不可测传输故障的影响，技术人员需要对系统故障排除技术及故障安全技术进行有效账务，并运用相应的技术对网络组成中存在的一些故障模式及干扰因素进行列举，并对影响进行评价，有针对性地进行故障检测及故障排除方式，使系统可以始终维持在相对稳定的安全状态当中，进而促使系统向着安全的状态进行转移。

结论

总之，随着我国铁路运输事业的快速发展，基于列车运行速度的不断提升，铁路运行的安全性与稳定性对铁路通信传输的稳定与安全提出了更高的要求。实践中，技术人员必须结合实际，在对现行通信传输系统进行综合分析和全面了解的基础上，理清通信传输系统安全设计及构建的基本思路，在此基础上以有效的方法和措施降低各种通信故障发生的可能性，以期为通信传输系统的稳定及安全运行提供保障。

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