淺析無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳艷斌

（北京通信段秦皇島車(chē)間,河北 秦皇島 066001）

1 概述

在列車(chē)的信號(hào)控制系統(tǒng)方面，因?yàn)檐壍赖男盘?hào)所處的環(huán)境比較差，因此它的傳輸速率會(huì)比較低，還不可以支持高速鐵路的快速發(fā)展。其中信號(hào)系統(tǒng)指能夠保證高鐵列車(chē)的安全和加快運(yùn)行的速率。而信號(hào)系統(tǒng)是指控制著列車(chē)指揮與運(yùn)行的設(shè)備，雖然它的投資總額在整個(gè)高速鐵路工程中占的比率比較小，然而在一些方面有著十分關(guān)鍵的作用，比如加強(qiáng)通行力度、確定高速鐵路的安全和提高工作者的壞境等。

在80年代，國(guó)外就著手于開(kāi)發(fā)利用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)，并且能夠經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)通信可以實(shí)現(xiàn)一些功能，比如可以減少系統(tǒng)的成本、降低能源的利用、減少高鐵列車(chē)的時(shí)間間隔、提高高鐵的管理職能。在高鐵的列車(chē)速度加快以后，要想確保高鐵的安全，一定要增多信號(hào)的數(shù)量，必須加大資金的投入。而在高速鐵路的交通之中運(yùn)用一些十分先進(jìn)的信號(hào)系統(tǒng)會(huì)是一種積極的方法，還有在全球的一些發(fā)達(dá)國(guó)家中的交通運(yùn)行方面可以表明：在高鐵中僅僅具有著比較好的信號(hào)系統(tǒng)才會(huì)十分好的來(lái)實(shí)現(xiàn)另外的技術(shù)設(shè)備能力。

2 無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的特征及問(wèn)題

當(dāng)前先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)為：紅外、藍(lán)牙、2.4GHz以及433MHz頻段，在速度比較高的高鐵列車(chē)上，當(dāng)距離比較小時(shí)，就能夠利用以上這些無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)；然而假如距離比較遠(yuǎn)的時(shí)候，那么同時(shí)也要無(wú)線(xiàn)通信的距離比較遠(yuǎn)，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)少用或者不用中繼。

高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)可以作為列車(chē)指揮的控制系統(tǒng)，在高鐵列車(chē)運(yùn)行的時(shí)候，能夠經(jīng)過(guò)全球定位系統(tǒng)和信標(biāo)來(lái)完成高鐵列車(chē)中速度與位置的保證，當(dāng)高鐵車(chē)站中的無(wú)線(xiàn)接收設(shè)備得到信息之后，可以把這些信息送到執(zhí)行控制的計(jì)算機(jī)中完成任務(wù)，那么在利用通信技術(shù)的高鐵信號(hào)系統(tǒng)的特征有：

(1)在重要的控制系統(tǒng)中，高鐵列車(chē)能夠根據(jù)本身及其操作狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)，從而完成電腦的輔助調(diào)整，加大高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的管理職能。

(2)在重要的控制系統(tǒng)中，能夠更加穩(wěn)定地控制高鐵列車(chē)的運(yùn)行，這樣不僅可以避免高鐵列車(chē)在運(yùn)作的情況下進(jìn)行多余的發(fā)動(dòng)及加快速度，而且還能夠節(jié)約資源。

(3)去掉了一些地面上的信號(hào)裝備，從而減少了信號(hào)系統(tǒng)中裝備的維護(hù)以及修整的資金。

(4)信號(hào)系統(tǒng)具有極強(qiáng)的適用能力，能夠加快高鐵列車(chē)的速度，可以調(diào)節(jié)軟件系統(tǒng)中的一些參數(shù)。

然而在利用了無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)中，也存在著一些問(wèn)題：(1)在信號(hào)系統(tǒng)中使用環(huán)線(xiàn)設(shè)備和應(yīng)答器件來(lái)得到一些數(shù)據(jù)資料，但是它的缺陷是：只有在高鐵列車(chē)運(yùn)行過(guò)接下來(lái)的應(yīng)答器之后，其中一些信息獲取更新，此時(shí)時(shí)刻上的延遲可能會(huì)為高鐵列車(chē)的運(yùn)作帶來(lái)非常不好的影響。(2)利用軌道之間的電纜電線(xiàn)來(lái)完成高鐵列車(chē)與地面之間的雙向傳輸，其缺點(diǎn)在于存在著較為困難的防盜系統(tǒng)、一些裝備具有較高的成本費(fèi)用。(3)在高鐵信號(hào)系統(tǒng)中利用軌道電路的缺陷有：比較差的傳送環(huán)境、很小的傳送頻率，比較小的傳輸量，因此使得電碼的傳送速率與高速鐵路列車(chē)的運(yùn)行速度不太符合。

3 無(wú)線(xiàn)通信在高鐵信號(hào)系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用

在實(shí)際中的一些應(yīng)用有：

(1)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)通話(huà)組之間的變動(dòng)。由于經(jīng)過(guò)工作站來(lái)實(shí)現(xiàn)通話(huà)組之間的變動(dòng)，所以在移動(dòng)臺(tái)中的通話(huà)組變換可以自動(dòng)完成。目前，當(dāng)高速鐵路中的一些列車(chē)臺(tái)屬于列車(chē)運(yùn)行的范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)管理這個(gè)列車(chē)范圍段，但是如果它處于正規(guī)的路線(xiàn)范圍內(nèi)時(shí)，就應(yīng)該作為高速鐵路列車(chē)的調(diào)度管理范圍，所以高鐵列車(chē)中的通話(huà)組列車(chē)臺(tái)就能夠?qū)崿F(xiàn)變換。

(2)中繼器。首先將無(wú)線(xiàn)基站設(shè)置在所有的高速鐵路中，這樣就能夠增多成本，還有這樣一點(diǎn)意義也不存在，所以最后可以運(yùn)用中繼器來(lái)實(shí)現(xiàn)基站能夠管理一些路線(xiàn)及車(chē)站。其中基站不僅能夠管理該基站區(qū)域里面的場(chǎng)強(qiáng)，而且能夠經(jīng)過(guò)中繼器可以將一些射頻的信號(hào)送到管理的站區(qū)，反之也可以實(shí)現(xiàn)。

(3)經(jīng)過(guò)移動(dòng)的終端把在維修處的一些系統(tǒng)中用到維修部與防護(hù)部，在重要的控制系統(tǒng)中把一些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在高速鐵路的列車(chē)上面。只有在高速鐵路中的列車(chē)與這些點(diǎn)比較相近的時(shí)候，他們經(jīng)過(guò)一些地面上的系統(tǒng)，將重要的一些報(bào)警信息傳入移動(dòng)的終端。

(4)在高速鐵路中的列車(chē)定位中涉及到了無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，比如應(yīng)答器、GPS以及雷達(dá)等實(shí)現(xiàn)定位的方法。

(5)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速鐵路中列車(chē)次號(hào)的改變。要想完成通過(guò)通知高鐵列車(chē)來(lái)改變車(chē)次號(hào)，該系統(tǒng)必須有車(chē)次號(hào)及其機(jī)號(hào)的情況，將這些情況傳送到集群系統(tǒng)。之后該系統(tǒng)能夠依據(jù)以前保存的車(chē)次號(hào)及其機(jī)號(hào)的情況，因此這些就可以自動(dòng)完成車(chē)次號(hào)及車(chē)機(jī)號(hào)交換，這些使得客戶(hù)的呼叫有了很大的好處。

(6)實(shí)現(xiàn)集中的調(diào)度。在系統(tǒng)的調(diào)度之中，僅僅依據(jù)一段區(qū)域中的閉塞分區(qū)以及高鐵列車(chē)車(chē)站的使用狀況，多數(shù)情況下要了解高鐵列車(chē)的運(yùn)作狀況。但是在無(wú)線(xiàn)通信技的重要控制系統(tǒng)中能夠比較準(zhǔn)確的了解所有高速鐵路列車(chē)的速度及其位置，根據(jù)線(xiàn)路的信號(hào)系統(tǒng)情況，能夠與所有的高鐵列車(chē)實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通信，并且傳送一些控制指令，從而能夠控制著高速鐵路的列車(chē)速度，且能夠?qū)崟r(shí)的來(lái)掌握高鐵中的列車(chē)情形，也確保了高鐵列車(chē)能夠在最短的時(shí)間間隔內(nèi)實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定且快速地來(lái)運(yùn)作。

(7)實(shí)現(xiàn)微機(jī)的聯(lián)鎖。通過(guò)一些接口單元來(lái)接收全部從重要的控制系統(tǒng)中發(fā)來(lái)的操作執(zhí)令，首先約束著道岔以及一些在信號(hào)機(jī)中的行為，然后再把獲得的道岔和信號(hào)機(jī)的情況傳遞給重要的控制系統(tǒng)。再經(jīng)過(guò)無(wú)線(xiàn)的信道、裝備與電纜之間的連接以及控制系統(tǒng)中的關(guān)系，這樣就能夠約束一些具有輔助作用的系統(tǒng)。其中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)能夠用到微機(jī)的聯(lián)鎖中，首先在正在使用的裝備處必須要安置無(wú)線(xiàn)的接收以及發(fā)送設(shè)備，而且這樣就會(huì)加大資金投入，然后由于大型高速鐵路列車(chē)車(chē)站內(nèi)的信號(hào)機(jī)及道岔的數(shù)量比較繁多，而且還具有很多的障礙物和干擾物，因此這些對(duì)于無(wú)線(xiàn)控制方面十分不利。

結(jié)束語(yǔ)

如果能夠在高速鐵路中的列運(yùn)用無(wú)線(xiàn)通信，這樣就不僅可以降低工作力度以及很好的減少費(fèi)用，而且還能夠使得建設(shè)高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)的步伐加速?，F(xiàn)在高速鐵路中對(duì)于無(wú)線(xiàn)通信的運(yùn)用仍然處于初期，然而由于高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)在列車(chē)信號(hào)系統(tǒng)以及系統(tǒng)安全等領(lǐng)域的要求越來(lái)越高，因此無(wú)線(xiàn)通信將會(huì)十分好的用于高速鐵路信號(hào)系統(tǒng)之中。

[1]Wolfgang Kink.無(wú)線(xiàn)通信實(shí)現(xiàn)控制方案高效化[J].現(xiàn)代制造,2009,(30).

[2]陳永生,徐金祥.上海軌道交通信號(hào)制式的多樣性及其對(duì)策[J].城市軌道交通研究,2002(4):29

[3]徐昕.淺析我國(guó)高速鐵路的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].新疆石油教育學(xué)院學(xué)報(bào),2009,(06).

[4]陳莎莎,楊寧,田輝等.利用中繼提高小區(qū)高數(shù)據(jù)速率覆蓋的研完[J].無(wú)線(xiàn)電工程,2008(2)

[5]程紀(jì)平,傅勇.鐵路中間站無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)[J].鐵道通信信號(hào),2010(10).

[6]于修舜，孫廣富.無(wú)線(xiàn)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)在交通管理中的應(yīng)用[J].電信技術(shù),2003(11).