關于做好隧道內鐵路交通事故救援通信保障的思考

【摘要】 在高鐵列車速度達到300Km/h的時候，存在不安全因素。本文結合合肥至武漢的鐵路客運專線的情況來介紹鐵路通信交通救助。

【關鍵字】 隧道 鐵路交通事故 救援

合肥至武漢的鐵路客運專線是是較高速度的客運專線之一，如何在最短的時間內拯救傷員生命、最大限度地減少損失，是擺在我們鐵路人面前的一道難題。

一、GSM-R鐵路通信系統現狀

1. 1 GSM-R鐵路通信系統現狀

GSM無線通信技術，是個不錯的選擇。鐵路GSM-R是結合鐵路的具體情況，對原有的GSM技術經過適當的改造而形成的鐵路無線通信系統，屬于2G無線通信技術。

在GSM-R系統中，使用頻段為885-889MHz/930-934MHz，去除保護頻點，按頻率間隔200k來劃分，實際上、下行可用頻點各只有19個。GSM/GSM-R是基于FDMA+TDMA多址方式來工作的。

合武線每個無線基站配置2個載波單元CU，每個載波單元有1個載頻，每個載頻8個時隙，第一個載頻可用6個時隙，第二個載頻滿配置時有8個時隙可用，共計有14個時隙可用。每時隙的數據速率為14.4kbit/s，若將2個載頻完全用來捆綁成一個時隙，則最大能達到的數據傳輸速率為201.6 kbit/s，遠遠不能完成鐵路救援系統所需要的2Mbits/s的要求。

1.2鐵路通信救援系統現狀

鐵路通信救援系統采用FH-V088應急通信系統。通信原理如圖1。由圖1可知，救援現場的應急通信設備通過系統自帶的協議轉換器就近接入附近的通信機房，通過傳輸設備提供的2Mbit/s通信通道和指揮中心進行信息交換，把現場的情況通過動圖和靜圖的方式傳到指揮中心，也可以在大屏幕上顯示。

現場的救援設備的連接方式如圖2。其中，FH-V088 FA為現場綜合接入設備， FH-V088 PBX為現場無線PBX（程控用戶交換機）設備，和現場的幾部PBX手機配合使用，可以完成現場PBX手機在1公里范圍內實現自由移動，內部通過撥打小號即可實現通話，也可撥打外線，實現和指揮中心的通話，也可實現救援現場與中心之間的熱線電話功能。現場筆記本PC可訪問中心數據庫，支持郵件發送功能，支持互聯網訪問功能。FH-V088 RAV為現場無線影音采集設備，可以完成救援現場視頻信號的采集，也可以通過無線方式，在1-10公里的范圍內實現無線移動的拍攝，并通過FH-V088 FA上傳圖像到指揮中心。

由上面的分析可知，僅憑鐵路的GSM-R難以提供應急救援系統所需的2Mbit/s傳輸通道。

FH-V088應急救援系統雖然還提供了基于野戰光纜的接入方式，但由于交通不方便，救援人員很難在短時間內趕到，無法快速布放光纜。若救援現場在隧道內，衛星接入方式也成為一紙空談。應急通信車也無法開進隧道進行應急通信。

FH-V088應急救援系統的有線接入方式也可以將FH-V088 FA設備設在通信機房，使用FH-V088 RAV在1-10公里范圍內進行視頻采集，但是由于事故現場的不確定性，合武線的隧道又很長，無法滿足現場救援的需要。

然而，天無絕人之路。合武隧道內同期布放的還有中國移動、中國電信、中國聯通的無線漏泄電纜。可以利用他們的無線通道作為應急通信救援通道。而且隨著無線技術的發展以及4G技術的應用，提供2M透明傳輸通道應該不會有什么困難。

在此，用中國聯通的設備來舉例。中國聯通公司在合武客專線隧道內的無線通信技術為WCDMA，屬于3G技術。調制方式上行為BPSK，下行為QPSK；導頻輔助的相干解調方式；適應多種速率的傳輸，同時對多速率、多媒體的業務可通過改變擴頻比和多碼并行傳送的方式來實現；上、下行快速、高效的功率控制，提高了系統容量。

WCDMA技術，上行頻率為1940-1955MHZ，下行頻率為2130-2145MHZ。

WCDMA系統單載波理論最大下行容量為：384Kbps/碼道×7碼道=2.7Mbps。

當采用高速下行分組接入HSDPA技術時，單載波理論最大下行容量為：960Kbps/碼道×15碼道=14.4Mbps。

當采用高速上行分組接入HSUPA技術時，物理層碼片速率×調制階數/擴頻因子=384 Kbps×（2×0.25+2×0.5）=5.76 Mbps

通過對WCDMA的技術參數進行分析后可知，該技術可以提供2Mbit/s的傳輸通道。一般情況下，在高速運動時，數據傳輸速率為144kbps；在步行時，數據傳輸速率為384 kbps；在靜止環境下的數據傳輸速率為2Mbps。

下一階段，準備進一步擴容，隧道內的基站增加2個載頻，容量進一步擴大。在遇到緊急狀況時，可通過網管系統對所承載的2M業務設定最高的優先級，以防止事故現場發起的呼叫急劇增加，造成無法完成應急系統的通信。