铁路通信网智能架构研究

包晔昕

呼和浩特通信段  内蒙古乌兰察布市 012000

摘要：随着科技水平不断地提升，铁路发展迅速，铁路通信网承载了涵盖铁路多个专业的语音、图像、数据业务，是铁路运输系统的重要组成部分。考虑到铁路通信网在服务对象、故障修复时限、网络运维关注点等方面的特点，针对铁路通信网运维的研究是极其有必要的。

关键词：铁路通信网；智能架构

引言

根据既有铁路通信网网管系统的运用现状和存在的问题，明确网管系统的改造目标：改造后的网管系统可对骨干通信网的业务承载、资源占用等进行故障预测，对通信网设备状态、机房环境等进行感知，并具备全生命周期的自动维护检修能力和跨域协同运维能力。

1铁路通信网发展趋势

铁路通信网是铁路的重要基础设施，是保证铁路运输正常、安全运行的基本通信手段，是支撑铁路信息化的重要载体。随着ICT深度融合，新的使能技术不断涌现，智能网络架构将会呈现出泛在、融合、高效、开放的发展趋势，具体体现在以下5方面。（1）基于铁路业务需求，实现泛在感知及智能互联，IP增强全面感知力。（2）网络架构创新成为锚点。一方面发挥光网络的超级带宽、性能保障和绿色节能等优势，将光通信技术进一步向各个领域渗透成为全光互联的底座；另一方面可基于IPv6的灵活地址构建新型IP网络。（3）ICT技术深度融合，推动网络全维IP化、可定义。通信网络演进成为弹性、敏捷性、开放性的数字赋能平台，深度融合实现了云、网、边、端协同，能够承载智能铁路的各类需求。（4）铁路基于语音、数据、图像的多种建造、装备或运营需求形成了AI应用的多样性，AI将赋能网络架构创新和运营智能化。（5）智能通信网络将多种安全因素融合入网络，实现安全协同一体。

2铁路通信中存在的问题

2.1无线列调系统具有局限性

同频对讲系统的无线对讲设备通常容量小，可靠性较差，使用功能单一且具有一定的局限性。无线对讲设备使用中，同频干扰问题严重，而且较强的信号会抑制其他信号，造成阻塞问题，当发生紧急情况时，通信阻塞会对列车安全造成严重影响。在车机联控过程中，车辆人员、机车组等不同部门都拥有手持台，无线通话的加入缺乏限制条件，同频干扰问题十分不利于列车管理工作。列车移动终端较多，其调度频率也可能影响列车安全行驶。另外，列车无线对讲是单信道系统，在列车运行高峰期，不仅要进行机车联控调控，还需要调度车辆车次、分管运输等，频率干扰影响机车自动控制的安全性和可靠性。

2.2无法满足列车运行的数据传输需求

我国铁路发展的趋势是现代化和智能化，列车运行调度指挥中需要准确采集列车车次、车辆行驶速度以及运行状态等信息，并及时进行处理，以便发挥移动通信数据传输的重要作用。但是传统的铁路系统无线通信技术没有数据传输功能，不能适应铁路系统未来发展要求。

3铁路通信网智能架构研究策略

3.1提升抗干扰能力

在铁路通信网建设中，需要保证光纤通信建设的安全性，不断提升网络系统的抗干扰能力。在具体工作中，应当全面分析干扰光纤通信传输的因素，从内外两个方面着手，不断提升光纤通信抗击恶劣环境的能力。首先，要使用性能良好的材料，切实提升抗击外界干扰的能力，工作人员在实际工作中一般会使用BT聚对苯二甲酸丁二酯，另外借助紫外固化油墨等材料。如今，在科学技术快速发展过程中，人们正不断改善光纤制作材料，加大材料研发力度。其次，全面控制传输风险。控制传输风险可以从软、硬件着手。就软件而言，要及时升级、优化所使用的软件。不断拓展安全控制工作的内涵，扩大安全工作的范围，采用安全操作的方式，按照安全监控的实际需求，防止各种非法入侵行为。相关部门要结合具体的工作要求，设置对应的访问权限，在没有取得权限的情况下，不能够开展具体的工作，还要制定出风险防控措施，防止风险蔓延，切实保护光纤通信的安全。就硬件而言，要做好更新和完善工作，结合相关辅助设备，做好维护和管理工作。当出现故障时，要对通信设备和网络设备做好检查；当发现设备中的异常时，要尽快进行更换。

3.2云网安全

云网安全贯穿整个通信网络架构，其主要特征如下。（1）网络安全体系向着安全可信、智能灵活、自主感知的主动防御模式演进，构建云网安一体化的新型网络架构内安全网络。（2）建立端到端的网络安全体系。通过对通信网络开展防御、检测、响应、预测等安全措施，实现具有自免疫性、自主性、自成长性的云网端到端智能安全网络。（3）构建态势感知安全平台，面向用户提供设备安全、网络安全、管控安全、业务安全、服务安全等服务，利用大数据对业务流量和各类网络、安全设备日志进行关联分析，结合AI智能分析，及时发现潜在威胁，提前预警，提前部署防御措施，打造全网安全态势可视化能力。（4）采用协同一致的安全策略，统一协同管理。根据业务特点划分安全域，不同安全域应采用相应的安全防护措施。层间分级隔离，网内分类防护，设置安全机制和对应的资源池，并对各类资源池进行保护。

3.3管控层

管控层在资源设施之上，提供云网协同、资源融合、智能运维等能力，是实现云网资源一体化管控的智能管控平台。可以在云网资源统一的基础上，实现统一调度，利用大数据和AI技术对海量数据进行全局管理和深度挖掘、增强铁路通信网运行状态感知、资源灵活配置和调度的能力，满足“网络智能运行、资源智能管理、系统智能维护、业务智能应用”的目标。通过部署SDN/NFV实现网络虚拟化，对云化虚拟网络功能进行生命周期管理，对网络转发设备进行集中控制；引入端到端的协同编排层，实现业务从静态配置演进为动态开通，从单点部署演进为整体部署。通过智能管控平台可提供云网能力开放、数字化开发运行环境、数据共享等服务，实现铁路各种服务的数字化解决方案。

3.4做好网络通信管理

为了确保铁路通信网光纤传输，需要制定出切实可行的通信管理措施，特别是在通信网建设过程中，要制定科学的措施来解决信号干扰的问题。通过专家研讨制定出科学的规划和设计方案，深入明确建设目标，以科学的方法来管理光纤通信传输，对各个环节做好监控，及时解决光纤通信传输中遇到的阻碍，让信号能够有效传输。另外，要加大对光纤传输的监控力度，防止它受到内外各种因素的干扰。对于铁路通信传输设备，要安排电务部门的技术人员进行专业维修，把铁路、工程部门的设备纳入到铁道通信系统，遵循对应的工作标准，做到统一联动管理。

3.5系统升级过渡措施

为满足通信网管系统业务正常切换到集中部署平台，保障网管业务服务正常，原服务平滑迁移至集中部署平台上，在新建集中部署平台上提前按照要求部署网管相关应用，并行接入所有网管网元，运行正常后再停止原服务器网管业务，由新网管平台管理全网业务。原网管数据迁移过程中，为了确保迁移过程的可靠性，以及迁移后业务系统的可用性，降低数据迁移对应用系统正常运行所带来的风险，采用同构迁移的原则对原网管数据进行迁移，操作系统版本则可根据实际情况进行调整。

结语

智能铁路的发展带来新的需求和挑战，在业务需求和技术创新并行驱动下，铁路通信网的网络架构也在加速进行深刻变革。智能铁路通信网将集成新一代ICT技术，实现通信网络内外部环境间信息的全面感知、泛在互联、融合处理、主动学习和科学决策，构建全生命周期一体化管理的新一代铁路通信网络。

参考文献

[1]王同军.中国智能高铁发展战略研究[J].中国铁路，2019（1）：9-14.

[2]姜永富.智能联接助力智慧铁路系统建设:“十四五” 铁路通信发展展望[J].铁道通信信号，2018，57（2):5-7，15.