淺談高速鐵路通信系統(tǒng)在5G環(huán)境下的應(yīng)用

焦慶文

（中鐵十二局集團(tuán)電氣化工程有限公司，天津 300308）

0 引言

5G技術(shù)的應(yīng)用可以使高速鐵路通信系統(tǒng)得到進(jìn)一步優(yōu)化，因此，在當(dāng)前高速鐵路發(fā)展速度較快的情況下，加強(qiáng)對(duì)5G環(huán)境的研究分析，并制定高速鐵路通信系統(tǒng)的優(yōu)化使用策略，是很多高速鐵路專(zhuān)業(yè)人員重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

1 高速鐵路通信系統(tǒng)在5G環(huán)境下應(yīng)用存在的問(wèn)題

（1）輔助式衛(wèi)星定位系統(tǒng)不夠完善。部分輔助式衛(wèi)星定位系統(tǒng)在構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)于5G技術(shù)創(chuàng)新所帶來(lái)的多方面影響缺乏分析考察，沒(méi)有結(jié)合高鐵列車(chē)沿線(xiàn)的地形特征，制定衛(wèi)星定位系統(tǒng)的具體構(gòu)建策略，導(dǎo)致隧道和樹(shù)木等影響因素?zé)o法得到有效的規(guī)避控制，也使得高鐵列車(chē)難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行質(zhì)量的有效維護(hù)[1]。部分輔助式衛(wèi)星系統(tǒng)在具體定位過(guò)程中，缺乏對(duì)高層建筑物信息阻礙情況的研究，沒(méi)有5G環(huán)境下的信號(hào)屏蔽情況進(jìn)行精準(zhǔn)總結(jié)，導(dǎo)致5G網(wǎng)絡(luò)無(wú)法為高鐵列車(chē)更好地滿(mǎn)足輔助數(shù)據(jù)獲取需要提供幫助，不利于衛(wèi)星定位系統(tǒng)位置信息的有效獲得。

（2）乘客用網(wǎng)質(zhì)量較差。部分高速鐵路智能管控系統(tǒng)的建設(shè)缺乏對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展形勢(shì)的詳細(xì)考察，雖然進(jìn)行了移動(dòng)設(shè)備的創(chuàng)新配置，但缺乏對(duì)在線(xiàn)視頻觀(guān)看情況的有效研究，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)在線(xiàn)視頻觀(guān)看長(zhǎng)度的詳細(xì)考察，導(dǎo)致移動(dòng)視頻的普及率無(wú)法得到提升，難以有效提升移動(dòng)視頻的清晰程度，也使得乘客用網(wǎng)質(zhì)量無(wú)法得到高水平維護(hù)。一些高速鐵路技術(shù)人員缺乏對(duì)4K超清信號(hào)構(gòu)成情況的研究，未能對(duì)4G系統(tǒng)所具備的應(yīng)用價(jià)值進(jìn)行詳細(xì)的考察，導(dǎo)致寬帶的穩(wěn)定性難以獲得高水平維護(hù)，也使得5G通信系統(tǒng)難以在滿(mǎn)足高速鐵路移動(dòng)視頻收看質(zhì)量方面取得更大進(jìn)展[2]。對(duì)高鐵列車(chē)乘客5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值調(diào)查總結(jié)不夠充分，缺乏對(duì)超高清視頻相關(guān)技術(shù)需求的總結(jié)，無(wú)法在通話(huà)和監(jiān)控等基礎(chǔ)性技術(shù)需求方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，難以為乘客用網(wǎng)質(zhì)量的優(yōu)化提供有力保障。

（3）高速鐵路智能管控系統(tǒng)不夠成熟。部分高速鐵路通信系統(tǒng)在構(gòu)建過(guò)程中，對(duì)于5G通信系統(tǒng)的高傳輸特點(diǎn)分析不夠詳細(xì)，缺乏對(duì)列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，實(shí)施監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用需求的總結(jié)，導(dǎo)致高速鐵路的自帶檢測(cè)設(shè)備無(wú)法得到高質(zhì)量的應(yīng)用，難以為高鐵列車(chē)實(shí)現(xiàn)路軌狀況監(jiān)控提供必要支持，也使得智能管控系統(tǒng)無(wú)法得到全面的監(jiān)督管理[3]。一些智能管控系統(tǒng)的建設(shè)工作對(duì)于數(shù)據(jù)內(nèi)容的傳輸需求缺乏有效的分析研究，未能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成和應(yīng)用情況的考察，導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的調(diào)控措施無(wú)法得到高水平的構(gòu)建，也使得系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的技術(shù)故障無(wú)法得到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)分析。部分高速鐵路的智能管控系統(tǒng)對(duì)于高鐵列車(chē)運(yùn)行質(zhì)量的影響因素總結(jié)不夠完整，缺乏對(duì)5G技術(shù)普及情況下，毫秒級(jí)傳輸技術(shù)應(yīng)用需求的掌握，導(dǎo)致設(shè)備的連接密度無(wú)法得到優(yōu)化，難以在智能管控系統(tǒng)獲得成熟構(gòu)建的情況下，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行過(guò)程的創(chuàng)新優(yōu)化。一些高速鐵路智能管控系統(tǒng)的建設(shè)工作對(duì)于列車(chē)的運(yùn)行過(guò)程調(diào)查分析存在不足，缺乏對(duì)列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中數(shù)據(jù)信息傳遞情況的考察，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建無(wú)法為高速鐵路滿(mǎn)足智能管控系統(tǒng)建設(shè)需求提供必要支持，也使得系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的調(diào)控價(jià)值無(wú)法得到充分顯現(xiàn)。部分高速鐵路在處理智能管控系統(tǒng)建設(shè)的有關(guān)工作過(guò)程中，對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的故障原因分析不夠充分，不利于高鐵列車(chē)運(yùn)行質(zhì)量的優(yōu)化。

（4）開(kāi)放性傳輸方式的安全性存在不足。部分高鐵列車(chē)對(duì)于開(kāi)放性信息傳輸?shù)奶卣鞣治霾粔蛟敿?xì)，沒(méi)有結(jié)合5G技術(shù)的創(chuàng)新特征，制定無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的安全保護(hù)方案，導(dǎo)致高速鐵路列車(chē)的通信系統(tǒng)很有可能受到病毒和黑客等因素的影響，無(wú)法在外部入侵因素得到有效管控的情況下，更好地適應(yīng)開(kāi)放性傳輸渠道的構(gòu)建需要。一些高速鐵路的通信系統(tǒng)缺乏對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部故障特征的調(diào)查分析，缺乏對(duì)網(wǎng)關(guān)設(shè)置合理性的總結(jié)，導(dǎo)致5G環(huán)境下的通信系統(tǒng)信息傳輸保障機(jī)制無(wú)法得到有效構(gòu)建，也使得信息攔截等問(wèn)題無(wú)法得到全面的規(guī)避。一些開(kāi)放性傳輸策略的構(gòu)建對(duì)于系統(tǒng)故障問(wèn)題的排除需求總結(jié)不夠詳細(xì)，缺乏對(duì)故障模式的深入分析，故障原因的列舉不夠完整，無(wú)法在故障檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，充分滿(mǎn)足系統(tǒng)安全狀態(tài)的維護(hù)需要，也使得開(kāi)放性信息傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)難以得到顯現(xiàn)。

（5）對(duì)通信傳輸方式的選擇缺乏合理性。一些高速鐵路在進(jìn)行通信傳輸方式選擇過(guò)程中，對(duì)于現(xiàn)代通信傳輸技術(shù)的應(yīng)用特征調(diào)查分析存在不足，缺乏對(duì)鐵路通信傳輸方式構(gòu)成情況的研究，導(dǎo)致不同類(lèi)型的信息傳輸模式無(wú)法得到成熟的構(gòu)建，難以在明確信息傳輸方式優(yōu)劣特征的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的高水平建設(shè)。一些高速鐵路的通信系統(tǒng)建設(shè)工作對(duì)于信息的傳輸容量情況考察不夠詳細(xì)，缺乏對(duì)信息資源長(zhǎng)距離傳輸相關(guān)需求的考察，導(dǎo)致無(wú)線(xiàn)傳輸系統(tǒng)的構(gòu)建優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到明確，也使得通信傳輸管理工作的相關(guān)干擾性因素?zé)o法得到全面規(guī)避。

（6）信號(hào)信息傳輸故障未能得到充分規(guī)避。一些高鐵通信系統(tǒng)的建設(shè)工作缺乏對(duì)數(shù)字化通信特征的考察研究，未能對(duì)影響信息安全的各方面因素進(jìn)行考察分析，使信息資源傳輸途徑難以得到有效的創(chuàng)新，不利于信號(hào)信息傳輸故障的規(guī)避。

2 高速鐵路通信系統(tǒng)在5G環(huán)境下的優(yōu)化應(yīng)用策略

（1）加快完善輔助式衛(wèi)星定位系統(tǒng)。在針對(duì)高速鐵路進(jìn)行衛(wèi)星定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要對(duì)5G環(huán)境下的信號(hào)傳輸難點(diǎn)加以分析，并對(duì)高鐵列車(chē)沿線(xiàn)的地形地貌特征予以研究，使隧道和樹(shù)木等影響因素得到充分明確，保證高鐵列車(chē)的運(yùn)營(yíng)可以有效滿(mǎn)足5G通信環(huán)境下的信息傳導(dǎo)需要。要加強(qiáng)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)發(fā)射過(guò)程的關(guān)注，并對(duì)高鐵列車(chē)運(yùn)行質(zhì)量的影響因素進(jìn)行全面總結(jié)，以便高層建筑物等因素對(duì)高速鐵路的影響可以得到明確認(rèn)定，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)5G通信系統(tǒng)的成熟應(yīng)用[4]。高鐵列車(chē)還需要加強(qiáng)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的總結(jié)，使衛(wèi)星輔助數(shù)據(jù)可以得到進(jìn)一步優(yōu)化，確保高鐵具體的方位信息得到明確。

（2）提高乘客用網(wǎng)質(zhì)量。高速鐵路在進(jìn)行智能管控系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，務(wù)必加強(qiáng)對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化相關(guān)狀況的研究，尤其要對(duì)在線(xiàn)視頻觀(guān)看的頻率進(jìn)行詳細(xì)考察，以便可以在制定5G環(huán)境下移動(dòng)設(shè)備配置方案的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)在線(xiàn)視頻觀(guān)看時(shí)長(zhǎng)的合理掌握，并保證移動(dòng)視頻得到更高質(zhì)量的普及。乘客用網(wǎng)質(zhì)量的創(chuàng)新還需要加強(qiáng)對(duì)移動(dòng)視頻清晰度的重視，尤其要對(duì)4K超清視頻的實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)查，使5G技術(shù)的突出應(yīng)用優(yōu)勢(shì)可以得到明確，進(jìn)而滿(mǎn)足寬帶穩(wěn)定性的維護(hù)需求，并保證乘客的用網(wǎng)質(zhì)量可以得到更高水平的維護(hù)。在進(jìn)行5G通信系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)4K超清移動(dòng)視頻所需技術(shù)支持的研究，尤其要對(duì)超高清視頻的技術(shù)需求加以總結(jié)，并保證監(jiān)控和通話(huà)等基本需求得到滿(mǎn)足，為乘客用網(wǎng)質(zhì)量的改進(jìn)提供必要支持。

（3）提升高速鐵路智能管控系統(tǒng)成熟度。要加強(qiáng)對(duì)5G通信系統(tǒng)構(gòu)成情況的考察，結(jié)合列車(chē)的運(yùn)行特征，對(duì)實(shí)施監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)性保障加以分析，以便高速鐵路的通信系統(tǒng)可以為列車(chē)檢測(cè)設(shè)備的成熟應(yīng)用提供必要支持，從而滿(mǎn)足高鐵列車(chē)路軌的構(gòu)建和使用需要，并保證相應(yīng)的監(jiān)督管理措施得到改良。要對(duì)高鐵列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容加以分析，并對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各類(lèi)故障進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測(cè)，結(jié)合高速鐵路智能管控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需要，構(gòu)建符合故障管控需求的具體策略，使列車(chē)運(yùn)行質(zhì)量的各方面影響因素得到有效明確，進(jìn)而滿(mǎn)足5G通信系統(tǒng)的推廣普及需要[5]。要對(duì)高速鐵路列車(chē)的信息時(shí)延情況進(jìn)行特征分析，并從信息資源的毫秒級(jí)傳輸角度出發(fā)，制定設(shè)備連接密度的管控方案，為列車(chē)的穩(wěn)定運(yùn)行提供必要支持。

（4）提高開(kāi)放性傳輸方式安全性。高鐵列車(chē)需要對(duì)5G環(huán)境下的通信系統(tǒng)建設(shè)情況進(jìn)行詳細(xì)考察，并對(duì)開(kāi)放性信息傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)加以總結(jié)，在充分明確通信系統(tǒng)安全保障重要性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)病毒和黑客等問(wèn)題的管控，以此滿(mǎn)足外部入侵因素的規(guī)避需要，為通信系統(tǒng)安全性的高質(zhì)量維護(hù)提供必要支持。要對(duì)5G環(huán)境下高速鐵路通信系統(tǒng)的內(nèi)部故障特征加以研究，并從網(wǎng)關(guān)設(shè)置的角度出發(fā)，制定上層信息安全控制方案，使非安全性信息可以獲得更高水平的攔截，并保證可以在鐵路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信的突出價(jià)值得到明確的情況下，滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性運(yùn)行需要，為高鐵列車(chē)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性信息傳輸提供必要支持。

（5）提高通信傳輸方式的選擇合理性。高速列車(chē)需要將選擇通信傳輸方式作為工作重點(diǎn)，尤其要對(duì)無(wú)線(xiàn)傳輸方式的構(gòu)建原理加以考察，使5G環(huán)境下，新型傳輸方式在滿(mǎn)足高鐵運(yùn)行和需求方面的突出優(yōu)勢(shì)得到明確，為新型傳輸容量和距離的優(yōu)化提供幫助。

（6）提高信號(hào)信息傳輸故障的管控質(zhì)量。高鐵信息系統(tǒng)的建設(shè)必須對(duì)數(shù)字化通信的特點(diǎn)進(jìn)行深入研究，結(jié)合5G環(huán)境的特點(diǎn)，進(jìn)行信息安全影響因素的全面考察，使信息資源的傳輸途徑可以得到高水平的創(chuàng)新，進(jìn)而滿(mǎn)足信號(hào)信息傳輸故障的規(guī)避需要。

3 結(jié)束語(yǔ)

5G技術(shù)的應(yīng)用為高速鐵路優(yōu)化通信系統(tǒng)提供了高水平支持。因此，對(duì)目前高速鐵路通信系統(tǒng)在5G環(huán)境下應(yīng)用存在的問(wèn)題加以總結(jié)，并制定符合5G環(huán)境特征的高速鐵路通信系統(tǒng)改進(jìn)策略，對(duì)提升高速鐵路通信系統(tǒng)的總體構(gòu)建質(zhì)量，具有十分重要的意義。