關(guān)于做好隧道內(nèi)鐵路交通事故救援通信保障的思考

【摘要】 在高鐵列車速度達(dá)到300Km/h的時(shí)候，存在不安全因素。本文結(jié)合合肥至武漢的鐵路客運(yùn)專線的情況來介紹鐵路通信交通救助。

【關(guān)鍵字】 隧道 鐵路交通事故 救援

合肥至武漢的鐵路客運(yùn)專線是是較高速度的客運(yùn)專線之一，如何在最短的時(shí)間內(nèi)拯救傷員生命、最大限度地減少損失，是擺在我們鐵路人面前的一道難題。

一、GSM-R鐵路通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

1. 1 GSM-R鐵路通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

GSM無線通信技術(shù)，是個(gè)不錯(cuò)的選擇。鐵路GSM-R是結(jié)合鐵路的具體情況，對(duì)原有的GSM技術(shù)經(jīng)過適當(dāng)?shù)母脑於纬傻蔫F路無線通信系統(tǒng)，屬于2G無線通信技術(shù)。

在GSM-R系統(tǒng)中，使用頻段為885-889MHz/930-934MHz，去除保護(hù)頻點(diǎn)，按頻率間隔200k來劃分，實(shí)際上、下行可用頻點(diǎn)各只有19個(gè)。GSM/GSM-R是基于FDMA+TDMA多址方式來工作的。

合武線每個(gè)無線基站配置2個(gè)載波單元CU，每個(gè)載波單元有1個(gè)載頻，每個(gè)載頻8個(gè)時(shí)隙，第一個(gè)載頻可用6個(gè)時(shí)隙，第二個(gè)載頻滿配置時(shí)有8個(gè)時(shí)隙可用，共計(jì)有14個(gè)時(shí)隙可用。每時(shí)隙的數(shù)據(jù)速率為14.4kbit/s，若將2個(gè)載頻完全用來捆綁成一個(gè)時(shí)隙，則最大能達(dá)到的數(shù)據(jù)傳輸速率為201.6 kbit/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能完成鐵路救援系統(tǒng)所需要的2Mbits/s的要求。

1.2鐵路通信救援系統(tǒng)現(xiàn)狀

鐵路通信救援系統(tǒng)采用FH-V088應(yīng)急通信系統(tǒng)。通信原理如圖1。由圖1可知，救援現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急通信設(shè)備通過系統(tǒng)自帶的協(xié)議轉(zhuǎn)換器就近接入附近的通信機(jī)房，通過傳輸設(shè)備提供的2Mbit/s通信通道和指揮中心進(jìn)行信息交換，把現(xiàn)場(chǎng)的情況通過動(dòng)圖和靜圖的方式傳到指揮中心，也可以在大屏幕上顯示。

現(xiàn)場(chǎng)的救援設(shè)備的連接方式如圖2。其中，F(xiàn)H-V088 FA為現(xiàn)場(chǎng)綜合接入設(shè)備， FH-V088 PBX為現(xiàn)場(chǎng)無線PBX（程控用戶交換機(jī)）設(shè)備，和現(xiàn)場(chǎng)的幾部PBX手機(jī)配合使用，可以完成現(xiàn)場(chǎng)PBX手機(jī)在1公里范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自由移動(dòng)，內(nèi)部通過撥打小號(hào)即可實(shí)現(xiàn)通話，也可撥打外線，實(shí)現(xiàn)和指揮中心的通話，也可實(shí)現(xiàn)救援現(xiàn)場(chǎng)與中心之間的熱線電話功能?，F(xiàn)場(chǎng)筆記本PC可訪問中心數(shù)據(jù)庫，支持郵件發(fā)送功能，支持互聯(lián)網(wǎng)訪問功能。FH-V088 RAV為現(xiàn)場(chǎng)無線影音采集設(shè)備，可以完成救援現(xiàn)場(chǎng)視頻信號(hào)的采集，也可以通過無線方式，在1-10公里的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無線移動(dòng)的拍攝，并通過FH-V088 FA上傳圖像到指揮中心。

由上面的分析可知，僅憑鐵路的GSM-R難以提供應(yīng)急救援系統(tǒng)所需的2Mbit/s傳輸通道。

FH-V088應(yīng)急救援系統(tǒng)雖然還提供了基于野戰(zhàn)光纜的接入方式，但由于交通不方便，救援人員很難在短時(shí)間內(nèi)趕到，無法快速布放光纜。若救援現(xiàn)場(chǎng)在隧道內(nèi)，衛(wèi)星接入方式也成為一紙空談。應(yīng)急通信車也無法開進(jìn)隧道進(jìn)行應(yīng)急通信。

FH-V088應(yīng)急救援系統(tǒng)的有線接入方式也可以將FH-V088 FA設(shè)備設(shè)在通信機(jī)房，使用FH-V088 RAV在1-10公里范圍內(nèi)進(jìn)行視頻采集，但是由于事故現(xiàn)場(chǎng)的不確定性，合武線的隧道又很長，無法滿足現(xiàn)場(chǎng)救援的需要。

然而，天無絕人之路。合武隧道內(nèi)同期布放的還有中國移動(dòng)、中國電信、中國聯(lián)通的無線漏泄電纜?？梢岳盟麄兊臒o線通道作為應(yīng)急通信救援通道。而且隨著無線技術(shù)的發(fā)展以及4G技術(shù)的應(yīng)用，提供2M透明傳輸通道應(yīng)該不會(huì)有什么困難。

在此，用中國聯(lián)通的設(shè)備來舉例。中國聯(lián)通公司在合武客專線隧道內(nèi)的無線通信技術(shù)為WCDMA，屬于3G技術(shù)。調(diào)制方式上行為BPSK，下行為QPSK；導(dǎo)頻輔助的相干解調(diào)方式；適應(yīng)多種速率的傳輸，同時(shí)對(duì)多速率、多媒體的業(yè)務(wù)可通過改變擴(kuò)頻比和多碼并行傳送的方式來實(shí)現(xiàn)；上、下行快速、高效的功率控制，提高了系統(tǒng)容量。

WCDMA技術(shù)，上行頻率為1940-1955MHZ，下行頻率為2130-2145MHZ。

WCDMA系統(tǒng)單載波理論最大下行容量為：384Kbps/碼道×7碼道=2.7Mbps。

當(dāng)采用高速下行分組接入HSDPA技術(shù)時(shí)，單載波理論最大下行容量為：960Kbps/碼道×15碼道=14.4Mbps。

當(dāng)采用高速上行分組接入HSUPA技術(shù)時(shí)，物理層碼片速率×調(diào)制階數(shù)/擴(kuò)頻因子=384 Kbps×（2×0.25+2×0.5）=5.76 Mbps

通過對(duì)WCDMA的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析后可知，該技術(shù)可以提供2Mbit/s的傳輸通道。一般情況下，在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率為144kbps；在步行時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率為384 kbps；在靜止環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mbps。

下一階段，準(zhǔn)備進(jìn)一步擴(kuò)容，隧道內(nèi)的基站增加2個(gè)載頻，容量進(jìn)一步擴(kuò)大。在遇到緊急狀況時(shí)，可通過網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)所承載的2M業(yè)務(wù)設(shè)定最高的優(yōu)先級(jí)，以防止事故現(xiàn)場(chǎng)發(fā)起的呼叫急劇增加，造成無法完成應(yīng)急系統(tǒng)的通信。