高鐵時代鐵路應急通信系統技術分析

郭清宣

（濟南通信段 山東 濟南 250000）

隨著近年來鐵路建設的快速發展，中國鐵路已經進入了高鐵時代。高速鐵路快捷、環保，對運輸安全和應急通信保障能力提出更高要求。為保證鐵路在進行搶險救災、應對突發事件時，為救援指揮提供迅速、快捷、可靠的通信保障，要求應急通信系統能迅速及時地將現場圖像、語音和數據等信息發送至應急指揮中心，使上級領導能及時掌握現場情況進行快速處置。鐵路應急通信系統在鐵路運輸保障工作中起著重要作用。本文根據膠濟鐵路客運專線（以下稱膠濟客專）的應急通信綜合接入系統FH-V088進行分析探討。

1 膠濟客專FH-V088鐵路應急通信綜合系統根據不同的現場環境，實現多種接入方式。按傳輸接入手段可分為:有線接入（電纜、野戰光纜）、衛星接入、無線接入等接入方式

2 膠濟客專FH-V088鐵路應急通信綜合接入系統按從應用范圍上可分為:搶險現場側設備、中繼側設備和應急指揮中心側設備

2.1 現場設備:現場應急接入設備FH-V088 FA200、FHV088 FAC100（含數碼攝像機、WIFI數碼相機），現場影音采集設備 FH-V088 RAV400、FH-V088RAV200發射/接收機、FH-V088RAV200EX防爆型（含數碼攝像機）、無線中繼設備FH-V088 WRA100、現場應急衛星接入設備FH-V088 FSAT

2.2 中繼設備:電纜接入轉換設備FH-V088 SA200、光纖接入轉換設備FH-V088 FO、FH-V088 SO、無線接入轉換設備 FH-V088 FR、FH-V088 SR

2.3 指揮中心設備:局端綜合接入設備FH-V088 CA200、應急中心視頻設備、局端影音設備轉換設備FH-V088 CV100、FH-V088 CV200、FH-V088 LMT流媒體服務器、局端影音設備轉換設備 FH-V088 CVS、中心應急指揮臺、局端應急衛星綜合接入設備FH-V088 CSAT

3 膠濟客專FH-V088鐵路應急通信綜合接入系統系統實現的主要功能

3.1 提供現場傳輸通道

利用多種傳輸技術與傳輸介質，為事故現場至應急中心提供高達2Mbps的傳輸通道，可根據事故現場情況及基礎設施情況因地制宜選用適宜的接入方式。

3.2 現場有線/無線內部通信功能

在事故現場至少能提供4部專線座機和4部無線專用手機，既可采用熱線方式呼叫應急中心也可直撥任意一部自動電話。該功能能保證事故現場各部門工作人員的內部通信，加強了搶險工作人員的內部協作，同時使領導的決策能快速的得到貫徹執行，為事故搶險爭取了時間，使事故損失降到最低。

3.3 現場動圖上傳功能

能將事故現場的動圖實時上傳到應急指揮中心，圖像清晰，使領導能準確、快捷的掌握現場的第一手資料；各級領導可用電話指揮現場的攝影人員拍攝，保證了領導對事故信息的全面了解。

3.4 現場多路語音通信功能

可以為事故現場到應急指揮中心至少提供 8路話音通道，以便于應急中心各部門的領導對事故搶險的相關事項進行電話調度指揮。

3.5 現場無線攝像功能

現場攝像人員可遠離圖像接收設備進行無線拍攝，可以讓攝像人員使用方便，免受拖線羈絆，活動自由、合理，活動范圍大。

3.6 現場靜圖上傳功能

靜圖方式采用最新的WIFI數碼相機方案，減少中間轉存過程，將現場靜圖直接傳送到中心靜圖服務器，能兼容原有靜圖系統，通信速率更高，傳送靜圖更快。

3.7 遠程數據通信功能

現場通過應急設備提供的數據接口可與應急中心進行數據通信，以便于應急指揮中心與事故現場的聯系。

3.8 視訊流的記錄和回放

FH-V088 LMT流媒體服務器實時記錄現場動態圖象及應急搶險會議的視訊流，方便以后的查詢和分析事故原因。

4 系統組網方式及工作原理

4.1 有線接入方式

在事故現場側，FH-V088 FA將現場的動圖、語音、數據等業務復用成一個2M信號，將與FA相連的電纜或光纜放至最近的中繼站傳輸設備，再將現場語音、動圖、數據等信號傳送到應急指揮中心。有線接入方式根據中間傳輸媒介分為電纜接入和野戰光纜接入兩種制式。

4.1.1 電纜接入方式

FH-V088系統的電纜接入方式常用于鐵路應急通信及工務施工遠程指導。鐵路沿線每隔1.5公里就有一個區間通話柱，通過區間電纜接入兩端的車站機械室，車站基本已覆蓋了接入網設備，即具備了寬帶傳輸條件，因此有線接 入方式的重點是提供事故發生地至車站的寬帶傳輸條件，即解決最后一公里的問題。

FH-V088系統的xDSL單元實現基于區間通話柱1對雙絞線有線2M接入，在0.9mm線徑的通話柱上傳輸距離可以達到15公里左右，可滿足鐵路沿線約30km的區間需求。

整套設備分為三個部分:事故現場設備、中繼設備和指揮中心設備。

在事故現場側，FH-V088 FA將現場的動圖、語音、數據等業務復用成一個2M信號，通過區間通話柱上的雙絞線傳送至臨近車站側的中繼設備FH-V088 SA，再由其通過車站接入網的數字傳輸通道上傳至局端指揮中心的局域網，將其中數據及語音業務進行分離，語音業務送至FH-V088 CA設備，經FH-V088 CA轉至模擬語音與PSTN網相連，實現現場與中心的交互式語音通信；現場數據、圖像業務送至進入FH-V088 CV設備，用戶可在指揮中心或任一有IP網地點即可通過權限登錄訪問現場設備IP地址方式，以獲取現場采集動圖。

4.1.2 野戰光纜接入方式

光纖接入方式與有線接入方式的設備組成大致相同，只是傳輸媒介由電纜 替換為光纜。FH-V088 FA將現場的動圖、語音、數據等業務復用成一個數字信號，通過FH-V088 FO/SO光纖接入設備和野戰光纜連接至中繼站上傳輸網，將現場語音、動圖、數據等信號傳送到應急指揮中心。以膠濟客運專線為例，基站即中繼站一般間距為3-5km，每個基站都有SDH傳輸設備，若在兩個基站間進行應急通信，就可選擇采用1-2km野戰光纖接入的方式。

4.2 無線接入方式

采用基于5.8G無線頻段的點對點無線傳輸，與上一種接入方式的現場設備組成相同，只是中繼設備采用FH-V088 FR/SR現場無線接入設備傳。采用現場和 中繼站的一對FHV088 FR/SR設備使用，以無線的方式搭建事故現場到中繼站的數字通信鏈路。無線接入方式主要應用于缺乏有線傳輸條件的場合，避免了現場 應用需要架設較長有線線纜的一些不可測的因素，應用比較靈活，根據工作方式和使用環境可分為人到車、車到車、車到指揮中心等多種方式。

無線接入方式可提供至少2-3公里的有效接入，但這種接入方式對于現場的地理環境要求較高，要求中間是無障礙的可視距離。

4.3 衛星接入方式

寬帶衛星接入方式是利用現場和路局側的一對衛星地面站配套使用，以搭建現場到路局的 2M的通信鏈路，以完成事故現場動圖、靜圖和多路話音的上傳。這種接入方式相對于前兩種接入方式雖然投資高，但有前兩種方式無可比擬的優勢:

①不需要考慮地形等自然因素，電路建立靈活方便，這一點可以滿足應急通信地點隨意性的要求；

②具有良好的機動性，能在較短的時間內建立通信電路，尤其是衛星通信 車的應用，這一點可以滿足應急通信快速響應性的要求；

③衛星通信技術現已成熟，質量好，性能穩定可靠；

④可實現遠距離通信，而通信成本與距離無關，即通信費用只與租用帶寬 有關；

⑤覆蓋面積大，一顆靜止軌道衛星能覆蓋42.4%的地球表面；

⑥易于實現多址連接，而其它通信方式實現多址連接非常困難；

⑦由于頻率較高，頻帶較寬，所以衛星通信系統的容量大；

4.3.1 便攜式衛星接入方式:救援人員利用現場 FH-V088 FSAT便攜式衛星設備和應急指揮中心側的FH-V088 CSAT衛星設備配套使用，以搭建現場到指揮中心的寬帶通信鏈路，完成事故現場動圖、靜圖和多路話音的上傳。便攜式衛星設備由室內單元（IDU）、室外單元（ODU）和 1.2米小口徑天線三部分構成，最重設備不超過25KG，便于運輸、攜帶。

4.3.2 衛星通信車接入方式:為了使事故發生后，能夠更快的建立起事故現場同救援中心的通信，我們建議還可以配備應急通信衛星車。這樣現場的影音采集設備、應急接入設備、電 源設備、現場衛星地面站（含功率發射接收機、衛星自動伺服設備、便攜天線）等應急搶險設備便都可以完全裝備在應急通信衛星車上，以做到隨時隨地配備完善的應急通信現場設備快速趕到事故現場。從應急通信的開通時間上考慮，配備衛星通信車，通信車上將配置1.8米的自動伺服天線，自動伺服系統的天饋接制器預存多顆衛星數據，電腦控制自動搜索對準所選衛星方位角、仰角、極化角等，所有對星工作將在5分鐘之內完成。與便攜天線的組裝和人工對星等一系列的過程相比，將大大節省時間。

隨著高速鐵路的快速發展建設，迅速、安全、保密、準確、暢通的鐵路應急通信系統在目前和將來的鐵路運輸中都很重要，必須不斷發展鐵路應急通信技術，加強鐵路應急通信隊伍建設，才能適應高速鐵路發展的要求。隨著鐵路應急通信技術的迅速發展和系列技術規范要求本文對中國鐵路應急通信系統的各項技術加以簡單分析，希望能對中國鐵路應急通信網絡的建設和優化起到一定的參考作用。