试论铁路通信工程中的无线接入技术

陆中伟

（中铁四局电气化工程有限公司 安徽蚌埠 233000）

试论铁路通信工程中的无线接入技术

陆中伟

（中铁四局电气化工程有限公司 安徽蚌埠 233000）

20世纪的改革开放是我国社会主义事业发展的重要转折点，不仅我国的市场经济得到巨大发展，以我国交通事业为首的基础设施建设也有了飞速的发展。铁路建设作为我国工程类中起步较早的项目，经过30多年的发展已经取得了让世界震惊的成就。通过铁路网络贯通了我国的大部分城市和地区，该铁路的通行速度也有了很大程度的发展，然而随着速度的不断加快，铁路通信的问题也不断凸显出来。因为普通的铁路通信技术在高速行车的环境下已经难以实现了，因此需要通过新技术的应用来提高信息传输的稳定性和实时性。就无线接入技术在铁路通信工程中的应用问题进行了简要阐述，并介绍了其未来的发展方向。

铁路；通信工程；无线；接入技术

引言

我国铁路的列车行车已经有很大程度的提升，极大缩短了旅客的行程时间。然而，速度的提升却带来了安全性风险和数据传输难度加大，需要铁路系统的技术人员和管理人员进行重点考虑和分析。这不仅是为了保障列车行驶过程中的安全性、提高人机控制的性能以及方便列车实时调控，也是为了通过通信网络系统的改进和完善满足旅客出行的信息传递需求。据此，技术改进需要突破传统的铁道通信接入模式，以先进技术和组合模式来提升无线接入技术的应用水平，实现对铁路通信网络的技术升级，以此来适应信息社会的生产需求和发展要求，积极发挥铁道通信网络在我国经济和社会中的贡献。

1 铁路网络通信工程的现状

列车速度的提升带来更好的用户体验，同时也加大了我国铁路常用无线接入技术的应用标准。无线（移动通信）接入技术作为我国现阶段铁道通信的主流工具，在整体的通讯网络中占有很大比例。只有部分固定位置的车站及其他各类具有固定特性的设施通讯时，主要选择还是利用SDH光同步的数字传输设备，同时也将ATM交换和网络IP通信等技术纳入到通信网络体系的构建当中来。例如：双纤单向环的接入模式，不仅实现通讯的高速需求和传输质量，更保障安全性和实用性的需求，除此之外其特有的路由迂回设备的备用特点实现了自愈合的功能性需求，使得整个系统的稳固性得到了极大的提升。

在组建通信网络的过程中需要将投资与收益进行综合考虑，尤其需要考虑未来的发展需求，因为通讯和铁路都是一个不断超前发展的产业，旅客的交通需求都是我们所需要考虑的，不仅其技术要具有先进性，而且这个系统构建之后还要满足一定的扩展功能，能够根据相应的变化做出改变。

2 高铁宽带无线通信系统的技术应用

我国的铁路运营系统QoS主要依次分为铁路运输QoS、CTCS-3QoS以及通信系统数据传输的QoS，最下层的QoS通常是最基础最根本的QoS，主要用于保障上层（如图1所示），因此通信数据传输系统QoS就是铁路运营系统QoS的最根本保障和基础。我国的通信系统在技术上对欧洲ETCS进行了参考，并且将CTCS按照功能差别划分成为了5个等级，其中，CTCS-3已经实现了铁路通信数据传输的无线传输，不再依靠轨道和电路来进行，已成为我国目前应用最广泛的也是最常见的列控系统，而这类列控系统最主要的是通过GSM-R技术来实现列车的无线接入。

图1 铁路运营系统

2.1 寻址功能

GSM-R技术的主要功能之一便是寻址功能，这是一项应用广泛的功能。例如，每当火车司机使用该项功能号码来登陆系统时，就会借此来构建此功能号码会与系统中枢的联系，实现语音呼叫和数据传输的功能寻址。

2.2 调度通信

铁路通信的无线调度主要分为两类：①发生在个体之间；②群体呼叫，GSM-R无线通信技术成功实现了铁路通信对这两类呼叫模式的需求。当个体之间发生呼叫时可以指定呼叫该区域内的指定机车，在构建数据关联之后进行实施调度；同时，火车司机通过这项技术呼叫区域内的调度员，保障双方的信息实时交换，在提高调度效率的同时保障行车的安全。

2.3 铁路紧急呼叫

紧急呼叫模式也是铁路通信系统的重要功能组成，其作为一种高级别的通讯模式，在无线通信的呼叫级别中要高于调车呼叫和广播呼叫两类，呼叫类别则一般根据移动台相应的操作模式来进行确认：大多数情况下都是列车紧急呼叫，只有通过移动台在调车模式中按下紧急呼叫按钮时所发起的呼叫为调车紧急呼叫。

3 我国铁路通信在未来时代的发展趋势

随着我国改革计划逐步推移，我国的经济和科技都不断地向前发展，在物质水平逐步满足人们需求的同时，人们不仅会对列车的通行速度提出更高的要求，也会对作为安全保护伞的铁路通信网提出更高的要求，以此来适应列车不断提速之后的通信需要。

一方面从有线接入的视角来看，客运专线已经在我国取得了巨大的发展，解决了我国高速铁路综合调度系统一直以来的技术需求问题；由于具有较大的站间距需要区间型接人技术；当列车处在运行过程中时，其控制系统所要求的信息需要通过光纤网络传输通信来实现实时通话和信息传输，这些都需要比现阶段的光纤具有更大的容量。

大多数技术早期的研发目标是用于某种特定的目标，但最终会通过简化或改进最终实现改善居民生活，因此，铁路通信网络也将延续这一发展发展趋势。当旅客在高速运行的列车上时，也可以实现如平常办公一般的信息交流和网络浏览。但是，这最难实现的部分无线通信的传输的速率和性能，而是移动台和基站之间相对运动而引起的接收机信号频率偏移，这又叫做多普勒频移。当高速列车驶过基站时，多普勒频移为0，但此时的边际频移是最大的。而当高速列车进行不同基站覆盖区域的时候就会产生频移跳变，一般是由最大负频移转换为最大正频移，这使得移动终端的用户在接收机瞬间受到了两倍多普勒频移的影响。就OFDM系统而言，多普勒频移将带来严重的载波间干扰、系统误码率增加和同步器性能下降等问题。除此之外，还有不少的技术难点也是需要未来的铁路通信工程所需要解决的问题，例如：穿透损耗、快速切换、其他网络共存所带来的影响等。这都需要通过对技术的不断革新和发展，就像利用通过采用高阶调制方式、多频带OFDM和多天线收发MIMO等技术来解决宽频带需求和多径效应一样。

4 结束语

近年来，各实体经济都在不断推行自身的信息化与智能化。因此，铁路通信事业应当紧跟时代发展的潮流，通信网络技术的发展不仅是铁路工作顺利开展的保障，也是提高客户体验的重要功能性需求，更是顺应时代发展趋势的技术保障。因此，铁路通信网络作为道路交通中的必要功能，应当紧跟时代潮流，强化网络通信技术的研发与组合，通过优势互补来实现其快速高效的发展，为旅客们提供更加优质的服务。除此之外，在铁路通信系统不断发展的过程中，技术人员和管理人员也应当强化应急预防措施的规范，充分考虑可能发生的紧急情况，规划好风险控制措施，全力保障铁路事业的稳固性和可持续性。

[1]王西龙.铁路通信工程中的无线接入技术[J].中国新通信，2013（13）：94～95.

[2]董静.浅谈铁路通信工程中的无线接入网技术[J].黑龙江科技信息，2011（06）：59.

[3]饶 俊.论铁路通信工程应用接入网技术[J].中国新通信，2013（18）：126.

TN913

A

1004-7344（2016）04-0277-02

2016-1-2

陆中伟（1975-），男，湖南长沙人，大专，从事铁路通信工程管理工作。