朱正凱

【摘要】 隨科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，乘客對(duì)于鐵路運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量及運(yùn)輸速度都提出了更高的要求。當(dāng)前高速鐵路正以其服務(wù)質(zhì)量好、運(yùn)輸速度快以及安全性能高等特點(diǎn)，引起了人們的廣泛關(guān)注，然而人們更加關(guān)注的是當(dāng)提高了列車的運(yùn)行速度之后，其通信技術(shù)是否還能真正滿足高速鐵路的運(yùn)行要求。本文就高速鐵路運(yùn)輸中應(yīng)用到的通信技術(shù)進(jìn)行闡述，為相關(guān)研究者提供理論參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 通信技術(shù) 高速鐵路

高速鐵路中所用的通信系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，即有線通信部分和無(wú)線通信部分，有線通信部分基本上與普通鐵路的通信系統(tǒng)相同，不同之處主要是無(wú)線通信部分。下面我們主要對(duì)應(yīng)用于高速鐵路中的現(xiàn)代通信技術(shù)進(jìn)行闡述，讓人們相信現(xiàn)代化的通信技術(shù)完全有實(shí)力為高速鐵路的發(fā)展保駕護(hù)航。

一、高速鐵路應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)的重要性

在科技高速發(fā)展情況下，現(xiàn)代通信技術(shù)也朝著數(shù)字化、寬帶化、智能化、高速化及個(gè)人化等各個(gè)方面發(fā)展，通過(guò)現(xiàn)代通信技術(shù)的有效應(yīng)用，使用者能夠在任何時(shí)間、地點(diǎn)通過(guò)視頻、數(shù)據(jù)以及語(yǔ)音等實(shí)現(xiàn)信息交流，提升生活品質(zhì)，提高工作效率。在高速鐵路中應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)，不但能夠讓列車上的乘客真正感受到現(xiàn)代化通信技術(shù)帶來(lái)的方便與快捷，還能讓乘客坐在車廂中猶如坐在辦公室一樣，完全不受任通信硬件設(shè)施的阻礙，正常的與外界進(jìn)行信息傳遞，獲取自己想要的信息資源，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)辦公。

高速鐵路的重要特征之一就是運(yùn)行速度高，不僅運(yùn)行速度高，還要更安全、更方便，自然技術(shù)要求就更高。然而想要實(shí)現(xiàn)這些要求，必須要通過(guò)現(xiàn)代通信技術(shù)來(lái)支撐，只有構(gòu)建出技術(shù)先進(jìn)、功能完善的通信網(wǎng)絡(luò)，并輔以界面友好的交互界面，才能夠?qū)崿F(xiàn)高速鐵路的自動(dòng)控制、提升運(yùn)輸速度及運(yùn)輸效率，給鐵路系統(tǒng)提供出全方位通信業(yè)務(wù)。

二、高速鐵路中應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)

高速鐵路應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)范圍比較多，本文就選擇幾個(gè)重要方面闡述其應(yīng)用。

2.1 將GSM-R應(yīng)用于列車調(diào)度系統(tǒng)

GSM-R是Globle Systen of Mobile for Railway的縮寫(xiě)，意思為鐵路移動(dòng)全球系統(tǒng)。它是為了滿足鐵路在移動(dòng)通信方面的特殊需求而設(shè)計(jì)的專用系統(tǒng)，在系統(tǒng)功能上已經(jīng)超越了GSM，是一項(xiàng)比較成熟的實(shí)用性技術(shù)。

近年來(lái)由于鐵路的提速以及鐵路運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展，為了能讓運(yùn)輸過(guò)程變得更高效、更安全，列車調(diào)度系統(tǒng)針對(duì)那些運(yùn)輸壓力大的鐵路干線，都陸續(xù)開(kāi)通了某些新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以便緩解通信方面的壓力。除此之外，還必須對(duì)原系統(tǒng)中的天線高度以及天線方向進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使沿線的場(chǎng)強(qiáng)能在覆蓋范圍上得到拓展；而弱場(chǎng)問(wèn)題要想得到有效地改善，就應(yīng)該添置相應(yīng)的設(shè)備讓地面與列車之間形成一個(gè)雙向無(wú)線通信系統(tǒng)。采用了GSM-R列車調(diào)度系統(tǒng)，能夠?qū)⒘熊囘\(yùn)行經(jīng)過(guò)地點(diǎn)以及沿途各個(gè)站點(diǎn)動(dòng)態(tài)情況顯示在大屏幕上，調(diào)度中心經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)就可以發(fā)出各種指令。一旦出現(xiàn)突發(fā)事件，能夠利用該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)通過(guò)無(wú)線通信業(yè)務(wù)，指揮人員能夠?qū)崟r(shí)掌握各個(gè)救援情況，掌握調(diào)度人員、助理值班員、車站值班員及機(jī)車司機(jī)等，能夠及時(shí)指揮與控制事件。如今高速鐵路上主要是采用無(wú)線列調(diào)為主，通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠輕松進(jìn)行行車調(diào)度，實(shí)現(xiàn)機(jī)車司機(jī)、調(diào)度員及車站值班人員間通信，以及機(jī)車司機(jī)、車站值班人員與運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)間各種通信。

2.2 應(yīng)用于安全監(jiān)控車輛系統(tǒng)中

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路部分在其發(fā)展過(guò)程中，也提出了必須繼續(xù)深化鐵路信息化建設(shè)的要求，而要想真正達(dá)到這一要求，必須要采用通信傳輸技術(shù)與信息網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化安全運(yùn)行控制管理。主要是以動(dòng)態(tài)圖像監(jiān)控貨車運(yùn)行故障、紅外線探測(cè)軸溫智能跟蹤等，聯(lián)合形成多專業(yè)、多層次及多部門安全運(yùn)行監(jiān)控體系，進(jìn)而確保整個(gè)運(yùn)行線的安全監(jiān)控水平。尤其是應(yīng)用了短距離WiMax及WiFi的無(wú)線傳輸技術(shù)有機(jī)結(jié)合的傳感器，以及長(zhǎng)距離的有線線路共同形成網(wǎng)絡(luò)，給鐵路安全監(jiān)控提供移動(dòng)裝備條件。在紅外線探測(cè)軸溫系統(tǒng)中（THDS），每間隔30公里就需要安裝上紅外線探頭，用來(lái)測(cè)試紅外線的軸溫，同時(shí)結(jié)合六十萬(wàn)輛的貨車配備RFID標(biāo)簽，能夠檢測(cè)車輛號(hào)碼及每一根軸輪溫度，如今在這個(gè)方面已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了集中報(bào)警、分散檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、信息共享及遠(yuǎn)程監(jiān)控的防范預(yù)警體系，提升了車輛安全能力。同時(shí)還在機(jī)車與客運(yùn)車輛上加設(shè)傳感系統(tǒng)，能夠靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)定線路鋼軌、隧道及橋梁的數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了雙重檢測(cè)監(jiān)控，有效提升了高速鐵路運(yùn)行中整體安全系數(shù)。除了THDS之外，還有TPDS（地面安全檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)系統(tǒng)）、TADS（軌邊診斷早期故障系統(tǒng)）等，這些系統(tǒng)形成鐵路車輛監(jiān)控安全系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化、智能化及信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速客貨車進(jìn)行數(shù)據(jù)集中、動(dòng)態(tài)檢測(cè)、聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行、信息共享以及遠(yuǎn)程監(jiān)控。如今所有貨車車輛與機(jī)車上均安裝上了電子標(biāo)簽，在各個(gè)編組站、區(qū)段站、分界站等都安裝上了地面識(shí)別設(shè)備，還把車號(hào)識(shí)別信息傳送到鐵路總局?？偩种薪⒂腥奋囕v的動(dòng)態(tài)庫(kù)，就能夠計(jì)算出各個(gè)路局目前車輛的保有量，經(jīng)過(guò)和確報(bào)信息匹配，就能夠掌握車輛是空還是重狀態(tài)，以及重車裝置的內(nèi)容與去向，掌握車輛的位置、機(jī)動(dòng)車的位置等。

同時(shí)安全監(jiān)控系統(tǒng)中所用通信網(wǎng)絡(luò)也在逐漸加強(qiáng)自身網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)，其一是實(shí)行了外部訪問(wèn)服務(wù)網(wǎng)、生產(chǎn)服務(wù)網(wǎng)以及內(nèi)部服務(wù)網(wǎng)三者分離，內(nèi)外網(wǎng)間需要通過(guò)身份認(rèn)證進(jìn)行動(dòng)態(tài)隔離與交換技術(shù)。主要涉及到了計(jì)算機(jī)控制平臺(tái)、路由器、防火墻等各個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試?，F(xiàn)在如果有500個(gè)事情同時(shí)并發(fā)，隔離裝置能夠在兩秒之內(nèi)進(jìn)行控制；并且采取統(tǒng)一IP地址，構(gòu)建出身份認(rèn)證體系，每一個(gè)鐵路局與總局分別構(gòu)建出IA，這樣來(lái)構(gòu)成身份認(rèn)證體系。其二總局通過(guò)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)實(shí)行公匙加密技術(shù)，就實(shí)現(xiàn)了信息加密傳輸?shù)雀鞣N控制。

2.3 將智能化應(yīng)用到在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中

經(jīng)過(guò)幾次大提速之后，一些區(qū)段中貨車行駛的速度已經(jīng)達(dá)到了250公里每小時(shí)。隨著列車的速度提升，自然對(duì)線路、配套設(shè)施以及車輛都提出了相應(yīng)要求，所以必須要建立一個(gè)連續(xù)的及密集型的巡檢工作。同時(shí)列車高速運(yùn)行時(shí)，巡視檢測(cè)一定要將人身安全作為第一要素。在進(jìn)行作業(yè)時(shí)一定要密切觀察來(lái)往車輛，及時(shí)到下道避讓。因此使用智能化在線檢測(cè)非常重要，也是解決運(yùn)行裝備的巡檢工作合理方案。

通過(guò)移動(dòng)設(shè)備檢測(cè)固定設(shè)備技術(shù)措施，極大滿足了線路中密切巡檢所需。比如機(jī)車上裝上了軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備，能夠檢測(cè)軌道的線路狀況，一種方法就是測(cè)出軌道的基本參數(shù)，這種裝置大多數(shù)安裝到機(jī)車的車體上，而機(jī)車的監(jiān)控記錄器就是記錄里程錯(cuò)表與車速，一旦車體的振動(dòng)速度超過(guò)了門限值，能夠?qū)y(cè)到的加速值和坐標(biāo)信息、車速共同放進(jìn)儲(chǔ)存器中，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到微機(jī)打印檢測(cè)結(jié)果。另外一種就是和高速攝像技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)應(yīng)用上GPS定位技術(shù)、圖像處理技術(shù)等，能夠高速拍攝出鋼軌的表面，同時(shí)進(jìn)行故障識(shí)別與故障定位。這種智能系統(tǒng)安裝比較便利，可以安裝到軌道車及行李車上，還可以安裝到客車上，在行駛中不間斷高速拍攝鋼軌情況，自動(dòng)將故障情況判斷出來(lái)并且確定出精確里程。當(dāng)然該檢測(cè)功能并不單一，而是要包含自動(dòng)識(shí)別擦傷、掉塊、裂紋、錯(cuò)牙，還要自動(dòng)檢測(cè)軌縫等等，將這種智能化的在線檢測(cè)系統(tǒng)使用到線路與客運(yùn)專線上，就可以代替人工進(jìn)行作業(yè)，而具備了高速度、高效率、全天候等各種作業(yè)特征，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)而形成了線路的圖像數(shù)據(jù)庫(kù)。

在線檢測(cè)機(jī)車車輛的踏面擦傷系統(tǒng)屬于檢測(cè)車輪狀況裝置，主要是檢測(cè)車輪的局部擦傷或者踏面損傷，一旦發(fā)生這些故障能夠準(zhǔn)確預(yù)報(bào)出超差車輛擦傷大小以及位置，避免因車輪和軌道之間碰撞造成軸承損壞或者鋼軌毀壞，進(jìn)而引發(fā)出列車事故，保證了高速鐵路運(yùn)行安全。這種檢測(cè)系統(tǒng)是室內(nèi)設(shè)備與室外設(shè)備兩個(gè)部分共同組成。室外設(shè)備包含了振動(dòng)傳感器、車輪傳感器、配管配線、室外分線箱以及相關(guān)附件；而室內(nèi)設(shè)備主要包含信號(hào)采集電路、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)以及信號(hào)預(yù)處理裝置。

事實(shí)上高速鐵路許多地方都應(yīng)用上了現(xiàn)代通信技術(shù)，比如車列尾部的風(fēng)壓無(wú)線傳輸監(jiān)控系統(tǒng)、鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)等各個(gè)方面，這樣實(shí)現(xiàn)了高速鐵路現(xiàn)代化、高速化，同時(shí)也加大了安全性。

三、結(jié)束語(yǔ)

隨著近些年科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，我國(guó)鐵路發(fā)展到了跨時(shí)代階段，并且客貨列車都進(jìn)入到了重載、高速的現(xiàn)代化水平。特別在高速鐵路、貨運(yùn)專線、客運(yùn)專線以及城際鐵路大規(guī)模建設(shè)，都促進(jìn)了我國(guó)鐵路的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。在發(fā)展鐵路同時(shí)應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)在必然趨勢(shì)，也是提速、確保安全的有力保障。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]鄭義軍.鐵路通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)工藝及發(fā)展趨勢(shì)[J].科技與生活，2010（6）：13～16.

[2]徐言斌.談鐵路通信工程接入通信工程技術(shù)及應(yīng)用[J].科海故事博覽，2009（4）：341～343.

[3]宋開(kāi)啟.鐵路通車系統(tǒng)中新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（21）：92～94.

[4]王爭(zhēng)花.接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信中的應(yīng)用探討[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2009（10）：270.

[5]洪挺屹.關(guān)于通信術(shù)在鐵路通信中的應(yīng)用探討[J].科技信息，2011（8）：34～36.

[6]蘇瑋.淺談通信技術(shù)在鐵路通信中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（21）：10

[7]朱學(xué)偉.GSM-R系統(tǒng)在我國(guó)鐵路應(yīng)用狀況分析[J].鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2006，2.