現(xiàn)代通信技術(shù)在高速鐵路中運(yùn)用

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摘要：隨著當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)的不斷進(jìn)步以及現(xiàn)代人們生活品質(zhì)水平的不斷提高，乘客對(duì)高速鐵路交通運(yùn)輸?shù)姆?wù)質(zhì)量和高速鐵路交通運(yùn)輸過(guò)程中的安全管理都提出了更高的要求。目前，我國(guó)在高速鐵路中廣泛運(yùn)用了現(xiàn)代通信技術(shù)，在極大程度上提高了高速鐵路的整體運(yùn)行質(zhì)量、效率和安全性?；诖?，本文就現(xiàn)代通信技術(shù)在高速鐵路中的運(yùn)用進(jìn)行探究，僅供參考。

關(guān)鍵詞：通信技術(shù)；高速鐵路；應(yīng)用

1引言

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代通信技術(shù)得到了極大的提高，并且在多個(gè)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，高速鐵路更是如此。現(xiàn)代通信技術(shù)的使用，在極大程度上提高了高速鐵路的整體運(yùn)行質(zhì)量以及運(yùn)行效率，在極大程度上滿足了人們的”移動(dòng)辦公”需求，在極大程度上方便了人們的出行，也在極大程度上滿足了人們出行的安全保障，可以說(shuō)，現(xiàn)代通信技術(shù)對(duì)我國(guó)高速鐵路行業(yè)的快速發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。

2高速鐵路應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)的重要性

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代通信技術(shù)也在向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、寬帶化、智能化、高速化和信息化方向全面快速發(fā)展。通過(guò)各種現(xiàn)代通信信息技術(shù)的有效推廣和應(yīng)用，用戶可以在任何時(shí)間和地點(diǎn)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻、語(yǔ)音、圖像、文字等各種信息的相互交換，提高生活質(zhì)量和工作效率。尤其是各種現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)在高鐵上的充分應(yīng)用，讓所有坐在列車上的乘客和線路上的鐵路工作人員真正感受到現(xiàn)代通信技術(shù)所帶來(lái)的便利和快捷，完全不受列車高速運(yùn)行、鐵路復(fù)雜地形和環(huán)境等任何因素的影響，快速獲得自己真正想要的各類信息資源，實(shí)現(xiàn)信息共享和交換。高速鐵路的重要運(yùn)輸特征之一也就是列車運(yùn)行時(shí)的速度高，同時(shí)，更安全、更方便，自然對(duì)通信技術(shù)各方面的性能要求就更高。然而高速列車系統(tǒng)想要真正實(shí)現(xiàn)高速實(shí)時(shí)的通信要求，必須還要利用一套高度集成的現(xiàn)代化鐵路運(yùn)輸通信信息技術(shù)設(shè)備系統(tǒng)來(lái)做有力支撐，只有真正構(gòu)建出通信技術(shù)先進(jìn)、功能完善的高速通信運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，并同時(shí)輔以友好的交互應(yīng)用界面，才能夠有效實(shí)現(xiàn)高速鐵路高效的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，才能給高速鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)管理和作業(yè)人員提供全方位的的通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，從而提升高速鐵路運(yùn)行速度及提高運(yùn)輸管理效率[1]。

3高速鐵路中現(xiàn)代通信技術(shù)具體應(yīng)用

3.1列車調(diào)度系統(tǒng)中GSM-R技術(shù)的應(yīng)用

GSM-R系統(tǒng)指的是高速鐵路列車運(yùn)行移動(dòng)通信系統(tǒng)，是一項(xiàng)使用范圍較廣且技術(shù)較為成熟的一種通信系統(tǒng)，也是針對(duì)我國(guó)高速鐵路列車運(yùn)行對(duì)通信技術(shù)的需求而設(shè)計(jì)的專用通信系統(tǒng)。隨著我國(guó)高速鐵路運(yùn)輸科技的不斷進(jìn)步，高速鐵路的列車運(yùn)行速度和車輛承載量也在逐步得到提升，為了有效地提升我國(guó)高速鐵路列車在運(yùn)行全過(guò)程中運(yùn)輸系統(tǒng)的高效性和運(yùn)輸安全性，有效地降低部分高速列車承載運(yùn)輸中的負(fù)載運(yùn)行壓力，高速鐵路相關(guān)部門對(duì)高速列車運(yùn)輸通信管理系統(tǒng)已經(jīng)成功進(jìn)行了列車基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的系統(tǒng)優(yōu)化、技術(shù)升級(jí)和更新改造。與此同時(shí)，還不斷地調(diào)整、更新原高速鐵路系統(tǒng)規(guī)劃中的各種通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)、集成度、性能及應(yīng)用方向，確保我國(guó)高速鐵路沿線的各種通信系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際的高速鐵路運(yùn)輸應(yīng)用以及覆蓋率的需求。對(duì)于各種高速鐵路列車無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)問(wèn)題，高速鐵路相關(guān)部門通過(guò)不斷更新、添置先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)設(shè)備，采用最新的技術(shù)手段，形成地面車站、區(qū)間工作人員和高速鐵路運(yùn)行的列車之間雙向的高速無(wú)線通信系統(tǒng)，并經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整，使其功能加以不斷完善。GSM-R的高速鐵路的應(yīng)急指揮調(diào)度綜合指揮系統(tǒng)，可以通過(guò)高清大屏幕，動(dòng)態(tài)顯示任意一班高速列車所行駛經(jīng)過(guò)的各條高速鐵路線的實(shí)時(shí)路況及各個(gè)高速列車?？空军c(diǎn)的各種實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)鐵路交通情況信息，調(diào)度應(yīng)急指揮中心的調(diào)度員或者車站的值班員還可通過(guò)無(wú)線通信信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)實(shí)時(shí)對(duì)列車發(fā)出相關(guān)的應(yīng)急調(diào)度指令。當(dāng)列車遇到緊急的各種突發(fā)交通情況時(shí)，也可以通過(guò)這個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)向調(diào)度應(yīng)急指揮中心的調(diào)度員或者車站的值班員實(shí)時(shí)發(fā)送現(xiàn)場(chǎng)圖像、聲音和視頻等信息，讓?xiě)?yīng)急指揮工作人員能夠及時(shí)、快速了解和準(zhǔn)確掌握事故現(xiàn)場(chǎng)的情況，幫助他們及時(shí)做出事故處理決定。通過(guò)該系統(tǒng)，還可以讓所轄區(qū)段內(nèi)的各車次的列車長(zhǎng)、司機(jī)、調(diào)度管理部門工作人員、車站助理及值班人員等相關(guān)員工之間進(jìn)行有效的業(yè)務(wù)信息溝通，從而將鐵路突發(fā)事件影響控制在最小范圍內(nèi)。目前，我國(guó)在高速鐵路列車的運(yùn)行線路上已完成全面無(wú)縫的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，該無(wú)線通信系統(tǒng)以完成一系列的調(diào)度指揮工作為主要功能。列車調(diào)度、編組等組織行車的相關(guān)工作人員可以直接通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)中可視自動(dòng)化的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)進(jìn)行無(wú)線調(diào)度指揮，組織列車按計(jì)劃平穩(wěn)有序高效運(yùn)行。并且還可以通過(guò)這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)直接實(shí)現(xiàn)高速鐵路列車運(yùn)行調(diào)度員、調(diào)度列車乘務(wù)員、司機(jī)和運(yùn)行區(qū)間所屬車站值班人員的就列車運(yùn)行情況等信息的通信，確保高速鐵路列車運(yùn)行管理過(guò)程的行車調(diào)度管理工作的高度協(xié)調(diào)性和高效性。

3.2高鐵安檢中通信技術(shù)的應(yīng)用

高速鐵路列車運(yùn)行管理系統(tǒng)中的安全自動(dòng)監(jiān)控也是非常重要的一項(xiàng)技術(shù)。在高速鐵路信息技術(shù)不斷進(jìn)步發(fā)展的今天，相關(guān)的高速鐵路安全信息化體系建設(shè)也在不斷地進(jìn)行探索和建設(shè)，要想盡快實(shí)現(xiàn)我國(guó)高速鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)中車輛安全自動(dòng)監(jiān)控的高層次、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)體系設(shè)施建設(shè)，就必須不斷強(qiáng)化高速鐵路通信及相關(guān)監(jiān)控技術(shù)在高速鐵路列車安全運(yùn)行過(guò)程中的控制和管理方面的融合。比如：通過(guò)列車動(dòng)態(tài)視頻成像的技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控高速鐵路列車的車輛運(yùn)行動(dòng)態(tài)，供相關(guān)人員隨時(shí)查看；采用監(jiān)控列車主軸運(yùn)行溫度的智能紅外線技術(shù)，可以跟蹤每一列車的主軸溫度。各個(gè)專業(yè)、多層次的技術(shù)人員及不同鐵路主管部門共同負(fù)責(zé)參與制定的高鐵綜合列車溫度監(jiān)測(cè)管理體系，能夠全面實(shí)現(xiàn)運(yùn)行列車的溫度監(jiān)控，確保每個(gè)高鐵列車的運(yùn)行安全。特別是具有實(shí)時(shí)短距離監(jiān)測(cè)運(yùn)行溫度的wimax和具有wifi功能的多種高鐵車輛無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和結(jié)合，并行發(fā)展運(yùn)用而逐步形成的溫度傳感器，與高鐵有線通信網(wǎng)絡(luò)線路相關(guān)技術(shù)聯(lián)合，形成的高鐵車輛溫度監(jiān)控管理通信網(wǎng)絡(luò)，為我國(guó)高速鐵路的安全事故防中的車輛溫度監(jiān)控管理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)和應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。通過(guò)在鐵路線路上每30公里設(shè)置的高鐵列車輛紅外線溫度檢測(cè)探頭以及安裝在該檢測(cè)模式中的列車紅外線軸溫紅外探測(cè)器和溫度軸溫自動(dòng)測(cè)試控制系統(tǒng)，可以通過(guò)軸溫探測(cè)器和軸溫紅外線對(duì)每個(gè)高速運(yùn)行的高鐵列車車輛進(jìn)行溫度自動(dòng)測(cè)試，形成每個(gè)車輛號(hào)對(duì)應(yīng)的軸溫報(bào)表，并且還可以通過(guò)目前適用于60萬(wàn)輛的高鐵高速列車車輛牌號(hào)表并配備帶有標(biāo)簽式的eifid儀表來(lái)對(duì)其牌號(hào)進(jìn)行列車軸溫紅外檢測(cè)，確定不同的高鐵列車車輛牌號(hào)的每一根齒輪傳動(dòng)軸在每個(gè)車輪上的紅外溫度，最終生成車輛軸溫?cái)?shù)據(jù)表，利用通信網(wǎng)絡(luò)傳送給室內(nèi)的車輛管理人員。目前的監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用發(fā)展中對(duì)于這兩個(gè)功能方面監(jiān)控技術(shù)的綜合應(yīng)用已經(jīng)初步集成了監(jiān)控列車運(yùn)行報(bào)警風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、分散監(jiān)控列車風(fēng)險(xiǎn)檢測(cè)車輛報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控列車運(yùn)行及監(jiān)控系統(tǒng)安全信息管理資源整合共享、車輛追蹤管理等多項(xiàng)綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)于一體的安全事故防范以及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警綜合監(jiān)控管理體系，大大提升了高鐵線路和運(yùn)行車輛的安全性。含THDS、TPDS(高速鐵路地面安全自動(dòng)監(jiān)測(cè)列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng))、TADS(高速鐵路軌邊早期安全故障檢測(cè)診斷系統(tǒng))等多個(gè)安全系統(tǒng)的高速鐵路列車運(yùn)行監(jiān)控安全信息系統(tǒng)。這個(gè)安全信息系統(tǒng)主要是借助列車互聯(lián)信息網(wǎng)絡(luò)、智能列車控制系統(tǒng)操作與其他現(xiàn)代安全信息網(wǎng)絡(luò)處理技術(shù)相互結(jié)合發(fā)展形成的的適用于高速列車集中監(jiān)控運(yùn)行數(shù)據(jù)處理、智能列車控制系統(tǒng)操作和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)安全信息處理技術(shù)資源共享、安全高速列車集中監(jiān)控的多項(xiàng)安全智能控制操作系統(tǒng)。國(guó)家高速鐵路交通運(yùn)輸管理總局對(duì)所有我國(guó)高速鐵路旅客車輛分別設(shè)計(jì)建立了動(dòng)態(tài)車載安全信息庫(kù)，可以準(zhǔn)確及時(shí)地掌握目前我國(guó)高速鐵路旅客列車的各種綜合軌道承載能力運(yùn)行情況、車載安全信息內(nèi)容及目前列車高速行駛時(shí)在高速軌道、車輛的各種具體位置等信息。在列車集中監(jiān)控信息系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，必須不斷加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全方面的基礎(chǔ)建設(shè)，將網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)和外部遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的綜合應(yīng)用，以列車身份信息認(rèn)證的多種形式應(yīng)用來(lái)直接實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)信息數(shù)據(jù)的的快速、高質(zhì)量的交互。通過(guò)利用現(xiàn)代高速鐵路計(jì)算機(jī)信息技術(shù)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)控制智能操作平臺(tái)、路由器及網(wǎng)絡(luò)防火墻等多項(xiàng)信息技術(shù)工具的綜合運(yùn)用來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試以及維護(hù)。

3.3高鐵在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中通信智能化的應(yīng)用

我國(guó)高速鐵路運(yùn)行速度經(jīng)過(guò)前幾年幾次大提速之后，在一些高速鐵路重要運(yùn)行區(qū)段上，鐵路列車的行駛速度甚至已經(jīng)達(dá)到350公里每小時(shí)。隨著我國(guó)高鐵列車的行駛速度不斷提升，對(duì)于高速線路、配套的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施以及高速列車都提出了較高的要求，要想保證高鐵運(yùn)行的順利，應(yīng)對(duì)高鐵的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。在如今多種監(jiān)測(cè)技術(shù)中，通信智能化監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，在極大程度上便捷了高鐵技術(shù)人員，利用通信智能化技術(shù)，能夠?qū)Ω哞F的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，如若發(fā)現(xiàn)有異常情況，技術(shù)人員能夠在第一時(shí)間內(nèi)采取相關(guān)的補(bǔ)救措施，保證高鐵的順利、安全運(yùn)行。通過(guò)利用一種移動(dòng)軌道檢測(cè)固定設(shè)備，實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛軌道振動(dòng)情況。這種新技術(shù)上，極大程度上滿足了移動(dòng)檢測(cè)線路中進(jìn)行軌道巡檢查的工作人員所需。比如，在機(jī)車運(yùn)行軌道上裝配上車輛軌道檢測(cè)監(jiān)控器的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)軌道固定設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)用來(lái)檢測(cè)機(jī)車運(yùn)行軌道的徑向移動(dòng)和在線路上的運(yùn)行狀況，這種實(shí)時(shí)檢測(cè)固定方法主要用途就是能用來(lái)檢測(cè)并輸出機(jī)車運(yùn)行軌道的一些重要基本參數(shù)，這種實(shí)時(shí)檢測(cè)固定裝置大多數(shù)都可以是直接安裝到新型機(jī)車的軌道檢測(cè)測(cè)試車體上，而新型高速列車車輛軌道移動(dòng)監(jiān)控檢測(cè)里程實(shí)時(shí)記錄器，主要用途就是用來(lái)檢測(cè)記錄高速列車的出發(fā)時(shí)間與本次檢測(cè)到的車速，一旦得到檢測(cè)車體的車輛軌道徑向振動(dòng)和車輛加速度的數(shù)值，就能夠?qū)⒈卉壍罊z測(cè)后得到的測(cè)試車體軌道加速度的數(shù)值和機(jī)車軌道振動(dòng)坐標(biāo)上的振動(dòng)信息、車速實(shí)時(shí)信息存放進(jìn)移動(dòng)線路儲(chǔ)存器中，移動(dòng)線路轉(zhuǎn)儲(chǔ)器再將本次檢測(cè)到的數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)送后上傳到軌道監(jiān)控器的設(shè)備上，并打印出本次檢測(cè)后得到的測(cè)試結(jié)果[2]。

3.4智能系統(tǒng)的應(yīng)用

我國(guó)高速鐵路智能系統(tǒng)的特點(diǎn)是以列車電子、通信、自動(dòng)化及全過(guò)程管理控制為基礎(chǔ)，將系統(tǒng)運(yùn)行信息進(jìn)行綜合集成，實(shí)現(xiàn)了高速鐵路系統(tǒng)中信息的采集、傳輸、共享、處理和互通等操作，使用較低的開(kāi)發(fā)成本，就可以直接獲得高效率的列車智能運(yùn)行調(diào)度管理和安全性能。我國(guó)高速鐵路列車智能系統(tǒng)，以我國(guó)高速鐵路信息管理采集系統(tǒng)、車輛綜合監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)、高速鐵路車輛服務(wù)管理系統(tǒng)及車票綜合售賣、調(diào)度管理系統(tǒng)等作為核心內(nèi)容。其中，智能系統(tǒng)具有以下幾種優(yōu)勢(shì)：①系統(tǒng)管理智能化，通過(guò)我國(guó)先進(jìn)的高速鐵路列車網(wǎng)絡(luò)綜合操控系統(tǒng)和電子系統(tǒng)智能化及高速鐵路網(wǎng)絡(luò)操控管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)我國(guó)高速鐵路列車車輛實(shí)時(shí)啟動(dòng)、運(yùn)行及列車停止信息的實(shí)時(shí)控制以及信息反饋。能實(shí)時(shí)監(jiān)控高速鐵路的客運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控旅客信息的功能；②實(shí)現(xiàn)監(jiān)控高效性，通過(guò)先進(jìn)的監(jiān)控電子技術(shù)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確反饋高速鐵路服務(wù)信息，提供優(yōu)質(zhì)的高速鐵路導(dǎo)航、運(yùn)輸及其他高速鐵路信息服務(wù)；③實(shí)現(xiàn)高度協(xié)調(diào)性，高速鐵路采用智能運(yùn)輸系統(tǒng)，是集多種類型的控制系統(tǒng)功能權(quán)限于一機(jī)的鐵路智能監(jiān)控系統(tǒng)，人機(jī)之間的高度信息綜合性和協(xié)調(diào)，并且用該系統(tǒng)不僅能夠掌握高速鐵路列車客流運(yùn)行情況，還能將信息及時(shí)準(zhǔn)確快速地反饋給其它高速鐵路列車，也同樣會(huì)根據(jù)線路運(yùn)行客流情況，將信息反饋給高速鐵路客戶，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速鐵路客戶、列車及其他客運(yùn)服務(wù)線路的多種高度信息綜合性和協(xié)調(diào)性。事實(shí)上目前我國(guó)高速鐵路許多關(guān)鍵地方都已經(jīng)成功應(yīng)用并安裝了現(xiàn)代化的通信智能監(jiān)控系統(tǒng)，比如說(shuō)安裝在高速車體末端車廂尾部的自動(dòng)風(fēng)壓無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸及監(jiān)控系統(tǒng)、高速鐵路軌道智能監(jiān)控列車無(wú)線運(yùn)輸系統(tǒng)等方面，這樣不僅有效實(shí)現(xiàn)了目前我國(guó)高速鐵路通信系統(tǒng)現(xiàn)代化、高速化，同時(shí)也有效地提高了高速列車的安全性[3]。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著近些年來(lái)科學(xué)信息技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)高速鐵路技術(shù)發(fā)展已經(jīng)到了新階段，并且鐵路列車都已經(jīng)進(jìn)入了重載、高速的現(xiàn)代化技術(shù)水平。高速鐵路工程的大規(guī)模開(kāi)工建設(shè)，也直接促進(jìn)了當(dāng)前我國(guó)高速鐵路的通信網(wǎng)絡(luò)化快速發(fā)展。在高速鐵路快速發(fā)展的同時(shí)，應(yīng)用各種現(xiàn)代化的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是必然趨勢(shì)，也是高速鐵路提速、確保安全的有力技術(shù)保障。

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作者:朱秦鳳 單位:包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院