淺析鐵路通信技術(shù)的發(fā)展與運用范文

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1現(xiàn)代通信技術(shù)在鐵路中的運用

1.1青藏鐵路

青藏鐵路是國內(nèi)采用先進的GSM-R無線通信技術(shù)和FAS調(diào)度系統(tǒng)的鐵路之一，鐵路全長1956公里，多年凍土地段就高達550公里，對鐵路通信系統(tǒng)不論是從系統(tǒng)性能、業(yè)務(wù)類型，還是維護水平都提出了極高的要求，運用GSM-R網(wǎng)絡(luò)達到了可靠性、有效性，可維護性、安全性等技術(shù)指標要求。

1.2膠濟鐵路提速工程

膠濟線是客貨混運鐵路線，東起青島，西止?jié)希姶怒h(huán)境復(fù)雜，運輸繁忙。鐵道部織了多家單位積極開展200KM/H干線GSM-R應(yīng)用創(chuàng)新，很好的適應(yīng)了膠濟鐵路建設(shè)和發(fā)展的需要，創(chuàng)造了在繁忙干線運營GSM-R的新經(jīng)驗。

1.3大秦線

大秦線是我國最早使用GSM-R的鐵路線，也是世界上第一條將GSM-R技術(shù)與LOCOTROL機車同步操控技術(shù)相結(jié)合開行2萬噸重載組合列車的貨運鐵路線。大秦線2萬噸重載組合列車開始利用800MHz電臺，采用4x5000t的組合方式開行2萬噸重載組合列車，800MHz電臺的傳輸距離為650m。由于運輸組織要求采用2x10000t組合方式開行2萬噸重載組合列車，開始使用GSM-R網(wǎng)絡(luò)進行LOCOTROL信息傳輸，一系列的重大技術(shù)課題在大秦線上首次研究試驗并取得了成功：

1）調(diào)度通信主要包括列車無線調(diào)度通信和牽引供電調(diào)度通信。

2）通信方式采用電路域數(shù)據(jù)通信方式技術(shù)課題。①機車同步操控信息傳送實現(xiàn)重載列車的本務(wù)機車與補機機車之間信息的無線傳送。②調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息傳送調(diào)車監(jiān)控地面設(shè)備和調(diào)車監(jiān)控車載設(shè)備之間無線數(shù)據(jù)傳送。

3）通信方式采用通用分組數(shù)據(jù)交換（GPRS）方式的技術(shù)課題。①列車無線車次號校核信息及列車停穩(wěn)信息傳送實現(xiàn)列車―地面之間車次號信息和列車停穩(wěn)信息的無線傳送。②調(diào)度命令傳送實現(xiàn)機車和調(diào)度員之間調(diào)度命令的無線傳送。③調(diào)度命令包括調(diào)度命令、行車憑證、調(diào)車作業(yè)通知單和列車接車進路預(yù)告信息。④列車尾部裝置信息傳送實現(xiàn)列尾主機與機車臺（機車綜合無線通信設(shè)備）之間尾部風(fēng)壓數(shù)值、告警等信息的傳送。

4）區(qū)間公務(wù)移動通信實現(xiàn)水電、工務(wù)、信號、通信、供電、橋梁守護等部門區(qū)間維護人員的移動通信。

2現(xiàn)代通信技術(shù)在鐵路中運用的發(fā)展趨勢

GSM-R作為一種較成熟的技術(shù)，目前在鐵路上的應(yīng)用未完全開發(fā)，還有很大的拓展空間，能提供更強大的業(yè)務(wù)功能。盡快開發(fā)GSM-R的業(yè)務(wù)應(yīng)用，是推進鐵路信息化進程的有效舉措。

2.1更豐富的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)

GPRS是基于GSM-R的移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在移動終端和數(shù)據(jù)網(wǎng)之間提供連接，支持IP協(xié)議和X.25協(xié)議，GPRS最大速率可達171.2kbit/s，可實現(xiàn)“一直在線”。首先，原來利用有線來傳輸?shù)谋O(jiān)測等信號可用GPRS無線傳輸。如：保障列車運行安全，要對軸溫、載重、車速等指標進行監(jiān)測。通常的做法：設(shè)在軌邊的采集器將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)通過電纜傳輸?shù)较鄳?yīng)的管理網(wǎng)處理；在列車上采集的數(shù)據(jù)，以無線傳輸?shù)姆绞絺鹘o設(shè)在軌心的接收器，再通過電纜傳輸?shù)焦芾砭W(wǎng)處理。維護管理麻煩，線路成本高。利用GSM-R的做法是：在采集器上安裝GPRSMODEM，無論采集器是在軌邊還是在列車上，都可以無線的方式直接傳輸數(shù)據(jù)信息到GSM-R基站，利用GPRS技術(shù)連接到相應(yīng)的管理網(wǎng)，節(jié)省了地面線路且更方便更易維護。這種技術(shù)也可應(yīng)用于編組站、貨場等地的監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳送。其次，利用GPRS提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。如：移動售票。列車上的售票機安裝GPRSMODEM，無線傳輸數(shù)據(jù)信息到GSM-R基站，基站傳輸?shù)脚cSGSN節(jié)點，SGSN與GGSN通信，GGSN與現(xiàn)有的計算機售票網(wǎng)連接。就可實現(xiàn)旅客在列車上可購買任一車次的車票，與在車站售票窗口購買完全相同。用這種方式可以使GSM-R信號能覆蓋的地方進行移動售票，比如站臺、車站廣場等地方，可以極大的節(jié)約旅客售票的時間。

2.2短消息業(yè)務(wù)功能

短消息業(yè)務(wù)在公網(wǎng)的應(yīng)用取得了巨大成功，但由于短消息業(yè)務(wù)的非實時性、不可靠性，目前未在鐵路GSM-R中普遍應(yīng)用。但隨著鐵路GSM-R的發(fā)展，GSM-R應(yīng)用的范圍會越來越大，對于安全性實時性要求不高的數(shù)據(jù)傳送，短消息業(yè)務(wù)非常適合且有方便靈活的優(yōu)勢。有著公網(wǎng)應(yīng)用的成功經(jīng)驗，GSM-R開通短消息業(yè)務(wù)不困難，設(shè)置短消息業(yè)務(wù)設(shè)備，升級相關(guān)軟件即可，對于智能業(yè)務(wù)的實現(xiàn)提供了更為方便的平臺。

2.3適合鐵路運營的智能業(yè)務(wù)

為實現(xiàn)鐵路運營應(yīng)用，已開發(fā)使用了一些鐵路所特有的智能業(yè)務(wù)，如：優(yōu)先級業(yè)務(wù)、功能尋址、基于位置的尋址等等。首先，現(xiàn)有智能業(yè)務(wù)需進一步優(yōu)化。現(xiàn)有智能業(yè)務(wù)存在一定的限制。如：目前基于位置的尋址是基于小區(qū)的位置尋址，由于小區(qū)間存在著重疊區(qū)，那么這種尋址就可能會出現(xiàn)呼叫錯誤，如果開發(fā)基于GPS的位置尋址會更精確。再如：功能尋址中的利用車次號尋址。我國的長途列車用同一車次號，同一車次同一時間會出現(xiàn)在不同路段，即同一車次對應(yīng)多列正運營的列車。現(xiàn)在各線GSM-R網(wǎng)段未互聯(lián)，使用各自的智能網(wǎng)系統(tǒng)，只在本路段尋址，不會有重號問題，將來各線智能節(jié)點要聯(lián)網(wǎng)，這種尋址方式就需優(yōu)化。其次，開發(fā)新的智能業(yè)務(wù)。借鑒公網(wǎng)經(jīng)驗，結(jié)合鐵路運營特點，開發(fā)新的智能業(yè)務(wù)。如：虛擬專用網(wǎng)業(yè)務(wù)（VPN），車輛、電力、工務(wù)等系統(tǒng)可建立自己的移動虛擬專用網(wǎng)。在虛擬網(wǎng)內(nèi)定義用戶級別，有不同的呼叫限制。公網(wǎng)基于短消息平臺開發(fā)了大量智能業(yè)務(wù)，如：短信通知手機關(guān)機期間的呼叫，簡單的創(chuàng)意，技術(shù)實現(xiàn)容易，卻帶來了巨大效益。GSM-R也應(yīng)集思廣益，開發(fā)適合鐵路的、實用的、易實現(xiàn)的、有特色的智能業(yè)務(wù)。

2.4業(yè)務(wù)用戶群的擴展

目前GSM-R的用戶量有限，主要集中于行車一線的工作人員。首先，GSM-R強大的系統(tǒng)功能可承載大量的業(yè)務(wù)用戶。應(yīng)讓更多的鐵路站段利用GSM-R無線傳輸功能，每個鐵路職工的工作電話都可以利用GSM-R移動終端。其次，GSM-R可以與公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)及其業(yè)務(wù)互通，能給鐵路旅行者帶來方便。同時由于GSM-R互連功能強大，可以有效地連接公網(wǎng)、固化網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)以及其它移動網(wǎng)，并且在移動通信服務(wù)方面，還能給鐵路旅行者提供列車上的語音和增值業(yè)務(wù)等服務(wù)。展望未來，GSM-R強大的系統(tǒng)還要提供更多的服務(wù)功能。現(xiàn)有的GSM-R系統(tǒng)以2G技術(shù)為基礎(chǔ)，主要的應(yīng)用在語音方面。隨著GSM網(wǎng)絡(luò)的不斷演進以及運營商和終端用戶對GSM-R業(yè)務(wù)需求的不斷發(fā)展，GSM-R系統(tǒng)必將緊跟和利用GSM的新技術(shù)，開發(fā)新的應(yīng)用業(yè)務(wù)，特別是數(shù)據(jù)方面的業(yè)務(wù)，如建立列車無線局域網(wǎng)為乘客在旅途中提供高速上網(wǎng)的環(huán)境等。相信隨著中國鐵路建設(shè)的深入，在我們的努力下，到2020年，我們會到一個網(wǎng)絡(luò)完善、業(yè)務(wù)豐富、能提供可靠高速高質(zhì)信息傳輸?shù)腉SM-R網(wǎng)絡(luò)。

作者：李寶巖單位：北京鐵路局北京通信段