高鐵時(shí)代鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)技術(shù)分析

郭清宣

（濟(jì)南通信段 山東 濟(jì)南 250000）

隨著近年來鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，中國鐵路已經(jīng)進(jìn)入了高鐵時(shí)代。高速鐵路快捷、環(huán)保，對(duì)運(yùn)輸安全和應(yīng)急通信保障能力提出更高要求。為保證鐵路在進(jìn)行搶險(xiǎn)救災(zāi)、應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)，為救援指揮提供迅速、快捷、可靠的通信保障，要求應(yīng)急通信系統(tǒng)能迅速及時(shí)地將現(xiàn)場(chǎng)圖像、語音和數(shù)據(jù)等信息發(fā)送至應(yīng)急指揮中心，使上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)能及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行快速處置。鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸保障工作中起著重要作用。本文根據(jù)膠濟(jì)鐵路客運(yùn)專線（以下稱膠濟(jì)客專）的應(yīng)急通信綜合接入系統(tǒng)FH-V088進(jìn)行分析探討。

1 膠濟(jì)客專FH-V088鐵路應(yīng)急通信綜合系統(tǒng)根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)多種接入方式。按傳輸接入手段可分為:有線接入（電纜、野戰(zhàn)光纜）、衛(wèi)星接入、無線接入等接入方式

2 膠濟(jì)客專FH-V088鐵路應(yīng)急通信綜合接入系統(tǒng)按從應(yīng)用范圍上可分為:搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)側(cè)設(shè)備、中繼側(cè)設(shè)備和應(yīng)急指揮中心側(cè)設(shè)備

2.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備:現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急接入設(shè)備FH-V088 FA200、FHV088 FAC100（含數(shù)碼攝像機(jī)、WIFI數(shù)碼相機(jī)），現(xiàn)場(chǎng)影音采集設(shè)備 FH-V088 RAV400、FH-V088RAV200發(fā)射/接收機(jī)、FH-V088RAV200EX防爆型（含數(shù)碼攝像機(jī)）、無線中繼設(shè)備FH-V088 WRA100、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急衛(wèi)星接入設(shè)備FH-V088 FSAT

2.2 中繼設(shè)備:電纜接入轉(zhuǎn)換設(shè)備FH-V088 SA200、光纖接入轉(zhuǎn)換設(shè)備FH-V088 FO、FH-V088 SO、無線接入轉(zhuǎn)換設(shè)備 FH-V088 FR、FH-V088 SR

2.3 指揮中心設(shè)備:局端綜合接入設(shè)備FH-V088 CA200、應(yīng)急中心視頻設(shè)備、局端影音設(shè)備轉(zhuǎn)換設(shè)備FH-V088 CV100、FH-V088 CV200、FH-V088 LMT流媒體服務(wù)器、局端影音設(shè)備轉(zhuǎn)換設(shè)備 FH-V088 CVS、中心應(yīng)急指揮臺(tái)、局端應(yīng)急衛(wèi)星綜合接入設(shè)備FH-V088 CSAT

3 膠濟(jì)客專FH-V088鐵路應(yīng)急通信綜合接入系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能

3.1 提供現(xiàn)場(chǎng)傳輸通道

利用多種傳輸技術(shù)與傳輸介質(zhì)，為事故現(xiàn)場(chǎng)至應(yīng)急中心提供高達(dá)2Mbps的傳輸通道，可根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)情況及基礎(chǔ)設(shè)施情況因地制宜選用適宜的接入方式。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)有線/無線內(nèi)部通信功能

在事故現(xiàn)場(chǎng)至少能提供4部專線座機(jī)和4部無線專用手機(jī)，既可采用熱線方式呼叫應(yīng)急中心也可直撥任意一部自動(dòng)電話。該功能能保證事故現(xiàn)場(chǎng)各部門工作人員的內(nèi)部通信，加強(qiáng)了搶險(xiǎn)工作人員的內(nèi)部協(xié)作，同時(shí)使領(lǐng)導(dǎo)的決策能快速的得到貫徹執(zhí)行，為事故搶險(xiǎn)爭(zhēng)取了時(shí)間，使事故損失降到最低。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)圖上傳功能

能將事故現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)圖實(shí)時(shí)上傳到應(yīng)急指揮中心，圖像清晰，使領(lǐng)導(dǎo)能準(zhǔn)確、快捷的掌握現(xiàn)場(chǎng)的第一手資料；各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)可用電話指揮現(xiàn)場(chǎng)的攝影人員拍攝，保證了領(lǐng)導(dǎo)對(duì)事故信息的全面了解。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)多路語音通信功能

可以為事故現(xiàn)場(chǎng)到應(yīng)急指揮中心至少提供 8路話音通道，以便于應(yīng)急中心各部門的領(lǐng)導(dǎo)對(duì)事故搶險(xiǎn)的相關(guān)事項(xiàng)進(jìn)行電話調(diào)度指揮。

3.5 現(xiàn)場(chǎng)無線攝像功能

現(xiàn)場(chǎng)攝像人員可遠(yuǎn)離圖像接收設(shè)備進(jìn)行無線拍攝，可以讓攝像人員使用方便，免受拖線羈絆，活動(dòng)自由、合理，活動(dòng)范圍大。

3.6 現(xiàn)場(chǎng)靜圖上傳功能

靜圖方式采用最新的WIFI數(shù)碼相機(jī)方案，減少中間轉(zhuǎn)存過程，將現(xiàn)場(chǎng)靜圖直接傳送到中心靜圖服務(wù)器，能兼容原有靜圖系統(tǒng)，通信速率更高，傳送靜圖更快。

3.7 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信功能

現(xiàn)場(chǎng)通過應(yīng)急設(shè)備提供的數(shù)據(jù)接口可與應(yīng)急中心進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，以便于應(yīng)急指揮中心與事故現(xiàn)場(chǎng)的聯(lián)系。

3.8 視訊流的記錄和回放

FH-V088 LMT流媒體服務(wù)器實(shí)時(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)圖象及應(yīng)急搶險(xiǎn)會(huì)議的視訊流，方便以后的查詢和分析事故原因。

4 系統(tǒng)組網(wǎng)方式及工作原理

4.1 有線接入方式

在事故現(xiàn)場(chǎng)側(cè)，F(xiàn)H-V088 FA將現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)圖、語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)復(fù)用成一個(gè)2M信號(hào)，將與FA相連的電纜或光纜放至最近的中繼站傳輸設(shè)備，再將現(xiàn)場(chǎng)語音、動(dòng)圖、數(shù)據(jù)等信號(hào)傳送到應(yīng)急指揮中心。有線接入方式根據(jù)中間傳輸媒介分為電纜接入和野戰(zhàn)光纜接入兩種制式。

4.1.1 電纜接入方式

FH-V088系統(tǒng)的電纜接入方式常用于鐵路應(yīng)急通信及工務(wù)施工遠(yuǎn)程指導(dǎo)。鐵路沿線每隔1.5公里就有一個(gè)區(qū)間通話柱，通過區(qū)間電纜接入兩端的車站機(jī)械室，車站基本已覆蓋了接入網(wǎng)設(shè)備，即具備了寬帶傳輸條件，因此有線接 入方式的重點(diǎn)是提供事故發(fā)生地至車站的寬帶傳輸條件，即解決最后一公里的問題。

FH-V088系統(tǒng)的xDSL單元實(shí)現(xiàn)基于區(qū)間通話柱1對(duì)雙絞線有線2M接入，在0.9mm線徑的通話柱上傳輸距離可以達(dá)到15公里左右，可滿足鐵路沿線約30km的區(qū)間需求。

整套設(shè)備分為三個(gè)部分:事故現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、中繼設(shè)備和指揮中心設(shè)備。

在事故現(xiàn)場(chǎng)側(cè)，F(xiàn)H-V088 FA將現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)圖、語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)復(fù)用成一個(gè)2M信號(hào)，通過區(qū)間通話柱上的雙絞線傳送至臨近車站側(cè)的中繼設(shè)備FH-V088 SA，再由其通過車站接入網(wǎng)的數(shù)字傳輸通道上傳至局端指揮中心的局域網(wǎng)，將其中數(shù)據(jù)及語音業(yè)務(wù)進(jìn)行分離，語音業(yè)務(wù)送至FH-V088 CA設(shè)備，經(jīng)FH-V088 CA轉(zhuǎn)至模擬語音與PSTN網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與中心的交互式語音通信；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)送至進(jìn)入FH-V088 CV設(shè)備，用戶可在指揮中心或任一有IP網(wǎng)地點(diǎn)即可通過權(quán)限登錄訪問現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備IP地址方式，以獲取現(xiàn)場(chǎng)采集動(dòng)圖。

4.1.2 野戰(zhàn)光纜接入方式

光纖接入方式與有線接入方式的設(shè)備組成大致相同，只是傳輸媒介由電纜 替換為光纜。FH-V088 FA將現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)圖、語音、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)復(fù)用成一個(gè)數(shù)字信號(hào)，通過FH-V088 FO/SO光纖接入設(shè)備和野戰(zhàn)光纜連接至中繼站上傳輸網(wǎng)，將現(xiàn)場(chǎng)語音、動(dòng)圖、數(shù)據(jù)等信號(hào)傳送到應(yīng)急指揮中心。以膠濟(jì)客運(yùn)專線為例，基站即中繼站一般間距為3-5km，每個(gè)基站都有SDH傳輸設(shè)備，若在兩個(gè)基站間進(jìn)行應(yīng)急通信，就可選擇采用1-2km野戰(zhàn)光纖接入的方式。

4.2 無線接入方式

采用基于5.8G無線頻段的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線傳輸，與上一種接入方式的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成相同，只是中繼設(shè)備采用FH-V088 FR/SR現(xiàn)場(chǎng)無線接入設(shè)備傳。采用現(xiàn)場(chǎng)和 中繼站的一對(duì)FHV088 FR/SR設(shè)備使用，以無線的方式搭建事故現(xiàn)場(chǎng)到中繼站的數(shù)字通信鏈路。無線接入方式主要應(yīng)用于缺乏有線傳輸條件的場(chǎng)合，避免了現(xiàn)場(chǎng) 應(yīng)用需要架設(shè)較長(zhǎng)有線線纜的一些不可測(cè)的因素，應(yīng)用比較靈活，根據(jù)工作方式和使用環(huán)境可分為人到車、車到車、車到指揮中心等多種方式。

無線接入方式可提供至少2-3公里的有效接入，但這種接入方式對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的地理環(huán)境要求較高，要求中間是無障礙的可視距離。

4.3 衛(wèi)星接入方式

寬帶衛(wèi)星接入方式是利用現(xiàn)場(chǎng)和路局側(cè)的一對(duì)衛(wèi)星地面站配套使用，以搭建現(xiàn)場(chǎng)到路局的 2M的通信鏈路，以完成事故現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)圖、靜圖和多路話音的上傳。這種接入方式相對(duì)于前兩種接入方式雖然投資高，但有前兩種方式無可比擬的優(yōu)勢(shì):

①不需要考慮地形等自然因素，電路建立靈活方便，這一點(diǎn)可以滿足應(yīng)急通信地點(diǎn)隨意性的要求；

②具有良好的機(jī)動(dòng)性，能在較短的時(shí)間內(nèi)建立通信電路，尤其是衛(wèi)星通信 車的應(yīng)用，這一點(diǎn)可以滿足應(yīng)急通信快速響應(yīng)性的要求；

③衛(wèi)星通信技術(shù)現(xiàn)已成熟，質(zhì)量好，性能穩(wěn)定可靠；

④可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，而通信成本與距離無關(guān)，即通信費(fèi)用只與租用帶寬 有關(guān)；

⑤覆蓋面積大，一顆靜止軌道衛(wèi)星能覆蓋42.4%的地球表面；

⑥易于實(shí)現(xiàn)多址連接，而其它通信方式實(shí)現(xiàn)多址連接非常困難；

⑦由于頻率較高，頻帶較寬，所以衛(wèi)星通信系統(tǒng)的容量大；

4.3.1 便攜式衛(wèi)星接入方式:救援人員利用現(xiàn)場(chǎng) FH-V088 FSAT便攜式衛(wèi)星設(shè)備和應(yīng)急指揮中心側(cè)的FH-V088 CSAT衛(wèi)星設(shè)備配套使用，以搭建現(xiàn)場(chǎng)到指揮中心的寬帶通信鏈路，完成事故現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)圖、靜圖和多路話音的上傳。便攜式衛(wèi)星設(shè)備由室內(nèi)單元（IDU）、室外單元（ODU）和 1.2米小口徑天線三部分構(gòu)成，最重設(shè)備不超過25KG，便于運(yùn)輸、攜帶。

4.3.2 衛(wèi)星通信車接入方式:為了使事故發(fā)生后，能夠更快的建立起事故現(xiàn)場(chǎng)同救援中心的通信，我們建議還可以配備應(yīng)急通信衛(wèi)星車。這樣現(xiàn)場(chǎng)的影音采集設(shè)備、應(yīng)急接入設(shè)備、電 源設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)星地面站（含功率發(fā)射接收機(jī)、衛(wèi)星自動(dòng)伺服設(shè)備、便攜天線）等應(yīng)急搶險(xiǎn)設(shè)備便都可以完全裝備在應(yīng)急通信衛(wèi)星車上，以做到隨時(shí)隨地配備完善的應(yīng)急通信現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備快速趕到事故現(xiàn)場(chǎng)。從應(yīng)急通信的開通時(shí)間上考慮，配備衛(wèi)星通信車，通信車上將配置1.8米的自動(dòng)伺服天線，自動(dòng)伺服系統(tǒng)的天饋接制器預(yù)存多顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)，電腦控制自動(dòng)搜索對(duì)準(zhǔn)所選衛(wèi)星方位角、仰角、極化角等，所有對(duì)星工作將在5分鐘之內(nèi)完成。與便攜天線的組裝和人工對(duì)星等一系列的過程相比，將大大節(jié)省時(shí)間。

隨著高速鐵路的快速發(fā)展建設(shè)，迅速、安全、保密、準(zhǔn)確、暢通的鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)在目前和將來的鐵路運(yùn)輸中都很重要，必須不斷發(fā)展鐵路應(yīng)急通信技術(shù)，加強(qiáng)鐵路應(yīng)急通信隊(duì)伍建設(shè)，才能適應(yīng)高速鐵路發(fā)展的要求。隨著鐵路應(yīng)急通信技術(shù)的迅速發(fā)展和系列技術(shù)規(guī)范要求本文對(duì)中國鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)的各項(xiàng)技術(shù)加以簡(jiǎn)單分析，希望能對(duì)中國鐵路應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和優(yōu)化起到一定的參考作用。