試論鐵路通信工程中的無線接入技術

陸中偉

（中鐵四局電氣化工程有限公司 安徽蚌埠 233000）

試論鐵路通信工程中的無線接入技術

陸中偉

（中鐵四局電氣化工程有限公司 安徽蚌埠 233000）

20世紀的改革開放是我國社會主義事業發展的重要轉折點，不僅我國的市場經濟得到巨大發展，以我國交通事業為首的基礎設施建設也有了飛速的發展。鐵路建設作為我國工程類中起步較早的項目，經過30多年的發展已經取得了讓世界震驚的成就。通過鐵路網絡貫通了我國的大部分城市和地區，該鐵路的通行速度也有了很大程度的發展，然而隨著速度的不斷加快，鐵路通信的問題也不斷凸顯出來。因為普通的鐵路通信技術在高速行車的環境下已經難以實現了，因此需要通過新技術的應用來提高信息傳輸的穩定性和實時性。就無線接入技術在鐵路通信工程中的應用問題進行了簡要闡述，并介紹了其未來的發展方向。

鐵路；通信工程；無線；接入技術

引言

我國鐵路的列車行車已經有很大程度的提升，極大縮短了旅客的行程時間。然而，速度的提升卻帶來了安全性風險和數據傳輸難度加大，需要鐵路系統的技術人員和管理人員進行重點考慮和分析。這不僅是為了保障列車行駛過程中的安全性、提高人機控制的性能以及方便列車實時調控，也是為了通過通信網絡系統的改進和完善滿足旅客出行的信息傳遞需求。據此，技術改進需要突破傳統的鐵道通信接入模式，以先進技術和組合模式來提升無線接入技術的應用水平，實現對鐵路通信網絡的技術升級，以此來適應信息社會的生產需求和發展要求，積極發揮鐵道通信網絡在我國經濟和社會中的貢獻。

1 鐵路網絡通信工程的現狀

列車速度的提升帶來更好的用戶體驗，同時也加大了我國鐵路常用無線接入技術的應用標準。無線（移動通信）接入技術作為我國現階段鐵道通信的主流工具，在整體的通訊網絡中占有很大比例。只有部分固定位置的車站及其他各類具有固定特性的設施通訊時，主要選擇還是利用SDH光同步的數字傳輸設備，同時也將ATM交換和網絡IP通信等技術納入到通信網絡體系的構建當中來。例如：雙纖單向環的接入模式，不僅實現通訊的高速需求和傳輸質量，更保障安全性和實用性的需求，除此之外其特有的路由迂回設備的備用特點實現了自愈合的功能性需求，使得整個系統的穩固性得到了極大的提升。

在組建通信網絡的過程中需要將投資與收益進行綜合考慮，尤其需要考慮未來的發展需求，因為通訊和鐵路都是一個不斷超前發展的產業，旅客的交通需求都是我們所需要考慮的，不僅其技術要具有先進性，而且這個系統構建之后還要滿足一定的擴展功能，能夠根據相應的變化做出改變。

2 高鐵寬帶無線通信系統的技術應用

我國的鐵路運營系統QoS主要依次分為鐵路運輸QoS、CTCS-3QoS以及通信系統數據傳輸的QoS，最下層的QoS通常是最基礎最根本的QoS，主要用于保障上層（如圖1所示），因此通信數據傳輸系統QoS就是鐵路運營系統QoS的最根本保障和基礎。我國的通信系統在技術上對歐洲ETCS進行了參考，并且將CTCS按照功能差別劃分成為了5個等級，其中，CTCS-3已經實現了鐵路通信數據傳輸的無線傳輸，不再依靠軌道和電路來進行，已成為我國目前應用最廣泛的也是最常見的列控系統，而這類列控系統最主要的是通過GSM-R技術來實現列車的無線接入。

圖1 鐵路運營系統

2.1 尋址功能

GSM-R技術的主要功能之一便是尋址功能，這是一項應用廣泛的功能。例如，每當火車司機使用該項功能號碼來登陸系統時，就會借此來構建此功能號碼會與系統中樞的聯系，實現語音呼叫和數據傳輸的功能尋址。

2.2 調度通信

鐵路通信的無線調度主要分為兩類：①發生在個體之間；②群體呼叫，GSM-R無線通信技術成功實現了鐵路通信對這兩類呼叫模式的需求。當個體之間發生呼叫時可以指定呼叫該區域內的指定機車，在構建數據關聯之后進行實施調度；同時，火車司機通過這項技術呼叫區域內的調度員，保障雙方的信息實時交換，在提高調度效率的同時保障行車的安全。

2.3 鐵路緊急呼叫

緊急呼叫模式也是鐵路通信系統的重要功能組成，其作為一種高級別的通訊模式，在無線通信的呼叫級別中要高于調車呼叫和廣播呼叫兩類，呼叫類別則一般根據移動臺相應的操作模式來進行確認：大多數情況下都是列車緊急呼叫，只有通過移動臺在調車模式中按下緊急呼叫按鈕時所發起的呼叫為調車緊急呼叫。

3 我國鐵路通信在未來時代的發展趨勢

隨著我國改革計劃逐步推移，我國的經濟和科技都不斷地向前發展，在物質水平逐步滿足人們需求的同時，人們不僅會對列車的通行速度提出更高的要求，也會對作為安全保護傘的鐵路通信網提出更高的要求，以此來適應列車不斷提速之后的通信需要。

一方面從有線接入的視角來看，客運專線已經在我國取得了巨大的發展，解決了我國高速鐵路綜合調度系統一直以來的技術需求問題；由于具有較大的站間距需要區間型接人技術；當列車處在運行過程中時，其控制系統所要求的信息需要通過光纖網絡傳輸通信來實現實時通話和信息傳輸，這些都需要比現階段的光纖具有更大的容量。

大多數技術早期的研發目標是用于某種特定的目標，但最終會通過簡化或改進最終實現改善居民生活，因此，鐵路通信網絡也將延續這一發展發展趨勢。當旅客在高速運行的列車上時，也可以實現如平常辦公一般的信息交流和網絡瀏覽。但是，這最難實現的部分無線通信的傳輸的速率和性能，而是移動臺和基站之間相對運動而引起的接收機信號頻率偏移，這又叫做多普勒頻移。當高速列車駛過基站時，多普勒頻移為0，但此時的邊際頻移是最大的。而當高速列車進行不同基站覆蓋區域的時候就會產生頻移跳變，一般是由最大負頻移轉換為最大正頻移，這使得移動終端的用戶在接收機瞬間受到了兩倍多普勒頻移的影響。就OFDM系統而言，多普勒頻移將帶來嚴重的載波間干擾、系統誤碼率增加和同步器性能下降等問題。除此之外，還有不少的技術難點也是需要未來的鐵路通信工程所需要解決的問題，例如：穿透損耗、快速切換、其他網絡共存所帶來的影響等。這都需要通過對技術的不斷革新和發展，就像利用通過采用高階調制方式、多頻帶OFDM和多天線收發MIMO等技術來解決寬頻帶需求和多徑效應一樣。

4 結束語

近年來，各實體經濟都在不斷推行自身的信息化與智能化。因此，鐵路通信事業應當緊跟時代發展的潮流，通信網絡技術的發展不僅是鐵路工作順利開展的保障，也是提高客戶體驗的重要功能性需求，更是順應時代發展趨勢的技術保障。因此，鐵路通信網絡作為道路交通中的必要功能，應當緊跟時代潮流，強化網絡通信技術的研發與組合，通過優勢互補來實現其快速高效的發展，為旅客們提供更加優質的服務。除此之外，在鐵路通信系統不斷發展的過程中，技術人員和管理人員也應當強化應急預防措施的規范，充分考慮可能發生的緊急情況，規劃好風險控制措施，全力保障鐵路事業的穩固性和可持續性。

[1]王西龍.鐵路通信工程中的無線接入技術[J].中國新通信，2013（13）：94～95.

[2]董靜.淺談鐵路通信工程中的無線接入網技術[J].黑龍江科技信息，2011（06）：59.

[3]饒 俊.論鐵路通信工程應用接入網技術[J].中國新通信，2013（18）：126.

TN913

A

1004-7344（2016）04-0277-02

2016-1-2

陸中偉（1975-），男，湖南長沙人，大專，從事鐵路通信工程管理工作。