淺議鐵路通信技術的應用及發展

田穎

摘要：鐵路通信技術在近十余年得到了較大的發展，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，要求建立各項功能更為完善、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。基于此，本文主要探討鐵路通信技術的應用及發展。

關鍵詞：鐵路通信；應用；發展

1鐵路通信技術概況

1.1鐵路通信技術介紹

鐵路通信技術就是通信手段在鐵路運輸中的應用。從鐵路誕生以來，通信技術經歷了由簡單的通話調度技術以及報文傳輸技術發展到了如今的現代化通信技術，大大提高了鐵路運行的安全性和可靠性。在鐵路系統中通信技術主要是傳輸和監控鐵路系統中的各個環節，將實時的數據傳輸給指揮中心，通過“人機對話”模式對數據進行分析、管理和控制，以制定相應的應對策略。鐵路通信技術的應用包括對行車安全和可靠的控制、行車調度自動化控制、路況的實時監控、設備狀況的檢測、故障報警和分析等方面。

1.2鐵路通信技術的特點

鐵路通信技術在鐵路系統中一般不是單獨存在的，而是與行車系統、安全系統、維修系統相互結合在一起形成的有機整體。鐵路通信技術結合了現代化的計算機技術、信息技術以及管理技術等學科，通信技術是以鐵路指揮中心為中樞，以鐵路的綜合集成及集散控制為設計思想，采用人機互動的方式，對系統運行的信息進行實時采集、傳輸、處理、反饋、信息共享等，有著手段先進、數據準確、診斷智能、防治科學等優點，為調度指揮中心的指揮人員提供科學、有效的技術參考，為鐵路指揮的最終決策提供依據。

2國內外鐵路通信技術發展現狀

我國鐵路通信技術發展的過程可以分三個階段。二十世紀六十年代中期以前，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。六十年代后期，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。八十年代中期后，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。法國二十世紀八十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鐵路通信網存在問題分析

3.1鐵路通信網保護和集中維護管理方面存在不足

鐵路通信網一直是鐵路安全運營必不可少的重要保障手段，雖然鐵路通信網經過多年的建設和發展，但是鐵路通信網現網中，基礎網、業務網在既有線改造、新建高速鐵路線和普速線中各線單獨建設的通信系統在匯聚層保護、網絡互聯互通、資源共享、系統容量、集中維護管理等方面存在缺陷，設備技術落后老化與中國移動公司共用機房及設備，設備維護界面不清晰等問題。

3.2鐵路通信不能適應新業務發展需要

隨著鐵路發展，鐵路通信網建設需要適應鐵路新增業務和行車安全要求，以及鐵路經營目標、服務目標的確立，新的業務需求不斷增加，綜合視頻監控、互聯網售票、實名制售票等，對鐵路通信光傳送網的帶寬、大顆粒業務需求量急劇增加；特別是高速鐵路和客運專線鐵路安全、快速、高效的運營模式對鐵路通信網提出了越來越高的要求。因此迫切需要鐵路通信跟上通信技術發展趨勢應用新的通信技術解決鐵路通信傳輸網和移動網等主要問題，適應鐵路的發展。

4現代通信技術在鐵路中的應用

4.1有線通信技術

有線通信技術在鐵路系統中主要是用在固定的站與站之間、固定的設施之間的通信，有著傳輸速度快、傳輸質量高、成本低、安全性好等特點。有線通信技術最常用的主要是基于SDH（同步數字體系）進行組建，是一種較為成熟的光纖通信技術。通過這一技術，使得數據傳輸、圖像傳輸及程控數字交換等及時而有效的傳輸，傳輸速度可達80Gbit/s甚至更高。另外隨著通信技術的發展，采用ATM交換技術以及IP通信技術等建立主干網及接入網，使傳輸更加安全和高效。

4.2無線通信技術

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，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。

4.3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。

5鐵路通信技術的發展趨勢

5.1網絡結構的優化

根據鐵路信息化建設的要求，要使鐵路通信實現通用化的要求，并提高信息容量和數據傳輸速度。要在有線通信網絡、無線網絡和集群通信網絡的基礎上，采用先進的網絡技術如IP技術構建覆蓋全國的通信網絡，采用信息一體化技術，實現各指揮中心和調度室之間的信息共享。鑒于當前無線通信技術的缺點可以采用具有遠程監控能力的光纖直放技術，這一技術是將傳統的模擬信號轉化為數字信號，然后進行光傳輸，由于數字信號的可靠性和傳輸信號的“零衰減”使得信號的可靠性得以提升，同時又具有節能模式，可降低運營成本，故可作為鐵路通信技術發展的可靠性選擇。

5.2鐵路系統現代化監控系統的建設

為進一步提高鐵路運輸的質量和提高運行的安全性，就必須要對鐵路系統的各個環節實施有效的監控，對重點環節和重要設備要進行實時監控。未來的鐵路監控系統要結合各種現代化技術，如計算機技術、傳感器技術以及遙感技術等，需要建設一整套的的視頻監控系統，主要功能是實現重點線路視頻監控的全面覆蓋、實現對各車站購票旅客密度的實時監控以及對各信號樓、各作業區域的全天候視頻監控，將實時數據和影響反映到計算機顯示屏幕上。除此之外要對存在安全隱患的部位進行報警并制定改進方案，使鐵路系統的每一個環節均安全、有效地運行。

5.3與公共網絡系統融合

當前的鐵路通信網絡一般獨立于公共網絡而存在，這樣不僅浪費資源，還使得鐵路通信的速度提不上去。而如果鐵路通信網與公共網絡得到有效融合，則對鐵路的通信領域的改變將是革命性的。因此，鐵路通信網絡與公共信息網絡想融合應是一個發展趨勢。當前的鐵路通信技術不論是傳統的無線技術還是集群技術都有自身的缺陷，不足以與公共網絡融合在一起，因此必須開發新的通信技術才能實現這一目標。

6結束語

鐵路通信系統的建設是關乎國計民生的大事，可有效提高鐵路運行效率、使行車更為安全。隨著動車、高鐵等的大力建設，當前鐵路通信技術正在朝著信息化、數字化的方向快速發展，因此需要在已有的工作基礎上，通過充分優化通信網絡，與公共網絡進行逐步融合以及發展現代化的監控技術，為鐵路的運輸提供更高質量的服務。

參考文獻：

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（作者單位：中國鐵路北京局集團有限公司北京通信段會議調度車間）