進入21世紀(jì)，隨著鐵路跨越式的發(fā)展，鐵路通信系統(tǒng)也迎來了劃時代的轉(zhuǎn)變，鐵路對通信技術(shù)的要求趨向于大容量、數(shù)字化以及接入的移動化。信息容量大可以使行車指揮、物流信息、客站服務(wù)、設(shè)備維護、辦公管理、安保聯(lián)防等眾多的用戶共享一個安全可靠的信息平臺；數(shù)字化是保證大容量高質(zhì)量通信的基礎(chǔ)。為提高工作效能，隨時滿足多系統(tǒng)用戶實時通訊的要求，使鐵路引入了無線接人的新技術(shù)；但如何解決沿鐵路線的無線場強連續(xù)、可靠覆蓋和鐵路通信指揮的特殊通信方式，對鐵路通信系統(tǒng)提出了新的要求。

    概述

    因鐵路線路分散，業(yè)務(wù)種類多樣化；為指揮運行中的列車，站車間必須采用無線通信。因此，鐵路通信必須是有線和無線相結(jié)合，采用多種通信方式。自1839年英國在大西方鐵路上使用車站間的電報通信以來，隨著通信技術(shù)的不斷提高和現(xiàn)代化，采用電報機、電話機和傳真設(shè)備并利用架空線、對稱電纜、同軸電纜開通載波通信，使用了中短波無線電通信、微波接力通信、衛(wèi)星通信和光纖通信等。鐵路通信按通達地區(qū)和范圍可分為鐵路長途通信、鐵路地區(qū)通信、鐵路區(qū)段通信和鐵路站內(nèi)通信等；按通信的業(yè)務(wù)性質(zhì)可分為鐵路公用和專用通信。

    鐵路長途通信是經(jīng)過長途傳輸設(shè)備連接的鐵路電話、電報和數(shù)據(jù)通信，使用人工交換機和長途自動交換機，存儲程序控制電子交換機也用于長途交換。鐵路地區(qū)通信為同一地區(qū)的鐵路系統(tǒng)用戶問的通信，主要是采用電話通信，通過長途交換設(shè)備可接長途通信網(wǎng)，設(shè)置市話中繼線可接人市話系統(tǒng)。地區(qū)通信一般使用電纜傳輸，將廣泛采用存儲程序控制數(shù)字交換機。鐵路區(qū)段通信為鐵路沿線各部門用于指揮、調(diào)度、行車、管理等公務(wù)的專用通信系統(tǒng)，包括調(diào)度電話、站間行車電話、基層業(yè)務(wù)電話、區(qū)間電話和列車預(yù)報確報電報等。鐵路站內(nèi)通信用于鐵路站場各種作業(yè)指揮和生產(chǎn)聯(lián)系，采用站場有線電話、站場無線電話、站內(nèi)電報和電視，以及站場擴音和信息控制。

1 鐵路通信的發(fā)展方向

    1．1 對傳統(tǒng)通信網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化

    目前，需要對傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、電話交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進行系統(tǒng)優(yōu)化。與中長期鐵路規(guī)劃相匹配，根據(jù)鐵路信息化規(guī)劃和新業(yè)務(wù)要求，按照數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、寬帶化和綜合化原則，積極促進鐵路通信網(wǎng)的優(yōu)化和建設(shè)，提高適應(yīng)鐵路信息化的能力，推動新型通信業(yè)務(wù)在鐵路的應(yīng)用，為運輸生產(chǎn)提供如下的現(xiàn)代化信息通信手段。

    第一，構(gòu)建綜合數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，核心內(nèi)容就是建設(shè)以IP數(shù)據(jù)網(wǎng)為代表的信息化基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，形成鐵路的信息化網(wǎng)絡(luò)平臺。與此同時擴大會議電視網(wǎng)，會議終端延伸到基層維修車間。

    第二，進行干線調(diào)度和區(qū)段調(diào)度的聯(lián)網(wǎng)，力爭全面實現(xiàn)調(diào)度通信數(shù)字化、業(yè)務(wù)綜合化，逐步推廣大容量數(shù)字調(diào)度通信交換機和觸摸屏調(diào)度臺，進一步提高調(diào)度通信服務(wù)質(zhì)量。

    第三，對無線列調(diào)區(qū)間設(shè)備實施遠程監(jiān)控，提高無線通信系統(tǒng)區(qū)間中繼設(shè)施的可靠性，推廣采用具有遠程監(jiān)控能力的光纖直放技術(shù)，研究綜合使用區(qū)間中繼設(shè)備提供多業(yè)務(wù)的技術(shù)裝備。

    第四，適應(yīng)機車交路的調(diào)整，逐步統(tǒng)一長干線的既有無線列調(diào)系統(tǒng)使用頻率，研究地區(qū)的頻率規(guī)劃方案，做到點線結(jié)合，既要減少司機的頻率轉(zhuǎn)換操作，又要優(yōu)化系統(tǒng)的使用頻率，減少或避免列車運行途中的頻率或制式轉(zhuǎn)換。

    第五，適應(yīng)鐵路客貨運營的需要，建立鐵路客運、貨運、公安等部門面向社會綜合使用的統(tǒng)一號碼通信接入平臺。

    1．2 綜合視頻監(jiān)控技術(shù)平臺

    為滿足鐵路客運服務(wù)和安全監(jiān)控需要，必須建設(shè)綜合視頻監(jiān)控技術(shù)平臺。應(yīng)用對象主要有四個方面：一是重點線路設(shè)備監(jiān)控，如青藏線格拉段綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)；二是客運車站重點區(qū)域監(jiān)控，如動車組站臺、候車區(qū)監(jiān)控；三是編組站貨運裝載監(jiān)控；四是關(guān)鍵安全設(shè)備監(jiān)控。在具體實施上，規(guī)劃建設(shè)鐵路局和鐵道部監(jiān)控中心，調(diào)整視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一IP地址，形成鐵路綜合視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的基本框架，目標(biāo)是建設(shè)一個鐵路共享視頻網(wǎng)絡(luò)平臺，為各類動態(tài)圖像傳送業(yè)務(wù)提供通信平臺。

    1．3 應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)

    還需要建設(shè)應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)。結(jié)合客運專線建設(shè)，建成北京、上海等鐵路局的應(yīng)急救援指揮中心的應(yīng)急通信系統(tǒng)，實現(xiàn)緊急事件指揮的現(xiàn)場話音、圖像、數(shù)據(jù)的接入和傳送功能，并能與綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)，實現(xiàn)平時監(jiān)控與應(yīng)急通信的結(jié)合，實現(xiàn)資源共享最大化。

2 以GSM—R為龍頭

    GSM—R中文全稱為鐵路移動通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，GSM—R系統(tǒng)是國際鐵路聯(lián)盟(UTC)和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETST)為歐洲新一代鐵路移動通信開發(fā)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。GSM—R技術(shù)是基于成熟、通用的公共移動無線通信系統(tǒng)GSM平臺之上，專門為滿足鐵路應(yīng)用而開發(fā)的數(shù)字式移動無線通信技術(shù)。

    2．1 GSM—R系統(tǒng)組成

    GSM—R系統(tǒng)由六個子系統(tǒng)組成：交換子系統(tǒng)(sss)、基站子系統(tǒng)(uss)、運行與維護子系統(tǒng)(OMC)、通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)(GPRS)、終端子系統(tǒng)及移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)(IN)，并通過交換子系統(tǒng)(sss)中的網(wǎng)關(guān)移動交換中心(GMSC)實現(xiàn)與其他通信網(wǎng)絡(luò)的電路域業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通，通過通用分組無線業(yè)務(wù)系統(tǒng)(GPRS)中的網(wǎng)關(guān)GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(GGsN)實現(xiàn)與其他數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)的分組域業(yè)務(wù)的互聯(lián)互通。

    2．2 GSM—R功能特點

    GSM—R以GSM平臺為基礎(chǔ)，因此除了GSM所具有的越區(qū)切換、漫游等特性外，GSM—R還具有如下專有的特性。

    功能尋址(FunetionM Addressing，F(xiàn)A)：便于固定(移動)用戶撥號呼叫列車上移動用戶的一種方式。基于位置的尋址：便于列車上移動用戶(如火車司機)呼叫固定用戶(調(diào)度員)的一種方式。例如當(dāng)火車司機呼叫固定用戶(調(diào)度員)時，系統(tǒng)依據(jù)移動用戶(火車司機)的當(dāng)前位置(所在控制區(qū)，／J、區(qū))對固定用戶(調(diào)度員)進行尋址，自動地將呼叫轉(zhuǎn)接到列車當(dāng)前所在控制區(qū)的調(diào)度員。

3 GSM—R技術(shù)的實際應(yīng)用

    青藏鐵路：我國在青藏鐵路通信中采用了專用的GSM—R系統(tǒng)，解決了凍土地帶信號傳輸問題，減少了維護工作量；創(chuàng)造性的采用雙交換機、同站址雙基站無線覆蓋方式，使GSM—R網(wǎng)絡(luò)達到了可靠性、有效性、可維護性、安全性等技術(shù)指標(biāo)要求。

    大秦重載鐵路：大秦線是重載運輸專線，山區(qū)多、隧道多、曲線多。鐵道部針對大秦線的技術(shù)難點，組織多方力量集中攻關(guān)，在GSM—R網(wǎng)絡(luò)電路交換業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)了機車同步操控地面應(yīng)用節(jié)點、車載通信單元和管理維護設(shè)備，為實現(xiàn)2萬噸重載組合列車多種編程方式同步操控提供了可靠的網(wǎng)絡(luò)條件；同時采用同站址雙基站和基站交織兩種無線覆蓋方式混合組網(wǎng)，滿足了不同地理環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)可靠性需求；在機車同步操控系統(tǒng)通信平臺的基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)功能升級，自主研發(fā)了可控列尾主機和控制盒，從而節(jié)省了機車使用數(shù)量，提高了經(jīng)濟效益。

    膠濟線提速工程：膠濟線地處我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，是客貨混運線路，運輸非常繁忙，電磁環(huán)境復(fù)雜。圍繞200KM／H干線鐵路建設(shè)和發(fā)展的需要，鐵道部組織多家單位積極開展GSM—R應(yīng)用創(chuàng)新，協(xié)調(diào)移動運營商進行GSM電磁環(huán)境清理，克服了外界干擾，優(yōu)化了GSM—R無線基站分布，創(chuàng)造了在繁忙干線運營GSM—R的新經(jīng)驗。

結(jié)束語

    鐵道部明確指出，鐵路信號與通信的技術(shù)發(fā)展方向是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和綜合化。鐵路通信應(yīng)當(dāng)在國家發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，積極采用先進、成熟、經(jīng)濟、適用、可靠的技術(shù)，強化基礎(chǔ)理論的研究，重視應(yīng)用業(yè)務(wù)的開發(fā)，完善標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，立足國產(chǎn)化，增強自主創(chuàng)新能力，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，GSM—R技術(shù)在鐵路通信中一定有好的應(yīng)用前景。

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