按照铁道部应急技术体制, 结合我国铁路实际的现场情况, 分析铁路应急通信系统的组成方式和应用模式, 以及如何通过各种通信手段构建高效的多媒体指挥平台。铁路在我国的交通运输系统中起着举足轻重的作用, 其旅客和货物的运输量大大超过了其他运输方式。由于洪水、雨雪、 泥石流等自然灾害或人为操作不当造成铁路运输中断是不可避免的, 一旦救援不及时, 就将对人民生命财产造成不可估量的损失。因此, 当常规的通信设施遭到破坏后, 应急通信的需求便突显出来。建设高质量、 技术先进、 实用稳定、 封闭独立的网络化铁路应急通信系统, 提升现有铁路应急抢险及预警的综合水平已势在必行。
在铁路运输出现自然灾害、 突发事故时, 铁路应急通信系统的任务是在事故现场与应急指挥调度 中心之间迅速建立信息通道, 传送语音、 数据、 图像等。铁路应急通信系统一般由应急指挥中心设备、 传输设备、 应急抢险现场设备等组成, 其组织结构如图所示。
当铁路沿线某段出现事故 (塌方、 火车脱轨、路轨断裂、 大雪堆积等 ), 根据现场情况, 通过宽带卫星、 窄带卫星、 GSM-R基站侧传输设备 ( 野战光缆、 5.8 GHz无线设备 ) 等多种传输手段, 实现现场与指挥中心设备之间的互通, 将现场采集到的事故静图、 动图、 语音等信息上传到指挥中心, 以便对现场进行指挥调度。
设备功能
指挥中心设备
指挥中心设备由视频子系统、 局端综合接入设备、 局端影音转换设备、 应急指挥台、 卫星地面站及图像显示大屏等组成。
1. 视频子系统。
对来自应急现场的视频流实时软解码, 具有本地录像、 视频文件检索、 录像回放、 视频抓图、 虚拟矩阵、 群组切换、 日志访问和用户管理等功能。
2. 局端综合接入设备。
提供信道化FXS/FXO等, 可直接使用 LAN口接入网络设备, 根据情况设定各路的语音编码方式 ( G.723、 G.729 或 G.711), 再根据开通语音容量, 自动调整语音带宽的占用。
3. 局端影音转换设备。
与现场设备实现点对多点的视频接收, 为显示设备输出 AV信号。在较低的传输速率下, 可以将垂直分辨率扩展为 MPEG-2视频质量的 480 线;可以选择 RTP/IP, UDP/IP, TCP/IP, 或组播 IP协议 。
4. 应急指挥台 。
实现指挥调度台与现场侧有线 /无线电话 、 公共电话网电话、 现有调度电话单呼 /群呼、 来电人名识别弹出、 自动追呼、 自动轮询、 会议、 通播、 广播等功能。针对救援过程, 结合单位内部组织结构、 外部专家体系、 外部联动体系等, 设置通信联络数据库, 以单呼 /群呼图标形式显示在指挥调度台上, 呼叫时触摸即通。同时监控指挥中心设备工作情况, 对设备故障能够及时发现并排除, 通过网口接入交换机, 实现与其他设备的网络连接。
5. 卫星地面站 。
与现场的便携式卫星小站设备配套使用, 为事故现场提供 1M～ 2Mb/s的无线传输通道, 以解决抢险现场的传输通道问题。
现场设备
应急抢险设备包括现场影音采集设备、 现场综合接入设备、 无线手机设备、 便携式卫星设备( 宽带卫星、 窄带卫星 ) 、 发电机、 笔记本电脑、照相机、 摄像机等。
1. 现场影音采集设备。
采用无线技术进行实时动图拍摄及上传, 无线收发设备可适应于多个频段, 可在 340 MHz、 400 M ～ 800 MHz、 1.0 G～1.6 GHz、 2.3 G～ 2.5 GHz、 5.7 G～ 5.8 GHz内使用, 现场摄像人员可远离图像接收设备进行无线拍摄, 免受拖线羁绊, 活动范围在 3 ～ 7 km。
2. 现场综合接入设备。
作为抢险现场的业务承载平台, 用来完成现场与救援中心的通信联络。在现场能够提供 1 ～ 16部现场专线电话, 提供 LAN接口以接入数据终端设备, 实现数据的传送, 提供WIFI手机接入功能 。
3. 便携式卫星设备。
主要适用于现场情况复杂, 不利于其他通信方式的设备搭建, 或者其他通信手段都中断的情况。宽带便携式卫星设备, 包括自动对星和手动对星 2种, 可根据需要选配;窄带卫星终端, 主要用于现场声音和静图的上传, 适用于小事故使用。
应用方式
铁路应急通信主要目的是将事故现场语音、 数据、 动态图像上传, 将应急指挥中心指令下达。其采用的传输手段有多种:区间电缆 +车站 2 Mb/s通道方式、 野战光缆 +GSM-R基站 2 Mb/s通道方式、 无线 5.8 GHz+ GSM-R基站 2 Mb/s通道方式、 宽带卫星方式、 窄带卫星方式等。各地段情况不同, 采用的方式应不同, 可采用一种或多种综合方式。一般铁路区间沿线铺设有区间电缆和区间通话柱, 可以采用区间电缆的有线方式;在地理条件复杂、 没有区间电缆的地段, 可采用宽带卫星的方式;而新修建的铁路客运专线, 没有铺设区间电缆的情况, 需要采用无线或野战光缆, 并借助于GSM-R网络。在我国西南山区, 如云南, 可采用区间电缆和宽带卫星相结合的方式。
新修的客运专线车站间相距较远, 铁路沿线没有铺设区间电缆但构建了 GSM-R的铁路网, 一般5 km设置 1个基站, 客运专线的应急通信可采用5.8 GHz无线方式和野战光缆有线相结合的方式。5.8 GHz宽带无线接入方式主要有点对点和点对多点 2种。在客运专线中采用点对点传送方式, 即在基站接入点与现场综合接入设备间通过5.8 GHz无线接入设备连接, 有效传输距离 2 ～3 km。基站接入点处的无线接收基站提供以 2MHz接口与传输设备连接, 从而实现与指挥中心应急设备的连接, 建立起事故现场到指挥中心的通信通道, 还可以通过野战光缆实现基站侧传输设备与现场综合接入设备之间的连接。
总之, 应充分考虑铁路现场应用情况的复杂性、 事故发生的多样性及应急通信的多种需求, 为铁路系统量身定做应急通信平台, 为铁路的安全运输提供有力的保证。
