無線通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)探討

辛靜波

【摘 要】無線通信技術(shù)一項(xiàng)重要的通信技術(shù)，近些年來在社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在鐵路的行駛、調(diào)度中。伴隨城市化進(jìn)程的加快，我國的高鐵、輕軌以及地鐵等城市軌道交通大力發(fā)展。通車?yán)锍谈L(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)速度更快，給鐵路的無線通信技術(shù)發(fā)展提出了更高要求。本文就鐵路方向上無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做幾點(diǎn)探討。

【關(guān)鍵詞】無線通信；鐵路運(yùn)營(yíng)

1.鐵路無線通信的特點(diǎn)

對(duì)大多數(shù)人來說，鐵路已經(jīng)不再陌生，就是火車行駛的鐵質(zhì)軌道，不過這只是傳統(tǒng)的俠義上的理解。現(xiàn)代的鐵路不單單是指火車行駛的鐵質(zhì)軌道，高鐵、地鐵行駛的軌道也統(tǒng)稱為鐵道或鐵路。鐵路無線通信就是火車、高鐵以及地鐵在軌道上行駛時(shí)用到的無線通信技術(shù)。它是一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，不只是列車乘務(wù)人員以及列車乘務(wù)員與車站值班人員之間的語音通訊系統(tǒng)，還包括車次傳輸系統(tǒng)、無線電子閉塞系統(tǒng)、列車防護(hù)通信等等，其主要特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。

1.1結(jié)構(gòu)復(fù)雜

鐵路無線通信包含多種信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜是一大特點(diǎn)。有用于列車站場(chǎng)工作人員語音對(duì)講的語音傳輸系統(tǒng)，有用來傳送車次信號(hào)的無線車次傳輸系統(tǒng)，有用來引導(dǎo)列車行駛的無線導(dǎo)航系統(tǒng)等等。復(fù)雜齊全的無線通信系統(tǒng)，使得列車在行駛中能夠完全接受各路信號(hào)，便于列車駕駛員對(duì)行駛列車進(jìn)行及時(shí)操控，是確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全的前提。

1.2精密

鐵路無線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但很精密，靈敏度很高?，F(xiàn)代鐵路交通一般里程較長(zhǎng)，途徑地域也多，各個(gè)路段的無線信號(hào)很容易受到外界干擾，鐵路無線通信的精密性特點(diǎn)，可以讓列車在復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境下正常接收鐵路無線信號(hào)，引導(dǎo)列車正常行駛。

1.3移動(dòng)性

所謂移動(dòng)性，是指鐵路上的無線通信大多數(shù)是在行駛的列車上的實(shí)行收發(fā)的，列車在高速行駛下對(duì)一些列的鐵路無線信號(hào)實(shí)現(xiàn)收發(fā)、解調(diào)，并根據(jù)信號(hào)指示引導(dǎo)列車正常行駛，完成中途列車避讓、列車進(jìn)站、列車離站等調(diào)度行為。移動(dòng)性是鐵路無線通信的主要特點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)無線通信的技術(shù)難點(diǎn)。因?yàn)殍F路無線通信的主體是行駛的列車，高速行駛的列車對(duì)于無線通信信號(hào)的方向、強(qiáng)度有著一定的要求。

1.4分段傳輸

因?yàn)殍F路通車的里程較長(zhǎng)，列車行駛速度較快，只靠一個(gè)無線通信信號(hào)收發(fā)站來完成對(duì)列車的全程引導(dǎo)是不可靠的，也是不可能的。分段傳輸，將列車行駛的里程分成幾小段，每段設(shè)置一個(gè)鐵路無線通信站，即車站，來對(duì)列車進(jìn)行無線通信信號(hào)的引導(dǎo)。

2.現(xiàn)代鐵路無線通信的應(yīng)用

現(xiàn)在無線通信技術(shù)在鐵路上的應(yīng)用已十分成熟，不管是火車、高鐵還是地鐵都有著功能多樣的鐵路無線通信系統(tǒng)，主要有以下幾項(xiàng)。

2.1車次編號(hào)發(fā)送系統(tǒng)

列車離站或進(jìn)站前，機(jī)車司機(jī)通過數(shù)字鍵鍵入車次號(hào)，由顯示器復(fù)示，司機(jī)確認(rèn)后。由車載CPU 控制編碼進(jìn)行調(diào)制，并通過無線列調(diào)或?qū)Ｓ秒娕_(tái)發(fā)射到下個(gè)車站，以便下個(gè)車站做好列車的引導(dǎo)作業(yè)。而當(dāng)列車進(jìn)站時(shí)，利用機(jī)車司機(jī)呼叫車站值班員的3-5秒時(shí)間內(nèi)完成車次號(hào)的再次傳送，經(jīng)值班室儀器解調(diào)后傳輸并顯示給行車調(diào)度員，完成當(dāng)前進(jìn)站列車車次號(hào)的報(bào)道并進(jìn)行列車跟蹤引導(dǎo)進(jìn)入合適的擋位。

2.2站場(chǎng)調(diào)車通信系統(tǒng)

鐵路站場(chǎng)調(diào)車過去采用燈光、叫笛等原始設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳輸，安全性極低。 鐵路電務(wù)部門首先把無線通信引入站場(chǎng)調(diào)車并取得了成功?？s短了車輛停場(chǎng)時(shí)間，提高了調(diào)車效率 。通過每隔3～5公里范圍在鐵路兩旁的護(hù)欄上設(shè)置10～15個(gè)獨(dú)立的無線通信裝置，來傳輸語音、音響 色燈信號(hào)等信息，也可傳送衛(wèi)星定位信息和數(shù)據(jù)信息，對(duì)進(jìn)站列車進(jìn)行減速、避讓的指揮引導(dǎo)。而工作人員可隨身攜帶語音發(fā)送設(shè)備，通過中央控制臺(tái)對(duì)各個(gè)無線通信裝置予以信號(hào)指示。

2.3鐵路閉塞系統(tǒng)

鐵路閉塞系統(tǒng)是一種列車安全防護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)列車進(jìn)站的車次信號(hào)傳送到車站值班室以后，值班室通過中央控制臺(tái)對(duì)鐵路地面的無線通信裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，只有參數(shù)和列車車次號(hào)一致的列車才能進(jìn)入該路段，而參數(shù)與列車車次不一致的列車不能進(jìn)入該路段，實(shí)行鐵路閉塞。同時(shí)，車站也可用探詢方式對(duì)列車作自動(dòng)應(yīng)答，解除原封閉區(qū)間，同時(shí)操縱本站出站信號(hào)機(jī)和下一進(jìn)站信號(hào)機(jī)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)和相應(yīng)的信號(hào)標(biāo)志，排好進(jìn)路，保證進(jìn)出站列車的安全。

2.4衛(wèi)星定位系統(tǒng)

鐵路運(yùn)輸效率與車重、車速、密度三大因素有關(guān)，其中車速和密度是靠信號(hào)設(shè)備來保證的。在中、低速行車時(shí)信號(hào)對(duì)行車控制十分有效。但如果列車行駛速度很大，就會(huì)沒等機(jī)車司機(jī)看清地面信號(hào)反應(yīng)過來，信號(hào)機(jī)就一晃而過了。因此自動(dòng)閉塞路段長(zhǎng)短的劃分就成了一個(gè)難題，也存在著安全隱患。而衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以通過實(shí)時(shí)的遙感探測(cè)技術(shù)對(duì)行駛列車進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，迅速掌握列車位置、速度、密度，并通過地面控制中心的無線通信裝置予以傳達(dá)，經(jīng)地面控制中心分析作出引導(dǎo)方案。

2.5列車防護(hù)通信

當(dāng)列車發(fā)生意外事故脫線或翻車時(shí)，可能侵入鄰線，造成突發(fā)事故。此時(shí)脫軌機(jī)車的乘務(wù)員如果能及時(shí)發(fā)出無線報(bào)警信號(hào)，在1.5公里之內(nèi)其他行駛機(jī)車收到信號(hào)后立即采取剎車減速措施，就會(huì)避免事故發(fā)生。為了避免意外，高速列車上安裝了列車防護(hù)通信，防護(hù)通信包括控制鍵、頻率合成器、發(fā)訊機(jī)、接收機(jī)、告警器，其中控制鍵由玻璃密封，設(shè)置在各節(jié)車廂，需要時(shí)打碎玻璃蓋、接下控制鍵，可以發(fā)出2瓦功率的告警信，在1.5公里范圍內(nèi)所有機(jī)車上的防護(hù)裝置將被啟動(dòng)。如果機(jī)車司機(jī)來不及處理，列車將會(huì)在5秒鐘內(nèi)啟動(dòng)與防護(hù)裝置相聯(lián)的自動(dòng)停車裝置進(jìn)行緊急停車。

3.鐵路無線通信的發(fā)展趨勢(shì)

伴隨城市化進(jìn)程的加快，我國的鐵路建設(shè)也大力發(fā)展。京臧鐵璐、京滬高鐵、穿江地鐵等新的交通干線陸續(xù)建成通車，使得一系列新型鐵路無線通信技術(shù)得以實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，為我國鐵路無線通信的發(fā)展趨勢(shì)指明了方向。

3.1鐵路無線通信數(shù)字化傳輸

將鐵路無線通信信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸，可以有效避免信號(hào)干擾，使得列車可以在更為復(fù)雜的地域環(huán)境下行駛。另外數(shù)字化的無線通信信號(hào)也容易與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)鐵路無線通信的自動(dòng)化控制。

3.2三網(wǎng)聯(lián)合

即實(shí)現(xiàn)鐵路無線通信傳輸網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及電視廣播網(wǎng)的三網(wǎng)聯(lián)合，利用互聯(lián)網(wǎng)和電視廣播網(wǎng)的高速、高質(zhì)量通道，實(shí)現(xiàn)鐵路無線通信信號(hào)的高速、高質(zhì)量傳播。

3.3現(xiàn)代藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)在移動(dòng)終端運(yùn)用的無線傳輸技術(shù)，速度快，質(zhì)量高。將鐵路無線通信與藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)近距信號(hào)傳輸?shù)母咚俸透哔|(zhì)量。通過佩戴特制的藍(lán)牙耳機(jī)，可以大大減少設(shè)備安裝、調(diào)試時(shí)間，攜帶也方便。

3.4全程衛(wèi)星導(dǎo)航

之前我國的鐵路無線通信，衛(wèi)星定位只是用來收集列車的行駛情況及列車密度，輔助地面控制中心對(duì)車輛加以引導(dǎo)。而現(xiàn)在的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以通過高質(zhì)量的無線通信直接對(duì)行駛列車進(jìn)行引導(dǎo)，自動(dòng)化、智能化水平進(jìn)一步提高。

無線通信技術(shù)是現(xiàn)代的通信領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的通信技術(shù)，它的發(fā)展趨勢(shì)影響著各個(gè)行業(yè)，不只是鐵路通信，現(xiàn)代的手機(jī)、氣象探測(cè)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都是以無線通信技術(shù)為基礎(chǔ)的。因此，要取得科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)展無線通信技術(shù)有著重要意義。 [科]

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