淺談鐵路通信技術的應用及發展趨勢

曹 陽

（朔黃鐵路發展有限責任公司，山西 太原034100）

鐵路通信技術在最近十年以來得到了較大的發展，目前正處于我國鐵路通信技術發展良好的時機，國家鐵通公司的成立，代表著鐵路通信走向了了正規發展的道路。隨之鐵路列車邁向高速化和準高速化的方向，為了保證行車的安全，實現有效人機控制及提高運輸效率，同時要求建立個功能更為完善、技術構成更為先進的鐵路大通信網，用以適應現代信息的社會急速發展，繼而讓鐵路通信網絡用以國民經濟當中創造更大社會效益及經濟效益。

1 鐵路通信技術簡述

對于高速鐵路，國外發達國家的實踐證明，當中的通信技術已經不是簡單的提供話音或者報文傳傳輸的一種方式，其更多地在整個信號系統之中扮演著傳輸和監控各種數據為主的重要角色，改革傳統信號系統不可以滿足高鐵安全需求的整個局面，用以實現高鐵系統的以人為本的“人機對話”控制及管理。它能完成包括列車控制和行車指揮的自動化，技術設備整備、控制、檢測和維修系統，故障自動報警、診斷和防護，災害和事故的救援、應變和恢復等等在內的各種各樣的功能，這同時也是現代化高鐵的重要標志。

高鐵信號系統使用通信技術特點：

（1）通信技術和安全與行車組織現代化等等專業相互融合以及彼此滲透；

（2）整個通信系統的設計落實了綜合集成及集散控制設計思想；

（3）高效地實施了用以高速鐵路調度中心作為中樞的安全管理及質量保證；

（4）使用了人機交互、優勢互補管理決策的方法。

通信系統是一個從構思、實施再到運行管理不斷完善的過程，同時也是人在高鐵安全保障系統中核心作用及主導作用集中的體現，用現代化計算機及信息技術來滿足準確、及時、完備系統運行的信息處理、傳輸、采集、反饋和信息資源共享的功能，實現了安全診斷、監控、檢測、防治方法和手段統一性、先進性和智能化，實現保障高鐵安全和高效的運行。

2 國內外鐵路通信技術發展現狀

我們國家鐵路通信技術發展的過程可以分三個階段。20世紀60年代中期以前，我國鐵路使用的主要通信技術是人工、電子管載波、架空明線和步進制交換機還有直流脈沖調度電話。60年代后期，開始了采用縱橫制交換機、晶體管載波，小同軸電纜和雙音頻選叫調度電話作為主要特征第二階段。這兩個階段當中，鐵路通信技術仍停在模擬通信的階段。80年代中期后，跟隨數字通信技術采用，發展了鐵路通信技術第三階段。存貯程序控制交換技術、數字復用傳輸、光纜的發展和列車無線通信廣泛應用作為這一階段的最大特點。大秦線路光纜數字通信網的建設成功標志我國鐵路通信開始從模擬制向數字制開始發展。

法國20世紀80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字通信網絡，路途中短距離的通信采用綜合纜內的50多對低頻線組成。后期的大西洋新干線，其綜合纜內設置了光纖單元，開通了單模四次群數字通信系統，其中短途回線數增加到70余對。移動通信從原車輛的無線調度系統發展至包含列車工作人員、數據通信在內無線通信，同時開展了旅客公共通信的服務系統。

3 現代通信技術在鐵路中的運用

正常來說，我們把通信網絡劃分為局域網、接入網和主干網的三個部分，我們也將鐵路通信網絡按照這個方法劃分。根據鐵路通信網絡來判斷，接入網占據比較大的比例，包含有線和無線兩大部分。

3.1 無限接入網

因為高速運動作為鐵路列車的特點，故無線接入網在鐵路通信網絡之中占據很大比例。固定位置的車站（場）、各種固定設施之間和單位的通信首段，我們首選的方案仍是使用SDH光同步數字傳輸設備來進行建造，同時應當考慮使用數字環路載波設備及遠端用戶單元，這樣組網會更加方便和靈活。組網過程當中需要把效益和投資進行綜合統籌來采取考慮，可使系統不光滿最近近幾年內的鐵路通信需求，且還能為出行旅客和地面的用戶提供先進電信的業務。此外，使用網絡IP通信及ATM交換等等先進的技術來組成光纖用戶的接入網和通信主干網。例如采用“雙纖單向環”接入方式，它不僅有價格合理、安全、高速、傳輸質量高等光纖通信所擁有的優點以外，且還擁有設備備用、路由迂回的優點，進而具有自愈合功能，使系統的可靠性得到很大地提高。

鐵路的通信網絡可為旅客及鐵路公務、應急搶險、行車維修等相關的人員提供及時且可靠通信，用以提高服務的等級和運輸的效率，確保列車安全運行，進而達到高效的運營模式。故它是一套集列車公務通信和區間易懂作業通信為一體列車移動的通信系統。但考慮到鐵路自身特點，決定了這個系統去區域性專業移動通信網及公用移動通信網不同，這是一種歸于線面結合、以線為主鏈狀網。

3.2 集群通信系統

集群通信系統是通信與程控交換技術、計算機網絡技術、微處理機技術緊密結合的產品，是功能很強大專用移動通信系統。它集中控制、交換、通信于一體，使用無線撥號方式把一組信道自動分配給系統內部用戶，可最大限度利用頻率資源及系統資源，從而提高服務質量，降低系統的內呼損耗。因它具有群呼、強插、強拆、組呼的功能，尤其適合指揮調度及搶險應急燈場合，較好解決了通信的頻率如何合理分配老大難的問題，所以特別受專業運營管理部門喜愛，是現代移動鐵路通信方式首選類型。這一系統還有一些不組隊的缺點，主要包括采取動態頻率分配，沒考慮與周圍公用網絡有效融合的問題，無先進路由合理選擇的功能，并在建立通路及自動過網的時候存在保密性不強、信息丟失現象、容易收到干擾等，雖此類缺點對話音通信影響不是很大，但會對調度指揮中心和列車之間雙向數據通信產生極大影響，故對數據通信要求較高場不太適合。

4 鐵路通信技術的發展趨勢

跟隨計算機網絡技術飛速發展，采取企業網絡化管理已經成為企業實現管理現代化客觀要求和必然的趨勢。鐵路的信號系統網絡化作為鐵路運輸綜合調度指揮的基石。需要在網絡化基礎上實現信息化，進而實現集中、智能管理。

簡單來講，鐵路通信網未來趨勢應該是和公用網融合，最后使鐵路通信網統一于公用網絡。實現這一要求，采用集群移動通信系統已遠遠不夠，GSM（R）和現行CDMA技術也達不到這一技術要求。根據現在發展狀況來看，只能持續開發下一代CDMA的技術，方能實現這一目標。所以，鐵路通信網無線接入的部分今后發展方向也肯定是朝著新一代CDMA方向發展，形成具備鐵路通信特殊要求公用無線通訊接入網。

5 結語

近年來，鐵路通信技術不斷提高和進步，極大的推動了我國鐵路的發展，有效提高了勞動生產率、降低了運輸成本、保障行車安全和改善了運輸服務等。由于企業鐵路的固有局限性，使其有股道交叉多、調車作業頻繁、環境差等病害，將現代的鐵路通信技術應用在企業鐵路中，可以很好的解決這些問題，為企業帶來很大的經濟效益和社會效益。

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