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    摘要：鐵運公司礦區(qū)鐵路綜合信息系統(tǒng)項目于2008年3月正式投入運行。采用光纜連接各站、鐵路沿線及運行的機車利用無線mesh相互連接并和各站相連的方式，構成了一個覆蓋整個鐵路沿線及各站點的網(wǎng)絡平臺。通過分析公司綜合信息系統(tǒng)幾年來運行的實際使用情況，筆者對其原有的列調功能進行了優(yōu)化。優(yōu)化后的整個系統(tǒng)將為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、運輸?shù)然顒犹峁└咝У募夹g保障和經(jīng)濟性能，引導企業(yè)走向科技、創(chuàng)新、經(jīng)濟、高效的發(fā)展道路。

    關鍵詞：mesh網(wǎng)絡；優(yōu)化；鐵路；無線調度系統(tǒng)

    Abstract: The project for Railway Integrated Information System of mines put into operation formally in March, 2008.The system adopted fiber optical cables to connect each station, and made use of wireless mesh communication between the railway and running locomotives. In this way all the locomotives and stations were connected to each other, which formed a network platform which covers the whole railway line and stations. Through the analysis of company integrated information system for several years running the actual usage,    the original train dispatching function is optimized.   Optimization of the whole system   provides effective technical support for the enterprise production, operation, transportation and other activities, and promotes science and technology innovation of enterprises. 

    Key words: Mesh network; Optimization; Railway; Wireless dispatching system

    1　引言

    鐵運公司礦區(qū)鐵路綜合信息系統(tǒng)項目于2008年3月正式投入運行。采用光纜連接各站、鐵路沿線及運行的機車利用無線mesh相互連接并和各站相連的方式，構成了一個覆蓋整個鐵路沿線及各站點的網(wǎng)絡平臺。鐵路綜合信息系統(tǒng)是公司信息交換、保障安全、提高效率的核心設備之一，鐵路運輸行車管理信息系統(tǒng)，鐵路運輸貨運管理信息系統(tǒng)，鐵路無線調度通信系統(tǒng)（包括無線列車調度系統(tǒng)和平面無線調車系統(tǒng)）均運行于此平臺之上。由于系統(tǒng)明顯存在無線調度功能缺陷，道口與機車緊急聯(lián)控缺失，mesh網(wǎng)絡通信質量下降，甚至有地方出現(xiàn)通信盲區(qū)，系統(tǒng)可靠性不高等因素，通過改進和優(yōu)化mesh網(wǎng)絡，來解決系統(tǒng)的上述問題，為鐵路的生產(chǎn)、運輸、安全提供技術保障。

    2　系統(tǒng)現(xiàn)狀

    （1）系統(tǒng)核心功能之一的無線調度功能沒有使用起來

    綜合信息系統(tǒng)規(guī)劃設計時的一個主要功能就是要建立行車調度員、車站值班員、運行機車之間的“大三角”無線調度指揮系統(tǒng)，解決公司在用的國鐵已經(jīng)淘汰的車機聯(lián)控系統(tǒng)運行不可靠的問題，但由于機車無線調度終端存在幾個明顯缺陷：

    •  實時性差：需要有語音轉換為數(shù)據(jù)包的過程，延時較長；
    •  操作不方便：通話時需先撥號，不能單手操作，容易分散注意力；
    •  揚聲器音量小：即使使用免提方式，也不能在機車嘈雜的環(huán)境中聽清楚。

    雖然公司在技術規(guī)章上已明確規(guī)定該系統(tǒng)為行車聯(lián)系的主系統(tǒng)，但司機長期基本不用。隨著車機聯(lián)控設備不斷老化，且受環(huán)境變化制約，矛盾變得日益突出。

    （2）沒有道口與機車聯(lián)系通道，道口看守人員不能與司機緊急聯(lián)控

    公司鐵路沿線道口眾多，特別像章嶺、鴻春、曉莊等道口公路車流很大，屬事故多發(fā)地段，遇到緊急情況時，道口看守人員只能先通過有線電話聯(lián)系到調度或相鄰站點，再由調度或相鄰站點與機車列調IP電話取得聯(lián)系，不能及時通知運行中的機車，容易發(fā)生車輛相撞的惡性事故。

    （3）系統(tǒng)運行可靠性不高

    一方面，mesh無線網(wǎng)絡系統(tǒng)運行已達五年，由于種種原因，mesh節(jié)點間的無線連接質量有不同程度的下降，再加上線路上環(huán)境的變化，使現(xiàn)有的mesh網(wǎng)絡達不到無盲區(qū)覆蓋，需要增加mesh節(jié)點，提高現(xiàn)有mesh網(wǎng)絡的通信冗余量。另一方面，綜合信息系統(tǒng)機房的NGI服務器、control控制器均為單套設置，沒有備用，一旦出現(xiàn)故障就會造成整個系統(tǒng)癱瘓。

    3　系統(tǒng)改進以及優(yōu)化

    （1）對機車無線調度終端進行了改進優(yōu)化

    基于如何使司機愿意使用機車無線終端這個出發(fā)點，經(jīng)過多次對DF-8和DF-7機車內(nèi)設進行調研，并征求司機的意見，經(jīng)多次修改，設計出了如圖1所示的終端設備式樣，交付廠家進行生產(chǎn)。新的機車無線終端實現(xiàn)了一鍵廣播通話，便于司機操作使用，且揚聲器音量和靜噪可以隨時調節(jié)，可以適用不同司機和不同環(huán)境。

                    
                                      圖1 終端設備改進優(yōu)化

    （2）實現(xiàn)了有人道口值守人員與運行機車的實時語音通信

    為實現(xiàn)有人道口值守人員與運行機車之間的應急通信，我們對原有的IP電話系統(tǒng)進行了升級改造，采用了圖2的設計：

                      
                                           圖2 IP電話系統(tǒng)升級改造示意圖

    系統(tǒng)以 ZDS1000 為交換處理核心，采用無線 mesh 網(wǎng)絡為承載，在道口增加一臺ZTS100主機，通過 ZTS100 實現(xiàn)無線與有線之間的轉換，實現(xiàn)無線對講機、SIP 電話、以及無線對講終端（ZTG1001）之間的任意呼叫。

    ZDS1000 安裝在調度機房，并會配備有一部 SIP 話機，用于調度通信；在鐵運公司每輛機車上各自安裝一個 ZTG1001（東風為兩套）；在 6 個道口的配置了 ZTS100，并每個道口配有兩臺對講機。系統(tǒng)內(nèi)所有設備均通過 mesh 無線網(wǎng)絡連接到一起。當?shù)揽谛枰?lián)系機車終端時，可以通過對講機的 PTT 鍵一鍵對機車組（11 輛機車）發(fā)起廣播，所有機車組成員可以同時獲知道口當前狀態(tài)；機車終端 ZTS1001 也可以一鍵發(fā)起廣播到道口組；行調和車站值班員也可以隨時呼叫機車、道口；機房可以呼叫測試車站、機車、道口，并可以通過調度臺軟件觀察所有設備實時狀態(tài)。所有節(jié)點信息實現(xiàn)了及時化、準確化、網(wǎng)絡化和移動化；所有節(jié)點可以隨時了解其他節(jié)點信息，從而消除了不安全因素，提高了行車的安全。

    （3）對車機聯(lián)控信息進行儲存及調用分析在機房設置錄音服務器一臺，可以對所有的通話信息進行儲存，并且通過軟件進行方便的調用分析。對于規(guī)范車機聯(lián)控、事故應急處理的分析，事故責任的追查等提供了第一手數(shù)據(jù)。

    （4）對現(xiàn)有mesh網(wǎng)絡進行補強優(yōu)化，基本實現(xiàn)了鐵路沿線無盲區(qū)覆蓋

    要實現(xiàn)行車調度員、車站值班員與機車三方隨時可靠通信，特別是保證機車接近車站時的聯(lián)控，關鍵是要保證沿線mesh點與點之間都能聯(lián)系上，且信號衰減不能超過-90db。同時為了實現(xiàn)道口與機車的通信，道口必須加裝mesh節(jié)點。為此我們做了以下工作：

    •  對各站的接近區(qū)段及有人道口處線路信號質量不好的地方進行了實地信號測試，并制定了增加mesh節(jié)點和調整原有節(jié)點位置的優(yōu)化方案。主要包括古礦站、王臺站接近區(qū)段mesh加點優(yōu)化，集配站接近區(qū)段mesh移位優(yōu)化，有人道口無線mesh優(yōu)化三部分。共新增mesh點8個，包括兩個太陽能供電mesh點，改移位置1個。

    •  將原有的mesh網(wǎng)絡的NGI-SERVER和網(wǎng)絡控制器改為主備方式。NEG-SERVER和網(wǎng)絡控制器為mesh網(wǎng)的管理核心，一旦其出現(xiàn)故障，整個mesh網(wǎng)會無法聯(lián)絡，對其重新進行安裝設置比較復雜耗時，故障影響時間無法估算。一旦綜合信息網(wǎng)絡成為公司無線調度主用通信網(wǎng)絡后，這樣長的故障處理時間勢必無法接受。為此，安裝了兩個核心設備的備用系統(tǒng)，一旦主SERVER或網(wǎng)絡控制器出現(xiàn)故障，備用系統(tǒng)可以在幾分鐘之內(nèi)恢復網(wǎng)絡，基本不影響網(wǎng)絡的正常運行。

    4　結語

    通過分析公司綜合信息系統(tǒng)幾年來運行的實際使用情況，我們對其原有的列調功能進行了優(yōu)化，使其更符合現(xiàn)場的實際運用；增加了道口與機車之間的應急通信通道；對原有的網(wǎng)絡進行了補強優(yōu)化。這些必將大大提高行車組織的效率和機車運行的安全性。同時mesh網(wǎng)絡經(jīng)過加強后，形成的覆蓋全線的無線網(wǎng)絡，可以作為后續(xù)一些擴展項目的可靠運行平臺。優(yōu)化后的整個系統(tǒng)將為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、運輸?shù)然顒犹峁└咝У募夹g保障和經(jīng)濟性能，引導企業(yè)走向科技、創(chuàng)新、經(jīng)濟、高效的發(fā)展道路。

    參考文獻：
    [1] 陳志賢. 列車調度無線通信系統(tǒng)設計[J]. 微電子學與計算機, 2010, (4) .
    [2] 方旭明. 下一代無線因特網(wǎng)技術: 無線MESH網(wǎng)絡[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2006. 5.
    [3] 李萍. 鐵路列車調度指揮系統(tǒng)(TDCS)[M]. 北京: 中國鐵道出版社, 2006.

    作者簡介
    李擁軍（1970-），男，山西晉城人，電氣工程師，工學學士，1992年畢業(yè)于北方交通大學通信工程專業(yè)，現(xiàn)就職于晉城煤業(yè)集團鐵路運輸公司，主要從事通信信號專業(yè)的設備維修和設備升級等管理工作。