李文革

貴廣鐵路有限責任公司 貴州貴陽 550000

高鐵具有快捷、高速的特點，但顯而易見的是，高鐵的這些優(yōu)勢是為多個信息技術所支撐才得以達成的。從某種意義來說，高鐵通信技術的建立不僅滿足了人們基本的出行通訊需求，還為高鐵運行過程提供必要的信息數據支持，降低了出行風險。因此，加強我國高鐵通信技術發(fā)展現狀和趨勢的研究，對于促進行業(yè)未來的進步具有顯而易見的作用與價值。

1 我國現階段高鐵通信技術的發(fā)展現狀

隨著我國鐵路通信技術的不斷發(fā)展，高鐵通信技術也隨之不斷前行，在眾多通信技術當中，光纖算是一種可以有效利用的技術之一，盡管我國的光纖技術發(fā)展并沒有太悠久的歷史，只是因為光纖技術傳導速度相對較快、對高鐵利用更為有利。

而在具體通信技術的發(fā)展上，高鐵還擁有很多得以維系其正常運行的通信技術，如主干通信網技術、數字程控交換技術、監(jiān)控系統技術和收費系統技術等。在技術不斷發(fā)展、突破創(chuàng)新的軌跡中，高鐵通信技術的應用也經歷了模擬、集群到GSM-R幾個主要階段，當下的通信技術應用以GSM-R網絡為主，而伴隨通信技術要求和標準的不斷提升，該項技術可以讓高鐵系統的運行得到頗為有效的控制，僅就GSM-R這一項技術而言，其主要經歷了這樣三個發(fā)展階段：

階段一：高鐵剛剛開啟信息建設，初步實現移動系統和信息系統的同步；

階段二：GSM-R 系統的應用，幫助高鐵初步實現了CTC系統和信息系統的同步，并在此基礎上生成較為完善的語音服務；

階段三：伴隨高鐵建設項目的逐漸增加，GSM-R 系統的應用也緊隨其后，從根本上避免了重復建設的可能性。

而在這樣三段歷程之外，GSM-R 系統的發(fā)展和應用還表現出這樣幾個細節(jié)問題：

高鐵建設和發(fā)展速度的不斷加開，外部環(huán)境的日益變化，很大程度上影響到了GSM-R 系統的穩(wěn)定和可靠；

因為GSM-R系統的通信頻譜較窄，其數據傳輸速率相對較低，進而導致系統提供的數據傳輸效率也頗為受限；

受到GSM-R 系統本身通信制式所產生的影響，系統本身的延遲性也較為明顯。尤其是在高鐵技術飛速發(fā)展的過程中，GSM-R系統的演進也受到一定的影響，只有不斷完善各項技術，積極應對發(fā)展過程中存在和暴露出的問題，才能為廣大乘客提供更為優(yōu)質的服務[1]。

2 我國高鐵通信技術應用存在的問題和不足

就現階段我國高鐵通信技術應用的實際情況來看，其存在這樣幾部分問題：

2.1 通信質量

高鐵運行過程中，因為區(qū)域間地理環(huán)境的變換，很容易導致信號強弱有所不同，如此自然會影響到高鐵通信的效果和質量。比如會面臨網速慢、接通率低、切換轉換、掉線率高以及話務接通信號較差等情況，而在這些問題當中，相對而言最復雜、最不好處理的就是信號切換問題。

2.2 多普勒效應

高鐵對通信技術的要求較之普通鐵路更高，但因此也會出現很多始料不及的問題，多普勒效應就是其中之一。其大多發(fā)生在高速移動的環(huán)境和空間當中，對于低速運行的環(huán)境影響力相對較小，如果對此類情況處理不當，就會影響到無線列調和頻率的容差，干擾到整個高鐵系統的穩(wěn)定運行。

2.3 通信技術的難度

因為高鐵整體發(fā)展速度較快，故其對通信技術的要求越來越高、涉及難度也越來越大，以致使部分先進的通信技術尚不能和高鐵完全契合，還無法應用在高鐵當中。比如如今我國已經大面積覆蓋4G網絡，并開始5G試點，但有的高鐵路線顯然處于落后狀態(tài)，這就促使乘客乘坐高鐵時的服務品質，自然而然會受到制約。

3 我國高鐵對現代通信技術的具體應用

概括地說，現階段我國高鐵對現代通信技術的具體應用，包括這樣幾個模塊：

3.1 安檢應用

安全監(jiān)控是高鐵運行過程中非常關鍵的一環(huán)，在科技不斷發(fā)展的今天，高鐵信息化建設也在不斷推陳出新，要想確保高鐵運輸系統中的安全可靠，就必須強化通訊網絡的建設及相關技術應用于安檢的控制管理。比如，可以通過動態(tài)成像的形式，對高鐵的運行故障進行監(jiān)控；使用列車主軸運行溫度的紅外線智能跟蹤控制等，由此更形成了多專業(yè)、不同層次共同參與的綜合監(jiān)管體系，確保了對高鐵各個線路全面而實時的監(jiān)控。尤其是針對wifi無線通信技術和短距離wimax技術相結合的傳感器，可以與具體的有限線路進行聯合，進而生成同一組網絡模式，為高鐵的安全檢測系統提供基礎且必要的支持[2]。

通過20公里/紅外線探頭——這樣的設置模式，生成紅外線探測軸溫系統，可以實現對行進中的高鐵實施紅外軸溫測試，然后結合使用60萬輛高鐵的標簽RFID進行檢驗，進一步測定不同型號車輛每一根軸輪的溫度。在現階段的建設發(fā)展過程中，該模式和系統的應用還包括報警系統、網絡運行及信息共享、分散檢測系統、遠程控制等模塊，很大程度上提升了高鐵運行的安全性。

包含地面安全監(jiān)測運行系統、軌邊早期故障診斷系統等多個系統在內的高鐵列車監(jiān)控安全系統，主要借助智能操作與信息技術、網絡形成列車集中數據處理、安全監(jiān)控的多項操作、智能操作和信息共享等來實現相關功能。目前，我國的鐵路總局已經對所有的車輛建立了動態(tài)的信息數據庫，可以精準掌握每一輛高鐵的承載、車載、軌道行駛和車輛位置信息等內容。

在安全系統運行的過程中，相關單位或機構也必須加強對網絡安全的建設、監(jiān)督和監(jiān)控，將內外網絡訪問進行區(qū)分，通過身份認證等方式來實現技術和信息的充分交換。其通過應用現代計算機技術中的網絡平臺來對防火墻、路由器等多項技術進行調節(jié)與控制[3]。

3.2 在線監(jiān)測系統

隨著高鐵速度的不斷提升，相關線路及配套通信技術也必須隨之提升，這就要求高鐵方面必須建立配套的巡檢監(jiān)測系統。該系統首先可以保障基本的人身安全，同時保障高速運行車輛的后續(xù)裝備建設，而其也必須要依靠智能化的在線監(jiān)測才得以順利實現。

通過對高鐵車體安裝動態(tài)軌道檢查設備，對車輛的運行速度進行監(jiān)控，一旦高鐵的運動速度超出極限值，就會對坐標信息和加速值進行即刻分析，為整體車速提供必要的數據參考?；贕PS定位技術、高速攝像技術、圖像處理技術，可以得到清晰的高鐵鋼軌表面圖像，對故障進行進一步的診斷與識別。

這種拍攝系統應用起來十分方便，甚至可以直接安裝在高鐵軌道甚至行李箱之上，同時其還具備能夠對高鐵車體損傷及軌道縫隙的有效識別功能。針對車體擦傷嚴重的情況，也會為其沿途配備安全保障，實現高鐵的現代化運輸、維系高安全系數。

3.3 智能運輸系統

高鐵當中的智能運輸系統可以被視作電子、自動化控制、通信等多項技術的集成，能夠實現高鐵運輸過程中的信息采集、捕捉、傳輸和共享，以最低的成本獲取最高的運行保障。而在最新的高鐵智能運輸系統當作，其包含了行車安全監(jiān)控系統、鐵路地理信息系統以及客車綜合調度子系統、車票售賣系統等幾大核心模塊，其在運行特點方面體現了這樣三方面優(yōu)勢：

智能化。其主要是指通過先進的智能操控技術，對高鐵的啟動、運行以及停止進行完整的信息控制，進一步檢測高鐵的來往通行狀況，為車輛的調度和信息服務提供支持；

高效性。其主要是指通過技術，及時反饋車輛救援信息，并提供優(yōu)質的導航、電子商務服務；

綜合調度性。其集多種控制權于一體，能夠實現人機之間的高度協調、交換，并將客流信息第一時間反饋給列車，列車的運行信息也會及時通過數字渠道反饋給乘客，充分實現線路、乘客、列車本身——三者之間信息的高度一致。

4 我國高鐵通信技術的發(fā)展趨勢探究

伴隨4G甚至是5G技術的不斷發(fā)展，我們已經迎來了前所未有的移動時代，無線傳輸和網絡技術的快速發(fā)展，更讓我們享受了高科技所帶來的便利。但是在業(yè)務數據支持方面，移動網絡也有其缺陷和不足之處，而伴隨高鐵通信技術的不斷發(fā)展以及其在相關方面日漸多元化的需求，相關人員有必要借鑒4G或者5G技術的運營經驗，以便高鐵技術能夠更為通達、順利地傳遞信息，為廣大乘客提供更為優(yōu)質的服務與體驗。

總而言之，我國高鐵的快速發(fā)展不僅為我國的交通事業(yè)發(fā)展注入了活力，也促使其與通信技術的結合，走向全新的領域。高鐵通信技術的應用隨著時間的推移會不斷擴大規(guī)模、應用效率和質量也會不斷提升，于此只會對通信技術的應用提出更高的要求。相關部門和人員只有在不斷推進通信技術發(fā)展、應用和演進的過程中不斷總結經驗、把握方向，才能讓高鐵對通信技術的應用朝著有益于乘客需求的方向發(fā)展。作為我國人民當下出行的重要交通工具，高鐵的快速、高效、安全和舒適構成了乘客選擇的重要參考因素，但通信技術應用也成為其中不容忽視的構成要素。于此，在我國不斷加大高鐵建設投入的同時，也需要重視通信技術成本的投入，要堅持應用最新的研究和理論成果，來不斷滿足人們日益增長的物質文化和精神訴求。