淺談鐵路通信技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

曹 陽

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，山西 太原034100）

鐵路通信技術(shù)在最近十年以來得到了較大的發(fā)展，目前正處于我國鐵路通信技術(shù)發(fā)展良好的時機，國家鐵通公司的成立，代表著鐵路通信走向了了正規(guī)發(fā)展的道路。隨之鐵路列車邁向高速化和準(zhǔn)高速化的方向，為了保證行車的安全，實現(xiàn)有效人機控制及提高運輸效率，同時要求建立個功能更為完善、技術(shù)構(gòu)成更為先進的鐵路大通信網(wǎng)，用以適應(yīng)現(xiàn)代信息的社會急速發(fā)展，繼而讓鐵路通信網(wǎng)絡(luò)用以國民經(jīng)濟當(dāng)中創(chuàng)造更大社會效益及經(jīng)濟效益。

1 鐵路通信技術(shù)簡述

對于高速鐵路，國外發(fā)達國家的實踐證明，當(dāng)中的通信技術(shù)已經(jīng)不是簡單的提供話音或者報文傳傳輸?shù)囊环N方式，其更多地在整個信號系統(tǒng)之中扮演著傳輸和監(jiān)控各種數(shù)據(jù)為主的重要角色，改革傳統(tǒng)信號系統(tǒng)不可以滿足高鐵安全需求的整個局面，用以實現(xiàn)高鐵系統(tǒng)的以人為本的“人機對話”控制及管理。它能完成包括列車控制和行車指揮的自動化，技術(shù)設(shè)備整備、控制、檢測和維修系統(tǒng)，故障自動報警、診斷和防護，災(zāi)害和事故的救援、應(yīng)變和恢復(fù)等等在內(nèi)的各種各樣的功能，這同時也是現(xiàn)代化高鐵的重要標(biāo)志。

高鐵信號系統(tǒng)使用通信技術(shù)特點：

（1）通信技術(shù)和安全與行車組織現(xiàn)代化等等專業(yè)相互融合以及彼此滲透；

（2）整個通信系統(tǒng)的設(shè)計落實了綜合集成及集散控制設(shè)計思想；

（3）高效地實施了用以高速鐵路調(diào)度中心作為中樞的安全管理及質(zhì)量保證；

（4）使用了人機交互、優(yōu)勢互補管理決策的方法。

通信系統(tǒng)是一個從構(gòu)思、實施再到運行管理不斷完善的過程，同時也是人在高鐵安全保障系統(tǒng)中核心作用及主導(dǎo)作用集中的體現(xiàn)，用現(xiàn)代化計算機及信息技術(shù)來滿足準(zhǔn)確、及時、完備系統(tǒng)運行的信息處理、傳輸、采集、反饋和信息資源共享的功能，實現(xiàn)了安全診斷、監(jiān)控、檢測、防治方法和手段統(tǒng)一性、先進性和智能化，實現(xiàn)保障高鐵安全和高效的運行。

2 國內(nèi)外鐵路通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我們國家鐵路通信技術(shù)發(fā)展的過程可以分三個階段。20世紀(jì)60年代中期以前，我國鐵路使用的主要通信技術(shù)是人工、電子管載波、架空明線和步進制交換機還有直流脈沖調(diào)度電話。60年代后期，開始了采用縱橫制交換機、晶體管載波，小同軸電纜和雙音頻選叫調(diào)度電話作為主要特征第二階段。這兩個階段當(dāng)中，鐵路通信技術(shù)仍停在模擬通信的階段。80年代中期后，跟隨數(shù)字通信技術(shù)采用，發(fā)展了鐵路通信技術(shù)第三階段。存貯程序控制交換技術(shù)、數(shù)字復(fù)用傳輸、光纜的發(fā)展和列車無線通信廣泛應(yīng)用作為這一階段的最大特點。大秦線路光纜數(shù)字通信網(wǎng)的建設(shè)成功標(biāo)志我國鐵路通信開始從模擬制向數(shù)字制開始發(fā)展。

法國20世紀(jì)80年代初建成東南新干線，使用高低頻綜合的電纜，高頻通信使用電纜數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，路途中短距離的通信采用綜合纜內(nèi)的50多對低頻線組成。后期的大西洋新干線，其綜合纜內(nèi)設(shè)置了光纖單元，開通了單模四次群數(shù)字通信系統(tǒng)，其中短途回線數(shù)增加到70余對。移動通信從原車輛的無線調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展至包含列車工作人員、數(shù)據(jù)通信在內(nèi)無線通信，同時開展了旅客公共通信的服務(wù)系統(tǒng)。

3 現(xiàn)代通信技術(shù)在鐵路中的運用

正常來說，我們把通信網(wǎng)絡(luò)劃分為局域網(wǎng)、接入網(wǎng)和主干網(wǎng)的三個部分，我們也將鐵路通信網(wǎng)絡(luò)按照這個方法劃分。根據(jù)鐵路通信網(wǎng)絡(luò)來判斷，接入網(wǎng)占據(jù)比較大的比例，包含有線和無線兩大部分。

3.1 無限接入網(wǎng)

因為高速運動作為鐵路列車的特點，故無線接入網(wǎng)在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)之中占據(jù)很大比例。固定位置的車站（場）、各種固定設(shè)施之間和單位的通信首段，我們首選的方案仍是使用SDH光同步數(shù)字傳輸設(shè)備來進行建造，同時應(yīng)當(dāng)考慮使用數(shù)字環(huán)路載波設(shè)備及遠端用戶單元，這樣組網(wǎng)會更加方便和靈活。組網(wǎng)過程當(dāng)中需要把效益和投資進行綜合統(tǒng)籌來采取考慮，可使系統(tǒng)不光滿最近近幾年內(nèi)的鐵路通信需求，且還能為出行旅客和地面的用戶提供先進電信的業(yè)務(wù)。此外，使用網(wǎng)絡(luò)IP通信及ATM交換等等先進的技術(shù)來組成光纖用戶的接入網(wǎng)和通信主干網(wǎng)。例如采用“雙纖單向環(huán)”接入方式，它不僅有價格合理、安全、高速、傳輸質(zhì)量高等光纖通信所擁有的優(yōu)點以外，且還擁有設(shè)備備用、路由迂回的優(yōu)點，進而具有自愈合功能，使系統(tǒng)的可靠性得到很大地提高。

鐵路的通信網(wǎng)絡(luò)可為旅客及鐵路公務(wù)、應(yīng)急搶險、行車維修等相關(guān)的人員提供及時且可靠通信，用以提高服務(wù)的等級和運輸?shù)男?，確保列車安全運行，進而達到高效的運營模式。故它是一套集列車公務(wù)通信和區(qū)間易懂作業(yè)通信為一體列車移動的通信系統(tǒng)。但考慮到鐵路自身特點，決定了這個系統(tǒng)去區(qū)域性專業(yè)移動通信網(wǎng)及公用移動通信網(wǎng)不同，這是一種歸于線面結(jié)合、以線為主鏈狀網(wǎng)。

3.2 集群通信系統(tǒng)

集群通信系統(tǒng)是通信與程控交換技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微處理機技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)品，是功能很強大專用移動通信系統(tǒng)。它集中控制、交換、通信于一體，使用無線撥號方式把一組信道自動分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶，可最大限度利用頻率資源及系統(tǒng)資源，從而提高服務(wù)質(zhì)量，降低系統(tǒng)的內(nèi)呼損耗。因它具有群呼、強插、強拆、組呼的功能，尤其適合指揮調(diào)度及搶險應(yīng)急燈場合，較好解決了通信的頻率如何合理分配老大難的問題，所以特別受專業(yè)運營管理部門喜愛，是現(xiàn)代移動鐵路通信方式首選類型。這一系統(tǒng)還有一些不組隊的缺點，主要包括采取動態(tài)頻率分配，沒考慮與周圍公用網(wǎng)絡(luò)有效融合的問題，無先進路由合理選擇的功能，并在建立通路及自動過網(wǎng)的時候存在保密性不強、信息丟失現(xiàn)象、容易收到干擾等，雖此類缺點對話音通信影響不是很大，但會對調(diào)度指揮中心和列車之間雙向數(shù)據(jù)通信產(chǎn)生極大影響，故對數(shù)據(jù)通信要求較高場不太適合。

4 鐵路通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

跟隨計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，采取企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化管理已經(jīng)成為企業(yè)實現(xiàn)管理現(xiàn)代化客觀要求和必然的趨勢。鐵路的信號系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化作為鐵路運輸綜合調(diào)度指揮的基石。需要在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上實現(xiàn)信息化，進而實現(xiàn)集中、智能管理。

簡單來講，鐵路通信網(wǎng)未來趨勢應(yīng)該是和公用網(wǎng)融合，最后使鐵路通信網(wǎng)統(tǒng)一于公用網(wǎng)絡(luò)。實現(xiàn)這一要求，采用集群移動通信系統(tǒng)已遠遠不夠，GSM（R）和現(xiàn)行CDMA技術(shù)也達不到這一技術(shù)要求。根據(jù)現(xiàn)在發(fā)展?fàn)顩r來看，只能持續(xù)開發(fā)下一代CDMA的技術(shù)，方能實現(xiàn)這一目標(biāo)。所以，鐵路通信網(wǎng)無線接入的部分今后發(fā)展方向也肯定是朝著新一代CDMA方向發(fā)展，形成具備鐵路通信特殊要求公用無線通訊接入網(wǎng)。

5 結(jié)語

近年來，鐵路通信技術(shù)不斷提高和進步，極大的推動了我國鐵路的發(fā)展，有效提高了勞動生產(chǎn)率、降低了運輸成本、保障行車安全和改善了運輸服務(wù)等。由于企業(yè)鐵路的固有局限性，使其有股道交叉多、調(diào)車作業(yè)頻繁、環(huán)境差等病害，將現(xiàn)代的鐵路通信技術(shù)應(yīng)用在企業(yè)鐵路中，可以很好的解決這些問題，為企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟效益和社會效益。

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