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摘 要：軟交换是下一代通信的核心技术，其基本思想是实现硬件软件化。基于软交换技术构建铁路调度通信系统，可为铁路调度指挥系统提供一个实时、可控、稳定、安全的多媒体通信平台。
关键词：软交换；分组交换；调度；集中；多媒体；安全
【中图分类号】U231+.7
城市轨道交通调度电话是为列车运营、电力供应、维修组织、应急抢险提供快速、高效的指挥手段的专用通信系统。一般情况下每条线路设置一套独立的调度电话系统，但随着城市轨道交通线网的快速发展及维修专业调度模式的调整变革，同时受各线路间传输系统制式差异的限制，现有传统程控交换机的调度电话系统已经不能满足线网运营的需要。
1 软交换技术
1.1 软交换
软交换（Soft-switching）是通过软件实现呼叫控制功能的实体，是下一代通信网络的呼叫与控制核心，提供实时的业务呼叫控制和连接控制。软交换的基本思想是硬件软件化，使呼叫控制与呼叫传输分离开，通过服务器或网络上的软件实现呼叫选路、连接控制、管理控制和信令互通等基本功能。
1.2软交换网络结构
软交换系统采用分层网络结构，包括接入层、传输层、控制层和业务层等 4 个功能层。接入层为底层，采用各种方式和接入手段将各种用户接入核心网，实现各种信息格式之间的转换，但不具备呼叫控制功能，需要与控制层设备配合才能完成操作。它采用开放的业务接口与分组承载网络相对独立，使业务开发具有很高的灵活性，便于新业务、新功能的开发和系统升级。接入层主要包括信令网关、各种媒体网关、综合接入设备、媒体资源服务器、智能终端等多种接入设备。传输层采用分组承载方式，负责提供各种信令和媒体流的通道，目前大多使用具有巨大IP 容量和高 QoS 保证的 IPv6 网络。控制层是整个网络的呼叫与控制核心，其主要组成部分是软交换设备，用来控制接入、完成呼叫接续，主要提供呼叫控制、连接控制、协议处理等功能，并为业务层提供访问底层的开放接口。业务层为顶层，主要包括应用服务器、网管服务器、数据库服务器、AAA 服务器等，它利用底层的各种网络资源为用户提供独立于网络的智能服务，为整个软交换网络体系提供业务上的支持。
2 地铁线网调度通信系统的优势
2.1 互通融合 扩展性强
软交换铁路调度通信系统基于 H.323 技术，可在分组承载网之上，可实现控制功能与承载能力、呼叫与会晤、应用与服务、业务提供与网络各自分离，可相对独立地发展和升级，具有极强的组网灵活性和功能可扩展性，无需对已有的网络和硬件设备进行更换或改动，便可在网络上任意灵活地设置和插入调度台、调度终端和调度服务器，在故障情况下系统可立刻将故障设备的业务接管过来，系统可靠性高、维护方便，可有效整合铁路通信资源，同时满足铁路企业信息化不断发展的要求。系统应用服务器可提供调度指挥系统运行维护与管理功能、通信功能，还可提供增值业务和开放的、独立于网络的应用程序开发接口，提供其它服务器之间的互联，容易实现各业务网络之间互通融合。媒体服务器在应用服务器和软交换设备的控制下可提供在IPv6环境下铁路调度系统所需的各种媒体资源。
2.2安全性能高
软交换铁路调度通信系统采用双软交换、双机终端、双链路、双IP、双通道、双服务器的双环结构，可提高系统设备的安全性；系统利用数据库服务器存储铁路调度通信网络的配置和用户数据，有效地进行系统数据冗余备份，提高了数据的安全性；调度服务器的 AAA 功能模块可有效地进行铁路调度通信系统用户的认证、授权和管理，可有效控制系统用户的接入和业务权限，提高系统用户安全度。软交换自身完备的安全机制，可利用协议体系对传输进行安全保护，可满足铁路调度系统网络信息安全的要求，有效防止安全攻击。
2.3 应急容灾能力强
软交换系统在分组网上可进行网络中断备份和容灾备份，可对视频、语音、图像数据业务进行统一管理和储存，可对所有的呼叫过程、语音、图像和数据内容进行记录。系统可采用双归属 1+1 主备容灾方案，每个媒体网关均连接到两个软交换设备上，两个软交换设备采用主/备用制，一旦主用设备故障，则自动按预先配置的 IP 向备用软交换设备注册，激活备用软交换设备来接接替主用设备的业务，有效防止大面积瘫痪，使系统具有较高的容灾能力。
3 系统功能需求
3.1调度台及调度分机的需求
目前，地铁线网运营指挥层次体系按层次可分为线网运营指挥中心、各线路运营控制中心和各维修专业调度中心（通号调度、工建调度、车辆检修调度、AFC调度）等。
根据运营指挥体系层次，线网指挥中心的行车调度、环控调度、维修调度、电力调度和值班主任设置相对应的调度台，各线路运营控制中心的行车调度、环控调度、维修调度、电力调度和值班主任设置相对应的调度台，各维修专业调度中心设置相对应的调度台。
3.2 系统主要功能
3.2.1 通话功能
1）线网控制中心各调度员能通过调度台与各线路控制中心相应调度员直接通话。
2）线网和线路控制中心行车、维修、值班主任调度员能通过调度台与各维修专业调度员通话。
3）各维修调度员能通过调度台与相应维修值班点调度分机直接通话。
4）线网控制中心各调度员不能与调度电话分机通话、调度电话分机之间不允许通话。
3.2.2选叫功能
1）各调度员呼叫各对应下一级调度员或各值班点的值班员时可通过一键单呼、组呼、全呼。
2）各值班员通过调度分机延迟热线方式呼叫调度员，呼叫分为普通呼叫和紧急呼叫。
3） 调度员正在通话时，再有值班员呼叫应显示呼叫分机中文站名，并标明是紧急还是普通呼叫，并根据情况切换当前通话和等待中呼叫通话。
4）调度员正在通话时，再有多个值班员呼叫，系统应该照呼叫先后顺序进行呼叫排队管理。
3.2.3 会议功能
1） 调度电话系统具有语音或视频会议功能，方便调度员召开电话会议，会议的参加方能在调度台上灵活设置。
2）调度员正在通话时，再有值班员呼叫，调度员可选择该呼叫加入目前的通话形成多方会议。
3.2.4 录音功能
系统能够记录保存调度员与各值班点值班员的通话及各调度员之间的通话，调度电话录音时间至少能够保存60天。
3.2.5接口功能
系统通过软交换的开放标准协议预留与其他系统的接口。如与综合监控系统接口，在调度台上可调看综合系统的相关信息或进行相关操作；与视频监控系统接口，在调度台上可调看视频监控系统中的视频图像。
3.2.6无线接入功能
系统调度台或调度分机的终端可通过无线局域网方式连接加入线网调度通信网，以方便各类突发事件的应急指挥。
4 结束语
软交换铁路调度通信系统无疑将成为下一代铁路调度通信发展的方向，它将从不同层面、不同角度采用不同的技术手段提高服务质量，给下一代铁路调度指挥系统提供一个崭新的多媒体综合通信平台，为保障铁路运输安全正点、实现铁路调度高度集中的统一指挥和适应铁路未来的发展提供高质量的通信技术支持和保障。
参考文献：
[1] 陈建亚，余浩，王治凯。现代交换原理 [M] 北京：北京邮电大学出版社，2006
[2] 封晓燕，崔燕明，温永怡。利用软交换实现多媒体调度通信的特殊功能 [J] 。电力系统通信，2010，31（8）：9-13
关键词：软交换；分组交换；调度；集中；多媒体；安全
【中图分类号】U231+.7
城市轨道交通调度电话是为列车运营、电力供应、维修组织、应急抢险提供快速、高效的指挥手段的专用通信系统。一般情况下每条线路设置一套独立的调度电话系统，但随着城市轨道交通线网的快速发展及维修专业调度模式的调整变革，同时受各线路间传输系统制式差异的限制，现有传统程控交换机的调度电话系统已经不能满足线网运营的需要。
1 软交换技术
1.1 软交换
软交换（Soft-switching）是通过软件实现呼叫控制功能的实体，是下一代通信网络的呼叫与控制核心，提供实时的业务呼叫控制和连接控制。软交换的基本思想是硬件软件化，使呼叫控制与呼叫传输分离开，通过服务器或网络上的软件实现呼叫选路、连接控制、管理控制和信令互通等基本功能。
1.2软交换网络结构
软交换系统采用分层网络结构，包括接入层、传输层、控制层和业务层等 4 个功能层。接入层为底层，采用各种方式和接入手段将各种用户接入核心网，实现各种信息格式之间的转换，但不具备呼叫控制功能，需要与控制层设备配合才能完成操作。它采用开放的业务接口与分组承载网络相对独立，使业务开发具有很高的灵活性，便于新业务、新功能的开发和系统升级。接入层主要包括信令网关、各种媒体网关、综合接入设备、媒体资源服务器、智能终端等多种接入设备。传输层采用分组承载方式，负责提供各种信令和媒体流的通道，目前大多使用具有巨大IP 容量和高 QoS 保证的 IPv6 网络。控制层是整个网络的呼叫与控制核心，其主要组成部分是软交换设备，用来控制接入、完成呼叫接续，主要提供呼叫控制、连接控制、协议处理等功能，并为业务层提供访问底层的开放接口。业务层为顶层，主要包括应用服务器、网管服务器、数据库服务器、AAA 服务器等，它利用底层的各种网络资源为用户提供独立于网络的智能服务，为整个软交换网络体系提供业务上的支持。
2 地铁线网调度通信系统的优势
2.1 互通融合 扩展性强
软交换铁路调度通信系统基于 H.323 技术，可在分组承载网之上，可实现控制功能与承载能力、呼叫与会晤、应用与服务、业务提供与网络各自分离，可相对独立地发展和升级，具有极强的组网灵活性和功能可扩展性，无需对已有的网络和硬件设备进行更换或改动，便可在网络上任意灵活地设置和插入调度台、调度终端和调度服务器，在故障情况下系统可立刻将故障设备的业务接管过来，系统可靠性高、维护方便，可有效整合铁路通信资源，同时满足铁路企业信息化不断发展的要求。系统应用服务器可提供调度指挥系统运行维护与管理功能、通信功能，还可提供增值业务和开放的、独立于网络的应用程序开发接口，提供其它服务器之间的互联，容易实现各业务网络之间互通融合。媒体服务器在应用服务器和软交换设备的控制下可提供在IPv6环境下铁路调度系统所需的各种媒体资源。
2.2安全性能高
软交换铁路调度通信系统采用双软交换、双机终端、双链路、双IP、双通道、双服务器的双环结构，可提高系统设备的安全性；系统利用数据库服务器存储铁路调度通信网络的配置和用户数据，有效地进行系统数据冗余备份，提高了数据的安全性；调度服务器的 AAA 功能模块可有效地进行铁路调度通信系统用户的认证、授权和管理，可有效控制系统用户的接入和业务权限，提高系统用户安全度。软交换自身完备的安全机制，可利用协议体系对传输进行安全保护，可满足铁路调度系统网络信息安全的要求，有效防止安全攻击。
2.3 应急容灾能力强
软交换系统在分组网上可进行网络中断备份和容灾备份，可对视频、语音、图像数据业务进行统一管理和储存，可对所有的呼叫过程、语音、图像和数据内容进行记录。系统可采用双归属 1+1 主备容灾方案，每个媒体网关均连接到两个软交换设备上，两个软交换设备采用主/备用制，一旦主用设备故障，则自动按预先配置的 IP 向备用软交换设备注册，激活备用软交换设备来接接替主用设备的业务，有效防止大面积瘫痪，使系统具有较高的容灾能力。
3 系统功能需求
3.1调度台及调度分机的需求
目前，地铁线网运营指挥层次体系按层次可分为线网运营指挥中心、各线路运营控制中心和各维修专业调度中心（通号调度、工建调度、车辆检修调度、AFC调度）等。
根据运营指挥体系层次，线网指挥中心的行车调度、环控调度、维修调度、电力调度和值班主任设置相对应的调度台，各线路运营控制中心的行车调度、环控调度、维修调度、电力调度和值班主任设置相对应的调度台，各维修专业调度中心设置相对应的调度台。
3.2 系统主要功能
3.2.1 通话功能
1）线网控制中心各调度员能通过调度台与各线路控制中心相应调度员直接通话。
2）线网和线路控制中心行车、维修、值班主任调度员能通过调度台与各维修专业调度员通话。
3）各维修调度员能通过调度台与相应维修值班点调度分机直接通话。
4）线网控制中心各调度员不能与调度电话分机通话、调度电话分机之间不允许通话。
3.2.2选叫功能
1）各调度员呼叫各对应下一级调度员或各值班点的值班员时可通过一键单呼、组呼、全呼。
2）各值班员通过调度分机延迟热线方式呼叫调度员，呼叫分为普通呼叫和紧急呼叫。
3） 调度员正在通话时，再有值班员呼叫应显示呼叫分机中文站名，并标明是紧急还是普通呼叫，并根据情况切换当前通话和等待中呼叫通话。
4）调度员正在通话时，再有多个值班员呼叫，系统应该照呼叫先后顺序进行呼叫排队管理。
3.2.3 会议功能
1） 调度电话系统具有语音或视频会议功能，方便调度员召开电话会议，会议的参加方能在调度台上灵活设置。
2）调度员正在通话时，再有值班员呼叫，调度员可选择该呼叫加入目前的通话形成多方会议。
3.2.4 录音功能
系统能够记录保存调度员与各值班点值班员的通话及各调度员之间的通话，调度电话录音时间至少能够保存60天。
3.2.5接口功能
系统通过软交换的开放标准协议预留与其他系统的接口。如与综合监控系统接口，在调度台上可调看综合系统的相关信息或进行相关操作；与视频监控系统接口，在调度台上可调看视频监控系统中的视频图像。
3.2.6无线接入功能
系统调度台或调度分机的终端可通过无线局域网方式连接加入线网调度通信网，以方便各类突发事件的应急指挥。
4 结束语
软交换铁路调度通信系统无疑将成为下一代铁路调度通信发展的方向，它将从不同层面、不同角度采用不同的技术手段提高服务质量，给下一代铁路调度指挥系统提供一个崭新的多媒体综合通信平台，为保障铁路运输安全正点、实现铁路调度高度集中的统一指挥和适应铁路未来的发展提供高质量的通信技术支持和保障。
参考文献：
[1] 陈建亚，余浩，王治凯。现代交换原理 [M] 北京：北京邮电大学出版社，2006
[2] 封晓燕，崔燕明，温永怡。利用软交换实现多媒体调度通信的特殊功能 [J] 。电力系统通信，2010，31（8）：9-13