時間：2023-03-16 16:27:02
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鐵路運輸統(tǒng)計監(jiān)察系統(tǒng)采集處理路局、站段統(tǒng)計業(yè)務(wù)相關(guān)的原始信息和統(tǒng)計資料，收集完成后根據(jù)監(jiān)察系統(tǒng)的業(yè)務(wù)要求進行數(shù)據(jù)分析、檢查，最終形成報告顯示出來。
2系統(tǒng)架構(gòu)
鐵路運輸統(tǒng)計監(jiān)察系統(tǒng)分為統(tǒng)計監(jiān)察平臺和各專業(yè)監(jiān)察子系統(tǒng)兩大部分。統(tǒng)計監(jiān)察平臺主要負責提供各專業(yè)監(jiān)察子系統(tǒng)的掛接服務(wù)，并為各監(jiān)察子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享模塊、監(jiān)察通用模塊、通用字典模塊、系統(tǒng)管理模塊等核心公共模塊。各專業(yè)監(jiān)察子系統(tǒng)的主要功能是對各專業(yè)的具體統(tǒng)計業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測、預(yù)警和查詢，最終通過圖表或表格的方式展示給用戶。
3系統(tǒng)監(jiān)察平臺的設(shè)計
雖然各專業(yè)監(jiān)察子系統(tǒng)開發(fā)時間不一、開發(fā)團隊不一，但其最終用戶相對集中，且不同監(jiān)察子系統(tǒng)的用戶存在交叉，因此作為統(tǒng)計監(jiān)察平臺，有必要制定一套規(guī)范，對各子系統(tǒng)的開發(fā)工具、數(shù)據(jù)存儲方式、數(shù)據(jù)共享模式、界面風格等做出約束，這樣不但可以有效降低各專業(yè)監(jiān)察子系統(tǒng)的開發(fā)工作量、縮短開發(fā)周期，更便于實現(xiàn)各子系統(tǒng)與平臺以及各子系統(tǒng)間的互聯(lián)互通，使各專業(yè)統(tǒng)計監(jiān)察工作更加高效化?；谏鲜隹紤]，統(tǒng)計監(jiān)察平臺的功能應(yīng)包括以下幾個主要方面：
1)數(shù)據(jù)共享模塊
考慮到不同的平臺與異構(gòu)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享，統(tǒng)計監(jiān)察平臺應(yīng)該提供不同的數(shù)據(jù)采集方式，各監(jiān)察源點系統(tǒng)也應(yīng)該根據(jù)平臺提供的數(shù)據(jù)采集接口，結(jié)合自身原始數(shù)據(jù)的特點進行實現(xiàn)。目前系統(tǒng)有直接訪問方式、Web服務(wù)訪問方式、文件訪問方式三種。
2)監(jiān)察通用模塊
a)不同來源原始數(shù)據(jù)之間的對比
各監(jiān)察子系統(tǒng)通過統(tǒng)計監(jiān)察平臺調(diào)用監(jiān)察通用模塊提供的功能對不同來源原始數(shù)據(jù)進行對比，將比較的結(jié)果信息返回給各監(jiān)察子系統(tǒng)，為監(jiān)察人員提供監(jiān)察依據(jù)。
b)數(shù)據(jù)的通用處理加工方法
各監(jiān)察子系統(tǒng)通過XML文件中的配置信息獲取統(tǒng)計監(jiān)察平臺中的數(shù)據(jù),并根據(jù)XML文件中的配置信息對獲取的數(shù)據(jù)進行排序、過濾、匯總、列運算等一系列處理后為各監(jiān)察子系統(tǒng)返回結(jié)果。
c)數(shù)據(jù)指標的波動監(jiān)測
根據(jù)指標的變化規(guī)律，通過計算與分析得出指標的正常波動范圍，并根據(jù)正常的波動范圍設(shè)置指標的閥值。根據(jù)設(shè)定的閥值可以對重要指標進行監(jiān)測，并及時給出預(yù)警，為進一步的監(jiān)察工作提供參考依據(jù)。
3)通用字典模塊
a)單位字典單位字典
是對總公司、鐵路局、站段的組織結(jié)構(gòu)進行維護。
b)監(jiān)察源點系統(tǒng)字典
監(jiān)察源點系統(tǒng)字典是對信息化建設(shè)投產(chǎn)的系統(tǒng)進行統(tǒng)一的管理維護，同時可以對源點系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)的方式進行統(tǒng)一的配置，如直接連接數(shù)據(jù)庫時需要配置的基本信息化，Web服務(wù)方式獲取數(shù)據(jù)時需要調(diào)用的方法名、參數(shù)等信息化。
c)單位上線系統(tǒng)字典
單位上線系統(tǒng)字典是對某個單位目前投入使用的系統(tǒng)進行管理維護，并根據(jù)單位對系統(tǒng)的共享方式和使用配置進行特性化維護。
d)其它字典
提供各專業(yè)監(jiān)察子系統(tǒng)通用的用戶管理、權(quán)限管理、站名字典、品名字典等標準字典的管理與維護。
4)系統(tǒng)管理模塊
此模塊提供對各監(jiān)察子系統(tǒng)的用戶、權(quán)限和日志等的管理。
a)系統(tǒng)登錄與用戶管理
統(tǒng)計監(jiān)察平臺為各監(jiān)察子系統(tǒng)提供統(tǒng)一的以用戶名、密碼和校驗碼進行審核驗證的登錄方式。只有平臺管理員才能對用戶的權(quán)限、角色、用戶名和密碼等信息進行維護。
b)用戶的權(quán)限與角色管理
統(tǒng)計監(jiān)察平臺為各監(jiān)察子系統(tǒng)提供統(tǒng)一的權(quán)限和角色的定義，不同的權(quán)限和角色可以區(qū)分監(jiān)察的單位范圍、系統(tǒng)范圍，不同的用戶按照不同的角色和權(quán)限進行監(jiān)察工作。
c)日志的管理
日志是系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)錯誤信息或用戶進行重要操作時系統(tǒng)在服務(wù)器端記錄的信息，系統(tǒng)將提供統(tǒng)一的日志管理。
4信息共享模塊設(shè)計
鐵路運輸統(tǒng)計監(jiān)察系統(tǒng)是針對多個專業(yè)統(tǒng)計系統(tǒng)開發(fā)的統(tǒng)計監(jiān)察工具。由于在不同的統(tǒng)計系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲方式、安全權(quán)限等各方面存在著較大差異，在獲取數(shù)據(jù)的過程中，我們采用了針對每個系統(tǒng)單獨開發(fā)讀取模塊和統(tǒng)一開發(fā)數(shù)據(jù)讀取引擎的設(shè)計；并在系統(tǒng)中注冊讀取模塊、定義參數(shù)模板、配置運行參數(shù)，制定執(zhí)行任務(wù)的方式實現(xiàn)信息的共享。主要開發(fā)及配置過程如下：
1)開發(fā)讀取模塊
在獲取某個統(tǒng)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)之前，首先要開發(fā)一個用于讀取、分析、處理該統(tǒng)計系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的讀取模塊。模塊的開發(fā)需要對該統(tǒng)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源進行詳細的分析，梳理出需要監(jiān)察的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和在讀取過程中需要用戶提供的參數(shù)清單，根據(jù)分析結(jié)果編寫讀取模塊代碼并封裝成DLL文件。
2)開發(fā)統(tǒng)一的讀取引擎
數(shù)據(jù)讀取引擎是一個能夠利用讀取模塊和運行參數(shù)生成數(shù)據(jù)讀取任務(wù)的系統(tǒng)服務(wù)，他隨時監(jiān)測數(shù)據(jù)讀取任務(wù)的生成條件和系統(tǒng)目前正在運行的數(shù)據(jù)讀取任務(wù)，在條件允許的情況下，自動生成下一個讀取任務(wù)，并放入線程池運行。
3)注冊讀取模塊
系統(tǒng)管理員將開發(fā)完成的讀取模塊文件放置在數(shù)據(jù)讀取引擎能夠訪問到的路徑，將這個路徑和模塊名稱保存到在引擎的配置文件中。
4)定義參數(shù)模板
系統(tǒng)管理員在數(shù)據(jù)讀取引擎上配置好讀取模塊之后，需要配置在生成讀取過程中所需用戶提供的參數(shù)清單。參數(shù)清單用鍵值對的方式保存到系統(tǒng)中，并通過模塊名稱對應(yīng)配置的讀取模塊。系統(tǒng)中將模塊名稱和參數(shù)清單兩者組合稱為參數(shù)模板。參數(shù)清單中的參數(shù)分為兩類，一類是“不能由用戶編輯”的參數(shù)；另一類是“由用戶編輯的”參數(shù)，用戶必須填寫，不能為空。
5)配置運行參數(shù)
同一系統(tǒng)在不同單位或服務(wù)器部署及使用過程中可能存在著一些個性化差異，為了屏蔽差異，在生成讀取任務(wù)的過程中，需要將不同的參數(shù)值傳遞給數(shù)據(jù)讀取模塊，因此必須為不同的單位配置不同的運行參數(shù)。可以配置的參數(shù)分為共享參數(shù)和非共享參數(shù)兩種。
6)配置執(zhí)行計劃
執(zhí)行計劃是用來調(diào)度系統(tǒng)生成讀取任務(wù)的一組配置信息。用戶選擇一個配置好的參數(shù)模板，給參數(shù)列表附加上一個執(zhí)行周期，系統(tǒng)就會將根據(jù)執(zhí)行周期生成讀取任務(wù)，調(diào)用讀取模塊，并將參數(shù)列表傳遞給讀取模塊執(zhí)行讀取操作
7)讀取實例管理
讀取實例管理主要是針對數(shù)據(jù)讀取引擎中的實例運行狀態(tài)和日志進行查看。并根據(jù)業(yè)務(wù)需求，重新運行實例。在實例異常失敗的情況下，通過查看日志功能對實例運行過程進行錯誤追溯。如果是參數(shù)問題，在修改參數(shù)后再次運行實例，會將原實例信息刪除并替換為最新生成的實例信息，但實例ID(TaskID)不會改變。
5應(yīng)用功能設(shè)計
系統(tǒng)主要應(yīng)用功能是收集站段原始數(shù)據(jù)、統(tǒng)計指標等，分析、檢查、比較收集信息，最終查找出來有問題或可疑的數(shù)據(jù)，為路局監(jiān)察人員提供參考和查詢。
6結(jié)束語
城際鐵路通信系統(tǒng)承載的主要業(yè)務(wù)，有電路域數(shù)據(jù)話音業(yè)務(wù)和分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。具體如表1所示。電路域數(shù)據(jù)話音業(yè)務(wù)對實時性要求較高，又要十分準確地傳遞信息，具有最高或者較高的優(yōu)先級；分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對實時性要求較低（與電路域業(yè)務(wù)相比），突發(fā)性強，有一定的數(shù)據(jù)量。本文將跨層設(shè)計應(yīng)用于城際鐵路無線通信系統(tǒng)中，根據(jù)業(yè)務(wù)類型的不同，在物理層和鏈路層進行AMC－HARQ跨層優(yōu)化設(shè)計。AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸?shù)南到y(tǒng)模型如圖1所示。
物理層釆用自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)，根據(jù)業(yè)務(wù)類型分類，制定M種調(diào)制方式和編碼方式。首先，接收端通過信道測量技術(shù)，估計出信道質(zhì)量信息，并通過反饋信道，將信道質(zhì)量信息反饋給發(fā)送端；然后，發(fā)送端根據(jù)接收到的信道質(zhì)量，選擇下次傳輸要使用的調(diào)制編碼階數(shù)。MAC層采用同步并行停等協(xié)議即HARQ協(xié)議。首先對各數(shù)據(jù)幀分別進行CRC編碼，級聯(lián)構(gòu)成數(shù)據(jù)幀進入物理層。物理層使用FEC編碼對整個數(shù)據(jù)幀進行編碼，然后存入緩存用以進行重傳。接收端經(jīng)過譯碼、CRC校驗后，回送確認幀。確認幀包含了幀確認號和重傳比特向量。
幀確認號表示鏈路層上一個按序接收的幀的序號，重傳比特向量比接收窗口長度（W）小1的比特向量，即長度為W－1。比特向量表示當前接收窗口的所有幀接收情況，如“1”表示需要重傳，“0”表示接收成功。由于重傳比特向量是接收窗口的歷史移位記錄，即使當前的確認幀因信道變化而丟失，確認幀也不應(yīng)重發(fā)，因為后續(xù)的確認幀包含歷史的接收記錄。確認幀格式如圖2所示。收發(fā)雙方的鏈路層都緩存W個數(shù)據(jù)幀。發(fā)方維護發(fā)送緩存和重傳列表，發(fā)送緩存中保存著當前發(fā)送窗口中未確認的幀，重傳列表中保存了待重傳的幀序號。收方的接收緩存保存當前接收窗口中亂序的數(shù)據(jù)幀，當接收到的幀有序后，鏈路層向。
2AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸性能分析
本文使用Matlab仿真工具對基于AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)進行仿真分析，模擬信道使用瑞利衰落信道模型，每個數(shù)據(jù)包中含信息位500bit，通過1／3碼率的卷積碼，仿真包數(shù)目每次1000個，結(jié)果取6次平均值，同時假設(shè)CRC能正確校驗。在物理層，提供不調(diào)制、BPSK、QPSK、8PSK等4種傳輸模式，系統(tǒng)可以根據(jù)AMC中每種傳輸模式的瞬時誤包率（PER）和接收到的SNR在各種物理層傳輸模式之間的關(guān)系，自適應(yīng)地選擇合適的調(diào)制編碼方式。在鏈路層，要綜合考慮時延、誤包率和吞吐量，真正滿足城際鐵路不同業(yè)務(wù)的QoS要求。設(shè)置最大重傳次數(shù)為N＝0、1、2，測試在不同干擾條件下，不同的業(yè)務(wù)類型的成功率，見圖3，圖4，圖5?？梢?，通過AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸方案，當鏈路層重傳1次，可以在5％干擾情況下實現(xiàn)95％的接收成功率；鏈路層重傳2次，可以在5％干擾情況下實現(xiàn)99％的接收成功率，在10％干擾情況下實現(xiàn)94％以上的接收成功率。
系統(tǒng)組成
系統(tǒng)由攝像機、云臺、車載顯示器和車載處理單元組成。攝像機攝像機安裝臺機車的車頂，由攝像頭和高倍變焦鏡頭組成。利用高倍變焦鏡頭的放大功能將遠處人工看不到或看不清楚的圖像清晰地采集下來，傳輸給車載處理單元，并顯示在車載顯示器上。云臺攝像機安裝在機車車頂?shù)脑婆_上，其作用是在機車進入鐵軌的彎道時，通過控制云臺的轉(zhuǎn)向，使攝像機始終能采集鐵軌上的圖像。車載處理單元接收攝像機的圖像，顯示并自動識別鐵軌圖像和鐵軌上的目標，根據(jù)目標特性進行預(yù)警或報警；同時根據(jù)圖像控制云臺轉(zhuǎn)向，使攝像機始終能拍攝到前方鐵軌的圖像。車載處理單元還前方圖像通過H.264壓縮后，保存在車載處理單元的存儲器上，方便以后的查詢和分析。車載顯示器車載顯示器顯示前方的圖像和分析結(jié)果，當線路上有特殊情況時，自動報警并提示機車乘務(wù)員，乘務(wù)員采取相應(yīng)措施。無線網(wǎng)絡(luò)接口和無線視頻接口（預(yù)留）預(yù)留的無線網(wǎng)絡(luò)接口在地面高速無線網(wǎng)絡(luò)建成后，可以將車上的圖像信息傳輸?shù)降孛妫奖愕孛娌榭?。預(yù)留的無線視頻接口可以使用便攜攝像頭將故障時的機車內(nèi)部圖像通過無線網(wǎng)絡(luò)接口傳輸?shù)降孛?，方便地面進行故障診斷和分析。
系統(tǒng)特點
智能化：能夠利用視頻識別技術(shù)判斷鐵路線路上的目標，并根據(jù)目標特性進行預(yù)警或報警。數(shù)字化：視頻全數(shù)字化采集、處理和傳輸，集視頻采集識別功能、靈活的操作性、網(wǎng)絡(luò)功能和遠程管理（預(yù)留）等全方面功能于一身。網(wǎng)絡(luò)化（預(yù)留）：通過WAN網(wǎng)絡(luò)，可以傳輸高質(zhì)量的圖象、聲音、控制信號，非常方便的供管理者隨時隨地查看機車圖象或歷史圖像。安全性：采用數(shù)字加密算法保證其傳輸?shù)陌踩?。可靠性：采用性能可靠、互相兼容的設(shè)備組成系統(tǒng)，確保系統(tǒng)長期可靠的運行。靈活實用性：整個系統(tǒng)的設(shè)計貫徹以用戶需求為準則，面向用戶，非常的人性化，操作方便、實用性強。可擴展性：預(yù)留接口，具有較強的兼容性和可擴展性，便于系統(tǒng)的充實完善和升級。
系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
目前，通用的2G/3G的GSM、CDMA、TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA系統(tǒng)的手機以及客運專線沿線都基本覆蓋的GSM-R系統(tǒng)手機都能滿足滿足應(yīng)急搶險現(xiàn)場內(nèi)部、現(xiàn)場與應(yīng)急中心或應(yīng)急分中心之間的話音通信需要，以及連續(xù)工作時間和通信距離半徑的要求。但考慮到應(yīng)急救援工作可能發(fā)生在各種移動通信網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋的區(qū)域，且事故區(qū)域通常都存在因地震、暴雨或洪水等自然災(zāi)害導致移動通信網(wǎng)絡(luò)故障甚或中斷的情況，此時通用移動電話可能無法正常使用。因此，在鐵路應(yīng)急通信中采用專用無線網(wǎng)絡(luò)和專用手機是一種必然的選擇。鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)要求應(yīng)急現(xiàn)場需配備4部以上的專用手機，并且現(xiàn)場支持的基站設(shè)備要輕便、現(xiàn)場無線網(wǎng)絡(luò)搭建要迅速，從而滿足鐵路應(yīng)急通信便利、快捷的需求。實現(xiàn)應(yīng)急現(xiàn)場專用網(wǎng)絡(luò)、專用終端的一種思路是公網(wǎng)設(shè)備的專用化，即在搶險現(xiàn)場臨時搭建一套專用于應(yīng)急通信的GSM或CDMA網(wǎng)絡(luò)。但這種實現(xiàn)方式通常涉及的設(shè)備組網(wǎng)方式較為復(fù)雜，設(shè)備數(shù)量較多，一般由移動交換中心（MSC）、基站控制器（BSC）、位置寄存器（HLR/VLR）、短信中心（SMC）、鑒權(quán)中心（AUC）、信令/媒體網(wǎng)關(guān)（S/MGW）、IP基站（iBTS）和操作維護中心（OMC）等組成。雖然目前也有部分移動通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商開始研制生產(chǎn)一些小型的移動基站設(shè)備，能將傳統(tǒng)的MSC，BSC，HLR/VLR，SMC和AUC等部分的功能集成于一體，但在體積和重量上依然無法滿足現(xiàn)場應(yīng)急通信便利、快捷的需求，并且設(shè)備也較為昂貴，不適合在鐵路應(yīng)急通信中使用。因此，目前來看能夠滿足鐵路應(yīng)急現(xiàn)場無線話音通信需求的無線通信實現(xiàn)方式有2種，一種是專用的無線PBX基站和專用手機方案，另一種是借用WLAN網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)無線移動通信的Wi-Fi手機方案。這2種實現(xiàn)方式都有著體積小、重量輕、成本合理和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)簡單的特點，適合便攜使用，現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)搭建也很方便，都可用于實現(xiàn)鐵路應(yīng)急通信現(xiàn)場的無線話音功能。
2無線PBX和Wi-Fi實現(xiàn)方式
2.1無線PBX實現(xiàn)方式無線PBX設(shè)備包含主機和手機，每個主機可帶1-90部手機。無線PBX設(shè)備采用跳頻(FHSS)技術(shù)，每秒在100個頻道內(nèi)采用偽隨機方式跳變100次。另外，系統(tǒng)采用碼分多址的尋址方式，每個手機和主機都會被賦予1個單獨的編碼，編碼容量可達6萬多個，具有很高的安全性和保密性。PBX跳頻實現(xiàn)原理如圖2所示。整個無線PBX系統(tǒng)覆蓋范圍廣，空曠地帶可達1km以上。手機可設(shè)置群組，手機間可以脫離主機通話，并具有單呼、組呼和群呼等現(xiàn)場無線調(diào)度功能，通過與應(yīng)急中心的通信主設(shè)備連接，還可以由應(yīng)急指揮臺發(fā)起從中心到現(xiàn)場的二級調(diào)度通信和電話會議，非常適合在應(yīng)急通信中使用。參考實驗室近年來對應(yīng)急通信接入設(shè)備測試的結(jié)果，無線PBX技術(shù)實現(xiàn)方式具有以下優(yōu)勢：非視距通信范圍可達1km以上；使用900MHz頻率，具備一定的繞射能力；全雙工雙向通話、半雙工多路呼叫；群組呼叫功能；手機具備一定的防塵、防雨能力。雖然無線PBX技術(shù)在使用中有諸多優(yōu)勢，但也有先天不足：頻段非自由頻段，使用需到國家無線電管理委員會備案；主機和手機因購買渠道特殊，成本比較高。
2.2Wi-Fi實現(xiàn)方式采用無線局域網(wǎng)絡(luò)接入的Wi-Fi手機通過直接接入與增加中繼相結(jié)合也能滿足鐵路應(yīng)急現(xiàn)場的無線話音通信要求。Wi-Fi手機即無線方式的VoIP電話，只要通過現(xiàn)場或中心提供的注冊服務(wù)器設(shè)備與AP（接入點）相連，Wi-Fi手機就可以通過AP注冊到服務(wù)器，實現(xiàn)手機之間以及手機與固定電話的通話功能。鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)中話音通信的Wi-Fi實現(xiàn)方式，如圖3所示。Wi-Fi全稱為WirelessFidelity，即802.11b空中接口協(xié)議。Wi-Fi使用的2.4GHz頻段在世界范圍內(nèi)是無需任何電信運營執(zhí)照的免費頻段，用戶可以在Wi-Fi覆蓋區(qū)域內(nèi)隨時隨地接聽撥打電話。而且其他基于WLAN的寬帶數(shù)據(jù)應(yīng)用，也能與Wi-Fi方式同時使用。其最大優(yōu)點就是傳輸速度較高，最高可達11Mbps，且有效距離也接近使用要求，室外開闊地帶可以達到300m以上，雖然不能達到鐵道行業(yè)標準規(guī)定的500m距離，但在適當位置增加AP設(shè)備進行中繼，同樣能實現(xiàn)良好的語音通話。與無線PBX技術(shù)一樣，利用Wi-Fi實現(xiàn)方式來實現(xiàn)鐵路應(yīng)急現(xiàn)場的話音通信同樣既有優(yōu)勢也有不足。其優(yōu)勢在于使用頻率屬于自由頻段，AP模塊可以兼容話音、數(shù)據(jù)通信，且Wi-Fi手機屬于通用產(chǎn)品，成本較低。但相較無線PBX技術(shù)在應(yīng)用場景上也有明顯劣勢。首先，AP與Wi-Fi手機的功率比較低，一般不超過400mW，覆蓋距離不足，若要達到500m距離，需要增加中繼裝置，使現(xiàn)場實現(xiàn)復(fù)雜度增加；其次，其使用的2.4GHz頻段的波長較短，約為12.5cm，繞射能力較差，在隧道、山區(qū)和站場等多障礙物的復(fù)雜環(huán)境中，其通話質(zhì)量難以保證。
3結(jié)語
1.1SDH傳輸技術(shù)
SDH是取代PDH的新數(shù)字傳輸網(wǎng)體制,主要針對光纖傳輸,是在SONET的標準基礎(chǔ)上形成的。它把信號固定在幀結(jié)構(gòu)中,復(fù)用后以一定的速率在光纖上傳送。SDH是在電路層上對信號進行復(fù)用和上下。當帶著信號的光纖通ODF(光纖分配架)進入ADM時,信號必須通過O/E轉(zhuǎn)換和設(shè)備上的支路卡才能下成2Mb/s的基本電信號,并經(jīng)過通信電纜和DDF(數(shù)字配線架)接到用戶接口或基站BTS(基站收發(fā)信機)。
1.2ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
ATM是一種基于信元的交換和復(fù)用技術(shù),即一種轉(zhuǎn)換模式,在這一模式中信息被組織成信元。它采用固定長度的信元傳輸聲音、數(shù)據(jù)和視頻信號。每個信元有53個字節(jié),開頭的五個字節(jié)為信頭,用以傳輸信元的地址和其他一些控制信息,后面的48個字節(jié)用以傳輸信息。利用標準長度的這種數(shù)據(jù)包,通過硬件實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,這比軟件更快速、經(jīng)濟、便宜。同時,ATM工作速度有很大的伸縮性,在光纜上可以超過2.5Gbps。
在網(wǎng)絡(luò)傳輸中,為了使多個用戶共享高速線路,通常采用時分復(fù)用方式。時分復(fù)用方式又可分為同步傳輸模式和異步傳輸模式。在數(shù)字通信中通常采用同步傳輸模式,這種傳輸模式把時間劃分為一個個相等的片段,成為時隙,一定量的時隙組成一個幀,一個信道在一個幀里占用一個時隙,一個用戶占用一個或多個信道。而在異步傳輸模式中,各終端之間不存在共同的時間參考,各個時隙沒有固定的占用者。在ATM中時隙有固定的長度而且比較短,一個時隙傳輸一個信元,每一個信元相當一個分組。各信道根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小和排列規(guī)則來占用時隙,信息量大的信道占用的時隙多。
1.3MSTP傳輸技術(shù)
MSTP依托于SDH平臺,可基于SDH多種線路速率實現(xiàn),包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統(tǒng)的PDH業(yè)務(wù)接口與低速SDH業(yè)務(wù)接口,繼續(xù)滿足TDM業(yè)務(wù)的需求;另一方面,MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透傳、以太網(wǎng)二層交換、RPR處理、MPLS處理等功能來滿足對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)
隨著GPS無驗潮測深技術(shù)應(yīng)用的不斷深入,傳統(tǒng)電臺數(shù)據(jù)鏈的傳輸模式已不能滿足長距離RTK作業(yè)的需要。而網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)則是利用網(wǎng)絡(luò)來取代UHF電臺進行數(shù)據(jù)傳輸,它傳輸距離遠,信號穩(wěn)定,抗干擾性強,已成為數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)男聦櫋?/p>
通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS,是在GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù),GSM是一種使用撥號方式連接的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式。GPRS利用現(xiàn)有通信網(wǎng)的設(shè)備,通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加一些硬件和軟件升級,形成一個新的網(wǎng)絡(luò)邏輯實體。
1.5WDM傳輸技術(shù)
WDM(或DWDM)是在光纖上同時傳輸不同波長信號的技術(shù)。其主要過程是將各種波長的信號用光發(fā)射機發(fā)送后,復(fù)用在一根光纖上,在節(jié)點處再對耦合的信號進行解復(fù)用。WDM(或DWDM)系統(tǒng)在信號的上下上既可以使用ADM、DXC,也可以使用全光的OADM和0XC,WDM(或DWDM)是基于光層上的復(fù)用,它和SDH在電層上的復(fù)用有著很大的區(qū)別。同時,通過OADM進行光信號的直接上下,無需經(jīng)過O/E轉(zhuǎn)換,而擁有EDFA的WDM(或DWDM)可以進行較長距離的光傳輸而不需要光中繼。
2接入網(wǎng)技術(shù)
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們對鐵路通信技術(shù)提出了更高的要求,鐵路部門必須采用先進的、現(xiàn)代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式,實現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)的升級,發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國民經(jīng)濟中的社會效益和經(jīng)濟效益。
接入網(wǎng)技術(shù)是鐵路通信中一項關(guān)鍵技術(shù),由于原有用戶銅纜接入的普遍性和現(xiàn)在光纖技術(shù)的發(fā)展,接入網(wǎng)建設(shè)就必須考慮通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀與發(fā)展,這就決定了接入網(wǎng)技術(shù)的多樣化。接入網(wǎng)從接入方式上可分為有線接入和無線接入。
2.1有線接入技術(shù)
(1)高速率數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。
通過2-3對雙絞線雙向?qū)ΨQ傳送基群數(shù)字速率信號,傳送距離為3km-5km,上行速率與下行速率相等。通過回波抵消技術(shù)實現(xiàn)在一對雙絞線上全雙工傳輸,通過特定的編碼和調(diào)制方式提高傳輸質(zhì)量,用多線對并行傳輸,以降低每對雙絞線上的傳輸速率,增加無中繼傳輸距離。
(2)非對稱數(shù)字用戶環(huán)路技術(shù)。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高達(9-10)Mbit/s,上行速率只有數(shù)十或數(shù)百kbit/s,此技術(shù)適用于視頻點播VOD系統(tǒng);其高速下行信道可向家庭用戶提供多路的數(shù)字圖像信號及低速語音信號,而上行信道用于傳送用戶控制信號。ADSL的優(yōu)勢在于它幾乎不需要對現(xiàn)有的對1雙絞線作任何改動就可獲得高傳輸速率。
(3)混合光纖同軸電纜接入技術(shù)。
它是基于有線電視系統(tǒng)CATV發(fā)展起來的。在有線電視中心與地區(qū)中心、地區(qū)中心與光節(jié)點之間采用光纖連接,光節(jié)點與用戶設(shè)備之間采用同軸電纜連接。其主要是使用副載波調(diào)制,將CATV原有的單向傳輸系統(tǒng)改造成雙向傳輸系統(tǒng)。HFC可以充分利用現(xiàn)有的CATV網(wǎng)絡(luò),進行少量投資,就可形成一個支持多種業(yè)務(wù)的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。
(4)光纖用戶環(huán)路技術(shù)。
以光纖為主要傳輸媒介,根據(jù)光纖向用戶延伸的距離,可以分為FTTC(光纖到路邊),FTTB(光纖到大樓),FTTH(光纖到家)等。FTTB是用戶接入信息高速公路的最終理想目標,但根據(jù)現(xiàn)有通信發(fā)展的實際,FTTC、FTTB與銅纜相結(jié)合的用戶接入,雖然是有過渡性質(zhì)的折衷方案,但價格相對經(jīng)濟,并且在時機成熟時易擴展到FTTH,所以是現(xiàn)實并且可行的。
2.2無線接入技術(shù)
無線接入網(wǎng)是在接入網(wǎng)中部分或全部引人無線傳輸媒介,為用戶提供固定終端業(yè)務(wù)和移動終端業(yè)務(wù)。無線接入可分為固定接入和移動接入兩大類。其基本結(jié)構(gòu)由控制器、基站和用戶終端設(shè)備構(gòu)成。應(yīng)用技術(shù)主要包括微波1點多址技術(shù)、蜂窩技術(shù)和微蜂窩技術(shù)等。無線接人由于其靈活方便易于建設(shè),目前已得到極大的重視。
集群通信系統(tǒng)是一種功能強大的專用移動通信系統(tǒng),是通信與微處理機技術(shù)、程控交換技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物。它集交換、控制、通信于一體,通過無線撥號的方式把一組信道自動最優(yōu)地動態(tài)分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶,最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源,降低系統(tǒng)內(nèi)呼損,提高服務(wù)質(zhì)量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調(diào)度指揮以及應(yīng)急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業(yè)運營管理部門的青睞,被確定為現(xiàn)行鐵路移動通信方式的首選類型。
3結(jié)語
鐵路通信網(wǎng)是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具,我國鐵路引入現(xiàn)代通信技術(shù)還不久,對鐵路通信工程建設(shè)還需要一段時間對其了解、分析和試驗,對其中所要注意的問題,特別是技術(shù)問題要認真對待,只有這樣才能為鐵路通信現(xiàn)代化作出貢獻。
參考文獻
[1]梁培超.淺析鐵路通信工程應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)[J].科技資訊,2008.
[2]毛文鐸.淺析鐵路通信工程應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)[J].信息科學,2008.
[3]廖旭波.論傳輸技術(shù)在通信工程中的應(yīng)用及發(fā)展方向[J].科技資訊,2009.
1.1PDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
光纖通信技術(shù)之所以在鐵路通信系統(tǒng)里發(fā)揮重要作用，是因為當前對光纖通信技術(shù)的劃分十分精細，在各個鐵路通信系統(tǒng)里都會使用相應(yīng)的光纖通信技術(shù)，達到最理想的通信效果。PDH光纖通信作為十分重要和關(guān)鍵的方面，能有效清除鐵路通信系統(tǒng)里存在的隱患以及漏洞，確保鐵路通信系統(tǒng)的正常與穩(wěn)定。但PDH存在標準不一、復(fù)用結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜以及網(wǎng)絡(luò)管理功能較弱的問題，所以其難以得到長遠、有效的發(fā)展。
1.2SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題，并在此基礎(chǔ)上有所突破，讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設(shè)備構(gòu)成的具備自愈保護作用的環(huán)網(wǎng)形式，能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網(wǎng)及時恢復(fù)正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術(shù)，SDH技術(shù)有四個顯著優(yōu)點：一是網(wǎng)絡(luò)管理能力更強；二是比特率和接口標準均統(tǒng)一，讓各個廠家設(shè)備間的互聯(lián)成為了可能；三是提出“自愈網(wǎng)”這一新理論，能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復(fù)正常；四是運用字節(jié)復(fù)接技術(shù)，簡化網(wǎng)絡(luò)各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術(shù)有諸多優(yōu)點，所以在鐵路通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃里，已經(jīng)明確提出了要著重發(fā)展基于同步數(shù)字系列（SDH）基礎(chǔ)上的傳送網(wǎng)。就以xx鐵路為例，該鐵路基于新敷設(shè)20芯光纜里的其中4芯光纖基礎(chǔ)上，開設(shè)SDH2.5Gb/s（1+1）光同步傳輸系統(tǒng)為長途傳輸網(wǎng)，在鐵路的相應(yīng)經(jīng)過點均設(shè)置了SDH2.5Gb/sADM設(shè)備，并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設(shè)備相連，發(fā)揮上聯(lián)和保護作用。此外，還借助2芯光纖開設(shè)了SDH622Mb/s（1+0）光同步傳輸系統(tǒng)，將其作為當?shù)氐闹欣^網(wǎng)，并在鐵路相應(yīng)經(jīng)過點以及新開設(shè)的各個中間站和線路新設(shè)置了SDH622Mb/s設(shè)備。
1.3DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
DWDM光纖通信技術(shù)是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點，由多個波長構(gòu)成載波，許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸，如此一來，在給定信息傳輸容量的情況西夏，就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術(shù)，單根光纖能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)流量可以高達400Gb/s。DWDM技術(shù)最顯著的優(yōu)點就是其協(xié)議與傳輸速度是沒有關(guān)聯(lián)的，以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)可以使用IP協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、ATM等進行數(shù)據(jù)傳輸，每秒處理數(shù)據(jù)流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說，以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數(shù)據(jù)流量。當前，在國內(nèi)鐵路通信網(wǎng)里DWDM技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內(nèi)第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外，京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設(shè)與使用中。就拿京九鐵路來說，京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統(tǒng)和設(shè)備，能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設(shè)備。波道數(shù)量為16，波道速率基礎(chǔ)為每秒2.5Gb，借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖，使用單纖單向傳輸?shù)姆绞?，也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用，光接口滿足ITU-TG.692協(xié)議的標準。
2結(jié)語
1.1SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
SDH光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)里的使用解決了PDH光纖通信使用存在的問題，并在此基礎(chǔ)上有所突破，讓鐵路通信系統(tǒng)更加穩(wěn)定和流暢。借助SDH設(shè)備構(gòu)成的具備自愈保護作用的環(huán)網(wǎng)形式，能在傳輸媒體主要信號中斷的時候自動利用自愈網(wǎng)及時恢復(fù)正常的通信狀態(tài)。相較于與PDH技術(shù)，SDH技術(shù)有四個顯著優(yōu)點：一是網(wǎng)絡(luò)管理能力更強；二是比特率和接口標準均統(tǒng)一，讓各個廠家設(shè)備間的互聯(lián)成為了可能；三是提出“自愈網(wǎng)”這一新理論，能在傳輸媒體主要信號中斷時及時恢復(fù)正常；四是運用字節(jié)復(fù)接技術(shù)，簡化網(wǎng)絡(luò)各個支路信號。鑒于SDH光纖通信技術(shù)有諸多優(yōu)點，所以在鐵路通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃里，已經(jīng)明確提出了要著重發(fā)展基于同步數(shù)字系列（SDH）基礎(chǔ)上的傳送網(wǎng)[2]。就以xx鐵路為例，該鐵路基于新敷設(shè)20芯光纜里的其中4芯光纖基礎(chǔ)上，開設(shè)SDH2.5Gb/s（1+1）光同步傳輸系統(tǒng)為長途傳輸網(wǎng)，在鐵路的相應(yīng)經(jīng)過點均設(shè)置了SDH2.5Gb/sADM設(shè)備，并借助622Mb/s光口同接入層傳輸設(shè)備相連，發(fā)揮上聯(lián)和保護作用。此外，還借助2芯光纖開設(shè)了SDH622Mb/s（1+0）光同步傳輸系統(tǒng)，將其作為當?shù)氐闹欣^網(wǎng)，并在鐵路相應(yīng)經(jīng)過點以及新開設(shè)的各個中間站和線路新設(shè)置了SDH622Mb/s設(shè)備。
1.2DWDM光纖通信在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
DWDM光纖通信技術(shù)是借助單模光纖寬帶與損耗低的特點，由多個波長構(gòu)成載波，許可各個載波信道能同時在同一條光纖里傳輸，如此一來，在給定信息傳輸容量的情況西夏，就能降低所需光纖的總量。使用DWDM技術(shù)，單根光纖能傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)流量可以高達400Gb/s。DWDM技術(shù)最顯著的優(yōu)點就是其協(xié)議與傳輸速度是沒有關(guān)聯(lián)的，以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)可以使用IP協(xié)議、以太網(wǎng)協(xié)議、ATM等進行數(shù)據(jù)傳輸，每秒處理數(shù)據(jù)流量在100Mb~2.5Gb之間。也就是說，以DWDM技術(shù)為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)能在同一個激光信道上以各種傳輸速度傳輸各種類型的數(shù)據(jù)流量。當前，在國內(nèi)鐵路通信網(wǎng)里DWDM技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其中滬杭-浙贛鐵路干線就是國內(nèi)第一條使用DWDM光纖傳輸系統(tǒng)的鐵路。此外，京九、武廣等鐵路的DWDM光纖傳輸系統(tǒng)也在建設(shè)與使用中。就拿京九鐵路來說，京九鐵路線使用的是具有開放性的DWDM系統(tǒng)和設(shè)備，能兼容各種工作波長以及廠商的SDH設(shè)備。波道數(shù)量為16，波道速率基礎(chǔ)為每秒2.5Gb，借助京九線20芯光纜里的2芯G.652單模光纖，使用單纖單向傳輸?shù)姆绞?，也就是說相同波長在兩個方向上都能多次使用，光接口滿足ITU-TG.692協(xié)議的標準。
2結(jié)語
