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由于普通的計算機控制系統安全性差，無法對外部輸入信息的準確性進行判斷。當系統產生故障時，無法保證系統安全的能力，這些因素都限制了計算機控制系統的應用。當前，我國干線鐵路上使用的計算機連鎖系統主要為國外鐵路信號公司的容錯計算機控制系統，成本較高。所以，我國鐵路科研院逐漸將安全、鐵路信號控制系統作為主要的研究工作來開展。
2鐵路信號系統無線通信的基本要求
2.1通信結構
鐵路信號系統遠程控制技術在保證鐵路信號系統安全運行方面具有重要意義。相較于繼電連鎖系統來說，計算機連鎖系統的綜合性能更好。所以，車站連鎖系統也逐漸從繼電裝置專變成了計算機系統。事實上，計算機連鎖系統是一個滿足安全、故障信號的連鎖邏輯運算系統。而邏輯上，可以將運算系統分為監控層、控制設備層和關聯系統三個模塊。其中關聯系統主要包括調度集中、聯鎖機、模擬屏、調度監控、復顯等內容；監控層主要是指計算機聯鎖系統對調度機車信號和站場狀態進行監測和控制的設備；控制設備層主要控制電源屏無線通信、I/O、PLC和電源屏的無線通信、I/O的通信。
2.2通信設計
2.2.1控制設備之間的無線通信
控制設備主要是用來對現場的多個I/O設備進行控制，常規的方法將多路器布置在現場，然后將輸入/輸出模塊和端子排連接，并利用現場總線技術，在工業現場放置I/O模塊。所有的現場子站都可以利用一根電纜連接起來，從而把所有的現場信號簡單方便的傳送到控制室的監控設備上。
2.2.2控制設備和監控站的通信
監控站通信主要傳遞安全信息數據，利用PLC和聯鎖機之間的串口和監控站連接實現信息的傳遞。因而PLC和聯鎖機之間使用CCM傳輸協議進行傳輸。為了屏蔽外界的干擾，提升數據的準確性，將讀取的PLC數據作為有效數據，向聯鎖程序提交。此外，該通信程序還可監督PLC和聯鎖機運行狀態。由于每次通信時，聯鎖機都會對PLC的約定內部寄存器進行檢查，此寄存器只可以利用聯鎖機置位PLC進行復位。在檢查的過程中，如果PLC置位時間不對，就表示PLC工作異常。同理，如果PLC發現聯鎖機置位不按時，證明連鎖機的也不能正常工作，為了確保系統安全運行，會立即發出報警信息，并會進行安全處理。
2.3關聯系統之間通信技術
關聯系統主要是計算機之間利用互聯網進行通信，可以利用RS-485和RS-232達到通信目的。而局域網中的通信可以利用Socket的接口實現，局域網中電腦可以通過撥號的方式和互聯網機械通信，也可以連入專網進行通信。
3無線通信技術的特點
目前，無線通信技術主要有433Hz頻段、2.4Hz頻段、藍牙、紅外等。在高速行駛高速鐵路上，如果距離小可以使用這些無線技術。但是如果距離很遠的時候，無線通信的距離也就相對較遠，利用無線通信可以避免使用中繼設備。鐵路信號系統作為指揮鐵路運行的系統，在運行的過程中，可以利用信標和全球定位系統來保證鐵路的位置和速度。車站在收到設備信息后，會經過信息發送到執行控制計算機中。在鐵路信號系統中，無線通信技術主要有以下特點：（1）可以對鐵路的運行情況進行更加穩定的控制，不僅可以防止列車運行情況下速度過快或者多次發動，并且可以有效地節省資源。（2）在一些關鍵的控制系統中,列車按照操作狀態和自身情況進行調節，利用計算機對列車進行輔助調整，進而提高鐵路信號系統的管理水平；（3）省去地面上的信號設備，降低了信號系統設備的維護資金；（4）無線信號適應能力強，可以提高列車的行進速度，可以對系統中的相關參數進行遠程調節。不過，在使用無線通信技術時，鐵路信號系統中也有一些問題存在，例如一些設備的成本較高、高速鐵路列車的運行速度和電碼傳送速率不符合。
4無線通信技術在鐵路信號系統中的應用
4.1集中調度中的應用
在集中調度系統中，調度中心科員按照車站的區段閉塞情況和法線占用情況了解列車的運行，并根據收集到的信息對進路進行排列。但是，使用無線通信技術可以使控制系統詳細了解列車的運行速度和位置，并根據沿線信號系統的基本情況，向列車傳遞控制信息，確保列車穩定、安全、快速地運行。通過利用無線通信技術，可實現控制中心和列車之間的雙線數據傳輸，為列車的運行提供了便利，達到自動指揮的目的。
4.2微機聯鎖中的應用
在微機聯鎖中應用無線技術，可以將信號機的閉鎖狀態、道岔情況等發送至主控中心，并使用道旁接口單元對主控中心傳達的控制命令進行接收，達到控制信號機動作和道岔的目的。此外，道旁接口單元可以使用無線信道和控制中心取得聯系，然后利用電纜和現場設備進行連接，達到控制、檢測輔助子系統的目的。當前，無線通信技術在微機聯鎖中的應用需要增加運營成本，并且一些比較大的車站對無線信號干擾比較大，還沒有得到廣泛的推廣和應用，不過在微機聯鎖中應用無線技術的前景是非常不錯的。
4.3無線通信技術在中繼器中的應用
在鐵路運行過程中，想要實現每一個鐵路都設置通信基站難度是比較大的。這樣設置不僅會導致設備投資增加，并且會使無線通信鐵路信號系統喪失意義。而利用中繼器，基站可以使用中繼器進行射頻信號的發送和接收，進而實現基站同時，管理線路、車輛以及基站區域范圍中的站區。
4.4使平交道口的通過率提升
通過在鐵路信號系統中使用無線通信技術，主控中心可以根據時間間隔對道口的運行情況機械能查詢，并將查詢到的信息及時向接近道口的列車反饋。此外，主控中心在接收到列車速度信息和列車位置信息時，可以對列車從道口通過后的時間進行計算，并且可以按照具體情況對累成運行路線和允許最大速度進行參考。保證了列車從平交道口經過時候的安全性，提升了道口的通過率。
作者：李克定 單位：中交機電工程局有限公司
