铁路信号和通信系统一体化设计研究

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摘 要 随着我国城市化发展越来越快，相应的各地之间的交流也越加频繁，这为我國铁路建设提出了更高需求。由于互联网的普及以及更多铁路新技术的研发，铁路信号系统开始向网络化和智能化的方向发展，通信技术越来越多地出现在铁路信号系统的运用中，这使得通信专业与信号专业的联系越来越紧密。因此传统的通信，信号两个专业分别独立进行设计的模式已经逐渐无法适应当今需求，因此急需寻找一种新型设计模式，铁路信号和通信系统一体化设计便应运而生了。
关键词 铁路信号；通信系统；一体化；设计
1 机房一体化
传统的机房布局是将通信与信号作为两个独立的机房进行配置，而一体化的布置原则是将通信与信号进行统一布置。目前我国铁路信号和通信系统一体化系统包括列车运行控制系统、计轴系统、微机检测系统等，这些系统的建立都需要使用大量的通信光缆来对信号和通信两个系统进行连接。所以机房一体化模式的应用，首先可以节省大量建筑资金的支出，传统模式下，设置通信和信号设备用房大约各需30㎡，而采用一体化的机房布置，只需将一个单独的机房增加10平方米便可满足建筑需求。再者信号与通信设备都以电子设备机柜的形式存在，所以要想对两个系统进行连接，就要使用大量的光电缆，一体化的机房设计可以在很大程度上缩短使用过电缆的长度，一方面可以降低光电缆的成本支出，另一方面光电缆长度的减少还可以降低其本身的故障发生率，从而可以有效提升设备的整体性能，降低了设备在投入使用过程中维护维修成本支出。最后由于信号设备采用了综合防雷系统，所以将通信与信号机房一体化建设，还可以在很大程度上增加通信设备的工作稳定性，降低外界因素对通信设备的影响，有效提升了通信设备的工作质量[1]。
2 电源一体化
电源一体化根据用电设备的不同等级来综合考虑。一般来说，通信和信号电子系统都配备着独立的电源系统。近年来出现的新型智能电源系统逐渐被信号系统所采用，该新型电源采用高频开关调控技术与直流总线技术，大大提高了信号设备电源的供电质量；与此同时信号电子系统的供电是依据一级负荷的供电设计，该设计有两条不同的电源路供电，其供电安全等级为最高安全等级；信号电子设备的智能电源系统被设计为单元模块，这为增加用电设备而需要的电源系统扩容提供了极其便利的条件。若是采用通信信号系统一体化的供电系统将而通信系统的电源纳入其中，只需要在原本的信号智能电源系统基础上添加一些输出模块便可满足通信与信号设备共同的用电需求。通常车站内的通信设备的备用电源型号较为单一。主要为48V的直流电源，若由信号智能供电系统提供这部分的电容量，则非常容易解决。从技术方面来看，采用通信信号一体化的电源供电系统完全可行。从投资方面来看，通常一套通信设备电源价格约10万元，引入电力系统需要投资约3万元；采用通信信号一体化，信号设备的供电系统不需要技术改进，仅增加一对2万元左右的电源模块即可另外给通信系统提供可靠的供电。
3 管理维护一体化
铁路通信系统主要任务是为铁路系统提供通信服务，同时也必须为信号控制信息的传输提供可靠的通信平台。因此，信号和通信设备的维护也应纳入统一管理。过去，通信和信号专业分别配置各自的维护管理定员，由于维护工作的需要，多数信号、通信的维护工作都需要2人以上才能完成。在实际工作中，往往在维护同一个车站的通信、信号设备时，信号专业必须派出至少2名信号维护人员，通信专业也必须派出2名通信维护人员，这样在设置定员时，通信、信号必须双倍配置，即两专业各自的维护至少需派遣4名人员。如果按通信、信号统筹管理的方案设计，则可设置通信、信号各1名。每次维护时派出2人，通信、信号各1人。在维护信号设备时，以信号人员为主，通信人员为辅；在维护通信设备时以通信人员为主、信号人员为辅。按照这个方式，不仅能减少维护人员的配置，还提高了维护小组的综合能力。由于信号系统的工作大量依托于通信系统的技术平台，有许多故障都是由于通信通道的问题造成，因此，由通信信号2个专业人员组成的综合维护小组更有利于故障的分析和及时处理，大大提高维护水平。这个思路也符合综合工区合理配置利用物质、人员资源的发展方向。
4 监测一体化
监测一体化将监测信息在系统中集成在一起，实现信息共享。按照当前设计标准，信号系统与通信系统分别有着独立的远程监测报警系统，并各自对各自的系统进行远程监测，另外各自配置了监测系统的硬件及网络通道。信号系统拥有独特的微机监测系统，除了监测各种信号系统的开关量以外，还具有对包括空气温湿度、烟雾、气压、水浸和明火等环境状态信息量的监测报警。按照维护电务的规则，微机监测系统对其获取的信息如开关量和模拟量等进行分析，在获取信息准确无误的情况下将维护人员的处理经验转换成信息处理程序，建立信号故障资料库，给处在现场的维护人员发出报警或预警，并确切的指明故障发生处，并提出相应的故障处理意见及对策。通信系统的监测报警系统在监测设备运行状态的同时，还监测着光电缆及各种通道的状态，并且也实时监控着通信机械室内部环境。如果将这两个系统整合为一个综合性的监测系统，不仅可以进行资源共享，节约投资，还能完善监测系统的功能，具有的更加丰富监测内容，更方便维护管理员排查故障原因。由于信号监测系统监测的方面较多，另外信号系统与列车的行驶安全关系密切，因此整合中最好以信号监测系统占据主导，同时一些重合的功能可以取消，从而节省对应的投资成本。将两个系统整合后形成的新系统，不仅完全胜任原本的信号通信系统的监测需要，同时丰富了监测数据，优化了监测效果，还节省了成本，可谓是一举多得。
5 结束语
随着中国铁路建设事业的不断发展，尤其是高速铁路建设的快速发展，对铁路信号系统建设提出了新的要求，原有的铁路信号系统已经无法满足铁路事业发展的需要。在这种大背景下，铁路信号和通信系统一体化设计具有重要的意义。无论从技术层面来讲，还是从经济层面考虑，该一体化系统都具有很强的可操作性，值得在实践中推广应用。
参考文献
[1] 郝鑫.浅谈铁路信号技术的发展[J].江西建材，2017，（09）：203.