劉曉巖

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司

淺談我國(guó)高鐵通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

劉曉巖

中鐵建電氣化局集團(tuán)南方工程有限公司

高鐵因其具有高速性而被廣大出行乘客所歡迎，然而速度快是需要多個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)系統(tǒng)作為支撐的。高鐵通信技術(shù)就是其中一個(gè)有力支撐點(diǎn)。高鐵通信技術(shù)的建立不但是為了滿足顧客的移動(dòng)通信需求，還為高鐵在行車過(guò)程中提供安全可靠數(shù)據(jù)信息分析，減小出行風(fēng)險(xiǎn)。可以說(shuō)，高鐵的通信技術(shù)是整個(gè)高鐵的靈魂所在，決定著高鐵前進(jìn)的方向，同時(shí)還為旅客的車程提供便利，因此，高鐵成為越來(lái)越多人們選擇的出行工具，很大一部分原因是由于其通信技術(shù)的優(yōu)越性。基于此，本文主要針對(duì)我國(guó)高鐵通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)展開(kāi)了分析與探究，希望對(duì)讀者有所幫助。

高鐵；通信技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；趨勢(shì)

1、高鐵移動(dòng)通信技術(shù)概述

1.1 通信技術(shù)在高鐵領(lǐng)域的應(yīng)用

通信技術(shù)在上世紀(jì)六十年代左右就已經(jīng)應(yīng)用于我國(guó)的鐵路交通領(lǐng)域之中隨著高速鐵路在我國(guó)的迅速發(fā)展，通信技術(shù)在高鐵中的應(yīng)用已經(jīng)不再局限于在傳統(tǒng)鐵路交通領(lǐng)域中公務(wù)移動(dòng)聯(lián)系、區(qū)間調(diào)度、應(yīng)急通信等作用。高鐵要求通信技術(shù)能夠高效的監(jiān)控和傳輸各種數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)管理和控制“人機(jī)對(duì)話”。

高速鐵路系統(tǒng)中的“人機(jī)對(duì)話”的核心還是人對(duì)高速列車的管理通信技術(shù)要在高鐵中的應(yīng)用要能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)設(shè)備的檢測(cè)、行車指揮自動(dòng)化、列車控制自動(dòng)化、對(duì)維修系統(tǒng)進(jìn)行整備和控制、自動(dòng)診斷故障、自動(dòng)防護(hù)與報(bào)警、應(yīng)對(duì)災(zāi)害和事故以及進(jìn)行恢復(fù)和救援等。

1.2 通信技術(shù)在高鐵領(lǐng)域應(yīng)用的特點(diǎn)

1.2.1 通信技術(shù)與多領(lǐng)域之間實(shí)現(xiàn)滲透與融合，包括行車組織現(xiàn)代化、行車安全等領(lǐng)域。

1.2.2 在高鐵信號(hào)系統(tǒng)中，其通信技術(shù)的設(shè)計(jì)思想貫徹了集散控制和綜合集成的思想。

1.2.3 通信技術(shù)在高鐵領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)成為保障高鐵調(diào)度質(zhì)量和高鐵調(diào)度中心安全管理的重要手段。

1.2.4 在管理決策方法上采取了“人機(jī)對(duì)話”的管理模式人機(jī)對(duì)話”模式能夠以現(xiàn)代化的通信技術(shù)完成對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行信息的準(zhǔn)確、及時(shí)的反饋、采集和處理，實(shí)現(xiàn)信息資源的共享。

1.3 高鐵移動(dòng)通信的技術(shù)難點(diǎn)

1.3.1 多普勒效應(yīng)。多普勒頻移效應(yīng)在低速移動(dòng)環(huán)境中影響較小，基本可以忽略，但在高速移動(dòng)環(huán)境中就被放大許多。

1.3.2 高速切換難題。高鐵高速經(jīng)過(guò)基站，導(dǎo)致信號(hào)切換極為頻繁，從而加大了掉話率。另外我國(guó)高鐵沿線地形復(fù)雜，多高山和隧道，高鐵線路既要進(jìn)入繁華都市，也要穿越荒郊僻地和復(fù)雜的山區(qū)河流，穿越超長(zhǎng)隧道、橋梁，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量進(jìn)一步惡化，這些實(shí)際情況都加大了解決問(wèn)題的難度。

2、高鐵通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

高鐵通信技術(shù)GSM在基礎(chǔ)上加以創(chuàng)新，通過(guò)無(wú)線通信方式完成數(shù)據(jù)間的傳輸以及實(shí)現(xiàn)移動(dòng)話音。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)未知領(lǐng)域的探索力愈發(fā)強(qiáng)烈，人們出行的地方也遍布世界的各個(gè)角落，這其中有不少特殊地形。鑒于我國(guó)國(guó)土的特殊情形，高鐵在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)很多山區(qū)、山洞，這些地方的通信信號(hào)很弱，對(duì)高鐵通信技術(shù)的發(fā)展要求因此就越來(lái)越高。由于我國(guó)鐵路有自己的特點(diǎn)，在運(yùn)輸模式、行車指揮和控制方式等諸多方面與國(guó)外都有不同程度的差別。我國(guó)高鐵通信技術(shù)的發(fā)展是基于鐵路通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的，運(yùn)用到了許多通信技術(shù)，這其中就包括GSM-R技術(shù)。GSM-R(GlobleSystemofMobileforRailway)是在目前相對(duì)比較成熟的GSM技術(shù)基礎(chǔ)上專門針對(duì)鐵路移動(dòng)通信的特殊需求而研發(fā)的專用通信系統(tǒng)，由國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UIC)和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化組織制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并被許多歐洲國(guó)家采納。我國(guó)也于2000年底正式確定GSM-R為我國(guó)鐵路專用通信技術(shù)的發(fā)展方向。GSM-R網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代化鐵路的神經(jīng)中樞，為列車控制、信號(hào)、編組、軌道以及工作人員提供集成的語(yǔ)音通信服務(wù)。目前GSM-R系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，例如已經(jīng)將此技術(shù)應(yīng)用到青藏鐵路、大秦線、膠濟(jì)線、武廣線等。

但是數(shù)據(jù)化的今天，高鐵運(yùn)行中除了解決現(xiàn)有的通信問(wèn)題外，還面臨著各種各樣的難題，這都需要繼續(xù)完善高鐵通信技術(shù)，提高高鐵帶給人的滿意度。隨著國(guó)家“一帶一路”、高鐵走出去戰(zhàn)略的實(shí)施，由中國(guó)自主設(shè)計(jì)、制造的高鐵裝備正以高品質(zhì)、低價(jià)格的姿態(tài)進(jìn)入北美、南美、歐洲、非洲、東南亞等國(guó)際市場(chǎng)。通過(guò)衛(wèi)星上網(wǎng)技術(shù)，可以對(duì)出口至國(guó)外的高鐵裝備進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，能為不同國(guó)家和地區(qū)的客戶提供定制化的信息化服務(wù)。

3、高鐵通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)如今，傳統(tǒng)的2G通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)代已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)?G通信時(shí)代，并且近日新聞報(bào)道隨著華為公司新產(chǎn)品手機(jī)的推出，5G時(shí)代即將到臨。在如此快速發(fā)展的時(shí)代下，我國(guó)高鐵通信技術(shù)也在不斷加快創(chuàng)新步伐，致力于在實(shí)現(xiàn)高鐵不斷刷新速度記錄的同時(shí)提高對(duì)通信技術(shù)的應(yīng)用能力。但是由于高鐵運(yùn)行的獨(dú)特性，任何一項(xiàng)通信技術(shù)的應(yīng)用都必須是建立在高鐵安全工作的前提基礎(chǔ)上，因此并不是所有公共高科技通信技術(shù)都可以直接應(yīng)用到高鐵中，必須結(jié)合高鐵運(yùn)行實(shí)際情況，對(duì)相應(yīng)技術(shù)做出科學(xué)合理的改善，并在做好充分的實(shí)驗(yàn)后才可以投入到高鐵通信技術(shù)中。3G技術(shù)和局限區(qū)域網(wǎng)技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展非常迅速近年來(lái)以3G技術(shù)為基礎(chǔ)的4G技術(shù)也方興未艾，具有較大的發(fā)展空間3G技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)寬帶接人，并提升了手機(jī)用戶接人無(wú)線寬帶的速率然而傳統(tǒng)的3G技術(shù)的頻譜效率較低，難以滿足高鐵領(lǐng)域通信技術(shù)的需要因此在高鐵領(lǐng)域的應(yīng)用中，引進(jìn)了3G網(wǎng)絡(luò)分組接人技術(shù)，從而提高了其下載速率特別是4G技術(shù)的發(fā)展，為通信技術(shù)在高鐵領(lǐng)域的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)高鐵通信技術(shù)的發(fā)展將以3G，4G技術(shù)作為依托。

總而言之，高鐵作為我國(guó)人民現(xiàn)代出行的重要交通工具，其快速性、安全性、舒適性是人們選擇的主要原因，但是對(duì)通信技術(shù)的要求也越來(lái)越高。因此，我國(guó)在加大高鐵建設(shè)投入的同時(shí)，必須要提高對(duì)通信技術(shù)的重視程度，投入新的技術(shù)理論與研究成果，來(lái)滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)精神追求，提高我國(guó)各方面現(xiàn)代化進(jìn)程。

[1]符新，徐一鷗，王浩年，王文成.淺談LTE共小區(qū)技術(shù)在高鐵通信中的應(yīng)用[J].中國(guó)新通信，2014，13：60-62.

[2]唐婧.淺談我國(guó)現(xiàn)代鐵路通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[J].中國(guó)新通信，2013，19：61-62.