庚 旭

随着高速铁路开通线数的增多,人们在欢呼中国高速铁路带来的快捷的同时,对铁路运输安全和效率也提出了更高的要求。在铁路应急抢险系统中,应急通信系统尤显重要。

1 现有铁路线应急通信

我国铁路应急通信建设受铁路等级和地域条件等限制,发展较为缓慢。早期,铁路应急通信基本上依赖于沿线的区间通话柱,提供话音和静止图像通信业务,存在业务功能少、速度慢、语音和图像质量不够好、不及时等问题,严重影响应急抢险工作。

近年来陆续有新型的宽带铁路应急通信系统出现。有的应急通信设备依靠铁路沿线的区间通话柱,采用 xDSL接入技术,在铁路事故现场至铁路局指挥调度中心之间建立 2Mb/s带宽的透明传输通道,可以将事故现场的动态图像和语音、数据等信息快速传送到指挥调度中心,从而保证各级指挥人员能及时获取信息、作出决策,向现场抢险人员下达命令。

但是我国新建的高速铁路不再铺设区间电缆,而是采用 GSM-R网络,沿线设立 GSM-R基站,每个基站都由光传输设备提供传输通路。另外,我国的高速铁路大多都要穿过长大隧道,在长大隧道内,如何提供具备动图传输的宽带应急通信,这也是一个难题。

2 高速铁路长大隧道应急通信方案

高速铁路 GSM-R网络在隧道内有很好的信号覆盖,布放了基站、直放站、泄漏电缆等,一般隧道内直放站的布放间距为 1 km,每个直放站都有为其提供传输通道的光传输设备,一般都预留有2 Mb/s通道。应急通信系统可以利用 2 Mb/s通道来建立隧道内应急通信设备与应急指挥中心的对接。

对于隧道内 2个直放站之间的 1 km范围的覆盖,可以有 2种临时架设有线的方式。一种是架设传统的被覆线,另一种是架设轻便野战光缆。被覆线方式的线缆成本相对低廉,通信时线缆两端需要采用 xDSL调制解调设备,带宽一般限制在 2 Mb/s以内。野战光缆方式的线缆成本略高,通信时光缆两端使用光 Modem,自身一般不存在带宽瓶颈,现场与应急中心的通信带宽主要受制于光传输设备给应急通信预留的传输通道带宽。

以津秦线为例,全线计划建设 14座隧道,其中最长的葫芦山隧道长 3.8 km,采用野战光缆接入模式实现隧道应急通信,组网图如图 1所示。传输网络要求在每个基站/直放站预留 1个以上的2 Mb/s通道。当隧道内出现紧急情况时,救援人员可携带 1 km长的野战光缆从现场布放到最近的一个基站/直放站的光传输设备,接入预留的2 Mb/s接口,将现场的实时动图、语音、数据传到应急指挥中心。这样在应急指挥中心即可实时看到现场的图像,与现场同时进行多路语音通话,获取数据资料。

图 1 野战光缆接入模式实现隧道应急通信组网图

上述野战光缆方案既能用于长大隧道内的应急通信,也能应用于高铁沿线其他环境的应急通信。此外,高铁沿线隧道外的应急通信解决方案还包括 VSAT卫星方式、海事卫星方式、宽带无线方式等。

3 应急通信系统设备

3.1 抢险现场设备

抢险现场设备包括:现场影音采集设备、现场应急接入设备、现场无线设备等,平时一般放置于客运专线的综合维修工区、路局调度所内。现场应急接入设备采用宽带无线接入方式或野战光缆接入方式连接至 GSM-R基站侧机房内的数字配线架,再通过客运专线 MSTP多业务传输平台,将现场采集到的动态图像、语音、数据等信息送至指挥中心的应急局端设备。

3.2 车站/基站侧设备

根据抢险现场设备接入方式的不同,在车站/基站侧配置宽带无线接入或光纤接入设备,将来自现场的无线信号或者光信号转换为标准的E1、以太网电信号送至多业务传输平台。

3.3 应急中心设备

应急中心主设备由应急调度交换机、视频服务器、数字录音仪及网管服务器等组成。操作终端由应急指挥台、应急操作台、应急值班台、应急中心音视频终端和网管终端等组成,其组网结构如图 2所示。各种操作终端与应急中心主设备通过 IP方式相连,完成与突发事件现场、其他应急中心之间语音、图像和数据信息的实时交互、指挥调度功能;完成与自动电话网、调度通信网的语音通信功能;完成调看综合视频系统、静图系统的图像信息功能;完成在图像显示系统上调看实时应急现场图像功能;完成设备管理、资源调度等功能。

图 2 应急中心设备组网图

整套现场应急通信系统,集成度高、功耗低、体积小、重量轻,方便移动。中心应急通信系统集调度指挥、视频调看、综合网管、数字录音等各种功能于一体,配备指挥台、操作台、值班台、音视频终端、网管终端等终端设备,为不同业务部门提供完善的调度指挥、信息共享解决方案。同时前后端设备均完全符合国际标准的软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据管理系统等方面的接口和工具,使系统具有良好的兼容性和环境适应能力,既可以通过与铁路自动电话网和调度网能实现语音的互联互通,也可根据功能需要与同级其他应急中心、上级应急通信中心实现语音、图像、数据的互通,还可以根据铁路业务发展需要与铁路综合视频系统实现对接。

(责任编辑:诸 红)