鐵路信息通信系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展方向

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大準(zhǔn)鐵路于1990年7月17日開工建設(shè)，東起山西省大同市燕莊站，經(jīng)山西、內(nèi)蒙古兩省區(qū)至鄂爾多斯準(zhǔn)格爾旗，正線全長264公里，其經(jīng)營管理與行車組織涉及的信息通信業(yè)務(wù)，主要由自建的信息通信系統(tǒng)提供。

1大準(zhǔn)鐵路信息通信系統(tǒng)概況

1.1基礎(chǔ)通信系統(tǒng)。1.1.1傳輸網(wǎng)。大準(zhǔn)鐵路傳輸網(wǎng)，目前采用華為公司的Optix155/622H、Optix2500+、OSN3500、OSN1500等光傳輸設(shè)備，組建了以環(huán)形復(fù)用段為主干傳輸通道、以環(huán)帶鏈方式解決小站業(yè)務(wù)接入的基礎(chǔ)承載網(wǎng)。1.1.2專用通信。大準(zhǔn)鐵路專用通信網(wǎng)采用佳訊飛鴻98、MDS3400數(shù)字調(diào)度設(shè)備，依托傳輸網(wǎng)，全線正線車站以調(diào)度指揮中心為樞紐、相鄰車站首尾相接的方式構(gòu)建成4個具備自愈功能的環(huán)形專用通信網(wǎng)，為調(diào)度指揮中心與各站提供調(diào)度行車指揮、站內(nèi)行車組織、站間行車聯(lián)絡(luò)等通信業(yè)務(wù)。1.1.3電話交換與接入網(wǎng)系統(tǒng)。大準(zhǔn)鐵路的電話交換系統(tǒng)采用華為CC&08數(shù)字程控交換機(jī)與融合了2/4線音頻通道、共線電話、自動電話等多種業(yè)務(wù)功能的FA16鐵路專用接入網(wǎng)系統(tǒng)，為全線不同工種的工作人員提供自動電話業(yè)務(wù)及其他語音服務(wù)。1.1.4無線通信系統(tǒng)現(xiàn)狀。大準(zhǔn)鐵路信息通信系統(tǒng)目前采用400K+450M，B制式二合一電臺，滿足了管內(nèi)“大三角”無線通信的需求。列車尾部安全裝置采用400K+450M二合一雙信道雙向數(shù)傳主機(jī)，與無線列調(diào)共用機(jī)車電臺的方式，同時滿足了開行常規(guī)列車與開行萬噸列車的安全性需求。在消除弱場區(qū)方面，目前采用光纖直放站（天線+漏泄同軸電纜）的方式完成了九蘇木至點(diǎn)岱溝段160公里的補(bǔ)盲工作，補(bǔ)盲后區(qū)段內(nèi)450M信號場強(qiáng)覆蓋達(dá)到了95%以上，有效地解決了該區(qū)段內(nèi)部分區(qū)間弱場區(qū)嚴(yán)重的問題。1.1.5通信線路及附屬設(shè)施大準(zhǔn)鐵路長途干線電纜使用14×4長途通信電纜，長途干線光纜由2條不同徑路的24芯或32芯光纜（部分區(qū)間采用32芯光纜）構(gòu)成，區(qū)間電話采用傳統(tǒng)的區(qū)間通話柱配合數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)區(qū)間通信功能。1.2信息系統(tǒng)建設(shè)概況。在2006年初，大準(zhǔn)鐵路完成了信息化一期建設(shè)項目的規(guī)劃，并依托既有的基礎(chǔ)通信網(wǎng)，陸續(xù)構(gòu)建了多個基于IP的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，并于2009年基本完成了包括列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）、計劃調(diào)度、貨運(yùn)調(diào)度等子系統(tǒng)在內(nèi)的綜合調(diào)度信息系統(tǒng)和包括車站綜合管理信息、貨運(yùn)制票、車號自動識別、統(tǒng)計分析等子系統(tǒng)在內(nèi)的鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（TMIS）的建設(shè)。在2009年至2017年間，又陸續(xù)建成了基于IP的行車安全視頻監(jiān)控、供電電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)、全線視頻會議與辦公網(wǎng)等信息系統(tǒng)；2015年沿線有13個車站由調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）升級為分散自律調(diào)度集中（CTC）車站，并在這13個站點(diǎn)之間組建了單獨(dú)的CTC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了TDCS、CTC的雙網(wǎng)運(yùn)行；完成了車輛紅外軸溫智能探測系統(tǒng)、車號識別子系統(tǒng)信息傳輸通道的IP化改造。

2大準(zhǔn)鐵路既有信息通信系統(tǒng)存在的突出問題

2.1基礎(chǔ)通信系統(tǒng)存在的突出問題?；A(chǔ)通信系統(tǒng)的突出問題，主要是傳輸網(wǎng)、無線通信系統(tǒng)帶寬不足與電話交換系統(tǒng)設(shè)備落后的問題。大準(zhǔn)鐵路傳輸網(wǎng)從最初建設(shè)至現(xiàn)在，共經(jīng)歷了三次大的升級改造，1993年建成的傳輸系統(tǒng)為34M+8M光傳輸系統(tǒng)，2002年升級為155M光傳輸系統(tǒng)，2004年擴(kuò)容為622M光傳輸系統(tǒng)，從2008年開始，分三期將全線主干傳輸網(wǎng)升級為2.5G光傳輸系統(tǒng)。近年來，由于視頻監(jiān)控、視頻會議、辦公網(wǎng)等信息系統(tǒng)占用大量的傳輸通道資源而導(dǎo)致的，傳輸通道資源不足已成為公司推進(jìn)信息化建設(shè)的瓶頸之一。電話交換與接入系統(tǒng)采用的是較為傳統(tǒng)的數(shù)字程控交換機(jī)與FA16接入網(wǎng)系統(tǒng)，其可提供的業(yè)務(wù)類型僅限于傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)，其所依托的技術(shù)和產(chǎn)品目前已處于逐漸退出通信市場的狀況，設(shè)備廠商已基本停止了基于這一技術(shù)基礎(chǔ)的新設(shè)備的研發(fā)，針對該系列設(shè)備的硬件技術(shù)支持和業(yè)務(wù)技術(shù)支持正在逐年減弱，這給該系統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)、維修帶來一定的困難。無線通信方面，450MHz+400KHz無線列調(diào)系統(tǒng)可提供的帶寬資源非常有限，難以滿足承載高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性也越來越不能滿足用戶的需求。2.2信息系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)存在的問題。大準(zhǔn)鐵路各專業(yè)所建設(shè)的信息系統(tǒng)均采用傳統(tǒng)的架構(gòu)自成體系，系統(tǒng)功能單一，數(shù)據(jù)格式各異，沒有實(shí)現(xiàn)互連互通與信息共享，軟、硬件資源利用率低；不同系統(tǒng)采用的硬件和軟件系統(tǒng)各不相同，增加了維護(hù)、管理的復(fù)雜性，系統(tǒng)維護(hù)、管理復(fù)雜度和難度較大。

3大準(zhǔn)鐵路信息通信系統(tǒng)發(fā)展與建設(shè)方向分析

在全球范圍內(nèi)，受互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)飛速發(fā)展的影響與業(yè)務(wù)需求的驅(qū)動，各行各業(yè)都在向著云計算、大數(shù)據(jù)和移動辦公的方向發(fā)展，大準(zhǔn)鐵路信息通信系統(tǒng)的發(fā)展也將圍繞高帶寬、高速率、云計算、大數(shù)據(jù)建設(shè)的方向不斷推進(jìn)。3.1基礎(chǔ)通信系統(tǒng)發(fā)展方向分析。大準(zhǔn)鐵路現(xiàn)有主干傳輸網(wǎng)的資源使用率已接近有效資源的85％。公司在轉(zhuǎn)型發(fā)展的過程中，建設(shè)基于安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理的各類信息系統(tǒng)的需求和不斷醞釀和增加的規(guī)劃對數(shù)據(jù)、信息共享的需求日益迫切，所有的需求都必須由先進(jìn)、穩(wěn)定、高速和大容量的基礎(chǔ)通信系統(tǒng)來支撐。大準(zhǔn)鐵路當(dāng)前的傳輸網(wǎng)，已不能滿足當(dāng)前和后續(xù)信息系統(tǒng)的建設(shè)需求。因此，擴(kuò)容和新建主干傳輸網(wǎng)是大準(zhǔn)鐵路基礎(chǔ)通信系統(tǒng)中升級改造要采取的關(guān)鍵措施。3.1.1傳輸網(wǎng)。在云計算、大數(shù)據(jù)和各類信息系統(tǒng)智能化發(fā)展的趨勢下，基于SDH技術(shù)的傳輸網(wǎng)，在組網(wǎng)能力、帶寬、速率等方面，已無法滿足這一發(fā)展趨勢的需求，運(yùn)營商和大型企業(yè)正逐步將基于密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）的OTN（OpticalTransportNetwork）的光傳輸網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)通信系統(tǒng)的承載網(wǎng)。OTN光傳輸網(wǎng)絡(luò)在繼承SDH和WDM優(yōu)勢的同時，優(yōu)化了層級間的功能組合，更為高效地將傳送和交換功能進(jìn)行了集成，在光層和電層形成了完整的體系結(jié)構(gòu)，可承載IP/MPLS、SAN、Video等大顆粒業(yè)務(wù)，擴(kuò)展了與業(yè)務(wù)傳送需求相適應(yīng)的組網(wǎng)功能，是承載云計算、大數(shù)據(jù)等基于IP的信息業(yè)務(wù)的理想平臺。大準(zhǔn)鐵路傳輸網(wǎng)未來的升級改造或新建系統(tǒng)的趨勢，必定是向著建設(shè)高速、大容量、接口豐富、可承載各種新型信息系統(tǒng)的OTN光傳輸網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。3.1.2電話與接入網(wǎng)系統(tǒng)。大準(zhǔn)鐵路的電話與接入網(wǎng)系統(tǒng)，作為一種處理日常事務(wù)和開展常規(guī)工作的主要通信方式，系統(tǒng)的功能、性能、可靠性和效率在經(jīng)營管理中占有重要的地位。以傳統(tǒng)的程控交換機(jī)為核心構(gòu)建的電話與接入網(wǎng)系統(tǒng)，已逐步被功能更為強(qiáng)大、支持多種基于IP業(yè)務(wù)的軟交換系統(tǒng)取代。基于軟交換技術(shù)和產(chǎn)品組建的電話與接入網(wǎng)系統(tǒng)，可根據(jù)用戶需求接入多種語音及多媒體業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、多媒體等多種高帶寬業(yè)務(wù)的接入與傳送。目前，軟交換技術(shù)在運(yùn)營商和許多大中型企業(yè)，已成為主流通信應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，未來大準(zhǔn)鐵路電話與接入網(wǎng)系統(tǒng)升級改造，也將是向著采用基于軟交換技術(shù)和PON技術(shù)的電話交換與接入系統(tǒng)的方向發(fā)展。3.1.3無線通信系統(tǒng)。長期以來，鐵路行業(yè)在無線通信方面，采用的主要技術(shù)除了450MHz無線列調(diào)系統(tǒng)之外，還有基于GSM-R技術(shù)的移動通信系統(tǒng)。隨著時展對行車指揮的效率、安全性、可靠性等要求的不斷提高，鐵路行業(yè)的不斷發(fā)展對作業(yè)方式、行車組織方式的極大改變，以及列車運(yùn)行信息對實(shí)時監(jiān)測、分析、處理等需求的不斷增加，采用二代窄帶技術(shù)的GSM-R系統(tǒng)，已無法實(shí)現(xiàn)承載諸如動態(tài)視頻監(jiān)控、天氣預(yù)報、路況信息實(shí)時傳送等高帶寬信息的任務(wù)，更解決不了多元用戶以寬帶方式接入的問題?；贚TE（LongTermEvolution）技術(shù)的移動通信系統(tǒng)的誕生和逐步投入使用，為鐵路行業(yè)在移動通信方面的需求，提供了廣闊而實(shí)用的解決方案。國際鐵路聯(lián)盟（UIC）把LTE-R（鐵路專用寬帶移動通信系統(tǒng)）作為鐵路無線通信技術(shù)的方向并提出了相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃。大準(zhǔn)鐵路在進(jìn)行基礎(chǔ)通信前瞻性規(guī)劃與建設(shè)的同時，應(yīng)充分考慮未來建設(shè)LTE系統(tǒng)的需求，在傳輸網(wǎng)建設(shè)時，預(yù)留或同時部署LTE系統(tǒng)所需的資源和接口，為建設(shè)全線全覆蓋的LTE移動通信系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。3.2信息系統(tǒng)發(fā)展方向分析。在信息通信領(lǐng)域已進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)+的時代，云計算、大數(shù)據(jù)和移動辦公已成為各行各業(yè)以及個人日常生活中必不可少的應(yīng)用。鐵路行業(yè)由于其行業(yè)本身的特點(diǎn)，在云計算和大數(shù)據(jù)方面的發(fā)展滯后于其他行業(yè)，大準(zhǔn)鐵路同樣存在這一問題。大準(zhǔn)鐵路轉(zhuǎn)型發(fā)展的快速推進(jìn)、提質(zhì)增效步伐的加速，對數(shù)據(jù)共享、信息共享、資源共享的需求也日益增加，對各單位、不同專業(yè)日常管理事務(wù)相互之間的信息交流需求也在不斷增加，各單位、各專業(yè)在傳統(tǒng)信息化建設(shè)架構(gòu)下建成的信息系統(tǒng)，越來越滿足不了鐵路系統(tǒng)安全生產(chǎn)、經(jīng)營管理和以現(xiàn)代化方式進(jìn)行運(yùn)輸組織的需求。因此，大準(zhǔn)鐵路信息系統(tǒng)的發(fā)展目標(biāo)，最終也將是向著基于云計算和大數(shù)據(jù)建設(shè)的方向推進(jìn)。按照大準(zhǔn)鐵路目前信息系統(tǒng)的狀況，可按照硬件資源云化、建設(shè)云計算中心和大數(shù)據(jù)建設(shè)三個階段來考慮，利用5-8年的時間，使公司的信息化、數(shù)字化、智能化水平達(dá)到行業(yè)先進(jìn)水平。

4結(jié)論

信息通信的建設(shè)與發(fā)展水平，是鐵路行業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，大準(zhǔn)鐵路在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級、提高經(jīng)營管理與運(yùn)輸組織效率目標(biāo)的過程中，信息系統(tǒng)與時俱進(jìn)的建設(shè)與部署，將會大幅提升公司的核心競爭力，為將公司建設(shè)成為世界一流鐵路奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

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作者:田永平 樊勤 吳學(xué)科 單位:國家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司準(zhǔn)能集團(tuán)大準(zhǔn)鐵路通信段