路建華 王玲 任小英

摘要：文章闡述了大秦鐵路無線通信用頻現(xiàn)狀、干擾情況、用頻矛盾點和用頻趨勢等，從無線電管理的技術、行政、法律等方面給出了相應的對策和建議，并結合當前無線電發(fā)展趨勢，提出了提升鐵路系統(tǒng)無線電頻譜資源利用率的幾點思考，旨在促進無線電管理賦能鐵路系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展。

關鍵詞：鐵路；無線電；用頻；研究

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.03.040

中圖分類號：TN 929.5? ? ? ? ? 文獻標志碼：B? ? ? ? ? ?文章編碼：1672-7274（2024）03-0-03

1? ?大秦鐵路無線通信技術應用現(xiàn)狀

（1）機車綜合無線通信系統(tǒng)（CIR）主要實現(xiàn)機車與車站間的通信聯(lián)控，由GSM-R語音單元、GPRS數(shù)據(jù)單元、GPS單元、450 MHz、LBJ單元、人機交互終端（MMI）和送受話器等設備組成。使用頻段為450 MHz和GSM-R的上行885～889 MHz，下行930～934 MHz。

（2）列車防護報警系統(tǒng)（LBJ）。主要實現(xiàn)列車防護報警信息傳送和客列尾信息傳輸。使用頻率為821.2375 MHz/866.2375 MHz。其中，821.2375 MHz用于傳輸列車接近預警信息，866.2375 MHz用于傳輸客列尾信息、列車防護報警信息。

（3）鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）：主要承載列車調(diào)度員、車站值班員、助理值班員、機車司機、車輛乘務員間的語音通信；調(diào)度命令信息、車次號校核信息、CTCS-3（中國列車運行控制系統(tǒng)）信息、ITCS（增強型列車控制系統(tǒng)）列控信息、LOCOTROL（機車同步操控）信息、貨列尾信息等；列控設備動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（DMS）信息、站車無線交互信息、高速鐵路地震預警監(jiān)測系統(tǒng)等。使用頻率：上行885～889 MHz，下行930～934 MHz。使用設備為基站、手持臺、車載臺（CIR）。大秦線全長653千米，采用雙網(wǎng)覆蓋模式，目前共有246套宏基站（其中A、B網(wǎng)各123套），236套分布式基站RRU設備（其中A、B網(wǎng)各118套）。

（4）雙模列尾機車臺系統(tǒng)：主要實現(xiàn)查詢尾部列尾主機收到的風壓值和強制排風功能。雙模列尾由雙模列尾機車臺和控制盒組成，采用GSM-R和400 MHz數(shù)字兩種通信方式，頻率范圍：400～420 MHz，主要使用414.025 MHz收/404.025 MHz發(fā)；GSM-R的885.00～934.00 MHz收。在GSM-R通信方式下，列尾通信由GSM-R/GPRS網(wǎng)絡承載；在400 MHz數(shù)字通信方式下，列尾通信采用DMR點對點直接通信方式。

（5）列車無線調(diào)度通信（DRTD）系統(tǒng)：主要實現(xiàn)實時語音信號（通話）的傳輸，主要用于鐵路車站、沿線的養(yǎng)護維修通信、業(yè)務聯(lián)絡，以及大型客站、貨站車務人員、車長、車站人員車所（段）的平調(diào)及車機聯(lián)控通信。使用頻段為160/400/450 MHz，設備為機控器、區(qū)長臺、手持臺，目前有模擬和數(shù)字兩種制式。

（6）列車制動機試驗系統(tǒng)：主要用來保證車輛的安全運行。目前主要使用微控制動機試驗系統(tǒng)，尾部通信采用無線方式，使用頻段為433/230 MHz，監(jiān)測儀和接發(fā)儀之間采用433 MHz頻段，接發(fā)儀之間采用230 MHz頻段。

（7）鐵路車號自動識別系統(tǒng)：該系統(tǒng)基于RFID射頻識別技術實現(xiàn)對貨車、客車、機車、動車組車號、車次等信息的自動識別，是實現(xiàn)列車、機車、車輛實時跟蹤管理的基礎信息源。車號系統(tǒng)由電子標簽、編程設備、地面AEI設備、集中管理計算機及相關應用系統(tǒng)等部分組成，采用900 MHz專用電臺，使用頻率為910.10 MHz/912.10 MHz/914.10 MHz[1]。

2? ?常見干擾及對策建議

（1）干擾器干擾GSM-R通信網(wǎng)絡。鐵路沿線的學校、監(jiān)獄、涉密單位在考試、會議等特殊時期會打開屏蔽器，造成大秦線GSM-R網(wǎng)絡受到干擾。僅去年大同無線電管理局就查處4起干擾器對三大運營商以及鐵路GSM-R通信系統(tǒng)造成的干擾。GSM-R網(wǎng)絡承載了大秦鐵路絕大部分的通信，一旦受到干擾，后果不堪設想。建議起草出臺《山西省無線電管理局關于加強屏蔽器規(guī)范使用的辦法》。

（2）聯(lián)通移動設備干擾GSM-R通信網(wǎng)絡。聯(lián)通移動設備干擾GSM-R通信網(wǎng)絡主要有兩種情況，一種是聯(lián)通移動設備老化或者故障干擾GSM-R通信網(wǎng)絡。GSM-R與中國移動GSM頻段相鄰，只有200 kHz保護帶寬，與CDMA頻段只有5 MHz保護帶寬，當聯(lián)通、移動設備老化或者發(fā)生故障時，特別容易對GSM-R造成干擾。另一種是建站不合理導致干擾GSM-R通信網(wǎng)絡。對此，無線電監(jiān)測技術部門應定期對沿線鐵路開展保護性監(jiān)測；聯(lián)通、移動運營商應加強鐵路沿線設備巡檢維保，對發(fā)現(xiàn)問題的基站、設備及時維修、報廢，對設備進行技術改造（加載濾波器）；鐵塔廠家應避免在“紅線”內(nèi)建站，提前規(guī)避因建站不合理帶來的干擾，聯(lián)通、移動也應避免使用踩“紅線”的鐵塔基站，以避免后期使用中帶來干擾隱患。

（3）400 MHz/450 MHz手持臺受到同頻干擾或者鄰頻干擾。鐵路沿線的旅館、飯店、企事業(yè)單位以及沿路行駛的大車、貨車使用400 MHz手持臺，對大秦鐵路

400 MHz/450 MHz造成同頻干擾或者雜散干擾。對此，無線電管理行政執(zhí)法部門應加強對400 MHz/450 MHz在用頻率、臺站的監(jiān)督檢查。對已批復臺站對鐵路造成干擾的，避開鐵路使用頻率重新配置頻率；對未審批使用的，依法進行查處。加大對非法設臺的查處力度及頻次，配合針對鐵路沿線旅館、飯店、企事業(yè)單位、鐵路沿線施工對講機等監(jiān)測到的400 MHz信號進行查處，及時消除潛在干擾源[2]。

3? ?無線通信業(yè)務困境及對策建議

（1）積極開展鐵路LTE-R通信技術的研究。當前，GSM-R業(yè)務可滿足調(diào)度語音通信、列控、機車同步操控、調(diào)度命令和車次號等業(yè)務外，但隨著5G技術及業(yè)務覆蓋，移動視頻監(jiān)控、站場寬帶接入、列車運況實時監(jiān)測、鐵路物聯(lián)網(wǎng)、旅客服務等寬帶業(yè)務需求不斷涌現(xiàn)。使得上下行帶寬均只有4 MHz的GSM-R系統(tǒng)承載能力難以滿足并支撐新形勢（5G+）下鐵路業(yè)務智能化、寬帶化發(fā)展需求，鐵路業(yè)務需求和頻率資源不足的矛盾突出。

山西省無線電管理局應積極配合鐵路無線電管理部門開展鐵路LTE-R通信技術的研究，具體可從下一代移動通信系統(tǒng)（2100 MHz）、站場寬帶接入系統(tǒng)（1785～1805 MHz）頻段，以及區(qū)域性對講類通信（400 MHz/150 MHz/160 MHz頻段）等方面著手開展研究。

（2）提高GSM-R網(wǎng)絡干擾排查效率。隨著我國鐵路規(guī)模的迅速擴大，GSM-R網(wǎng)絡基站建設已基本實現(xiàn)全面覆蓋，不可避免地對鐵路GSM-R帶來干擾。如果不及時排除，輕則威脅鐵路行車調(diào)度和運行安全，重則威脅國家安全和人民群眾的生命財產(chǎn)安全。能否快速處理GSM-R的各類突發(fā)干擾，成為檢驗無線電管理人員技術本領的一道現(xiàn)實考題。

無線電管理部門應提高應急處突能力。培養(yǎng)訓練一支高素質(zhì)的無線電監(jiān)測技術隊伍，提高無線電監(jiān)測人員的干擾查處技能和消除（規(guī)避）干擾的技術水平，從而提高其對鐵路干擾的應急處突能力。建立鐵路專用無線電頻率保護工作長效機制，優(yōu)化干擾排查流程。在干擾已經(jīng)產(chǎn)生的情況下，要能盡快使用技術手段查處干擾；在干擾不可避免時，要積極做好各方協(xié)調(diào)工作，采取技術手段提高鐵路無線電發(fā)射設備的抗干擾性，同時削弱干擾源對合法臺站造成的干擾。在干擾排查后，及時進行總結反思，改進日常監(jiān)測工作方式，定期開展鐵路沿線路段電磁環(huán)境測試和保護性監(jiān)測。

（3）借鑒三大運營商公網(wǎng)實現(xiàn)與下一代鐵路無線通信系統(tǒng)的平穩(wěn)銜接。GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)在鐵路運行中發(fā)揮了巨大的作用，2030年前后GSM-R設備商將終止對GSM-R產(chǎn)品及技術支持。網(wǎng)絡演進是必然的，下一代鐵路無線通信必然要向能夠在高移動速度下提供高數(shù)據(jù)率的車地寬帶通信系統(tǒng)演進，未來鐵路無線通信技術將向LTE-R方向發(fā)展也是必然趨勢，如何實現(xiàn)平穩(wěn)銜接成為技術難點。

目前，三大運營商的公網(wǎng)寬帶通信系統(tǒng)已經(jīng)部署商用，因此，鐵路無線通信技術向LTE-R的發(fā)展可以借鑒三大運營商公網(wǎng)的成功經(jīng)驗。在改造時還充分考慮鐵路無線通信應用場景中高移動速度與復雜電磁環(huán)境等因素。

（4）積極配合鐵路支線和地方鐵路專用無線通信完成技改。目前，山西省列車數(shù)字無線調(diào)度通信（DRTD）系統(tǒng)400 MHz、160 MHz、450 MHz使用混亂，且模擬信號質(zhì)量及傳輸距離受限，既有450 MHz無線列調(diào)通信嚴重超期服役，亟須更新改造。支線及地方鐵路等級不高，行車密度低，迫切需要提供一種功能實用、成本較低、建設周期短、維護管理方便的解決方案。因此，應盡快開展鐵路400 MHz頻段數(shù)字無線列調(diào)系統(tǒng)設備研究，積極配合當?shù)罔F路部門完成模擬手持對講機數(shù)字化改造。應在山西省范圍內(nèi)開展摸底調(diào)查，尤其是對鐵路沿線的400 MHz、160 MHz、450 MHz頻段設備情況的調(diào)查，全面掌握這些頻段的使用單位、使用地點，綜合鐵路沿線地理位置，市無線電管理局應配合省級無線電管理機構完成分配和指配業(yè)務，且確保鐵路“紅線”內(nèi)信號暢通。同時繼續(xù)對450 MHz提供保護性服務，服務直至完全退網(wǎng)。

（5）提升無線資源管理優(yōu)化技術水平以應對突發(fā)性干擾。高速鐵路的發(fā)展對無線通信的功能性要求提出了新的需求，目前的窄帶系統(tǒng)已無法滿足日益增加的鐵路業(yè)務的要求，需要建立性能更好的寬帶系統(tǒng)。由于寬帶通信可利用的頻譜較寬，獲得的傳輸速率高，受到干擾的可能性也會增加。高速鐵路的電磁干擾較為復雜，電氣化設備繁多，由電氣設備產(chǎn)生的各種脈沖干擾和其他電磁干擾將嚴重影響無線寬帶通信系統(tǒng)的性能。如何應對或者規(guī)避這些突發(fā)性干擾需要思考。

鐵路無線電管理部門應提升無線資源管理優(yōu)化技術水平。未來列車的速度越來越快，穿越小區(qū)重疊的時間越來越短，因此需要優(yōu)化切換算法或組網(wǎng)覆蓋方案，保證切換成功。此外，還需要優(yōu)化資源調(diào)度、干擾協(xié)調(diào)等方案以應對高鐵通信特有的話務突發(fā)性、集中性及小區(qū)帶狀等特點?？蓮那袚Q優(yōu)化、資源調(diào)度優(yōu)化、小區(qū)干擾協(xié)調(diào)優(yōu)化等方面進行突破。

（6）積極化解微功率短距離無線電設備管理與聯(lián)通5G（重耕4G）共存干擾。隨著5G技術的不斷發(fā)展和5G應用的普及，904～915 MHz（上行）/949～960 MHz（下行）頻段被重耕用于5G網(wǎng)絡建設，以進一步提升5G信號在農(nóng)村及邊遠地區(qū)的覆蓋質(zhì)量。全國鐵路車號自動識別系統(tǒng)（ATIS）使用910.10 MHz、912.10 MHz、914.10 MHz三個頻點，接收標簽反射頻率與發(fā)射頻率相同。每個頻點發(fā)射帶寬為5 kHz，屬于微功率短距離無線電設備管理范疇。當5G基站與ATIS距離較近時，ATIS可能對5G基站產(chǎn)生干擾，造成用戶通話質(zhì)量差、上網(wǎng)慢、視頻聊天不流暢、信號滿格但無法正常通信等情況。為實現(xiàn)兩系統(tǒng)同頻兼容共存，在系統(tǒng)實際部署時，建議5G基站要盡量避免主瓣方位面對AEI天線，盡量規(guī)避LTE上行鏈路控制信道使用914.1 MHz。ATIS要盡量采用壓發(fā)式裝置（常發(fā)式ATIS系統(tǒng)容易產(chǎn)生干擾），當兩系統(tǒng)近距離部署時要避免5G基站控制信道與AETI同頻。在發(fā)生干擾時ATIS避讓，ATIS系統(tǒng)在場站等干擾可能多發(fā)的場景優(yōu)先使用914.1 MHz頻點進行部署。

4? ?無線通信用頻安全的幾點思考

（1）加大鐵路通信的重點頻率專項監(jiān)測任務，加大行政執(zhí)法頻次及力度。掌握鐵路沿線的學校、監(jiān)獄等常使用屏蔽器的單位，規(guī)范功率、時間，簽署規(guī)范使用承諾書。對鐵路沿線酒店、沿路大車對講車載設備使用開展集中整治行動。

（2）建立屬地長效溝通機制，完善臺站數(shù)據(jù)庫和地理信息數(shù)據(jù)庫建設。大秦線所有設臺在省一級，管理是屬地管理。市級無線電管理局必須做到全面掌握轄區(qū)內(nèi)的設臺數(shù)量、設臺類型、設臺位置等數(shù)據(jù)，確保在出現(xiàn)干擾時能熟知干擾區(qū)域內(nèi)的無線電臺站、地理位置、周邊特殊用頻單位及區(qū)域電磁環(huán)境情況。

（3）建立健全保護鐵路無線電安全使用的地方性法律法規(guī)、辦法。無線電管理部門在掌握鐵路用頻設臺的實際情況下，主動承擔起保護鐵路專用頻率的職責，積極協(xié)調(diào)處理好鐵路無線電電磁干擾相關事宜。

（4）全面提升無線電管理綜合治理能力。提高自身業(yè)務素養(yǎng)，提升履職本領，認真貫徹執(zhí)行上一級無線電管理的指示，增強無線電發(fā)射設備管理意識，增加設備的監(jiān)管力度，提高信息化管理水平。

5? ?結束語

大秦線作為世界重載線路的先進典型代表，是國家安全環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展的晴雨表，對通信電磁環(huán)境的安全性有很高的指標要求。無線電管理部門應及時掌握鐵路用頻需求及業(yè)務訴求，并給出合理對策建議，筑牢鐵路無線電用頻電磁空間安全防線，在促進無線電頻譜資源高效利用，賦能鐵路系統(tǒng)高質(zhì)量發(fā)展中充分履行好無線空中衛(wèi)士職責。

參考文獻

[1] 李棟．高速鐵路車地寬帶無線通信方案比較研究[J]．鐵道工程學報，2012（3）：85-90.

[2] 路建華，王玲，解媛，等．鐵路GSM-R干擾原因分析及防范措施探討[J]．中國無線電，2022（12）：49-53.