时间：2023-03-28 15:09:25
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇铁路通信论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
论文摘要:随着铁路列车向高速化与准高速化方向的迈进,为保证有效的人机控制和提高运输效率,要求建立一个功能完善的、技术构成先进的铁路通信网。主要介绍了在现实的铁路通信工程建设中,我们应该注意的问题。
1铁路传输技术
1.1SDH传输技术
SDH是取代PDH的新数字传输网体制,主要针对光纤传输,是在SONET的标准基础上形成的。它把信号固定在帧结构中,复用后以一定的速率在光纤上传送。SDH是在电路层上对信号进行复用和上下。当带着信号的光纤通ODF(光纤分配架)进入ADM时,信号必须通过O/E转换和设备上的支路卡才能下成2Mb/s的基本电信号,并经过通信电缆和DDF(数字配线架)接到用户接口或基站BTS(基站收发信机)。
1.2ATM网络传输技术
ATM是一种基于信元的交换和复用技术,即一种转换模式,在这一模式中信息被组织成信元。它采用固定长度的信元传输声音、数据和视频信号。每个信元有53个字节,开头的五个字节为信头,用以传输信元的地址和其他一些控制信息,后面的48个字节用以传输信息。利用标准长度的这种数据包,通过硬件实现数据转换,这比软件更快速、经济、便宜。同时,ATM工作速度有很大的伸缩性,在光缆上可以超过2.5Gbps。
在网络传输中,为了使多个用户共享高速线路,通常采用时分复用方式。时分复用方式又可分为同步传输模式和异步传输模式。在数字通信中通常采用同步传输模式,这种传输模式把时间划分为一个个相等的片段,成为时隙,一定量的时隙组成一个帧,一个信道在一个帧里占用一个时隙,一个用户占用一个或多个信道。而在异步传输模式中,各终端之间不存在共同的时间参考,各个时隙没有固定的占用者。在ATM中时隙有固定的长度而且比较短,一个时隙传输一个信元,每一个信元相当一个分组。各信道根据业务量的大小和排列规则来占用时隙,信息量大的信道占用的时隙多。
1.3MSTP传输技术
MSTP依托于SDH平台,可基于SDH多种线路速率实现,包括l55Mb/s、622Mb/S、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面,MSTP保留了SDH固有的交叉能力和传统的PDH业务接口与低速SDH业务接口,继续满足TDM业务的需求;另一方面,MSTP提供ATM处理、以太网透传、以太网二层交换、RPR处理、MPLS处理等功能来满足对数据业务的汇聚、梳理和整合的需求。
1.4RTKGPS网络传输技术
随着GPS无验潮测深技术应用的不断深入,传统电台数据链的传输模式已不能满足长距离RTK作业的需要。而网络RTK技术则是利用网络来取代UHF电台进行数据传输,它传输距离远,信号稳定,抗干扰性强,已成为数据链传输的新宠。
通用分组无线业务GPRS,是在GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务,GSM是一种使用拨号方式连接的电路交换数据传送方式。GPRS利用现有通信网的设备,通过在GSM网络上增加一些硬件和软件升级,形成一个新的网络逻辑实体。
1.5WDM传输技术
WDM(或DWDM)是在光纤上同时传输不同波长信号的技术。其主要过程是将各种波长的信号用光发射机发送后,复用在一根光纤上,在节点处再对耦合的信号进行解复用。WDM(或DWDM)系统在信号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)是基于光层上的复用,它和SDH在电层上的复用有着很大的区别。同时,通过OADM进行光信号的直接上下,无需经过O/E转换,而拥有EDFA的WDM(或DWDM)可以进行较长距离的光传输而不需要光中继。
2接入网技术
随着通信技术的快速发展,人们对铁路通信技术提出了更高的要求,铁路部门必须采用先进的、现代化的有线和无线通信的传输和接入方式,实现铁路通信网的升级,发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。
接入网技术是铁路通信中一项关键技术,由于原有用户铜缆接入的普遍性和现在光纤技术的发展,接入网建设就必须考虑通信网络的现状与发展,这就决定了接入网技术的多样化。接入网从接入方式上可分为有线接入和无线接入。
2.1有线接入技术
(1)高速率数字用户环路技术。
通过2-3对双绞线双向对称传送基群数字速率信号,传送距离为3km-5km,上行速率与下行速率相等。通过回波抵消技术实现在一对双绞线上全双工传输,通过特定的编码和调制方式提高传输质量,用多线对并行传输,以降低每对双绞线上的传输速率,增加无中继传输距离。
(2)非对称数字用户环路技术。
它的上行速率和下行速率不相等,下行速率可高达(9-10)Mbit/s,上行速率只有数十或数百kbit/s,此技术适用于视频点播VOD系统;其高速下行信道可向家庭用户提供多路的数字图像信号及低速语音信号,而上行信道用于传送用户控制信号。ADSL的优势在于它几乎不需要对现有的对1双绞线作任何改动就可获得高传输速率。
(3)混合光纤同轴电缆接入技术。
它是基于有线电视系统CATV发展起来的。在有线电视中心与地区中心、地区中心与光节点之间采用光纤连接,光节点与用户设备之间采用同轴电缆连接。其主要是使用副载波调制,将CATV原有的单向传输系统改造成双向传输系统。HFC可以充分利用现有的CATV网络,进行少量投资,就可形成一个支持多种业务的宽带综合业务网。
(4)光纤用户环路技术。
以光纤为主要传输媒介,根据光纤向用户延伸的距离,可以分为FTTC(光纤到路边),FTTB(光纤到大楼),FTTH(光纤到家)等。FTTB是用户接入信息高速公路的最终理想目标,但根据现有通信发展的实际,FTTC、FTTB与铜缆相结合的用户接入,虽然是有过渡性质的折衷方案,但价格相对经济,并且在时机成熟时易扩展到FTTH,所以是现实并且可行的。
2.2无线接入技术
无线接入网是在接入网中部分或全部引人无线传输媒介,为用户提供固定终端业务和移动终端业务。无线接入可分为固定接入和移动接入两大类。其基本结构由控制器、基站和用户终端设备构成。应用技术主要包括微波1点多址技术、蜂窝技术和微蜂窝技术等。无线接人由于其灵活方便易于建设,目前已得到极大的重视。
集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统,是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。它集交换、控制、通信于一体,通过无线拨号的方式把一组信道自动最优地动态分配给系统内部用户,最大限度地利用系统资源和频率资源,降低系统内呼损,提高服务质量。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能,特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合,并较好地解决了通信频率合理分配的问题,因而倍受专业运营管理部门的青睐,被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。
3结语
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具,我国铁路引入现代通信技术还不久,对铁路通信工程建设还需要一段时间对其了解、分析和试验,对其中所要注意的问题,特别是技术问题要认真对待,只有这样才能为铁路通信现代化作出贡献。
参考文献
[1]梁培超.浅析铁路通信工程应用接入网技术[J].科技资讯,2008.
一京广高铁CAN通信“假冗余”问题分析
1CAN通信冗余设计原理
根据CAN通信的连接方式，通信盘A和通信盘B均应向CANA、CANB发送数据，CANA或CANB仅一路通信中断不影响系统的正常使用。而且，根据《客专列控中心与轨道电路接口规范（报批稿）》4.6.1中规定“若不能从某一通道接收到有效数据时，应自动采用冗余通道接收的数据”。通信板A的CAND和通信板B的CANE连接主发送器和单数接收器，且两路CAN通道互为备用；通信板A的CANE和通信板B的CAND连接备发送器和双数接收器，且两路CAN通道互为备用。通信接口板与移频接口柜的通信连接情况，由于发送器“1+1”备用，接收器互为并机，因此两路CAND和两路CANE有一路可用即可正常CAN通信。综上所述，列控中心与轨道接口盘主用CANA通道，若CANA通信故障，则可通过CANB发送、接收数据。同时，轨道接口盘与轨道电路移频柜间四条CAN通道（两条CAND，两条CANE），只要有一条通道通信正常，则数据可正常传输，不会导致轨道红光带。
2CAN通信“假冗余”问题分析
京广高铁联调联试期间，通过列控功能试验和联锁试验发现：通信盘A与轨道移频柜通道中断，即主通道中断时，列控显示该移频柜轨道电路全部“红光带”。但是，若通信盘B与轨道移频柜通道中断，则设备通信正常不会发生轨道电路“红光带”的故障。于是，立即组织对现场CAN通信连接方式及相关配线、板卡进行检查和分析，发现CAN通信连接方式正确，检查各部板卡也未发现问题。由此得出结论，京广高铁CAN通信系统硬件配置及连接方式符合可靠性设计要求，但是其内部软件的逻辑处理方式却未考虑冗余设置，导致主通道中断就会发生轨道区段“红光带”故障。换而言之，即CAN通信冗余设置“表里不一”，可称之为“假冗余”。通过软件逻辑分析，当轨道电路通信盘与移频柜主通道中断时，即轨道电路通信盘A与轨道电路移频柜通信故障，按照目前轨道电路的处理方式，通信盘通过CANA、CANB发送至列控中心的信息包仍都为有效信息包，只是CANA中区段状态为通信故障。根据《客运专线列控中心列控与轨道电路接口规范（报批稿）》第4.5.2节，列控中心需将区段故障处理成占用状态。但该接口规范中并未规定在轨道电路上传的CANA、CANB数据不一致的情况下，列控中心该如何处理。京广高铁列控中心与通信盘A、B均为通信正常且数据校验正确的情况下，列控中心使用CANA数据进行逻辑判断，在综合GJ状态后，判断区段是“空闲”还是“占用”状态。同时，发现目前的通信盘配置为“通信盘A仅向CANA发送数据，通信盘B仅向CANB发送数据。因此，当断开通信盘A盘与移频柜的连接时，由于通信盘A收不到轨道电路状态数据，会向CANA发送轨道电路通信故障状态。列控中心收到CANA中的通信故障数据后处理为“占用”状态，确认为有效数据，并不使用CANB的正常数据，且此时采集GJ状态为“空闲”状态，则造成列控中心认为“驱动采集不一致”故障，导致轨道“红光带”发生。
二改造方案及建议解决
京广高铁“假冗余”问题，仅需要修改“状态数据帧输出逻辑关系”即可，而不用修改任何硬件配置，即正常情况下CANA为主用通道，列控中心以CANA通信数据为准，当CANA通信故障时，则以CANB通信数据为准。由于《客运专线列控中心列控与轨道电路接口规范》中没有明确：“轨道电路上传的CANA、CANB数据不一致的情况下，列控中心该如何处理。”造成列控中心生产厂家处理方式不一，从而片面的提高其系统的安全性，只要主通道故障就判断为系统故障，大大降低了系统的可靠性。因此，为了杜绝类似问题重复发生，建议明确CANA/B总线冗余处理逻辑，修订《客运专线列控中心列控与轨道电路接口规范》，修改列控中心通信数据处理方式，并增加关于对CANA、B数据进行冗余处理的原则说明。
三结语
京广高铁CAN通信“假冗余”问题，违背了区间轨道电路的冗余设置原则，大大降低了系统运行的可靠性，一旦发生故障造成大范围轨道红光带故障，而且查找较为困难。因此，必须明确CANB通道为主用通道CANA的冗余通道，确保系统的通道冗余特性。
作者：徐宁单位：北京铁路局石家庄电务段
1.1信息化社会所面临的现状之一就是数字化。随着计算机的出现与发展，全球信息化时代悄然到来。在当前的社会中，我们每天所接触到的信息量之巨大已经超出了我们的想象。人与人之间的交流与交往也越来越依赖互联网渠道，我们已经跨入了信息化社会时代。在这样的时代中，要想时刻保持先进性，就必须要建立起一套完整的信息发送、接收与加工的体系，确保将信息技术准确地运用到铁路系统当中。
1.2不断增长的用户基数导致了技术的进步。由于人类社会的不断发展，日益增长的生活水平使人们对周围环境有了更高层次的要求。在先前几十年的发展中，很多地方采用的都是以环境换发展的方式。由于人们的要求越来越高，这种以破坏环境为代价的发展手段必然不会受到大范围的认可，一种高效的资源利用发展模式必将出现。例如在铁路发展领域，由于现代社会越来越快速的发展模式，人们往往需要在短时间内从一个城市到达另一个城市，并且对铁路系统的服务质量提出了更高的要求，火车也从蒸汽机车、内燃机车演变成了电力机车，不仅提升了燃油等资源的利用率，同时也满足了新用户的新需求。这种科技的提升导致人们生活方式改变的例子比比皆是，甚至连人类的思想行为以及工作方式都有了极大的变化。我们必须要认可计算机网络的发展给人们带来的便捷，坚定建设起更大更广泛的计算机网络的信心，为人类创造一个更美好的社会。而飞速发展的铁路运输系统需要一个与之配套的无线通信系统，由于铁路游客数量的不断增长，有限的资源已经成为了铁路系统长远发展的短板，在传统铁路系统中大规模运用的模拟技术已经无法为铁路系统的提供有效的技术支持，在这样的环境下，出现了一大批高科技的数字化技术。
1.3通过制定相关政策来保证铁路无线通信系统实现数字化。随着数字化进程的不断深入，为了切实保证数字化进程的进展，国家相关部门专门出台了与铁路无线系统有关的法律法规，能有效规范化铁路系统中有关无线通信的工作，给工程的开展予以支持与指导。早在2009年，由工业与信息化部就了相关文件来规范化铁路通信系统中有关对讲机频率的内容，实现了模拟信号到数字信号之间的过渡。
2DMR必将成为专业无线用户的新宠
2.1数字化系统所带来的好处。在我国的铁路系统中，最为广泛运用的仍然属传统模拟对讲系统。整个系统由于较为便宜的使用成本，简便的操作手段，受到了大部分铁路系统职工的欢迎。但是由于模拟对讲系统自身的缺陷，很难实现数字化通信系统能够实现的功能，正处于逐步被数字化通信系统所取代的趋势上。通过建立起数字化的对讲机通讯机制，能通过对讲机来实现很多以前无法实现的功能，具有较为明显的优势。一般来说，数字化对讲机系统能较高地利用起所有的频段，确保语音传输的真实可靠；并且基于数字化的网络，该系统能实现个人与基站之间的互联，保证数据不出现丢失。除此之外，要想进一步提升整个系统的功能，还可以进行一定程度的自主设计，确保满足系统所需要的功能。随着近年来计算机网络的不断发展，相关部门为计算机数字对讲机的投入使用耗费了大量的人力无力资源，并制定了包括DMR通信技术在内的法律法规，为世界范围内有关数字对讲机的使用制定了详尽的标准，在各个领域都有一定程度的运用。
2.2作为一种较成熟的通信产品，DMR已经能够满足大部分的通信需求。DMR标准最初起源于欧洲，在刚开始投入市场的时候受到了多个国家的多个通信厂商的支持。在广泛投入市场并得到市场验证之后，DMR产品已经建立起了十分成熟的产品体系，在整个欧洲甚至是全世界都有了极大的用户集群。在以美国为首的西方国家，诸如摩托罗拉这样的通信公司已经有了一套成熟的DMR对讲机产品线。在2011年就已经达到了100万台的销量。我国的相关企业已经组成了联盟，专门对行业标准的制定开展细致的工作，确保整个行业的发展走在正确道路上。在政府的大力支持下，很多数字通信厂商都加入了这个集团当中，设计并创新了一大批具有竞争力的DMR产品线，能够满足大部分用户对无线通信设备的需求，在各行各业都有广泛的运用，受到了用户群的一致喜爱。除了铁路部门建设以外，林业、矿业、市政、公安等部门也开始采用基于DMR系统的数字化产品，对我国实现数字化社会起到了决定性的帮助作用。
3铁路无线数字化需要思考的问题
随着科技的进一步发展，越来越多的核心技术出现在了我们的眼前，一定程度地影响并改变了人们的生活方式，对企业的管理理念以及决策部署都起到了决定性的作用。要想切实推动铁路系统无线通信数字化格局的形成，就必须要结合众多领域的人才，团结在一起构建起数字化行业。
3.1大力推广DMR技术以及其附属产品。即使DMR已经出现了很长的时间，但是要想让群众认识到该技术的优势，接受并运用到实际生活中还需要漫长的过程。因此相关企业相关部门应当大力推广DMR技术，为该技术的推广创造条件。
3.2加大DMR市场投资，准确定位DMR商品的价值。一般来说，DMR产品较为高端，主要销售对象是中高端的用户群，这些用户不仅需求量旺盛，对系统的质量也有一定的要求。随着DMR数字通讯网络的建立与成熟，整个商品链的价格必将随之下降，市场的认可所带来的必将是DMR系统的不断发展。
3.3随着DMR数字化产品的投入市场，一个与之配套的产业政策与发展规划是十分有必要的。生产企业不仅要生产大量地DMR产品，还要做好后勤保障工作，保证IP网络环境。在环境允许的条件下，应当加强信息接口的数量，确保整个DMR系统运行的稳定。
3.4实现模拟信号向数字信号转换的平稳过渡。由于传统的模拟信号与数字信号之间存在一定的差异，在实际使用的过程中需要采取一定的手段来消除这些差异，实现模拟信号向数字信号的平稳过渡。
3.5分阶段实施DMR数字化系统的建立。一个完善的DMR数字化系统的建立应当从独立系统出发，逐步扩大实现整个系统的建设。
【关键词】通信基站;高铁通信机械室;防雷地网;保护
1.雷电的基本知识
1.1雷电的形成
雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云（雷云）中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。
雷云的产生必须具有以下三个基本条件：
a.空气中应有足够的水蒸气。
b.有使潮湿的空气能够开始上升并开始凝结为水珠的气象条件或地形条件。
c.使气流能强烈持续上升的物理条件。
雷云是在某些适当气象和地理条件下，由强大的潮热气流不断上升进入稀薄大气冷凝的结果。
大多数雷电发电发生在云间或云内，只有小部分是对地发生的。在对地的雷电放电中，雷电的极性是指雷云下行到地的电荷的极性。根据放电电荷量进行的多次统计，90%左右的雷是负极性的。
1.2雷电的参数
1.2．1雷电流幅值的积累概率
雷电流幅值与雷云中电荷多少有关，也与主放电形成过程有关，是一个随机变量，他与雷电活动的频繁程度相关。
1.2．2雷电通道的波阻抗Z
对雷电的研究，特别是雷电防护的研究，主要关心的是主放电通道的波阻抗。在主放电时，雷电通道每米的电容和电感取C=14.2PF/m,L=1.84uH/m,算出雷电通道波阻抗Z=■=359(欧姆)。波速v=1/■=0.65C(C为光速)
注：C、L的估算值是以圆柱长导体为模型。
2.铁路通信机房及通信基站防雷设计
随着铁路建设的快速发展，铁路客运专线运营里程不断增加，目前我国投入运营的高速铁路已达到7055公里，我国高速铁路运营里程居世界第一位，正在建设之中的高速铁路有1万多公里。而CTCS-2及CTCS-3的运用，全线通信基站及通信机房不断增加。仅以沪杭客运专线为例，沪杭高铁由上海虹桥至杭州东站（杭州东站目前在建所以临时引入杭州站）全长153.5公里，正线2条，全程高架无隧道。沿线设7个车站、3个线路所、3个中继站和45个基站。如此高密度的机房和基站对其防雷提出了新的要求。
2.1通信基站的综合防雷设计
2.1.1基站简介
目前铁路沿线使用的基站分为两种类型，塔下基站和杆塔基站，而铁路基站一般都建于郊外等空旷地区，地处雷暴强度较强、雷暴日较多，遭遇雷击事故概率较大。而且基站内高集成高精密度设备对雷电的敏感度较强。雷击事故成上升趋势，据不完全统计，近年来遭遇雷击的基站占到了总基站数的10%。影响了铁路通信及运输安全。
2.1．2基站防雷措施存在的问题
通过对通信基站的防雷设施检测．根据调查及用现实情况，经过多方面的调研。基站防雷措施通常存在以下问题。
(1)基站铁塔上的避雷针与通信天线的垂直、水平距离太近，没有按照滚球法计算，接闪过程中，天馈线的电磁感应电压过高，损坏通信设备，铁塔顶端至底端的过渡电阻I>0．03 欧姆，避雷针的接地电阻过大，不利于雷电流的泄流。
(2)基站天线铁塔地网和机房地网没有形成联合接地。独立铁塔旁的机房或铁塔下面的机房通信设备接地不规范，通信设备接地线从塔脚引入，没有从地网处引入，存在地电位反击。
(3)基站供电线路一般是采用架空引入，电力电缆金属护套或钢管两端没有就近可靠接地。配电屏中性线进站后重复接地，室内接地排与室外接地排没有分开设计，没有安装适合的电涌保护器SPD，防止雷电波侵入。
(4)基站铁塔高度≥60m．天馈线中间和进入机房前都没有接地。馈线与通信机端口未设置馈线SPD。光纤架空敷设，光纤内加强芯、光端机及通信设备未作接地处理，使光端机和设备损坏。
2.2通信机房防雷设计
通信机房的防雷主要通过屋顶避雷网、避雷带和引下线、接地系统和机房屏蔽四块来实现。
2.2.1作用
导流、屏蔽。
2.2.2材料
采用40mm×4mm热镀锌扁钢或不小于Φ8mm热镀锌圆钢，引下线与分线盘（柜）之间的距离不小于5m。引下线下端采用?准50mm的绝缘管将引下线套起，防止雷击时，造成人员接触电击事故。绝缘管下端距地面距离30～50mm，绝缘管高度大于1.8m。
2.2.3设置
沿通信楼屋顶四周均匀设置4根以上，上端与避雷带焊接连通，中间用膨胀螺栓固定在墙面上，引下线与墙面距离15mm。下端与地网焊接。引下线下端采用?准50mm的绝缘管将引下线套起，防止雷击时，造成人员接触电击事故。绝缘管下端距地面距离30～50mm，绝缘管高度大于1.8m。
2.2.4工艺要求
所有扁钢搭接处三面焊接，焊接长度必须大于宽边的2倍。焊点平滑无毛刺，并做防腐处理，防腐层应在焊点四周延伸20-25mm，焊接处不得出现急弯（弯角不小于R90°），引下线与分线盘（柜）之间的距离不小于5m。与其它电气线路距离大于1m。引下线的固定卡钉布置应均匀牢固，间距宜小于2m。
2．3接地系统
2.3.1接地系统
通信设备应设安全地线、屏蔽地线和防雷地线。通信设备的机架（柜）、控制台、箱盒、梯子等应设安全地线，交流电力牵引区段的电缆金属护套应设屏蔽地线，防雷保安器应设防雷地线，安装防静电地板的机房应设防静电地线，微电子设备需要时可设置逻辑地线。上述地线均由共用接地系统的地网引出。
2.3.2地网
由各接地体、建筑物四周的环形接地装置、基础钢筋构成的接地体相互连接构成。
【参考文献】
［1］边登程．通信基站的综合防雷设计[期刊论文]．黑龙江气象，2009，(26).
【 关键词 】 铁路；通信信号；信号传输；安全问题
1 引言
由于列车在以往的传统铁路信号系统中的运行速度较低，所以通信信号系统并不能与信息系统相互连接，二者是相互独立的。而基于现在飞速发展的铁路信号系统中，大部分电子化信号系统的信息，包括列车调度、监督、控制等，这些信息都需要借助铁路信号系统来实现远距离的快速传送，二者如果相互独立则不能满足现代铁路信号系统这一需求，这就促使了CBTC系统的形成。
所谓的CBTC系统，就是将铁路运输组织必需的通信和信号两大系统逐渐的融合在一起，使二者相互渗透结合，最终形成一个涵盖了通信、控制、指挥和处理信息等多个方面的智能自动化系统，事实上也就是将铁路信号利用通信的方式传送出去。因而也就真正意义上实现了铁路的通信信号一体化，而这种新型的传输信号的方式，将比传统的利用轨道电路传送信号的方式具有很多优势，大致包括几点。
1.1 信号传输的可靠性高
在传统的轨道电路中，信号的传输是单向的，也就是发送者只负责发送信号，根本无法确定远处的接收者是不是真正的收到了信息，而且铁轨是轨道电路信号系统唯一的传输媒介，极其容易受到外界的影响而影响信号的传输，造成信号传输十分没有可靠性，也就满足不了控制高速列车的需求。而在新型的CBTC系统中，双方的信号是互通的，可以做到双向通信，还能通过非常多的保证技术来提高信号传输的可靠性，这就能够保证工作人员可以实时并且安全地通过通信网络实现铁路信号的传输。
1.2 铁路信息信号传输效率相对较高
在目前铁路信号传输系统中，主要依靠数字化的通信方式来完成铁路信息和数据信号的大量传输，还能够在过程中做到移动自动闭塞信号传输，随着列车的运行，这种移动的自动闭塞也会自然移动，还能自动变化其分期的长度，因此我国的铁路运输在运行中既能做到安全高效的传输列车信息信号，同时也可以保证列车在行驶过程中的安全问题，在提高铁路信号传输效率的同时，还能保证列车运行的效率。
1.3 信息信号传输量大
在以往传统的轨道电路系统中，信号的传输是在铁轨上进行的，这样就造成了铁路信号传输的数据量比较小，且速度偏慢。而随着社会各方面的发展，列车呈现越来越高的速度和密度，列控信号也就随之增加，这就要求大量的信号传输能在短时间内安全快速的完成，而通信网络恰好就满足了列车控制对信号传输严格的需求，此外通信网络还能提供包括媒体信息在内的许多其他信息，还能完成列车与地面的双向通信。
2 强化铁路信号传输系统的安全
对通信信号传输系统关于安全方面的整体情况的充分了解，能够为我们熟悉掌握强化铁路信号传输系统的安全性的方法打下良好的基础。
2.1 铁路信号传输系统信号安全构建分析
数字化的铁路信号传输系统实现了信号安全技术与通信技术的深层次的结合，达到了通信信号一体化的巨大成就，为铁路的发展起到十分重要的作用。我们可以通过各种方式在信号传输的过程中提高其信息传输效率、信号传输的可靠程度和传输过程中所能承受的容量，即使在信号的传输过程中，偶尔会发生故障，但是在最后的输出端所输出的数据一定是安全并具有准确性的。在发生故障时，可以运用不同的解决方式，可以通过信号信息传输故障――容错系统构建和信号信息传输故障――安全分析这两种方式来解决横式进行。
2.1.1信号信息传输故障――容错系统构建
我国以前的铁路信号系统的安全保障只要是依靠安全型继电器来保障的，这是我国传统的铁路信号系统最基本的安全要求措施，安全型继电器的主要工作原理为，当安全型继电器的线圈没有磁性时，节点就主要考虑在断开状态下的概率，这种处理的方式主要运用在一些不是逻辑对称故障方面。因此，为了能够在铁路信号安全信息传输系统中建立通信系统，就必须以大量的电脑作为最核心的控制系统来运用。我们可以通过对铁路信号安全信息传输系统中来设计其容错系统来保障安全，也就是我们常说的通过利用冗余技术的方法，来解决铁路信号信息传输过程中的安全要求。这是因为容错技术能够在很大程度上提高计算机的安全、可操作性，能够在发现计算机系统内部出现故障的时候，就能在第一时间将其故障解决掉，从而能够在很大程度上确保系统的正常运行。但是在对容错的铁路信号安全信息传输系统设计过程中，不能只是依靠硬件的容错或者是软件的容错，这些都是不能满足的，这是由于真正的容错系统不仅仅是硬件的系统和软件的系统，还要求各个应用软件的各个层次的容错，并且不同层次的容错的功能是各不相同的。因此，构建信号信息传输故障――容错系统，能在很大程度上保证应用进程的持续安全运行下去，并且还能在很大程度上确保其不受到硬件故障的影响。
2.1.2信号信息传输故障――安全分析
在铁路正常运输过程中，如果发生法信号故障――安全情况，这时候不要出现过度的紧张，可以将该情况看做是正常运输过程中出现的一个非常普遍的故障现象即安全的系统，在解决过程中不要受到传统思维的影响，将故障没有构成危险的想法一定要摒弃，在铁路信号传输系统的构建过程中，要考虑不同的可靠性与安全性的技术的应用，只有这样才能在最大程度上降低在整个系统中故障发生的概率。
2.2 新型铁路信号系统的安全设计研究
2.2.1传输方式的选择
在我国铁路信号传输系统中主要分为两种信号传输系统：一是采用有线传输的方式的封闭式信号系统；另一种是采用无线传输的方式的开放式信号系统。不同的传输方式对改变传统铁路信号的传输模式起着不同的作用，因此，必须认真选择这两种模式，从而使铁路信号传输系统变得更加安全、可靠，并且这两种传输方式都有各自的优缺点。无线传输线路主要是利用无线中继来进行传输，这种传输方式能够具有非常大的传输容量，这对满足较长距离的传输起着非常重要的作用。另外，该传输方式的建设速度是非常快的，并且维护起来非常方便、简单，具有非常高的经济价值，但是该传输方式的缺点是非常容易受到外间的干扰，主要是非常容易受到气候、环境的干扰，这就致使其在使用过程中具有非常低的稳定性和安全保密性。
就目前而言尽管无线传输的发展是非常快速的，但是其跟有线的传输方式来比较，就显得非常狭小，尤其是在传输领域内，有线传输占据着主导地位。这是因为有线传输的特点就是在较长的传输距离中还具有非常高的稳定性、安全性和可靠性，并且还能够具有非常大的传输容量，其缺点也是非常明显的，就是其在建设初级阶段的投入非常是非常庞大的，并且要求要有很长的建设时间。对于以通信系统为主的铁路信号安全信息的传输有线通道介质的选择来说，还是比较倾向于传统的电缆传输系统，但是电缆传输系统非常容易受到气候、环境的干扰的影响而出现传输不稳定的现象，这也正是铁路心寒传输过程中要求非常高的部分。随着近几年我国社会经济的快速发展，光纤传输系统得到了快速发展，它具有带宽大、中继距离长、传输损耗低、抗电磁干扰能力、传输质量好等各种优点，所以，在建立单方向的铁路信号传输系统通道时，只需要一根光纤就能够建立起来。
2.2.2开放系统通信的威胁与安全性设计原则
鉴于传输系统是想对开放的，那么遭受外部信息入侵的可能性就会很大，有一些网络病毒或者黑客就会趁虚而入。从系统内部来说，有时会因为环境的因素、元器件的失效或者硬件设计错误等某些原因而引起故障。就网络本身来说，由于网关的作用，在未经许可的情况下，上层传输的不可靠信息的网络是不能与本网进行通信的，这样就能维持网络能够独立运行，从而确保了网络本身的安全性。对于铁路信号信息的传输，网络系统必须能够满足其对安全性的极高的要求，我们把在一定的时间、环境条件和使用条件下，保持传输系统不会陷入危险状态的性能，称为传输系统安全性，排出人为失误的因素，造成传输系统失败的唯一原因就系统故障，那么为了提高铁路信号传输的安全性，我们有必要想尽一切办法降低在系统故障时传输系统陷入危险的可能性。
3 结束语
铁路的安全、稳定、快速运输在很大程度上受到铁路信号传输系统的影响，因此，在我国不断发展高速铁路的时候，必须要求铁路信号传输系统具有很高的稳定性和安全性，建立全国铁路网络覆盖，确保铁路能够高速、稳定、安全的运行。
参考文献
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[2] 邵汉久.基于通信系统的铁路信号信息传输的安全性研究[期刊论文].自动化与仪器仪表，2010，（02）.
关键词：微机联锁故障处理，CTC系统，建议
随着我国铁路现代化建设取得了飞速的发展，科学技术的快速进展也给铁路跨越式的发展提供了坚实的基础，特别是计算机技术的运用，使铁路信号技术发生了根本的变化。微机联锁技术使车站联锁技术的发展方向，在功能、安全、可靠、经济、维护等方面逐步显示出其技术优势，越来越受到用户的青睐。因此，微机联锁是铁路信号发展的必然趋势，如何确保危机联锁设备的安全、可靠运用，对电务维修人员的素质提出了更高的要求。论文参考网。尽快了解设备技术性能，掌握使用和维护方法、更新知识、提高技能，已成为当务之急。CTC系统的快速发展及应用大大提高了铁路各部门间的信息交换，但CTC系统的操作还未进行统一。为此，根据本人的工程施工的经历，对微机联锁机中出现的常见故障，在CTC系统操作上提出的几点建议，以供参考。
1TYJL-TR9型微机联锁
微机联锁设备主要有TYJL-TR9型及TYJL-III型，TYJL-TR9型联锁设备故障及处理方法与TYJL-III型基本一致，但原理是相同的。
1.1电源部分的维修
1.1.1系统电源配电柜。当系统电源配电柜出现问题时，反映出的现象为：整个控制台无人和显示，A、B机显示器及工控机、联锁机指示灯均灭灯。处理方法：首先确认两路电源是否都停电，确认两路电源都无电后，通知供电部门处理。若不是两路电源停电，就要查找系统电源配电柜内部输入、输出端子有无电压，K2、K6空气开关是否断开、接触是否良好，查找到故障点后处理。
1.1.2 UPS电源故障：在外电网瞬间停电或两路电源转换过程中，或两路电源都停电有瞬间来电时，UPS电源受瞬时冲击不能正常工作后烧坏；在外电网电压不稳定时调压屏超出稳压范围，或外电网电源断相时UPS电源受瞬间冲击而烧坏。处理方法：当判断出UPS电源故障时，确定系统电源配电柜引入电源正常后，应人工到微机房内的电源配电柜内闸刀开关，将闸刀开关由“UPS”一侧倒向“直供”一侧，使UPS电源甩开采用直供的办法供电，待UPS电源修复或更换新的UPS电源后 ，恢复UPS稳压供电。
1.1.3 切换电源故障。切换电源有时受输入电源的影响，通常使切换电源的熔断器烧坏或空开顶起，而使A、B机不能倒换。处理方法;更换熔断器或将空开推上。
1.1.4 联锁机中的采集电源或驱动电源故障。当受外网电源影响，UPS未能起到很好的防护作用时，使联锁机中的采集电源或驱动电源烧坏，或者 造成采集电源与驱动电源瞬间保护，无输出。处理方法：测试联锁机机柜内的电源，卡电源有无输出，如无输出更换8312电源模块；若瞬间保护，则重新关机后再开机即可恢复正常。
1.1.5 某单项设备电源故障。联锁机、上位机的监控A机或监控B机、电务维修机等某一单项设别无电源，不工作。处理方法：检查故障机的电源输入插头、插座插接是否良好；接线端子接触是否牢固；与配电柜之间的电源连线是否良好；系统配电柜的电源是否送出。
1.2显示器黑屏、缺色
1.2.1 显示器掉电。即显示器无电源，显示器在电源开关处都有一电源显示，当有电时，该显示灯就会点亮，当该指示灯熄灭时，说明显示器掉电。处理方法：检查显示器的输入电源并处理。
1.2.2 显示器有点而黑屏。即显示器有电，显示器电源开关处的 电源指示灯在点亮，而显示器在黑屏状态：原因有很大可能是有人将显示器的亮度和比度调到了零，使显示器看起来和黑屏状态一样。处理方法：将显示器的亮度和对比度调到合适状态即可。
1.2.3 显示器缺色。即显示器收不到由微机送来的显示信号或收到后显示不正常，一般有以下几种情况：显示器被烧坏，这种情况在现场出现过，更换新显示器恢复；瞬间高压冲击造成显示器自动关闭，可重启电源来处理；上位机没有运行车站程序，可重新启动上位机；上位机显卡Exxtreme(CT6610)故障也会导致显示器黑屏，可倒换上位机进行试验，确认后更换网卡；视屏电缆线断线或插头松动、脱落。
1.3联锁机死机故障
联锁机死机的故障通常表现为：面板的运行灯不走，接发灯不闪烁，采集板上的灯也不闪烁，上位机的报错提示上出现联锁机通信中断，联锁机有的模块、插板上的报警或故障灯点亮。论文参考网。造成联锁机死机不工作的原因大致有以下几种。
1.3.1 联锁机内的电源模块（8312）故障或外电网由强电干扰，特别是地线未连接好或阻值超标时，可能出现死机。
1.3.2 联锁机内主处理器CPU板（3006）故障或CPU板上的FLASH芯片故障。
1.3.3 联锁机内的板卡松动或插接不良、不到位，或计算机板故障也会造成联锁机死机。
1.3.4 联锁机内的主机机笼故障。
1.3.5 若联锁机地线混入其他电源也易造成频繁死机。
1.3.6 处理方法：首先重新启动联锁机主机联锁程序，其次将所有板块逐个拔出，数秒钟后按原位重新插上，保证插接牢固，接触良好。最后更换故障的板块、芯片或主机机笼。
1.4采集板、驱动板故障
判断是采集故障还是驱动故障的方法很简单，设备状态回不来为采集故障，操纵设备无响应为驱动故障。当采集板或驱动板故障时，很容易由控制台的故障现象判断，如：道岔无表示、扳不动，信号机灭灯、开放不了，轨道电路红光带灯。处理方法打开电务维修机的报错信息查看，可直接查出第几块板错误，关掉电源拔出故障板更换后即可恢复，也可从采集板或驱动板上对应设备的码位指示灯来判断，若室外单项设备均正常，操纵设备无反应，说明驱动板故障；设备的各种表示状态回不来，说明是采集板故障，更换故障板后即可恢复。
1.5上位机死机
控制台屏幕显示无任何变化，即使列车通过后其进路白光带也不变化，信号也不关闭；不接受任何操作命令，控制台鼠标失效，鼠标移动不动，按压鼠标左右键无反应；控制台显示时钟停止跳动。处理方法：倒机或重新启动上位机。
1.6上位机与联锁机通信故障
控制台屏幕显示“联锁机通信中断”，出现全站道岔无表示、轨道红光带、信号机灭灯; 联锁机工作正常，但查看通信状态灯发现，接发灯只有“发”灯闪烁而“接”灯无闪烁。处理方法：重新启动上位机，如仍未恢复，再进行上位机切换,检查光端盒工作是否正常,检查通信卡、通信接口、通信电缆通道。
2 维修机几种典型故障
2.1维修机不工作:首先检查维修机的电源输入插头、插座是否插接良好；其次检查与配电柜之间的电源连线是否良好；最后系统配电柜的电源是否送出。
2.2维修机死机。维修机的屏幕显示无任何变化，不接受任何操作命令，鼠标失效，鼠标移不动，阿米亚鼠标左右键无反应，屏幕显示时钟停止跳动。处理方法：重新启动维修机。
2.3维修机显示器蓝屏:检查维修机显卡是否松动或故障;视屏电缆是否断线、脱落;维修机内部的系统是否崩溃。
2.4维修机通信故障。监控机报“维修机通信中断”:检查维修机的程序是否中止运行;若是程序中止运行，重新运行维修机程序;若不是程序中止运行，检查HOP及各网线插头是否正常；检查与联锁机通信电缆是否良好，不良处理。
3 分散自律调度集中系统（即CTC系统）的几点建议
分散自律调度集中系统是综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能化分散自律设计原则，以列车运行调整计划控制为中心，兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。作为铁路新型技术装备，CTC系统已经成为铁路系统探索的新课题。
3.1建议统一规定
建议在起步阶段对CTC系统车务终端的软件操作界面和操作方法进行统一：目前全路研制和开发CTC系统的单位有多家，虽然铁道部对该系统软硬件的技术原则和要求都进行了规定，但对于系统车务终端的软件操作界面和操作方法没有进行统一。
3.2建议统筹兼顾
建议在CTC系统软件设计前应充分征求电务、车务及相关部门的意见。目前现行CTC系统软件设计调试的做法是：在具备基本功能的前提下，根据工程开通过程中电务、车务、调度等部门的各自要求不断地进行功能增加和完善。这样做造成试验工作多次重复进行，且大大增加了软件修改带来的错误风险。
3.3建议共同试验
建议电务和车务部门在软件仿真和系统开通试验时相互协调共同进行综合试验
3.4软件修改的建议
建议在软件修改后，应向设备维护单位提供正式书面的软件修改通知单，应说明修改的内容及试验的范围等，同时进行彻底试验，以确保软件的可靠使用。
3.5通道维护的建议
CTC系统虽作为一个独立的系统，但它与其他许多系统发生信息交换。CTC系统从既有的车站联锁系统中获取必要的站场表示信息，同时又能把车务终端的操作命令通过自律机输出到车站联锁系统进行设备控制；与无线车次号校核系统接口，接受机车上有关信息；与无线调度命令传送系统接口，将调度命令、接车进路预告信息、调车作业通知单传送到机车；与路由器等通信设备结合，完成信息数据的远距离交换，实现车站和调度中心的通信。论文参考网。从现有的系统间通信故障判断手段来看，只能查看网管图的情况，通过更换串口、串口隔离器的排除法来处理故障，而没有必要的软件方法或仪器，大大增加了故障延时。建议能提供用于判断系统间通信故障的软件方法或仪器，以迅速准确地排除此类故障
参考文献
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3. 宋晓萍//周杰. 铁路列车调度指挥系统(TDCS)实用问答 中国铁道工业出版社 2008
关键词：铁路调度通信系统；组网；数字中继
中图分类号：U285 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2011)07-0000-02
Railway Integrated Services Digital Dispatching Communication System
Cao Qing
(Chengdu Communications Section,Guiyang Integrated Workshop,Guiyang55003,China)
Abstract:Railway dispatching communication system is the section of road dispatcher for the command section of its jurisdiction and within the operational links between the station attendant special communications equipment for the rail transport industry to provide real-time information and achieve unity command of the important railway means of transport,thus scheduling the production of communication in railway transport plays a significant role.With high-speed rail is accelerating the process,developed in line with China Railway operating characteristics,with digital,integrated,flexible networking features such as dispatching communication system is of great significance.This paper describes the overall structure of the railway digital dispatching system,the railway scheduling system discussed the strengths and weaknesses,about the railway scheduling system introduced features of the hardware components
Keywords:Railway dispatching communication system;Networking; Digital relay
一、现有调度通信系统存在的问题及解决思路
铁路调度通信作为一项专用通信手段，因其功能的专业性和应用的特殊性造成与公网在通信、信令、组网方式上有很大的不同，在政策、技术、市场等客观条件的限制下，铁路专用通信网不可能得到像公网一样的发展机会。首先，通信系统有全程全网的特点，网络达到一定的规模才可以产生效益，如果仅仅用来满足铁路运输行业内部需求并依靠自身的投入产出而达到迅速发展是非常困难的。其次，为了保证专网的安全性、完整性，铁路专用通信网的发展也受到各种政策条件的限制。故铁路调度技术发展缓慢，现有的铁路调度电话多为模拟制式，设备故障率高，通话质量较差，且业务单一，难于适应日益繁忙的运输生产形势。
（一）铁路调度通信存在的问题:
1.技术落后：既有的专用通信设备大部分仍为模拟电路，选叫速度慢，接续时间长，通话质量不高。
2.组网方式单一：调度总机与其所管辖的调度分机的拓扑结构为模拟共线方式，且仅完成调度选叫和通话功能。而且铁路现有专网内通信基础设备繁多、机型复杂、各种专用设备自成体系，造成了分散在铁路现场的专用通信设备重复设置，无法实现技术综合，也造成了极大的资源浪费。这种单一的组网方式，难以满足现场复杂多样的需要和向数字化、宽带化、综合化演进的要求。
3.可靠性低：系统采用分立器件构成，易损件多，故障多，维护费用高，可靠性差。针对现有铁路调度系统的弊病，应采用一种全新的数字调度系统淘汰原有模拟调度设备，改变铁路专用通信落后的局面。在数字调度系统的开发研制中，笔者认为应从以下方面进行考虑。
（二）解决思路
1.采用先进的程控交换技术、数字通信技术、计算机控制等技术开发研制新一代的数字调度系统设备仁总机、分机、通话选叫设备)，使其具有模拟调度设备无可比拟的集成度高、容量大、呼叫处理能力强、接续快、服务功能丰富等特点;传输平台选择光传输网，使其信号在传输过程中，具有全数字化、低衰耗、高清晰度、高容量等优点，以适应现代通信网数字化、智能化、宽带化的发展方向。
2.设计多种网络拓扑结构，改变模拟调度电话组网单一的弊病，适应各种传输业务和传输技术;具备数字中继、2B+D、环路中继、模拟等多种接口，适应铁路专用通信网内设备机型的复杂多样。
3.系统采用无阻塞交换技术，具有大话务量处理能力;采用模块化设计，保证系统易于升级、扩充方便;重要模块双热备份;采用自愈技术提高传输通道保护能力等，从多方面保证统稳定可靠工作。
二、铁路数字调度系统总体结构
铁路数字调度系统由调度总机(主系统)、调度分机(分系统)、调度所通话选叫设备(调度台>、传输通道组成。
一般地，调度总机(主系统)设置在各铁路局或大站，是系统的调度指挥中心；分机(分系统)设置在铁路沿线各车站，供车站值班员使用。通话选叫设备放置在调度所内，主要为调度员提供一个适合工作环境、符合人机工程学原理的操作平台。调度总机通常设置在调度所附近的调度机械室内。
由于调度总机与分机之间、调度分机与分机之间的物理距离较远，所以需要通过传输系统实现通信业务，可用实回线、电缆、光缆作为传输通道。
（一）铁路调度通信的特殊性
铁路调度通信的特殊性主要体现在：
1.通信方式;总机到分机为指令型，分机到总机为请示汇报型
总机(调度员)对各车站分机(值班员)的通话有主控权，根据工作需要，总机能单呼、组呼、全呼该调度区段内的分机，可随时与分机通话、下达调度命令、收点、询问列车运行情况等。分机呼叫总机按热线方式。而各车站分机之间不经调度员同意不允许互相通话，亦不允许监听调度区段内的通信。
2.操作方式：双向呼叫一键到位
调度指挥要求时实性高，操作简单，只需按键，呼叫自动实现，无须拨号过程。
3.区段调度通信网络结构:点对多点，网内设备复杂
区段调度电话完成的是调度所调度员仁总机)与其所管辖的调度区段仁沿铁路沿线)内各车站值班员之间的通信，属于集中式多点专用系统，通常需要在一个车站上下几条话路，且区段内各种调度设备和种类繁杂多样。
（二）铁路调度系统功能需求分析
铁路调度通信由于其功能的专业性和应用的特殊性，决定了其应具备以下基本功能：
1.铁路调度指挥功能
铁路调度指挥功能是调度通信设备最重要的功能，且具有与其他通信设备不同的重要特点。调度员具有主控权，与值班员之间可以实现优先通话和无阻塞通话。调度员利用按键或摘机，直接呼叫或应答某个被调度用户，也可同时呼出或应答一组或全部被叫调度用户，实施调度分接或并接功能。调度员可进行中继调度、中继汇接、限制出中继等有关调度通信事项，还可直接利用中继与上级调度通信连接，构成树型调度指挥网。
2.自动交换功能
调度员与值班员员间、值班员间、调度用户与中继间可直接拨号。需要说明
的是，调度通信的自动交换功能属于辅助功能，对新业务的增设要依据用户的要求设定，必要时，可限制拨外线和长途电话。
3.中继组网功能
调度系统设有标准的2Mbit/s接口，可与其他数字传输系统配合，组成数字调度系统网络。调度系统具有数字、模拟兼容组网能力，配备环路、数字、磁石等各种中继接口，整合现场各种现有设备，满足专用通信网各种业务传输的需要。调度系统设备可多台互连，组成自动数字调度网，或与其他调度设备配合，实现多级调度。
4.其他功能
通过键盘、鼠标、触摸屏的配置，为调度用户提供友好界面，实现远端实时视频监测，通信状态显示直观，操作简单方便；数据传输功能；电话会议功能等。
三、调度系统硬件组成特点
（一）开放平台上的模块化设计
系统基于全数字程控交换技术，采用开放平台上的模块化设计思想，其软硬件均采用模块化结构，几用户可以根据需要选择不同的软硬件模块，构成自己的应用系统。机架采用国家标准尺寸的积木式结构，根据不同容量的需求，进行灵活配置，任意叠加。主要模块有：主处理机模块、时钟模块、普通用户模块(Z)，2M数字中继模块、调度台2B+D)接口模块、双音多频仁DTMF)模块、会议模块、环路中继模块、模拟电路模块及各种数据接口模块、无线适配口仁RI)等。除主处理机模块、时钟模块、电源模块外，其余模块主要完成对外接口及对内通信功能。各模块均有自己的CPU单元，模块间做到相互独立，其中主处理机及时钟模块可1:I冗余配置。为完成调度通信、数据传输及不同组网要求，主处理机的数字交换网((D SN)的PCM母线分别直接和用户电路、2B+D电路、2M数字中继电路、信号收发电路等连接以实现话音、数据处理和处理机间通信。
（二）具有多种中继方式便于组网
系统配备数字中继模块和环路中继模块，通过数字中继与长途通信系统组网.数字中继上传送的信令既可以是中国一号信令，也可以是七号信令。系统通过环路中继与公用电话交换网连接，完成调度用户与公用电话交换用户之间的通信，通过环路中继还可与其他调度系统相连接，完成通信功能。系统终端接口方式还有磁石用户线接口、模拟用户线接口、ISDN接口等。
（三）分级控制提高系统可用性
调度总机的控制方式采用主处理机和功能模块处理机两级方式控制，每块功能电路板上的微处理器都具有智能处理功能，负责本模块的一些基本操作并通过异步串行通信总线与主CPU通信。采用多处理机可以提高系统的处理能力，提高可靠性与可用性，改进实时响应速度和方便地进行扩容。
（四）信号方式灵活
使用的信令方式有用户信令和局间信令两种。用户信令有模拟用户信令和数字用户信令，模拟用户信令用于普通电话终端与交换机之间的协议;数字用户信令在ISDN的用户终端与网络接口间使用的协议，通过ISDN的基本数率接口或基群数率接口的D通道进行信令的双向传送，局间信令具有中国一号信令和七号
信令功能。
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【关键词】光纤通信技术 铁路通信 应用技术
从光纤通信问世到现在，光传输的速率以指数增长，光纤通信技术得到了长足的进步， 应用范围也不断扩大。随着铁路通信朝着数字化、综合化、宽带化、智能化方向发展，光纤通信技术已经大量应用于铁路通信系统中，显著地提高了铁路通信能力，极大地促进了铁路通信系统的完善和发展。
一、光纤通信概述
光纤通信是以很高频率（大约1014Hz）的光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信。1966年7月，美籍华人高锟博士《用于光频的光纤表面波导》，分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性，预见了低损耗的光纤能够用于通信，敲开了光纤通信的大门。1970年，美国康宁公司根据高锟论文的设想首次研制成功当时世界上第一根超低损耗光纤（衰减系数约为20dB/km），光纤通信时代由此开始。由于光纤通信具有损耗低、传输频带宽、容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点，备受业内人士青睐，发展非常迅速。光纤通信系统的传输容量从1980年到2000年增加了近一万倍，传输速度在过去的10年中大约提高了100倍。目前，光纤通信技术已有了长足的发展，新技术也不断涌现，进而大幅度提高了通信能力，并不断扩大了光纤通信的应用范围。
二、光纤通信技术现状
（一）波分复用技术
波分复用技术可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源，根据每一信道光波的频率（或波长）不同，将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波，在发送端采用波分复用器（合波器），将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端，再由一波分复用器（分波器）将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立（不考虑光纤非线性时），从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。
（二）光纤接入技术
光纤接入网是信息高速公路的“最后一公里”。实现信息传输的高速化，满足大众的需求，不仅要有宽带的主干传输网络，用户接入部分更是关键，光纤接入网是高速信息流进千家万户的关键技术。在光纤宽带接入中，由于光纤到达位置的不同，有FTTB、FTTC、FTTCab和FTTH等不同的应用，统称FTTx。FTTH（光纤到户）是光纤宽带接入的最终方式，它提供全光的接入，因此，可以充分利用光纤的宽带特性，为用户提供所需要的不受限制的带宽，充分满足宽带接入的需求。
三、光纤通信技术发展趋势
（一）超高速、超大容量和超长距离传输
超大容量、超长距离传输的波分复用技术极大地提高了光纤传输系统的传输容量，在未来跨海光传输系统中有广阔的应用前景。近年来波分复用系统发展迅猛，目前1.6Tbit/的 WDM 系统已经大量商用，同时全光传输距离也在大幅扩展。提高传输容量的另一种途径是采用光时分复用（OTDM）技术，与WDM通过增加单根光纤中传输的信道数来提高其传输容量不同，OTDM技术是通过提高单信道速率来提高传输容量，其实现的单信道最高速率达640Gbit/s。仅靠OTDM和WDM 来提高光通信系统的容量毕竟有限，可以把多个OTDM信号进行波分复用，从而大幅提高传输容量。偏振复用（PDM）技术可以明显减弱相邻信道的相互作用。由于归零（RZ）编码信号在超高速通信系统中占空较小，降低了对色散管理分布的要求，且RZ编码方式对光纤的非线性和偏振模色散（PMD）的适应能力较强，因此现在的超大容量WDM/OTDM通信系统基本上都采用RZ编码传输方式。WDM/OTDM混合传输系统需要解决的关键技术基本上都包括在OTDM和 WDM通信系统的关键技术中。
（二）光孤子通信
光孤子是一种特殊的ps数量级的超短光脉冲，由于它在光纤的反常色散区，群速度色散和非线性效应相互平衡，因而经过光纤长距离传输后，波形和速度都保持不变。光孤子通信就是利用光孤子作为载体实现长距离无畸变的通信，在零误码的情况下信息传递可达万里之遥。光孤子技术未来的前景是：在传输速度方面采用超长距离的高速通信，时域和频域的超短脉冲控制技术以及超短脉冲的产生和应用技术使现行速率10～20Gbit/s提高到100Gbit/s以上；在增大传输距离方面采用重定时、整形、再生技术和减少ASE，光学滤波使传输距离提高到100000km 以上；在高性能EDFA方面是获得低噪声高输出EDFA。
（三）全光网络
[关键词]配电自动化 铁路 供电系统 实践应用
中图分类号：X816 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）04-0236-02
全国高速铁路建设全面铺开，铁路供电设备不断更新，随着科学技术的进步，自动化与网络技术促使铁路供电系统更加的完善，在保证工作效率和供电质量的前提下不断降低生产成本，增加各项功能和提高工作效率。我国部分大型供电企业已经实施应用配电网络自动化系统，以下主要阐述铁路供电系统的特点，配电自动化的方式和实际应用。
一、 铁路供电系统的特点
铁路供电系统的改进和完善显然相对于其他供电系统有着更为严格的要求，为了保证列车在运行过程中不间断供电的可靠要求，其结构和功能发生变动，主要体现在三个方面。
1 低电压
我国铁路工程一直受到国家的重视，为了保证铁路列车的正常运转，建立专项铁路供电系统，直接为铁路工程服务，因此该供电系统针对铁路的供电需求具有很强的针对性，哈尔滨铁路局牡丹江―绥芬河电气化铁路2015年即将投入使用。根据调查可知，铁路工程一般使用无人值守箱式配电所，例如10KV配电所，当然也有少部分的高压配电所，例如66KV变电所。由于供电对象的针对化和配电要求的单一化决定该供电系统结构的简单化，有利于制定供电系统的标准化和自动化程序的设置。
2 接线形式简单
铁路供电系统的接线形式根据配电所单一的特性也较为简单，沿着铁路的走向成简单网状结构，将配电所、变电站和中转站基本均匀分配，并将其相互连接。其连接的形式也并不复杂，主要成两种形式，一种是自闭线，该连接方式主要为闭塞信息区间提供电源；另一种是贯通线，该连接方式主要是相邻区间、部门和其它配电设施的连接。在供电系统中这两类连接方式仅仅属于一、二、三级负荷，在实际连接中为了实现铁路供电系统不间断的供电需求，根据世界情况两种接法经常被采用。相对于其他领域的供电系统，该接线形式十分简单，从而降低配电系统的总成本，提高供电的可靠性。其接线形式如图1所示。
3 不间断、高稳定和安全的供电要求
铁路工程的特殊性决定该供电系统需要满足不间断、高稳定和安全的供电要求，相对的电压、配电所和接线形式就没有更高的要求，起重点放在供电的稳定性和安全性方面。从理论角度分析，其供电系统中断的时间不能超过150ms，会造成电区间的信息中断，发出警告信号，很大程度降低铁路运转的安全系数，因此铁路供电系统的自动化形式更为重要，降低信息中断的概率，从而增加供电系统的稳定性和安全性，并保证铁路的正常运输。
二、 配电自动化的方式
1 分布式
分布式控制是指利用自动化技术和网络技术设计铁路供电系统各个分站之间的相互配合，共同组建铁路供电系统的控制中心，其终端具有自主排除故障和隔离的功能，相互之间是独立的个体，但是又受到终端的控制，该控制方式当分站过多时其配合度和工作效率必然会有所影响；该方式的分段器有电压时间型和电流计数型两种，都具有重合功能，但是存在故障处理效率低，需要改变变电站的出线保护定值和重合闸的方式和各个分站配合度的问题，因此该控制方式不适于用在对于供电可靠性较高的场所。分布式配电网自动化系统如图2所示。
2 集中式
集中式控制是指配电终端FTU采集子站故障信息上传到配电主站进行分析，从而制定故障隔离和处理的方案，并由终端进行处理。一般经过配电终端、子站和主站三个层面，配电终端负责故障分析和相关数据信息上传；配电子站负责该区域内的故障处理和控制；配电主站负责铁路供电系统的管理和优化。主站是集中式的核心部位，该层面负责故障处理系统的不断优化，从而提升故障处理的能力和效率。
集中式相对于分布式的效率高、稳定性高，并且高级程序的设置可以实现多重或复杂的故障的处理，相对应的集中式控制方式对于通信技术和网络技术有着很高的要求，需要高配置的主站系统来支持更为复杂的故障分析和处理能力，在铁路供电系统中是以水电段为核心进行运转的固定系统，为了降低系统建立的成本，可以降低供电系统中子系统的配置，将重点放在主站的建立方面，增加主站对于全网配电自动化的控制能力。从经济的角度和铁路供电系统结构的简单化考虑，建立基本的集中式控制体系，从而实现铁路配电系统的自动化。集中式供配电方式的网络通信结构如图3所示：
三、配电自动化的实践应用
1 系统设计与构成
配电自动化系统的而建立分为硬件系统和软件系统。硬件系统包括服务器、移动工作站、打印机、调度员工作站、网关工作站、前置机、通讯柜组成，为了保证铁路供电系统的稳定性和安全性我们在建站期间对服务器设置第二台机器作为备用机；若是由于经济的限制可以选择将服务器和调度员工作站共用一台机器。软件系统包括CSDA2000配电自动化系统，从而实现FA功能，建立高级应用软件PAS，PAS模块由实现运行监控、安全性和经济性分析等功能。根据铁路供电系统低电压、接线形式简单和稳定、安全高标准的特点，建立网络拓扑、故障分析和检测、隔离与处理等功能的模块，实现自动一体化；智能控制器CSF100和开关相结合实现故障信息采集、上传下达、开关在线监控等功能，从而实现配电自动化。配电网自动化系统硬件设计结构如图4所示：
2 通信系统设计
铁路供电系统的通信设备较为简陋，一般使用铁路系统公共通信设备，因此很容易受到客观因素的制约，经常由于通讯效率的低下，导致故障处理时间的延误，降低铁路供电系统的工作效率，因此需要完善改进铁路供电系统的通信渠道，同时设计其他备用的通讯渠道，例如建立通讯效率高、可靠性高、扩展性能强的先进通信光缆光缆通信渠道。
通讯渠道需在智能一体化的前提下改进，为了保证铁路供电系统故障等信息上传下达，增加通讯处理机CSF200设备，实现CDT规约与正C870-5-101之间的转换和通信专用渠道，从而提升铁路供电系统信息的传输能力，满足配电自动化系统的通信需求。
3 故障试验设计
为了保证配电自动化的各项功能在铁路供电系统的实现，设计故障实验，正常的主要流程为：供电系统发生故障，贯通线路保护速断动作，重合失败，保护故障信息向上传输到达主站，启动故障处理模块对故障信息进行分析、隔离和处理，保证整个流程在三个小时内完成。其故障隔离设计实验如图5所示：
4 绿色环保的设计
铁路供电系统尽可能选择少油或无油的设备，及时不可避免使用污染源油也要建立挡油池和储油池，降低污染源的排放；配电所的选址尽可能远离居民区，减轻污染物货物电磁对人类的危害；建立之初应选有带有底板、横卧板混凝土直埋式基础，增加支柱的强度，降低其变形带来的铁路供电系统的故障概率等。
结束语
综上所述，铁路供电系统的自动化系统仍然存在很多不足的地方需要不断改进和完善。该系统的配电自动化可以借鉴我国电力和水力自动化系统的发展经验和相关技术应用，增加系统的一体化和智能化，并结合铁路供电系统的特点提升铁路供电系统的运行、故障处理能力、保护环境能力和综合管理水平。在实践中不断发现问题和解决问题，促进我国铁路供电系统的配电自动化。
参考文献
[1] 周奉聚.浅析铁路供电系统工程中配电自动化应用分析[J].机电信息.2011（12）.
[2] 李振斌.浅析铁路配电自动化系统[J].机电信息.2013（3）.
【Abstract】In order to prevent the events of oversized vehicles frequently hit the protective frame ， and to better protect the safety of train operation， the paper makes research on the railway bridge protection frame intelligent alarm system， it make us obtained the information when the door frame is hit in the first time， and timely recovery and enhance the protection strength， for reference.
【关键词】铁路桥涵防护架；智能报警；恢复
【Keywords】railway bridge and culver protective frame； intelligent alarm； recovery
【中图分类号】U448.1；TP274 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0135-02
1引言
近年来，由于地方经济的快速发展，铁路桥涵下通行的车流量急剧增加，为了避免车辆撞击铁路桥涵事件的发生，铁路部门在桥涵两端安设了限高（宽）防护架。但是经常发生超限车辆频繁撞击防护架的事件，威胁到铁路桥涵的安全，给铁路行车带来安全隐患。
截至2016年年末，大秦铁路股份有限公司原平工务段管内共计安设有防护架292座，全年累计发生撞击320余次，其中经常受超限车辆撞击的有22座。随着智能报警技术的发展，研发出一套适用于铁路桥涵防护架的智能报警系统有着重要的意义。
2 系统结构及工作原理
铁路桥涵防护架智能报警系统主要由位移探测器、GSM太阳能通信检测报警器和监控设备三部分组成。当防护架被撞发生振动、位移甚至折断时，位移探测器立即将探测到的报警信号传输到监控设备，监控设备将进行现场抓拍，然后将拍摄信息传输到GSM太阳能通信检测报警器，报警器立即发出警报，同时启动内置GSM系统通过短（彩）信息传输方式将报警信息传送到指定的手机号码。
2.1 位移探测器
采用位移及振动传感，内置CPU对信号进行智能分析，有效监测防护架上部件的位移和激烈振动，只要防护架上部件被破坏（位移、拆卸或撞断），监测器就能马上发出报警信号。
2.2 GSM太阳能通信检测报警器
①供电电压：配置高效太阳能电池板，DC 3.6V/4500mAh高容量镍氢可充电电池，外加5.3V/2W高效太阳能电池板智能充电，采用智能省电技术自动充放电控制，提供报警器直流3.6V安全工作电压。
②工作条件：为满足温度-40℃-70℃、湿度≤95%、防雨防晒抗老化、全天候工作等户外需求，设计具有防破坏、防水、防暴晒、防雷、防高低温等功能。无须外供电抵御连续阴雨天气可达40天以上。
③传输与报警：通过GSM无线网传递监测报警信息，并配置防拆式警报器。
2.3 监控设备
监控设备安设于防护架两侧隐蔽处所，能够实现对防护架的多角度、全天候拍摄。
3 功能及性能特点
①实时短（彩）信报警：当有撞击发生时，监测系统可以在最短时间内把报警信息及撞击时间通过短（彩）信发送给指定接收人员，提高了反应速度。②设备短信：每天8：00准时向设备管理人员发送设备状态短信，使设备管理人员及时掌握设备的运行状况。③警示灯光：夜幕来临时，自动打开防护架上的警示灯，对过往车辆起到警示作用。④系统功耗低：系统全部采用低功耗元件，且具有能耗管理功能，对功耗相对比较大的监控设备采取信号式开启的办法来降低系统功耗。⑤可靠性高：采用数字滤波技术，表面贴装元件技术、数据智能处理、抗干扰设计等措施，大大提高了系统的可靠性。⑥监测效率高：监测过程完全自动化，无须人工干预。软件编程合理，数据运算效率高，使系统的整体效率大大提高。⑦实用性强：结构简单，安装方便，实现了全天候实时监测。
4 技术创新及特点
4.1 高效节能
系统采用太阳能电池供电，具有如下优点：①安全可靠，无噪音，无污染。②能量随处可得，维护简便，使用寿命长。③无人值守，无须架设输电线路。④系统专门设计了电源管理电路，白天太阳能边给系统供电，边给电池充电；晚上电池给系统供电，提高了太阳能的利用率。⑤系统大量应用CMOS微功耗元件，降低了系统的功耗。⑥系统具有能耗管理功能，手机模块的功耗相对较大，于是采取了在需要时才打开手机模块的办法来降低系统功耗[1]。
4.2 数据处理的高度智能化
传感器采集的数据采用算术平均法进行滤波处理后，通过控制短信发送给设备，确保了系统不误报、漏报信息。
5 现场应用
5.1 选定安装地点
通过查询2016年度桥涵防护架被撞整修记录，筛选出车流量大、撞击频率高的韩原线172.027km、172.050km两座框构桥作为安装地点。韩原线172.027km、172.050km两座框构桥桥下公路为原平市平安东街，此处为大型货车进出原平高速公路、108国道和大运路的必经之地。防护架一旦发生被撞，整体防护强度急剧下降，极易诱发次生灾害，后果不堪设想。
5.2 安装报警装置并监测数据
5.2.1 传感设备
选择将位移探测器放置在防护架圆管横梁中部内侧，既便于实时监测防护架撞击情况，又保护设备自身安全。
5.2.2 预设手机号码
将工区工长、车间维修主管、科室维修主管、段主管领导预设为特定的报警号码。
5.2.3 报警设备
选择将GSM太阳能通信检测报警器安装在防护架立柱内侧，既便于收集太阳光能，又利于设备自身安全。
5.2.4 监控设备
选择将监控探头安装在防护架两侧隐蔽位置，防止遭到人为的恶意破坏，同时达到监控整体的目的，为事后查找肇事车辆提供了依据。
5.2.5 监测数据
当桥涵防护架遇有碰撞时，位移探测器监测到限高架上部件的位移或激烈振动达到门限值，立即将报警信号传输到监控设备，监控设备将进行现场抓拍，然后将拍摄信息传输到GSM太阳能通信检测报警器，报警器将立即发出警报，同时把报警信息及撞击时间通过短（彩）信发至预设报警号码。主管职能人员接警后，通过查看短（彩）信信息，判断防护架的被撞强度，并及时出警，对损坏的防护架进行整修，确保铁路桥涵和行人车辆安全。
5.3 后期检测与养护
定期对报警装置及电池进行检测与保养，确保设备正常运行。
6 结语
铁路桥涵防护架智能报警系统的研发，综合了现场使用环境、监测精度和装置稳定性等多方面因素，实现了全天候24小时对防护架的智能监控，具有良好的推广使用价值。后期在应用成熟后，还可研究增加远程APP软件监控、操作功能，实现对每处报警装置信息的时时收集与掌握。
[关键词]铁路应用；物联网；人才培养模式
中图分类号：G250.72 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）46-0072-01
2010年初，教育部下达了高校设置物联网专业的申报通知。在学校、学院领导的高度重视和精心组织下，充分发挥我校信息、通信、电子、运输等多学科的传统优势和较强积累，我校成功申报并获批了物联网工程专业，成为当前甘肃省拥有物联网工程专业的唯一高校。本专业既是战略性新兴产业专业，又是国家战略需求与甘肃省区域经济社会发展所需紧缺人才专业。目前，物联网工程专业已招生3届，专业、学科建设取得了一定成果。
物联网不同于其它专业，是现有信息技术综合集成化的产物，它的呈现形式是“一个实际落地的应用系统”，要切实地面向应用。而从我校的建设历程和历史传承来看，与我国铁路建设事业的发展密切，每年铁路部门对人才的需求是我校各专业学
生就业的有力保障。因此，本文从探讨物联网工程专业发展方向及人才培养需求出发，着力开展了面向铁路应用的物联网工程专业人才培养模式研究。
1 物联网工程专业人才培养目标
2010年8月21日，在教育部高等学校计算机科学与技术专业教指导委召开的“物联网工程专业建设研讨会”上，与会代表一致认为，“物联网工程专业”是面向国家战略性新兴产业发展的需要设置的，要在国家发展战略的视野上看该专业的建设问题。目前，将人才培养定位于“建设物联网系统所需要的专业人员”符合国家建设的需要，体现了相关技术发展的状况，是准确的。同时，该专业的建设是信息技术与社会需求发展的必然。但作为新专业，必然会在专业建设上遇到前所未有的困难。各专业点在专业建设过程中要时刻想到社会、学生、专业及其发展的需求，要充分考虑“专业新、对应产业链长、相关技术门类差异大”的特点，深入研究，准确定位；跳出课程的框框，规划建设好课程；按照毕业生将面对的问题空间，推进能力导向的教育；落实“培养建设物联网系统所需要的专业人员”的总目标，加强实践教学，强化学生理论结合实际能力的培养。各个专业点要开展研究和实践，科学办学，办出特色，确保专业办学质量。为奠定该专业发展的基础，大家要不断探索，不断总结提高，积极开展相关优质教学资源的建设。
2 铁路应用背景下的物联网专业建设
2.1 研究内容
（1）基本能力培养与我校专业办学特色的关系。
任何一所大学的学科建设、教育发展，都有它的历史和发展过程，都有强势学科、优秀的课程教学资源以及与其培养目标相适应的实验环境、师资条件，教学资源建设与积累的基础，都必然有自己有别于其他大学的教学特色。在物联网工程专业建设中，应该充分利用和发挥各个大学的优势，扬长避短，在满足基本与共性要求的基础上，形成不同学校在物联网工程专业建设中的特色。从我校的建设历程和历史传承来看，与我国铁路建设事业的发展密切，每年铁路部门对人才的需求是我校各专业学生就业的有力保障。因此，有必要研究如何将对物联网工程专业学生的基本能力培养与我校专业办学特色紧密结合。
（2）物联网工程专业理论教学与能力培养的关系。
物联网技术属于“集成创新型”技术，因此物联网工程专业的人才应该属于“工程应用型”人才。未来的用人单位考核一个物联网工程专业毕业生时，一方面会重视毕业生在物联网技术方面的专业基础，更重要的是看他是否能够具有胜任物联网一个特定应用领域实际工作的能力。“工程应用型”人才培养，一定要从培养目标定位与课程体系的设计开始就重视培养适合学校教学与科研基础、特色性的能力，处理好理论教学与能力培养之间的关系，以增强毕业生今后的就业竞争优势。
（3）以铁路行业应用为抓手，进行物联网专业人才培养模式的改革。
物联网的兴起与发展将对我国铁路运输领域带来深远的影响。我国铁路系统近几年来取得了显著成绩，高速铁路发展成就尤为突出，为了适应这种发展，实现铁路的智能化、信息化迫在眉睫。随着科技的进步、信息化的发展，铁路通信信息正朝着数据化、可移动性以及宽带化发展，如铁路客票系统、铁路车号采集系统等，物联网技术在其中已经起到了巨大的作用。而减少铁路故障、保障安全行驶等也是铁路建设的首要任务之一。铁路系统的设计、施工、管理必须要与时俱进，建立更加高效的管理体系。结合物联网技术的应用，将会使铁路更好地发挥其功能，从而推动铁路的高速发展。根据这些需求，结合物联网专业基本培养需求，研究有针对性、有依托性的人才培养工作。
（4）厘清专业内涵与人才培养定位。
人才培养与专业建设紧密相联，当前急需理清的是物联网新专业建设面向铁路应用时，需要多少知识点，由这些知识点组成的知识体系构造出课程体系，再由新课程体系构造出教材体系，再根据新教材体系编制教材投入使用，并结合工程实践加以深化。
2.2 研究方案
（1）明确面向铁路应用的物联网工程专业的人才培养定位。
通过培养需求的深入调研以及跟踪铁路、轨道交通通信领域发展趋势，邀请行业权威和用人部门共同对本专业知识、能力和素质结构的进一步优化进行研究；建立行业部门、用人单位共同参与制定培养方案的合作机制，明确专业发展方向与人才培养定位。
（2）为所设置课程建立面向铁路应用的主线。
在基本能力培养基础上，课程内容强调物联网技术在铁路信息化领域的成熟应用，如安全视频监控、物联网技术在货运、施工安全中的应用等。同时，引导学生进行创新拓展，对物联网技术在铁路的可能应用做出设计，使得学生真正具有胜任物联网一个特定应用领域实际工作的能力。
（3）以铁路实际应用为导向，更新教学内容。
根据铁路信息化发展现状和趋势，以应用为主线，讲述物联网应用技术，从物联网体系结构入手，对应感知、传输、应用三个层次，着重讲述铁路专用通信系统、调度通信、列车控制信息传输、旅客信息传输通道、面向物联网的铁路货运信息传输等。
（4）转变培养思路
铁路最需要的是从事维护、应用的人才，应从这个方面入手，开展教学工作，改变以往基于“万能”教育的培养模式。这种培养，要在认知实习、课堂教学、实验教学、生产实习各个阶段反复强调并贯彻。
物联网技术属于“集成创新型”技术，因此物联网工程专业的人才应该属于“工程应用型”人才。通过探索“工程应用型”人才培养目标与课程体系的关系、重视培养适合学校教学与科研基础、特色鲜明的专业人才，便可增强本专业毕业生的就业竞争优势。
同时，论文所探索的基于学校优势特色、确立新专业建设人才培养模式的研究思路，对其他新专业建设也有一定的启发、借鉴价值。
参考文献
[1] 熊曙光，王涛.物联网工程专业人才培养模式与课程体系研究.科教文汇[J]，2012，31：45-46.
[2] 钟章队，谢健骊，李翠然.铁路物联网[M]，中国铁道出版社，2014年8月.
[3] 谢健骊，李翠然，杜丽霞.铁路专用通信课程内容与人才培养模式的探索.中国科技博览[J]，2011，19：223.
【关键词】铁路信号设备系统；冗余技术；应用
随着我国高速铁路运输业的迅速发展，双机热备机构的信号设备在铁路信号系统中得到了广泛的应用，并以其较高的安全性以及智能性对每个单机进行主动的故障诊断，有效提高了铁路信号设备系统运行的稳定性和可靠性；因此，为保障我国铁路高速运行的安全性，必须加强对铁路信号设备系统新科技的研究和开发，重视冗余技术在其中的运行，以便于全面提高铁路信号设备系统的技术装备水平。
1 基于冗余技术的铁路信号设备系统概述
1.1 铁路信号设备系统的主要构成
基于冗余技术的铁路信号设备系统主要可以分为四个构成部分，具体表现如下：
（1）用户层设备
用户层设备主要设置在调度所，而其中的用户主要是指工作于调度所的相关调度人员，主要设备主要包括铁路信号设备系统服务器以及相关的用户终端设备。为确保铁路运行调度的准确性和可靠性，铁路调度所的每个调度台都会设置独立的终端设备，以便于全面掌握本调度台以及相邻调度台的行车信息，一旦列车在运行期间发生任何异常情况，都可通过视频报警等方式及时显现在调度台的终端设备上。
（2）区域处理层
该系统层主要设置在维修段，主要作用是接收由特定管辖区域监控处理层发送过来的相关信息数据，并利用计算机技术、数字化技术等相关技术对所接收的信息进行整理、分析等相关的处理工作，之后在信息数据处理结果的基础上得到相应的预警或者是报警信息，及时上传至用户层，以便于相关调动人员都及时发现和处理列车运行过程中存在的异常情况，保障列车运行的安全性和稳定性。
（3）监控处理层
该系统层的主要作用利用相关监测设备对所处辖区内的相关数据信息进行全过程、全方位的监测，并采集相关的样本数据，进行初步的处理和保存，之后在通过通信网络向所在辖区内的处理层进行数据传输，为其提供用于整理、分析的样本数据。
（4）现场采集层
该系统层是铁路信号设备系统的基层，其主要作用是对铁路运行轨旁的相关设施设备进行数据采集，如对列车运行两侧的风向和风速数据信息进行采集、监测坠落物等，所涉及到的采集内容具有多样性以及分散性两方面的特点。
1.2 铁路信号设备系统相关要求
铁路信号设备系统是高速类车实现运行稳定性和可靠性的关键性技术。因此，在铁路信号设备系统设计的过程中，其结构应满足以下三方面的要求：一是，系统结构的高可靠性，以便于在确保列车顺利运行的同时，保障列车运行的高效率性和安全性；二是，系统结构设计的模块化和集成化，以便于将铁路系统众多的子系统以及设备分布有效集合在一起；三是结构设计人机界面的简洁化，以便于调度员操作，在最短时间内获取最全面、最精确的列车运行信息。
1.3 基于冗余技术的铁路信号双机热备系统构成
铁路信号双机热备系统是在冗余技术及传统铁路信号设备系统的基础上构成的，是对传统铁路信号设备的优化和相关技术的革新，主要包含以下方面：一是，ARM微处理器，其能实现对铁路运行数据信息采集的连续性和实时性，以便于更好的通过GPRS实现对列车运行的远程通信控制，不仅具有低能耗的特点，亦具有较高的性能，能满足现代高速列车运行对安全性和稳定性的较高要求；二是，现场总线，主要作用的是实现对机器控制以及厂内测量间数字通信的高性能化、高可靠性，并以简洁化的结构设计有效提高了配线的利用率，对环境具有较强的适应能力，并保障系统通信的全面数字化、智能化，有效提高了高速列车运行的稳定性和可靠性。
2 冗余技术在铁路信号设备中的具体应用
冗余技术在铁路信号设备中的具体应用主要体现在双机热备系统的硬件设计和软件设计两个方面，具体表现如下：
2.1 冗余技术在铁路信号双机热备系统硬件设计中的应用
（1）冗余技术在双机热备系统中以太网硬件设计中的应用
就目前我国铁路信号设备系统构成来讲，一般主要是通过RTL8019AS网络芯片对系统中的以太网进行控制，保障其各项作用的正常发挥，具有较好的兼容性以及多种模式的自动检测功能，如PNP模式的自动检测以及BNC模式的自动检测等，且具有即插即用的特点，较为方便，并支持外接闪烁储存器的读写操作；此外，在利用冗余技术进行以太网硬件结构设计的过程中，同样也考虑到了保护网络接口方面的问题，并通过添加网络隔离变压器的方式来进一步提升冗余技术在以太网硬件结构设计中应用的稳定性和可靠性，有效保障了列车运行的安全性。
（2）冗余技术在双机热备系统中CAN总线硬件设计中的应用
双机热备系统中CAN总线硬件的结构设计主要包括两个接口：一是，CAN接线收发器，其主要功能是向CAN总线提供差动接收及发送能力；二是，CAN，总线控制器，其主要功能是实现总线和微处理器之间的通信。就我国铁路信号双机热备系统结构设计现状来看，其一般多选用MCP2510作为CAN总线的控制器，该类控制器以其较强的通用性和连接的方便性以及较好的信息管理及滤波作用在铁路信号双机热备系统中得到了广泛的应用，其结构主要由CAN协议引擎、SPI协议模块以及SRAM寄存器、控制逻辑几部分构成，主要工作流程如下：CAN总线在正常工作过程中，通过CAN协议发送和接收报文，并通过SPI接口操作实现对寄存器及缓冲器中的报文发送。在此过程中，一般需要对CAN总线中发送的报文进行全面的检测校验，并与总线硬件构成中的滤波器进行匹配实验，若成功匹配，则进行下一步的报文数据发送。事实证明，将MCP250和冗余技术应用到铁路信号设备中，有效提高了铁路系统运行的稳定性和灵活性。
2.2 冗余技术在铁路信号双机热备系统软件设计中的应用
冗余技术在铁路信号双机热备系统软件设计中的应用主要体现在CAN总线驱动程序的应用上，主要功能是实现CAN总线物理链路上报文的接收和发送。在利用SPI进行信号通信的过程中，主要是通过SCK引脚微处理器向总线中的控制器提供相应的时钟信号，并通过管理SCK时钟信号，用SO和SI来实现数据的传输和转移。
3 结语
综上所述可知，基于冗余技术的铁路信号双机热备系统对于提高铁路运行的稳定性和安全性具有重要的作用。因此，在铁路信号设备研究和新技术的应用过程中，要加强对冗余技术在铁路信号设备软件设计和硬件设计中的应用研究，以便于在保障高速列车运行高效性的同时，提高其运行的可靠性，促进我国铁路运输业的现代化、智能化以及数字化的发展。
【参考文献】
[1]周松邦.浅析冗余技术在铁路信号设备中的运用[J].技术与市场，2013，（05）.
