動車通信系統(tǒng)淺析

史宇寧

（呼和浩特鐵路局包頭車輛段 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000）

1 引言

國內(nèi)軌道運(yùn)輸包含輕軌、地鐵、動車、高鐵等，其動車機(jī)電核心系統(tǒng)是由車輛、通訊、信號、供電、中央監(jiān)控、站臺門等系統(tǒng)組成，其中通訊系統(tǒng)負(fù)責(zé)所有信息（包含語音、數(shù)據(jù)及圖像）的傳輸，達(dá)成動車運(yùn)輸?shù)能囌?、機(jī)廠、行車控制中心（OCC; Operation Control Centre）及各車站之間相互傳遞各種信息的目的，讓車站站務(wù)、運(yùn)營等人員獲得旅客上下車及列車運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)狀監(jiān)視，以達(dá)安全且智能化運(yùn)營目標(biāo)。

2 通訊系統(tǒng)介紹

通訊系統(tǒng)的組成包含骨干傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、子母鐘系統(tǒng)等，每個系統(tǒng)各有其功能。借由各功能的發(fā)揮，以形成一個完整的通訊系統(tǒng)[1]。

2.1 骨干傳輸系統(tǒng)

就動車通訊系統(tǒng)而言，最重要且與機(jī)電各系統(tǒng)有所連接的是骨干傳輸系統(tǒng)，因骨干傳輸系統(tǒng)為對動車機(jī)電系統(tǒng)提供一套可長期穩(wěn)定且即時傳輸?shù)南到y(tǒng)，以維持整體機(jī)電系統(tǒng)的正常運(yùn)作，是動車運(yùn)營的核心設(shè)施。由于技術(shù)的演進(jìn)及動車運(yùn)營需求特性，動車運(yùn)營的骨干傳輸系統(tǒng)主要可分為兩大類，一種是同步數(shù)字（SDH; Synchronous Digital Hierarchy）傳輸網(wǎng)絡(luò)，另一種為超高速以太網(wǎng)絡(luò)（10GE;10GigabitsEthernet），兩者各有其優(yōu)缺點(diǎn)。對SDH 而言，其系統(tǒng)穩(wěn)定性高，且?guī)挶ＷC，但相對的帶寬使用效率低，且設(shè)備昂貴。而超高速以太網(wǎng)絡(luò)具帶寬使用效率高，設(shè)備便宜，但帶寬無法保證是其缺點(diǎn)。

SDH 傳輸?shù)幕締挝环Q為STM-1（約155Mbps），還包括STM-4（約622Mbps）、STM-16（約2.5Gbps）、STM-64（約10Gbps）。SDH 傳輸系統(tǒng)是采用時分復(fù)用器（TDM; Time Division Multiplexer）傳輸模式，所謂時分復(fù)用是指在一路傳輸頻道，同一時間只容許一個傳輸運(yùn)作，如有其他傳輸需求產(chǎn)生，則以時間區(qū)隔來進(jìn)行傳輸，不會發(fā)生因多個信息進(jìn)行傳輸發(fā)生碰撞造成無法傳輸信息。其優(yōu)點(diǎn)是可保證帶寬，系統(tǒng)保護(hù)能力很強(qiáng)。但其缺點(diǎn)則是帶寬的使用彈性較差，造成帶寬的浪費(fèi)，且較不適合于封包（Packet）傳送的應(yīng)用。

2.2 電話系統(tǒng)

電話系統(tǒng)主要由自動交換機(jī)及各式話機(jī)組成，并借由骨干傳輸系統(tǒng)（SDH）完成各站間語音信息傳送。而各式話機(jī)包含直線電話、緊急電話、一般電話等。對直線電話而言，它提供站務(wù)人員或特定地點(diǎn)的使用者，只要一拿起電話即可直接與車站控制室（SOR; Station Operation Room，或稱旅客查詢處（PAO）或控制中心通話的功能。直線電話常用于路線控制員與車站控制室間、站臺終端門與車站控制室間、旅客查詢站與車站控制室等的通訊使用。此外，在各車站的站臺也會設(shè)置直線電話，使用者一拿起電話可與車站控制室人員通話，此電話通常僅提供由站臺處打電話至車站控制室使用。

2.3 無線電系統(tǒng)

因移動電話的普及，故一般人對于無線電系統(tǒng)大致有一個基本概念，例如需有無線電手機(jī)及基站與通訊頻道的使用，及電波有覆蓋的地區(qū)才能進(jìn)行通話等。對于動車機(jī)電無線電系統(tǒng)而言，其與商用移動通訊略有不同。由于動車運(yùn)輸在使用上，控制中心需對單一使用者及各使用人群進(jìn)行通訊，為使有限的頻道資源得以充分發(fā)揮，故需要具有派遣的操作，而這些需求的達(dá)成，則需采用具派遣功能的中繼式無線電系統(tǒng)為宜。TETRA（Terrestrial Trunked Radio）是歐洲的電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會所訂出的標(biāo)準(zhǔn)，也是中繼式無線電系統(tǒng)遵循的一種標(biāo)準(zhǔn)。而我國已構(gòu)建的動車無線電系統(tǒng)，以TETRA 為主要標(biāo)準(zhǔn)，如高鐵、動車等無線電系統(tǒng)都是基于系統(tǒng)整合的考慮，后續(xù)系統(tǒng)以符合TETRA 標(biāo)準(zhǔn)為主流[2-4]。

3 結(jié)語

對于動車系統(tǒng)而言，如要發(fā)揮其運(yùn)輸?shù)男?，則動車核心機(jī)電系統(tǒng)可說是具有關(guān)鍵性的地位，核心機(jī)電系統(tǒng)如無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，則動車運(yùn)輸將無法維持其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本文就動車通訊系統(tǒng)的功能、技術(shù)特性等作一簡述，提供國內(nèi)的相關(guān)業(yè)界了解動車運(yùn)輸核心機(jī)電通訊系統(tǒng)的基本概念與技術(shù)原理，可掌握未來通訊系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。動車核心機(jī)電通訊系統(tǒng)對動車運(yùn)輸而言，有其需求性及重要性，缺少它則整體動車運(yùn)輸將無法提供便利且安全的服務(wù)。如何將通訊各系統(tǒng)包含骨干傳輸系統(tǒng)、電話系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、無線電系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、子母鐘系統(tǒng)等完整整合，以達(dá)智能且安全的效果，則是尚待后續(xù)通訊業(yè)界開發(fā)及努力的目標(biāo)[5-7]。