摘要：鐵運公司礦區鐵路綜合信息系統項目于2008年3月正式投入運行。采用光纜連接各站、鐵路沿線(xiàn)及運行的機車(chē)利用無(wú)線(xiàn)mesh相互連接并和各站相連的方式，構成了一個(gè)覆蓋整個(gè)鐵路沿線(xiàn)及各站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )平臺。通過(guò)分析公司綜合信息系統幾年來(lái)運行的實(shí)際使用情況，筆者對其原有的列調功能進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后的整個(gè)系統將為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、運輸等活動(dòng)提供高效的技術(shù)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(guān)鍵詞：mesh網(wǎng)絡(luò )；優(yōu)化；鐵路；無(wú)線(xiàn)調度系統

    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

    鐵運公司礦區鐵路綜合信息系統項目于2008年3月正式投入運行。采用光纜連接各站、鐵路沿線(xiàn)及運行的機車(chē)利用無(wú)線(xiàn)mesh相互連接并和各站相連的方式，構成了一個(gè)覆蓋整個(gè)鐵路沿線(xiàn)及各站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )平臺。鐵路綜合信息系統是公司信息交換、保障安全、提高效率的核心設備之一，鐵路運輸行車(chē)管理信息系統，鐵路運輸貨運管理信息系統，鐵路無(wú)線(xiàn)調度通信系統（包括無(wú)線(xiàn)列車(chē)調度系統和平面無(wú)線(xiàn)調車(chē)系統）均運行于此平臺之上。由于系統明顯存在無(wú)線(xiàn)調度功能缺陷，道口與機車(chē)緊急聯(lián)控缺失，mesh網(wǎng)絡(luò )通信質(zhì)量下降，甚至有地方出現通信盲區，系統可靠性不高等因素，通過(guò)改進(jìn)和優(yōu)化mesh網(wǎng)絡(luò )，來(lái)解決系統的上述問(wèn)題，為鐵路的生產(chǎn)、運輸、安全提供技術(shù)保障。

    2　系統現狀

    （1）系統核心功能之一的無(wú)線(xiàn)調度功能沒(méi)有使用起來(lái)

    綜合信息系統規劃設計時(shí)的一個(gè)主要功能就是要建立行車(chē)調度員、車(chē)站值班員、運行機車(chē)之間的“大三角”無(wú)線(xiàn)調度指揮系統，解決公司在用的國鐵已經(jīng)淘汰的車(chē)機聯(lián)控系統運行不可靠的問(wèn)題，但由于機車(chē)無(wú)線(xiàn)調度終端存在幾個(gè)明顯缺陷：

    •  實(shí)時(shí)性差：需要有語(yǔ)音轉換為數據包的過(guò)程，延時(shí)較長(cháng)；
    •  操作不方便：通話(huà)時(shí)需先撥號，不能單手操作，容易分散注意力；
    •  揚聲器音量?。杭词故褂妹馓岱绞?，也不能在機車(chē)嘈雜的環(huán)境中聽(tīng)清楚。

    雖然公司在技術(shù)規章上已明確規定該系統為行車(chē)聯(lián)系的主系統，但司機長(cháng)期基本不用。隨著(zhù)車(chē)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(méi)有道口與機車(chē)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(xiàn)道口眾多，特別像章嶺、鴻春、曉莊等道口公路車(chē)流很大，屬事故多發(fā)地段，遇到緊急情況時(shí)，道口看守人員只能先通過(guò)有線(xiàn)電話(huà)聯(lián)系到調度或相鄰站點(diǎn)，再由調度或相鄰站點(diǎn)與機車(chē)列調IP電話(huà)取得聯(lián)系，不能及時(shí)通知運行中的機車(chē)，容易發(fā)生車(chē)輛相撞的惡性事故。

    （3）系統運行可靠性不高

    一方面，mesh無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統運行已達五年，由于種種原因，mesh節點(diǎn)間的無(wú)線(xiàn)連接質(zhì)量有不同程度的下降，再加上線(xiàn)路上環(huán)境的變化，使現有的mesh網(wǎng)絡(luò )達不到無(wú)盲區覆蓋，需要增加mesh節點(diǎn)，提高現有mesh網(wǎng)絡(luò )的通信冗余量。另一方面，綜合信息系統機房的NGI服務(wù)器、control控制器均為單套設置，沒(méi)有備用，一旦出現故障就會(huì )造成整個(gè)系統癱瘓。

    3　系統改進(jìn)以及優(yōu)化

    （1）對機車(chē)無(wú)線(xiàn)調度終端進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化

    基于如何使司機愿意使用機車(chē)無(wú)線(xiàn)終端這個(gè)出發(fā)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多次對DF-8和DF-7機車(chē)內設進(jìn)行調研，并征求司機的意見(jiàn)，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(chǎng)家進(jìn)行生產(chǎn)。新的機車(chē)無(wú)線(xiàn)終端實(shí)現了一鍵廣播通話(huà)，便于司機操作使用，且揚聲器音量和靜噪可以隨時(shí)調節，可以適用不同司機和不同環(huán)境。

                    
                                      圖1 終端設備改進(jìn)優(yōu)化

    （2）實(shí)現了有人道口值守人員與運行機車(chē)的實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信

    為實(shí)現有人道口值守人員與運行機車(chē)之間的應急通信，我們對原有的IP電話(huà)系統進(jìn)行了升級改造，采用了圖2的設計：

                      
                                           圖2 IP電話(huà)系統升級改造示意圖

    系統以 ZDS1000 為交換處理核心，采用無(wú)線(xiàn) mesh 網(wǎng)絡(luò )為承載，在道口增加一臺ZTS100主機，通過(guò) ZTS100 實(shí)現無(wú)線(xiàn)與有線(xiàn)之間的轉換，實(shí)現無(wú)線(xiàn)對講機、SIP 電話(huà)、以及無(wú)線(xiàn)對講終端（ZTG1001）之間的任意呼叫。

    ZDS1000 安裝在調度機房，并會(huì )配備有一部 SIP 話(huà)機，用于調度通信；在鐵運公司每輛機車(chē)上各自安裝一個(gè) ZTG1001（東風(fēng)為兩套）；在 6 個(gè)道口的配置了 ZTS100，并每個(gè)道口配有兩臺對講機。系統內所有設備均通過(guò) mesh 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接到一起。當道口需要聯(lián)系機車(chē)終端時(shí)，可以通過(guò)對講機的 PTT 鍵一鍵對機車(chē)組（11 輛機車(chē)）發(fā)起廣播，所有機車(chē)組成員可以同時(shí)獲知道口當前狀態(tài)；機車(chē)終端 ZTS1001 也可以一鍵發(fā)起廣播到道口組；行調和車(chē)站值班員也可以隨時(shí)呼叫機車(chē)、道口；機房可以呼叫測試車(chē)站、機車(chē)、道口，并可以通過(guò)調度臺軟件觀(guān)察所有設備實(shí)時(shí)狀態(tài)。所有節點(diǎn)信息實(shí)現了及時(shí)化、準確化、網(wǎng)絡(luò )化和移動(dòng)化；所有節點(diǎn)可以隨時(shí)了解其他節點(diǎn)信息，從而消除了不安全因素，提高了行車(chē)的安全。

    （3）對車(chē)機聯(lián)控信息進(jìn)行儲存及調用分析在機房設置錄音服務(wù)器一臺，可以對所有的通話(huà)信息進(jìn)行儲存，并且通過(guò)軟件進(jìn)行方便的調用分析。對于規范車(chē)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據。

    （4）對現有mesh網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行補強優(yōu)化，基本實(shí)現了鐵路沿線(xiàn)無(wú)盲區覆蓋

    要實(shí)現行車(chē)調度員、車(chē)站值班員與機車(chē)三方隨時(shí)可靠通信，特別是保證機車(chē)接近車(chē)站時(shí)的聯(lián)控，關(guān)鍵是要保證沿線(xiàn)mesh點(diǎn)與點(diǎn)之間都能聯(lián)系上，且信號衰減不能超過(guò)-90db。同時(shí)為了實(shí)現道口與機車(chē)的通信，道口必須加裝mesh節點(diǎn)。為此我們做了以下工作：

    •  對各站的接近區段及有人道口處線(xiàn)路信號質(zhì)量不好的地方進(jìn)行了實(shí)地信號測試，并制定了增加mesh節點(diǎn)和調整原有節點(diǎn)位置的優(yōu)化方案。主要包括古礦站、王臺站接近區段mesh加點(diǎn)優(yōu)化，集配站接近區段mesh移位優(yōu)化，有人道口無(wú)線(xiàn)mesh優(yōu)化三部分。共新增mesh點(diǎn)8個(gè)，包括兩個(gè)太陽(yáng)能供電mesh點(diǎn)，改移位置1個(gè)。

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

    4　結語(yǔ)

    通過(guò)分析公司綜合信息系統幾年來(lái)運行的實(shí)際使用情況，我們對其原有的列調功能進(jìn)行了優(yōu)化，使其更符合現場(chǎng)的實(shí)際運用；增加了道口與機車(chē)之間的應急通信通道；對原有的網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了補強優(yōu)化。這些必將大大提高行車(chē)組織的效率和機車(chē)運行的安全性。同時(shí)mesh網(wǎng)絡(luò )經(jīng)過(guò)加強后，形成的覆蓋全線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，可以作為后續一些擴展項目的可靠運行平臺。優(yōu)化后的整個(gè)系統將為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、運輸等活動(dòng)提供高效的技術(shù)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：
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    [2] 方旭明. 下一代無(wú)線(xiàn)因特網(wǎng)技術(shù): 無(wú)線(xiàn)MESH網(wǎng)絡(luò )[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2006. 5.
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    作者簡(jiǎn)介
    李擁軍（1970-），男，山西晉城人，電氣工程師，工學(xué)學(xué)士，1992年畢業(yè)于北方交通大學(xué)通信工程專(zhuān)業(yè)，現就職于晉城煤業(yè)集團鐵路運輸公司，主要從事通信信號專(zhuān)業(yè)的設備維修和設備升級等管理工作。