下一代CBTC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的可用性研究

孫鵬飛

（中國(guó)通信建設(shè)集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第四分公司，鄭州 450002）

CBTC系統(tǒng)是列車(chē)運(yùn)行綜合系統(tǒng)中重要內(nèi)容。通常情況下，這種特殊技術(shù)是持續(xù)、精確的兩個(gè)方向列車(chē)與地面互相通信作為基礎(chǔ)，對(duì)列車(chē)控制技術(shù)進(jìn)行持續(xù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。近些年，城市化發(fā)展規(guī)模一直在不斷擴(kuò)大，對(duì)城市軌道列車(chē)的需求量也呈現(xiàn)一種上升趨勢(shì)，于是CBTC通信列車(chē)控制系統(tǒng)越來(lái)越引起更多人的關(guān)注和重視。并且還要在創(chuàng)造時(shí)期展現(xiàn)全部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的流動(dòng)性能，最后核實(shí)是否完成預(yù)期創(chuàng)造要求的方式。

1 關(guān)于CBTC信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)概況分析

CBTC是一種現(xiàn)代化、創(chuàng)新型、高效的軌道列車(chē)綜合控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)的主要作用是利用通信技術(shù)和軌道中大量設(shè)備進(jìn)行有效連接起來(lái)，并且保證兩者之間能夠互相通信。在一定程度上要比以往的軌道電路來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)的控制更加現(xiàn)代化。另外，CBTC傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)量非常大，并且能夠在最短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)全自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，在很大程度上能夠減少電纜的使用量從而為企業(yè)節(jié)省更多資金成本。除此之外，CBTC系統(tǒng)的應(yīng)用在很大程度上還為后期維護(hù)工作帶來(lái)很大方便，使得整個(gè)列車(chē)區(qū)間運(yùn)行能力進(jìn)一步得到提升[1]。針對(duì)不同車(chē)速和運(yùn)行量的控制在一定程度上也會(huì)促進(jìn)城市軌道列車(chē)的正常運(yùn)行，CBTC是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的軌道列車(chē)控制系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)立不僅可以進(jìn)行安全性傳輸并且汗液進(jìn)行更多非安全類(lèi)信息數(shù)據(jù)傳輸。另外，通過(guò)使用CBTC系統(tǒng)在一定程度上還能夠有效控制自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，關(guān)于不同方向信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，西歐一些國(guó)家在這種技術(shù)的應(yīng)用方面一直處于領(lǐng)先地位，西歐國(guó)家使用最多的是一種GSM-R綜合信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)。這種技術(shù)能夠?qū)α熊?chē)各項(xiàng)功能實(shí)施有效控制。

2 CBTC內(nèi)部安全通信協(xié)議

在CBTC系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，DCS（Data Communication System）子系統(tǒng)占有重要地位和價(jià)值。DCS骨架信息系統(tǒng)是DCS信息系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)DCS綜合運(yùn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性帶來(lái)了很大影響。并且在一定程度上引起不同廠家的關(guān)注和重視[2]。站在DCS系統(tǒng)這個(gè)角度來(lái)講只有充分滿足實(shí)時(shí)性的相關(guān)需要，才能夠保證整個(gè)DCS系統(tǒng)的正常運(yùn)行。并且能夠在比較短的時(shí)間內(nèi)完成各種信息數(shù)據(jù)的傳輸，通常情況下這個(gè)時(shí)間限度主要是依據(jù)被控制的程序當(dāng)中的相關(guān)要求來(lái)最終確定。由此可以說(shuō)明能夠有效衡量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能指標(biāo)好壞的并不是信息網(wǎng)絡(luò)的速率。

3 下一代CBTC數(shù)據(jù)系統(tǒng)安全通信

CBTC數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)一般包含地面骨干網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)組成，那么，CBDT容易受到安全威脅的主要兩個(gè)方面來(lái)自于地面骨干網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。通常這些安全隱患會(huì)造成相關(guān)信息丟失或者泄露、部分網(wǎng)絡(luò)信息功能喪失、嚴(yán)重則會(huì)促使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法正常運(yùn)行。在以太網(wǎng)中TCP是通信系統(tǒng)中必不可少的重要內(nèi)容，這種傳輸協(xié)議是整個(gè)通信協(xié)議中重要基礎(chǔ)。通常情況下，這種通信協(xié)議在進(jìn)行連接的過(guò)程當(dāng)中需要通過(guò)建立三次握手才能夠進(jìn)行有效連接，在通信結(jié)束之后還要嚴(yán)格依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和程序來(lái)進(jìn)行拆除，這種通信連接主要是用在通信端和通信端之間的連接，并且這種傳輸協(xié)議在很大程度上能夠?qū)崿F(xiàn)一種安全、可靠的信息數(shù)據(jù)流綜合服務(wù)。除此之外，TCP還可以通過(guò)使用“滑動(dòng)窗口”的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，并且在一定程度上還能夠?qū)Πl(fā)送方的速度進(jìn)行有效控制。假設(shè)TCP信息數(shù)據(jù)包已經(jīng)封裝好，IP信息數(shù)據(jù)包將會(huì)進(jìn)一步上傳[3]。另外，TCP還會(huì)對(duì)錯(cuò)誤信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面、綜合檢查，并且能夠在短時(shí)間內(nèi)有效實(shí)現(xiàn)虛電路之間的有效連接。在信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)倪^(guò)程當(dāng)中如果發(fā)現(xiàn)存在損壞的信息數(shù)據(jù)包則系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行第二次的傳輸，并且把這種信息數(shù)據(jù)包繼續(xù)向更高層次進(jìn)行傳輸。在telnet遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器程序當(dāng)中，應(yīng)用程序會(huì)把更多信息數(shù)據(jù)在最短時(shí)間內(nèi)運(yùn)送到TCP協(xié)議層當(dāng)中。CBTC內(nèi)部子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，因此整個(gè)運(yùn)輸協(xié)議相對(duì)來(lái)說(shuō)并不是很復(fù)雜。在沒(méi)有三層路由器進(jìn)行控制的時(shí)候這種運(yùn)輸方式并不會(huì)受到來(lái)自網(wǎng)絡(luò)方面的攻擊。并且在一定程度上還能夠有效避免CBTC系統(tǒng)安全產(chǎn)生的重要影響。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于通信的列車(chē)控制CBTC系統(tǒng)（Communication Based Train Control System）是持續(xù)、精確的兩個(gè)方向列車(chē)與地面互相通信作為基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)通信在CBTC系統(tǒng)中具有重要意義和價(jià)值，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，下一代CBTC車(chē)與車(chē)通信系統(tǒng)已經(jīng)提到了研究桌面上，需要相關(guān)技術(shù)人員投入更多的精力去進(jìn)行研究，進(jìn)一步推動(dòng)城市軌道交通系統(tǒng)向著更加科學(xué)、穩(wěn)定的方向發(fā)展。