基于無線通信技術的高速鐵路信號系統應用

摘要：在高速鐵路上建設信號系統，不僅能夠保障各列車的安全運行，還能夠提高高速鐵路的使用效率。無線通信技術是現階段在高速鐵路信號系統建立過程中的常用技術，通過無線通信技術，既可以提高信號系統應用的穩定性和安全性，又可以有效降低高速鐵路信號系統建設時需要的成本。隨著我國科學技術的不斷發展，高速鐵路中的信號系統在建設的過程中逐漸朝著智能化和信息化的方向轉變，但是現階段在信號系統建設過程中還存在很多應用問題，基于此，本文通過分析無線通信技術在高速鐵路信號系統建設過程中應用的特點及存在的問題，探究其具體的應用流程。

關鍵詞：無線通信技術;高速鐵路;信號系統;應用

引言：當前我國高速鐵路信號系統在實際應用過程中，雖然投資總額相對較小，但是，能夠對高速鐵路運行的安全性起到非常重要的作用，因為鐵路軌道在運輸的過程中環境相對較差，因此導致信號系統中的信號傳輸速率較低，并且在針對信號系統中的相關設備進行更新和維護的過程中需要耗費大量的資金成本，針對這一問題使用無線通信技術，既可以提高信號系統建設的效率，又可以確保信號系統運行的穩定性。近年來各國都加大了對無線通信技術應用在鐵路信號系統建設中的研究力度，這說明基于無線通信的鐵路信號系統建設，將是未來我國鐵路信號系統建設的發展方向。

一、基于無線通信的鐵路信號系統建設特點

近年來隨著社會的不斷發展，交通出行方式越來越多，但是火車依然是人們廣泛使用的交通工具之一。為了保證人們的出行效率，火車的速度越來越快，為了確保火車運行過程中能夠更加具備安全性，通過無線通信技術建立穩定的信號系統，非常必要。在距離相對較近時，可以使用紅外線或者藍牙等無線通信技術對整個列車的信號系統進行控制，而在距離相對較遠時，則可以使用全球定位系統、計軸裝置或者信標等，對列車的運行速度和位置進行測定。同時列車上還安裝了相應的計算機設備，這些計算機設備可以通過無線接收裝置和發送裝置，將列車的運行速度以及位置等相關信息發送到調度的控制計算機中，一旦列車的運行速度過快或者過慢，以及運行的位置出現誤差時，都可以通過調度的控制計算機進行相應的處理。由于火車的速度運行相對較快，所以列車司機可能因為長時間的駕駛，對于一些危險性信號沒有做出及時的反應，而車上自帶的計算機設備可以給列車的司機進行提醒，確保列車司機能夠針對各種突發狀況做出及時反應。同時現階段正在研發的一些智能化信息控制系統，還可以保證高速鐵路上運行的列車能夠自動的將車速降低到安全范圍之內。

基于無線通信的鐵路信號系統在應用的過程中具有以下幾個特點，首先，由于基于無線通信技術的鐵路信號系統集中的主控中心可以根據列車的具體運行狀態和操作狀態，通過列車上安裝的計算機設備對列車的運行狀態進行調整，所以，既增強了對高速鐵路中列車信號系統的管理效率，又確保的整個列車在運行過程中的安全性，同時也在一定程度上提高了鐵路線路的通行效率。其次是使用無線通信技術，還可以保障鐵路中高速運行的列車，可以與地面中的相關信號系統進行可靠信息的交換，因此確保整個列車在運行過程中能夠更加穩定，并且也可以對前方一系列危險行為進行提前準備，從而減少了不必要的加速流程和自動流程，既節省了列車運行過程中的能源消耗，又使列車中的旅客在乘車的過程中可以更加舒適。同時通過無線通信技術，還避免了有線通信技術中使用大量的地面信號接收裝備，從而既減少了設備的安裝流程，又降低了對設備進行維護和檢修的費用。最后是與有線通信信號系統相比，無線通信信號系統的適應能力更強，使用無線通信系統只需要在軟件上進行相應的調整，既可以增強對鐵路運輸的管理效率。

但是，目前在我國使用無線通信技術建設鐵路信號系統的過程中，還存在以下幾個問題需要及時解決，第一點是，高速鐵路的信號系統在進行建設和使用的過程中，由于只能發送頻率相對較低的信號，所以由于傳輸的環境相對較為惡劣，因此導致傳輸的效率不能夠滿足高速鐵路中運行速率的需求。其次是，無線通信的鐵路信號系統，主要通過環線設備和應答器線對數據信息進行傳輸和處理，但是在列車進行操作的過程中，可能從時間上會出現相應的延遲現象，因此即對列車的運行產生不良影響，又會導致列車的信息處理滯后。最后是雖然各軌道之間的電纜電線能夠實現雙向信號的傳遞，但是由于傳輸的信息量過大，所以必須要有較強的抗干擾能力，因此這就需要使用科技性較好的信息設備，但是這種設備所需要花費的資金成本相對較高，并且沒有一定的防盜能力，如果出現了丟失問題，將會造成嚴重的經濟損失，并且也會影響后期高速鐵路信號系統在使用過程中的安全性。

二、無線通信技術在鐵路信號系統建設中的具體應用

在高速鐵路信號系統的建設過程中，使用無線通信技術的具體應用，主要體現在以下幾個方面，首先是可以進行微機聯鎖，通過無線通信技術能夠將檢測的道岔、信號機的閉鎖狀態等，及時的發送到主控中心，然后通過相應的接收端口，將主控中心中的處理結果快速返回列車的信息控制設備中，從而完成對列車速度及位置的控制。但是由于在一些大型的車站建設信號系統時，道岔相對較多，因此產生的干擾也比較大，就目前看來，無線通信技術應用在信號系統建設中，具有較好的發展前景。其次是可以實現集中調度，在針對系統進行集中調度的過程中，調度中心的主要職責是可以根據列車車線的占用情況以及部分車段內的堵塞分區情況等對列車的運行狀態進行合理的調節，并且確保能夠將各列車的運行信息，進行排列和分析。而使用無線通信技術建立的鐵路信號系統可以改善對列車運行的位置和速度等控制的準確性和力度，因此既保證信息實現高速穩定的傳輸，又可以對列車實現自動化的指揮方式。然后是可以提高平交道口的通過效率，由于在不同車線的列車運行過程中，可能會出現交叉問題，所以主控中心必須要根據列車的運行位置以及運行的速度進行提前計算，確保能夠將準確的信息傳遞給列車。通過信號系統的使用，既要保障某些列車能夠及時作出讓路操作，又要保證能夠提高道口的通過效率。最后是由于鐵路需要設置維修點，使用無線通信技術，可以將維修點的相關信息傳輸到列車上，保證列車司機可以針對維修段提前進行停車操作。

結束語

綜上所述，現階段，隨著我國高速鐵路的不斷發展，確保鐵路運行過程中能夠有安全、先進、穩定的信號系統，非常必要，而將無線通信技術應用在信號系統的建設過程中，可以加快我國高速鐵路的發展進程。

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作者簡介：陳燕（1983-09），女，籍貫浙江諸暨，本科，通信技術，副教授。