论铁路通信系统应用与管理

王巧莹

（沈阳铁路勘察设计院有限公司，沈阳 110000）

1 引言

进入21世纪以来，在互联网技术、电子技术、微电子技术的引领下，通信技术快速进步，发生了重大变革，以计算机技术为核心，融合光电子技术、微量信息交互技术，通信技术与电子、电路技术逐渐融合发展成统一体，逐渐向着智能化、数字化、集成化方向发展。但就目前电子技术的发展趋势来看，通信技术要围绕时间节点和空间节点逐渐突破传统模式限制，既要满足用户随时随地获取信息的需求，也要保障电子信息数据能够多元化传播。可以预测的是，未来的通信技术将不再满足用户单一化获取信息数据的需要，基于移动终端，多元化的数据链将随时随地满足用户智能数据获取、数据存储、语言翻译、语音视频交流的需要，通信数据链将更加智能和人性化。

在这种情况下，选择轨道出行的游客将有着更加多元化的体验，既可以像办公室环境中与其他客户或是同事进行语音交流，也可以进行数据交互和图像、文本传输，有着极大的便捷性，如果将智能通信系统与国际互联网接入，那么信息通讯服务将更加便捷，用户可随时随地进行网上冲浪，浏览网页信息。此外，伴随着我国列车运营里程的增加，运行效率的提升，为保障列车运行的安全，实现有效的人机交互，通信系统将承担更加多元性的数据任务，向人机交互和智能决策方面发展。为了给乘客的出行安全提供全方位保障，需要建立完善、智能、科学的铁路通信网络，只有打破传统思想意识限制，按照旅客的实际办公需求建立功能更加完善的、沟通机制更加完善的铁路信息网络才能保障铁路运输的经济效益和社会效益。

2 铁路通信接入网技术发展状态

由于铁路列车相比公路汽车速度更快，因此以无线网为载体的信息设备在铁路列车通信中占据主导位置。在现代很多基础设施或是固定服务中首选的通信解决方案还是SDH光信号数字处理设备，同时以ATM交互及网络IP通信等技术共同组成面向社会群体进行通信的数据网络，有着较大的实用性。另外，采用远端用户单元（RSU）和数字环路波（DLC）设备，网络组织架构更加灵活，信息数据传输效率更高，能够满足大多数用户及通信系统数据交互及数据共享的需求。这种组网方式虽然有着较大的灵活性，有着较强的环境适应能力，但是在系统模块联合组网过程中要切实履行经济效益与社会效益相统筹的原则进行，既要保障信息数据能够多元化流通以及实施共享，也要确保信息数据可实现多重交互，让系统可满足未来若干年内铁路信息通讯的需求。

值得注意的是，此类组网方式既要确保数据模块单元之间信息畅通、信息数元多元组合，也要保障信息数据能够与列车整体数据传输系统多重组合，可实现功能拓展和最优组合，以保障数据多元共享。

按照通信网的组织模块，整体网络通信系统可分为三部分包括主千网、局域网、接入网三个模块，从三个模块组合模式来看，铁路通信系统可以按照三个模块的构思进行组网。就现代铁路通信网的发展模式来看，接入网在铁路通信应用中占有相当大的比重，包括有线接入网和无线接入网两大部分。

2.1 无线接入网

铁路通信系统及通信网络是满足旅客旅行办公及铁路公务人员进行信息通信的网络系统，有着较强的环境适应性及可持续通信能力。在遇到紧急状况时，铁路公务人员也需要借助通信网络应急维护，需要进行应急抢修及不同站点之间进行紧急通信等，为列车安全提供全方位保障。该类型系统主要以实现不同区域节点的通信为主，是围绕列车整体而采用的通信网络，是满足列车应急通信的主要机制。但是受到铁路自身组织架构的影响，此系统与公共通信网络和区域移动通信网络只能是线面结合、以点、线形态布局为主导的通信链状网络，不适应大规模通信的需求。铁路通信的无线网络部分是400MHZ的无线调控系统，无线列调系统，主要是列车值班员与车长及乘务人员进行信息通信的技术网络，属于公务性通信系统。

2.2 集群性通信系统

当列车即将进站或出站时，集群性通信系统才可以被广泛应用起来，否则如果没有特殊情况，在列车运行期间公务通信系统不直接进行应用，这主要从节约列车资源频率，减少同频干扰角度出发而考虑的。但是随着现代铁路一体化建设进程的加快，从单一的模块通讯到现行通信，已经不能完全满足铁路运行的需求，这样就迫切需要建设一套符合与铁路现代化运营及管理的先进通信网络系统，进行相应的管理控制。也就是说，可实施的系统可以实现调度中心与车站值班人员之间、值班人员以列车公务人员之间、列车司机与公务人员之间、列车司机与调度中心之间的全频道信息通信，以保障列车能够正常运行。基于这一想法，设计现代铁路信息通讯系统，可以采用嵌入式信息整合方式，利用集群进行信息通讯，包括GSM、移动通讯方式和CDMA通讯方式都是有效的选择。

集群通信系统是一种机能数据转换，且具备强大可扩展功能的集中式信息通信系统，是通信与微处理机技术、远程交换技术、计算机网络技术融合的产物，它是集中信息通信交换、数据转化于一体的综合信息管理系统，具有强大的可操作性和环境适应性，能够自主进行信息数据分配、统筹各类信息数据，以满足多元化数据通讯管理的需要。由于集群性通讯系统具有群呼、组呼、群体性在线通讯的功能，适用于特殊情况的应急调度及指挥，能够较好的解决通讯频率合理分配问题。同时集群性信息通信处理系统，采用数据网络与移动网络线性对接形式，所以其数据通讯主要包括动态频率分配，具有较强的环境适应能力，能与周围的同频信息网络进行有效的整合，具备实际操作性。但是受到环境因素的制约，这一系统还具有一定缺点，包括动态频率分配，以及周围电磁环境干扰等。此外，由于其单向性信息通讯，保密性较差，通讯网络兼容性不强，极易受到干扰，这就决定了其对语音通讯有着一定识别错误，难以满足语音混合识别的需要。考虑到集群移动通信系统在跨区域转换过程中会存在信息失真问题，因此将数据通讯部分交由无线系统进行跨调度完成，具有较强的环境适应性。

2 铁路无线接入网未来的发展趋势

自改革开放以来，利用集群移动通信系统，具有利用率高，组网灵活等优点，能够确保旅客通话的高质量和优先权，可提供列车公务人员实时进行数据转换和调度。但是从使用效能来说，为了实现列车的实时定位追踪原有的通信系统，已难满足跨区域数据管理及整合的需要，所以应该利用更先进的移动通信技术，对现有的铁路信息网络实现全方位改造，一方面要结合新技术，建立新的必要的移动信息通讯系统，比如微蜂窝移动通信系统或是第三代智能信息交互系统等。

考虑到未来铁路对通信的现实要求，为了有效提高通信信息系统运维周期内信息数据转换量会明显增加的问题。作为用户联络手段，通信系统必须要在一定的弹性需求内，考虑到通讯系统的功能扩展性和容量实用性，从更高的功能角度出发，运用现代集成技术，实现全网络覆盖。铁路通信网未来发展趋势应该向公用网与个人网融合方向前进，并达到公用网与信息移动网相统一的目的，让用户在列车行进的任何区域，实现视频通话和数据转换。

综上所述，铁路信息网络是保障列车安全，提高信息传输效率的有力工具，无线接入技术在铁路信息网中的应用及其未来发展是保障铁路交通运营的有效措施，只有综合现代铁路通信技术，在保障铁路信息系统多源信息数据组合和转换的前提下，实现网络通信基础设施改造，才能促进信息数据多元融合与汇聚，提高信息数据的转化率，更好为旅客提供个性化通信服务。

[1] 乐荣臻.LTE-TDD在高铁环境中信道参数估计技术研究[D].电子科技大学，2014.

[2] 宋瓷婷.轨道交通通信系统中覆盖及干扰共存相关问题的研究[D].北京邮电大学，2014.

[3] 康倩.基于中继的高速铁路通信系统中子载波和功率分配优化算法研究[D].北京交通大学，2015.