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    摘要：鐵運(yùn)公司礦區(qū)鐵路綜合信息系統(tǒng)項(xiàng)目于2008年3月正式投入運(yùn)行。采用光纜連接各站、鐵路沿線及運(yùn)行的機(jī)車?yán)脽o(wú)線mesh相互連接并和各站相連的方式，構(gòu)成了一個(gè)覆蓋整個(gè)鐵路沿線及各站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。通過(guò)分析公司綜合信息系統(tǒng)幾年來(lái)運(yùn)行的實(shí)際使用情況，筆者對(duì)其原有的列調(diào)功能進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化后的整個(gè)系統(tǒng)將為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、運(yùn)輸?shù)然顒?dòng)提供高效的技術(shù)保障和經(jīng)濟(jì)性能，引導(dǎo)企業(yè)走向科技、創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)、高效的發(fā)展道路。

    關(guān)鍵詞：mesh網(wǎng)絡(luò)；優(yōu)化；鐵路；無(wú)線調(diào)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(yùn)公司礦區(qū)鐵路綜合信息系統(tǒng)項(xiàng)目于2008年3月正式投入運(yùn)行。采用光纜連接各站、鐵路沿線及運(yùn)行的機(jī)車?yán)脽o(wú)線mesh相互連接并和各站相連的方式，構(gòu)成了一個(gè)覆蓋整個(gè)鐵路沿線及各站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。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(shè)備之一，鐵路運(yùn)輸行車管理信息系統(tǒng)，鐵路運(yùn)輸貨運(yùn)管理信息系統(tǒng)，鐵路無(wú)線調(diào)度通信系統(tǒng)（包括無(wú)線列車調(diào)度系統(tǒng)和平面無(wú)線調(diào)車系統(tǒng)）均運(yùn)行于此平臺(tái)之上。由于系統(tǒng)明顯存在無(wú)線調(diào)度功能缺陷，道口與機(jī)車緊急聯(lián)控缺失，mesh網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量下降，甚至有地方出現(xiàn)通信盲區(qū)，系統(tǒng)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(tǒng)的上述問(wèn)題，為鐵路的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安全提供技術(shù)保障。

    2　系統(tǒng)現(xiàn)狀

    （1）系統(tǒng)核心功能之一的無(wú)線調(diào)度功能沒(méi)有使用起來(lái)

    綜合信息系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)的一個(gè)主要功能就是要建立行車調(diào)度員、車站值班員、運(yùn)行機(jī)車之間的“大三角”無(wú)線調(diào)度指揮系統(tǒng)，解決公司在用的國(guó)鐵已經(jīng)淘汰的車機(jī)聯(lián)控系統(tǒng)運(yùn)行不可靠的問(wèn)題，但由于機(jī)車無(wú)線調(diào)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(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)包的過(guò)程，延時(shí)較長(zhǎng)；
    •  操作不方便：通話時(shí)需先撥號(hào)，不能單手操作，容易分散注意力；
    •  揚(yáng)聲器音量小：即使使用免提方式，也不能在機(jī)車嘈雜的環(huán)境中聽清楚。

    雖然公司在技術(shù)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(jī)長(zhǎng)期基本不用。隨著車機(jī)聯(lián)控設(shè)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(jī)車聯(lián)系通道，道口看守人員不能與司機(jī)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(shí)，道口看守人員只能先通過(guò)有線電話聯(lián)系到調(diào)度或相鄰站點(diǎn)，再由調(diào)度或相鄰站點(diǎn)與機(jī)車列調(diào)IP電話取得聯(lián)系，不能及時(shí)通知運(yùn)行中的機(jī)車，容易發(fā)生車輛相撞的惡性事故。

    （3）系統(tǒng)運(yùn)行可靠性不高

    一方面，mesh無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行已達(dá)五年，由于種種原因，mesh節(jié)點(diǎn)間的無(wú)線連接質(zhì)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(luò)達(dá)不到無(wú)盲區(qū)覆蓋，需要增加mesh節(jié)點(diǎn)，提高現(xiàn)有mesh網(wǎng)絡(luò)的通信冗余量。另一方面，綜合信息系統(tǒng)機(jī)房的NGI服務(wù)器、control控制器均為單套設(shè)置，沒(méi)有備用，一旦出現(xiàn)故障就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。

    3　系統(tǒng)改進(jìn)以及優(yōu)化

    （1）對(duì)機(jī)車無(wú)線調(diào)度終端進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化

    基于如何使司機(jī)愿意使用機(jī)車無(wú)線終端這個(gè)出發(fā)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多次對(duì)DF-8和DF-7機(jī)車內(nèi)設(shè)進(jìn)行調(diào)研，并征求司機(jī)的意見(jiàn)，經(jīng)多次修改，設(shè)計(jì)出了如圖1所示的終端設(shè)備式樣，交付廠家進(jìn)行生產(chǎn)。新的機(jī)車無(wú)線終端實(shí)現(xiàn)了一鍵廣播通話，便于司機(jī)操作使用，且揚(yáng)聲器音量和靜噪可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，可以適用不同司機(jī)和不同環(huán)境。

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

    （2）實(shí)現(xiàn)了有人道口值守人員與運(yùn)行機(jī)車的實(shí)時(shí)語(yǔ)音通信

    為實(shí)現(xiàn)有人道口值守人員與運(yùn)行機(jī)車之間的應(yīng)急通信，我們對(duì)原有的IP電話系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，采用了圖2的設(shè)計(jì)：

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

    系統(tǒng)以 ZDS1000 為交換處理核心，采用無(wú)線 mesh 網(wǎng)絡(luò)為承載，在道口增加一臺(tái)ZTS100主機(jī)，通過(guò) ZTS100 實(shí)現(xiàn)無(wú)線與有線之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)無(wú)線對(duì)講機(jī)、SIP 電話、以及無(wú)線對(duì)講終端（ZTG1001）之間的任意呼叫。

    ZDS1000 安裝在調(diào)度機(jī)房，并會(huì)配備有一部 SIP 話機(jī)，用于調(diào)度通信；在鐵運(yùn)公司每輛機(jī)車上各自安裝一個(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(tái)對(duì)講機(jī)。系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備均通過(guò) mesh 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到一起。當(dāng)?shù)揽谛枰?lián)系機(jī)車終端時(shí)，可以通過(guò)對(duì)講機(jī)的 PTT 鍵一鍵對(duì)機(jī)車組（11 輛機(jī)車）發(fā)起廣播，所有機(jī)車組成員可以同時(shí)獲知道口當(dāng)前狀態(tài)；機(jī)車終端 ZTS1001 也可以一鍵發(fā)起廣播到道口組；行調(diào)和車站值班員也可以隨時(shí)呼叫機(jī)車、道口；機(jī)房可以呼叫測(cè)試車站、機(jī)車、道口，并可以通過(guò)調(diào)度臺(tái)軟件觀察所有設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)。所有節(jié)點(diǎn)信息實(shí)現(xiàn)了及時(shí)化、準(zhǔn)確化、網(wǎng)絡(luò)化和移動(dòng)化；所有節(jié)點(diǎn)可以隨時(shí)了解其他節(jié)點(diǎn)信息，從而消除了不安全因素，提高了行車的安全。

    （3）對(duì)車機(jī)聯(lián)控信息進(jìn)行儲(chǔ)存及調(diào)用分析在機(jī)房設(shè)置錄音服務(wù)器一臺(tái)，可以對(duì)所有的通話信息進(jìn)行儲(chǔ)存，并且通過(guò)軟件進(jìn)行方便的調(diào)用分析。對(duì)于規(guī)范車機(jī)聯(lián)控、事故應(yīng)急處理的分析，事故責(zé)任的追查等提供了第一手?jǐn)?shù)據(jù)。

    （4）對(duì)現(xiàn)有mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)優(yōu)化，基本實(shí)現(xiàn)了鐵路沿線無(wú)盲區(qū)覆蓋

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

    •  對(duì)各站的接近區(qū)段及有人道口處線路信號(hào)質(zhì)量不好的地方進(jìn)行了實(shí)地信號(hào)測(cè)試，并制定了增加mesh節(jié)點(diǎn)和調(diào)整原有節(jié)點(diǎn)位置的優(yōu)化方案。主要包括古礦站、王臺(tái)站接近區(qū)段mesh加點(diǎn)優(yōu)化，集配站接近區(qū)段mesh移位優(yōu)化，有人道口無(wú)線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(xiàn)故障，整個(gè)mesh網(wǎng)會(huì)無(wú)法聯(lián)絡(luò)，對(duì)其重新進(jìn)行安裝設(shè)置比較復(fù)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)線調(diào)度主用通信網(wǎng)絡(luò)后，這樣長(zhǎng)的故障處理時(shí)間勢(shì)必?zé)o法接受。為此，安裝了兩個(gè)核心設(shè)備的備用系統(tǒng)，一旦主SERVER或網(wǎng)絡(luò)控制器出現(xiàn)故障，備用系統(tǒng)可以在幾分鐘之內(nèi)恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)，基本不影響網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。

    4　結(jié)語(yǔ)

    通過(guò)分析公司綜合信息系統(tǒng)幾年來(lái)運(yùn)行的實(shí)際使用情況，我們對(duì)其原有的列調(diào)功能進(jìn)行了優(yōu)化，使其更符合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)用；增加了道口與機(jī)車之間的應(yīng)急通信通道；對(duì)原有的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了補(bǔ)強(qiáng)優(yōu)化。這些必將大大提高行車組織的效率和機(jī)車運(yùn)行的安全性。同時(shí)mesh網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過(guò)加強(qiáng)后，形成的覆蓋全線的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可以作為后續(xù)一些擴(kuò)展項(xiàng)目的可靠運(yùn)行平臺(tái)。優(yōu)化后的整個(gè)系統(tǒng)將為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、運(yùn)輸?shù)然顒?dòng)提供高效的技術(shù)保障和經(jīng)濟(jì)性能，引導(dǎo)企業(yè)走向科技、創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)、高效的發(fā)展道路。

    參考文獻(xiàn)：
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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)通信工程專業(yè)，現(xiàn)就職于晉城煤業(yè)集團(tuán)鐵路運(yùn)輸公司，主要從事通信信號(hào)專業(yè)的設(shè)備維修和設(shè)備升級(jí)等管理工作。