淺析無線通信技術的高速鐵路信號系統中的應用

陳艷斌

（北京通信段秦皇島車間,河北 秦皇島 066001）

1 概述

在列車的信號控制系統方面，因為軌道的信號所處的環境比較差，因此它的傳輸速率會比較低，還不可以支持高速鐵路的快速發展。其中信號系統指能夠保證高鐵列車的安全和加快運行的速率。而信號系統是指控制著列車指揮與運行的設備，雖然它的投資總額在整個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鍵的作用，比如加強通行力度、確定高速鐵路的安全和提高工作者的壞境等。

在80年代，國外就著手于開發利用無線通信技術的高速鐵路信號系統，并且能夠經過無線通信可以實現一些功能，比如可以減少系統的成本、降低能源的利用、減少高鐵列車的時間間隔、提高高鐵的管理職能。在高鐵的列車速度加快以后，要想確保高鐵的安全，一定要增多信號的數量，必須加大資金的投入。而在高速鐵路的交通之中運用一些十分先進的信號系統會是一種積極的方法，還有在全球的一些發達國家中的交通運行方面可以表明：在高鐵中僅僅具有著比較好的信號系統才會十分好的來實現另外的技術設備能力。

2 無線通信技術的高速鐵路信號系統中的特征及問題

當前先進的無線通信技術為：紅外、藍牙、2.4GHz以及433MHz頻段，在速度比較高的高鐵列車上，當距離比較小時，就能夠利用以上這些無線通信技術；然而假如距離比較遠的時候，那么同時也要無線通信的距離比較遠，這樣就能夠實現少用或者不用中繼。

高速鐵路信號系統可以作為列車指揮的控制系統，在高鐵列車運行的時候，能夠經過全球定位系統和信標來完成高鐵列車中速度與位置的保證，當高鐵車站中的無線接收設備得到信息之后，可以把這些信息送到執行控制的計算機中完成任務，那么在利用通信技術的高鐵信號系統的特征有：

(1)在重要的控制系統中，高鐵列車能夠根據本身及其操作狀態來調節，從而完成電腦的輔助調整，加大高速鐵路信號系統的管理職能。

(2)在重要的控制系統中，能夠更加穩定地控制高鐵列車的運行，這樣不僅可以避免高鐵列車在運作的情況下進行多余的發動及加快速度，而且還能夠節約資源。

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

(4)信號系統具有極強的適用能力，能夠加快高鐵列車的速度，可以調節軟件系統中的一些參數。

然而在利用了無線通信技術的高速鐵路信號系統中，也存在著一些問題：(1)在信號系統中使用環線設備和應答器件來得到一些數據資料，但是它的缺陷是：只有在高鐵列車運行過接下來的應答器之后，其中一些信息獲取更新，此時時刻上的延遲可能會為高鐵列車的運作帶來非常不好的影響。(2)利用軌道之間的電纜電線來完成高鐵列車與地面之間的雙向傳輸，其缺點在于存在著較為困難的防盜系統、一些裝備具有較高的成本費用。(3)在高鐵信號系統中利用軌道電路的缺陷有：比較差的傳送環境、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的運行速度不太符合。

3 無線通信在高鐵信號系統中的實際應用

在實際中的一些應用有：

(1)自動實現通話組之間的變動。由于經過工作站來實現通話組之間的變動，所以在移動臺中的通話組變換可以自動完成。目前，當高速鐵路中的一些列車臺屬于列車運行的范圍內時，會管理這個列車范圍段，但是如果它處于正規的路線范圍內時，就應該作為高速鐵路列車的調度管理范圍，所以高鐵列車中的通話組列車臺就能夠實現變換。

(2)中繼器。首先將無線基站設置在所有的高速鐵路中，這樣就能夠增多成本，還有這樣一點意義也不存在，所以最后可以運用中繼器來實現基站能夠管理一些路線及車站。其中基站不僅能夠管理該基站區域里面的場強，而且能夠經過中繼器可以將一些射頻的信號送到管理的站區，反之也可以實現。

(3)經過移動的終端把在維修處的一些系統中用到維修部與防護部，在重要的控制系統中把一些數據存儲在高速鐵路的列車上面。只有在高速鐵路中的列車與這些點比較相近的時候，他們經過一些地面上的系統，將重要的一些報警信息傳入移動的終端。

(4)在高速鐵路中的列車定位中涉及到了無線通信技術，比如應答器、GPS以及雷達等實現定位的方法。

(5)自動實現高速鐵路中列車次號的改變。要想完成通過通知高鐵列車來改變車次號，該系統必須有車次號及其機號的情況，將這些情況傳送到集群系統。之后該系統能夠依據以前保存的車次號及其機號的情況，因此這些就可以自動完成車次號及車機號交換，這些使得客戶的呼叫有了很大的好處。

(6)實現集中的調度。在系統的調度之中，僅僅依據一段區域中的閉塞分區以及高鐵列車車站的使用狀況，多數情況下要了解高鐵列車的運作狀況。但是在無線通信技的重要控制系統中能夠比較準確的了解所有高速鐵路列車的速度及其位置，根據線路的信號系統情況，能夠與所有的高鐵列車實現雙向的數據通信，并且傳送一些控制指令，從而能夠控制著高速鐵路的列車速度，且能夠實時的來掌握高鐵中的列車情形，也確保了高鐵列車能夠在最短的時間間隔內實現安全、穩定且快速地來運作。

(7)實現微機的聯鎖。通過一些接口單元來接收全部從重要的控制系統中發來的操作執令，首先約束著道岔以及一些在信號機中的行為，然后再把獲得的道岔和信號機的情況傳遞給重要的控制系統。再經過無線的信道、裝備與電纜之間的連接以及控制系統中的關系，這樣就能夠約束一些具有輔助作用的系統。其中無線通信技術能夠用到微機的聯鎖中，首先在正在使用的裝備處必須要安置無線的接收以及發送設備，而且這樣就會加大資金投入，然后由于大型高速鐵路列車車站內的信號機及道岔的數量比較繁多，而且還具有很多的障礙物和干擾物，因此這些對于無線控制方面十分不利。

結束語

如果能夠在高速鐵路中的列運用無線通信，這樣就不僅可以降低工作力度以及很好的減少費用，而且還能夠使得建設高速鐵路信號系統的步伐加速。現在高速鐵路中對于無線通信的運用仍然處于初期，然而由于高速鐵路信號系統在列車信號系統以及系統安全等領域的要求越來越高，因此無線通信將會十分好的用于高速鐵路信號系統之中。

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