淺議鐵路通信技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展

田穎

摘要：鐵路通信技術(shù)在近十余年得到了較大的發(fā)展，目前正處于我國(guó)鐵路通信技術(shù)發(fā)展良好的時(shí)機(jī)，國(guó)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(shí)現(xiàn)有效人機(jī)控制及提高運(yùn)輸效率，要求建立各項(xiàng)功能更為完善、技術(shù)構(gòu)成更為先進(jìn)的鐵路大通信網(wǎng)，用以適應(yīng)現(xiàn)代信息的社會(huì)急速發(fā)展，繼而讓鐵路通信網(wǎng)絡(luò)用以國(guó)民經(jīng)濟(jì)當(dāng)中創(chuàng)造更大社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。基于此，本文主要探討鐵路通信技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鐵路通信；應(yīng)用；發(fā)展

1鐵路通信技術(shù)概況

1.1鐵路通信技術(shù)介紹

鐵路通信技術(shù)就是通信手段在鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用。從鐵路誕生以來(lái)，通信技術(shù)經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單的通話調(diào)度技術(shù)以及報(bào)文傳輸技術(shù)發(fā)展到了如今的現(xiàn)代化通信技術(shù)，大大提高了鐵路運(yùn)行的安全性和可靠性。在鐵路系統(tǒng)中通信技術(shù)主要是傳輸和監(jiān)控鐵路系統(tǒng)中的各個(gè)環(huán)節(jié)，將實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸給指揮中心，通過(guò)“人機(jī)對(duì)話”模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、管理和控制，以制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。鐵路通信技術(shù)的應(yīng)用包括對(duì)行車安全和可靠的控制、行車調(diào)度自動(dòng)化控制、路況的實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備狀況的檢測(cè)、故障報(bào)警和分析等方面。

1.2鐵路通信技術(shù)的特點(diǎn)

鐵路通信技術(shù)在鐵路系統(tǒng)中一般不是單獨(dú)存在的，而是與行車系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、維修系統(tǒng)相互結(jié)合在一起形成的有機(jī)整體。鐵路通信技術(shù)結(jié)合了現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及管理技術(shù)等學(xué)科，通信技術(shù)是以鐵路指揮中心為中樞，以鐵路的綜合集成及集散控制為設(shè)計(jì)思想，采用人機(jī)互動(dòng)的方式，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、傳輸、處理、反饋、信息共享等，有著手段先進(jìn)、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、診斷智能、防治科學(xué)等優(yōu)點(diǎn)，為調(diào)度指揮中心的指揮人員提供科學(xué)、有效的技術(shù)參考，為鐵路指揮的最終決策提供依據(jù)。

2國(guó)內(nèi)外鐵路通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)鐵路通信技術(shù)發(fā)展的過(guò)程可以分三個(gè)階段。二十世紀(jì)六十年代中期以前，我國(guó)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(jìn)制交換機(jī)還有直流脈沖調(diào)度電話。六十年代后期，開始了采用縱橫制交換機(jī)、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(gè)階段當(dāng)中，鐵路通信技術(shù)仍停在模擬通信的階段。八十年代中期后，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(wú)線通信廣泛應(yīng)用作為這一階段的最大特點(diǎn)。大秦線路光纜數(shù)字通信網(wǎng)的建設(shè)成功標(biāo)志我國(guó)鐵路通信開始從模擬制向數(shù)字制開始發(fā)展。法國(guó)二十世紀(jì)八十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(duì)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(duì)。移動(dòng)通信從原車輛的無(wú)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(wú)線通信，同時(shí)開展了旅客公共通信的服務(wù)系統(tǒng)。

3鐵路通信網(wǎng)存在問(wèn)題分析

3.1鐵路通信網(wǎng)保護(hù)和集中維護(hù)管理方面存在不足

鐵路通信網(wǎng)一直是鐵路安全運(yùn)營(yíng)必不可少的重要保障手段，雖然鐵路通信網(wǎng)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)和發(fā)展，但是鐵路通信網(wǎng)現(xiàn)網(wǎng)中，基礎(chǔ)網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)在既有線改造、新建高速鐵路線和普速線中各線單獨(dú)建設(shè)的通信系統(tǒng)在匯聚層保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、資源共享、系統(tǒng)容量、集中維護(hù)管理等方面存在缺陷，設(shè)備技術(shù)落后老化與中國(guó)移動(dòng)公司共用機(jī)房及設(shè)備，設(shè)備維護(hù)界面不清晰等問(wèn)題。

3.2鐵路通信不能適應(yīng)新業(yè)務(wù)發(fā)展需要

隨著鐵路發(fā)展，鐵路通信網(wǎng)建設(shè)需要適應(yīng)鐵路新增業(yè)務(wù)和行車安全要求，以及鐵路經(jīng)營(yíng)目標(biāo)、服務(wù)目標(biāo)的確立，新的業(yè)務(wù)需求不斷增加，綜合視頻監(jiān)控、互聯(lián)網(wǎng)售票、實(shí)名制售票等，對(duì)鐵路通信光傳送網(wǎng)的帶寬、大顆粒業(yè)務(wù)需求量急劇增加；特別是高速鐵路和客運(yùn)專線鐵路安全、快速、高效的運(yùn)營(yíng)模式對(duì)鐵路通信網(wǎng)提出了越來(lái)越高的要求。因此迫切需要鐵路通信跟上通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)用新的通信技術(shù)解決鐵路通信傳輸網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)等主要問(wèn)題，適應(yīng)鐵路的發(fā)展。

4現(xiàn)代通信技術(shù)在鐵路中的應(yīng)用

4.1有線通信技術(shù)

有線通信技術(shù)在鐵路系統(tǒng)中主要是用在固定的站與站之間、固定的設(shè)施之間的通信，有著傳輸速度快、傳輸質(zhì)量高、成本低、安全性好等特點(diǎn)。有線通信技術(shù)最常用的主要是基于SDH（同步數(shù)字體系）進(jìn)行組建，是一種較為成熟的光纖通信技術(shù)。通過(guò)這一技術(shù)，使得數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳輸及程控?cái)?shù)字交換等及時(shí)而有效的傳輸，傳輸速度可達(dá)80Gbit/s甚至更高。另外隨著通信技術(shù)的發(fā)展，采用ATM交換技術(shù)以及IP通信技術(shù)等建立主干網(wǎng)及接入網(wǎng)，使傳輸更加安全和高效。

4.2無(wú)線通信技術(shù)

因?yàn)楦咚龠\(yùn)動(dòng)作為鐵路列車的特點(diǎn)，故無(wú)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(chǎng)）、各種固定設(shè)施之間和單位的通信首段，首選的方案仍是使用SDH光同步數(shù)字傳輸設(shè)備來(lái)進(jìn)行建造，同時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮使用數(shù)字環(huán)路載波設(shè)備及遠(yuǎn)端用戶單元，這樣組網(wǎng)會(huì)更加方便和靈活。組網(wǎng)過(guò)程當(dāng)中需要把效益和投資進(jìn)行綜合統(tǒng)籌來(lái)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(jìn)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(jìn)的技術(shù)來(lái)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(jià)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(diǎn)以外，且還擁有設(shè)備備用、路由迂回的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)而具有自愈合功能，使系統(tǒng)的可靠性得到很大地提高。

4.3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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微處理機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)品，是功能很強(qiáng)大專用移動(dòng)通信系統(tǒng)。它集中控制、交換、通信于一體，使用無(wú)線撥號(hào)方式把一組信道自動(dòng)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(qiáng)插、強(qiáng)拆、組呼的功能，尤其適合指揮調(diào)度及搶險(xiǎn)應(yīng)急燈場(chǎng)合，較好解決了通信的頻率如何合理分配老大難的問(wèn)題，所以特別受專業(yè)運(yùn)營(yíng)管理部門喜愛(ài)，是現(xiàn)代移動(dòng)鐵路通信方式首選類型。

5鐵路通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

5.1網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

根據(jù)鐵路信息化建設(shè)的要求，要使鐵路通信實(shí)現(xiàn)通用化的要求，并提高信息容量和數(shù)據(jù)傳輸速度。要在有線通信網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和集群通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如IP技術(shù)構(gòu)建覆蓋全國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)，采用信息一體化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各指揮中心和調(diào)度室之間的信息共享。鑒于當(dāng)前無(wú)線通信技術(shù)的缺點(diǎn)可以采用具有遠(yuǎn)程監(jiān)控能力的光纖直放技術(shù)，這一技術(shù)是將傳統(tǒng)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行光傳輸，由于數(shù)字信號(hào)的可靠性和傳輸信號(hào)的“零衰減”使得信號(hào)的可靠性得以提升，同時(shí)又具有節(jié)能模式，可降低運(yùn)營(yíng)成本，故可作為鐵路通信技術(shù)發(fā)展的可靠性選擇。

5.2鐵路系統(tǒng)現(xiàn)代化監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)

為進(jìn)一步提高鐵路運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量和提高運(yùn)行的安全性，就必須要對(duì)鐵路系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)施有效的監(jiān)控，對(duì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)和重要設(shè)備要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。未來(lái)的鐵路監(jiān)控系統(tǒng)要結(jié)合各種現(xiàn)代化技術(shù)，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及遙感技術(shù)等，需要建設(shè)一整套的的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要功能是實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)線路視頻監(jiān)控的全面覆蓋、實(shí)現(xiàn)對(duì)各車站購(gòu)票旅客密度的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及對(duì)各信號(hào)樓、各作業(yè)區(qū)域的全天候視頻監(jiān)控，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和影響反映到計(jì)算機(jī)顯示屏幕上。除此之外要對(duì)存在安全隱患的部位進(jìn)行報(bào)警并制定改進(jìn)方案，使鐵路系統(tǒng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)均安全、有效地運(yùn)行。

5.3與公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)融合

當(dāng)前的鐵路通信網(wǎng)絡(luò)一般獨(dú)立于公共網(wǎng)絡(luò)而存在，這樣不僅浪費(fèi)資源，還使得鐵路通信的速度提不上去。而如果鐵路通信網(wǎng)與公共網(wǎng)絡(luò)得到有效融合，則對(duì)鐵路的通信領(lǐng)域的改變將是革命性的。因此，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)與公共信息網(wǎng)絡(luò)想融合應(yīng)是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)前的鐵路通信技術(shù)不論是傳統(tǒng)的無(wú)線技術(shù)還是集群技術(shù)都有自身的缺陷，不足以與公共網(wǎng)絡(luò)融合在一起，因此必須開發(fā)新的通信技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

6結(jié)束語(yǔ)

鐵路通信系統(tǒng)的建設(shè)是關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的大事，可有效提高鐵路運(yùn)行效率、使行車更為安全。隨著動(dòng)車、高鐵等的大力建設(shè)，當(dāng)前鐵路通信技術(shù)正在朝著信息化、數(shù)字化的方向快速發(fā)展，因此需要在已有的工作基礎(chǔ)上，通過(guò)充分優(yōu)化通信網(wǎng)絡(luò)，與公共網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行逐步融合以及發(fā)展現(xiàn)代化的監(jiān)控技術(shù)，為鐵路的運(yùn)輸提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

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（作者單位：中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司北京通信段會(huì)議調(diào)度車間）