現(xiàn)代通信技術(shù)在高速鐵路中運用

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摘要：隨著當(dāng)前我國現(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，乘客對高速鐵路交通運輸?shù)姆?wù)質(zhì)量和高速鐵路交通運輸過程中的安全管理都提出了更高的要求。目前，我國在高速鐵路中廣泛運用了現(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，并且在多個行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，高速鐵路更是如此?，F(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行質(zhì)量以及運行效率，在極大程度上滿足了人們的”移動辦公”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，現(xiàn)代通信技術(shù)對我國高速鐵路行業(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，用戶可以在任何時間和地點通過通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)視頻、語音、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)所帶來的便利和快捷，完全不受列車高速運行、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，實現(xiàn)信息共享和交換。高速鐵路的重要運輸特征之一也就是列車運行時的速度高，同時，更安全、更方便，自然對通信技術(shù)各方面的性能要求就更高。然而高速列車系統(tǒng)想要真正實現(xiàn)高速實時的通信要求，必須還要利用一套高度集成的現(xiàn)代化鐵路運輸通信信息技術(shù)設(shè)備系統(tǒng)來做有力支撐，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輸網(wǎng)絡(luò)，并同時輔以友好的交互應(yīng)用界面，才能夠有效實現(xiàn)高速鐵路高效的遠(yuǎn)程自動控制，才能給高速鐵路運輸系統(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行速度及提高運輸管理效率[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行移動通信系統(tǒng)，是一項使用范圍較廣且技術(shù)較為成熟的一種通信系統(tǒng)，也是針對我國高速鐵路列車運行對通信技術(shù)的需求而設(shè)計的專用通信系統(tǒng)。隨著我國高速鐵路運輸科技的不斷進(jìn)步，高速鐵路的列車運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高速鐵路列車在運行全過程中運輸系統(tǒng)的高效性和運輸安全性，有效地降低部分高速列車承載運輸中的負(fù)載運行壓力，高速鐵路相關(guān)部門對高速列車運輸通信管理系統(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)升級和更新改造。與此同時，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，確保我國高速鐵路沿線的各種通信系統(tǒng)能夠滿足實際的高速鐵路運輸應(yīng)用以及覆蓋率的需求。對于各種高速鐵路列車無線移動通信技術(shù)問題，高速鐵路相關(guān)部門通過不斷更新、添置先進(jìn)的無線通信技術(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行的列車之間雙向的高速無線通信系統(tǒng)，并經(jīng)過對系統(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)，可以通過高清大屏幕，動態(tài)顯示任意一班高速列車所行駛經(jīng)過的各條高速鐵路線的實時路況及各個高速列車?？空军c的各種實時動態(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無線通信信息網(wǎng)絡(luò)平臺實時對列車發(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，也可以通過這個通信網(wǎng)絡(luò)平臺向調(diào)度應(yīng)急指揮中心的調(diào)度員或者車站的值班員實時發(fā)送現(xiàn)場圖像、聲音和視頻等信息，讓應(yīng)急指揮工作人員能夠及時、快速了解和準(zhǔn)確掌握事故現(xiàn)場的情況，幫助他們及時做出事故處理決定。通過該系統(tǒng)，還可以讓所轄區(qū)段內(nèi)的各車次的列車長、司機、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，我國在高速鐵路列車的運行線路上已完成全面無縫的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，該無線通信系統(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無線通信系統(tǒng)中可視自動化的無線網(wǎng)絡(luò)控制平臺進(jìn)行無線調(diào)度指揮，組織列車按計劃平穩(wěn)有序高效運行。并且還可以通過這種無線網(wǎng)絡(luò)控制平臺直接實現(xiàn)高速鐵路列車運行調(diào)度員、調(diào)度列車乘務(wù)員、司機和運行區(qū)間所屬車站值班人員的就列車運行情況等信息的通信，確保高速鐵路列車運行管理過程的行車調(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

高速鐵路列車運行管理系統(tǒng)中的安全自動監(jiān)控也是非常重要的一項技術(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)，要想盡快實現(xiàn)我國高速鐵路運輸管理系統(tǒng)中車輛安全自動監(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行過程中的控制和管理方面的融合。比如：通過列車動態(tài)視頻成像的技術(shù)，實時監(jiān)控高速鐵路列車的車輛運行動態(tài)，供相關(guān)人員隨時查看；采用監(jiān)控列車主軸運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)測管理體系，能夠全面實現(xiàn)運行列車的溫度監(jiān)控，確保每個高鐵列車的運行安全。特別是具有實時短距離監(jiān)測運行溫度的wimax和具有wifi功能的多種高鐵車輛無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用和結(jié)合，并行發(fā)展運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)開發(fā)建設(shè)和應(yīng)用提供了有力的技術(shù)支持。通過在鐵路線路上每30公里設(shè)置的高鐵列車輛紅外線溫度檢測探頭以及安裝在該檢測模式中的列車紅外線軸溫紅外探測器和溫度軸溫自動測試控制系統(tǒng)，可以通過軸溫探測器和軸溫紅外線對每個高速運行的高鐵列車車輛進(jìn)行溫度自動測試，形成每個車輛號對應(yīng)的軸溫報表，并且還可以通過目前適用于60萬輛的高鐵高速列車車輛牌號表并配備帶有標(biāo)簽式的eifid儀表來對其牌號進(jìn)行列車軸溫紅外檢測，確定不同的高鐵列車車輛牌號的每一根齒輪傳動軸在每個車輪上的紅外溫度，最終生成車輛軸溫數(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)展中對于這兩個功能方面監(jiān)控技術(shù)的綜合應(yīng)用已經(jīng)初步集成了監(jiān)控列車運行報警風(fēng)險檢測監(jiān)控系統(tǒng)、分散監(jiān)控列車風(fēng)險檢測車輛報警監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控列車運行及監(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)險監(jiān)測預(yù)警綜合監(jiān)控管理體系，大大提升了高鐵線路和運行車輛的安全性。含THDS、TPDS(高速鐵路地面安全自動監(jiān)測列車運行監(jiān)控系統(tǒng))、TADS(高速鐵路軌邊早期安全故障檢測診斷系統(tǒng))等多個安全系統(tǒng)的高速鐵路列車運行監(jiān)控安全信息系統(tǒng)。這個安全信息系統(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)控的多項安全智能控制操作系統(tǒng)。國家高速鐵路交通運輸管理總局對所有我國高速鐵路旅客車輛分別設(shè)計建立了動態(tài)車載安全信息庫，可以準(zhǔn)確及時地掌握目前我國高速鐵路旅客列車的各種綜合軌道承載能力運行情況、車載安全信息內(nèi)容及目前列車高速行駛時在高速軌道、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)過程中，必須不斷加強網(wǎng)絡(luò)安全方面的基礎(chǔ)建設(shè)，將網(wǎng)絡(luò)訪問和外部遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問的綜合應(yīng)用，以列車身份信息認(rèn)證的多種形式應(yīng)用來直接實現(xiàn)各項信息數(shù)據(jù)的的快速、高質(zhì)量的交互。通過利用現(xiàn)代高速鐵路計算機信息技術(shù)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)自動控制智能操作平臺、路由器及網(wǎng)絡(luò)防火墻等多項信息技術(shù)工具的綜合運用來進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試以及維護。

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

我國高速鐵路運行速度經(jīng)過前幾年幾次大提速之后，在一些高速鐵路重要運行區(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。隨著我國高鐵列車的行駛速度不斷提升，對于高速線路、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，要想保證高鐵運行的順利，應(yīng)對高鐵的狀態(tài)進(jìn)行實時的監(jiān)控。在如今多種監(jiān)測技術(shù)中，通信智能化監(jiān)測技術(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)行實時的監(jiān)測，如若發(fā)現(xiàn)有異常情況，技術(shù)人員能夠在第一時間內(nèi)采取相關(guān)的補救措施，保證高鐵的順利、安全運行。通過利用一種移動軌道檢測固定設(shè)備，實時檢測車輛軌道振動情況。這種新技術(shù)上，極大程度上滿足了移動檢測線路中進(jìn)行軌道巡檢查的工作人員所需。比如，在機車運行軌道上裝配上車輛軌道檢測監(jiān)控器的動態(tài)實時在線檢測軌道固定設(shè)備，能夠?qū)崟r用來檢測機車運行軌道的徑向移動和在線路上的運行狀況，這種實時檢測固定方法主要用途就是能用來檢測并輸出機車運行軌道的一些重要基本參數(shù)，這種實時檢測固定裝置大多數(shù)都可以是直接安裝到新型機車的軌道檢測測試車體上，而新型高速列車車輛軌道移動監(jiān)控檢測里程實時記錄器，主要用途就是用來檢測記錄高速列車的出發(fā)時間與本次檢測到的車速，一旦得到檢測車體的車輛軌道徑向振動和車輛加速度的數(shù)值，就能夠?qū)⒈卉壍罊z測后得到的測試車體軌道加速度的數(shù)值和機車軌道振動坐標(biāo)上的振動信息、車速實時信息存放進(jìn)移動線路儲存器中，移動線路轉(zhuǎn)儲器再將本次檢測到的數(shù)據(jù)通過計算機轉(zhuǎn)送后上傳到軌道監(jiān)控器的設(shè)備上，并打印出本次檢測后得到的測試結(jié)果[2]。

3.4智能系統(tǒng)的應(yīng)用

我國高速鐵路智能系統(tǒng)的特點是以列車電子、通信、自動化及全過程管理控制為基礎(chǔ)，將系統(tǒng)運行信息進(jìn)行綜合集成，實現(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，使用較低的開發(fā)成本，就可以直接獲得高效率的列車智能運行調(diào)度管理和安全性能。我國高速鐵路列車智能系統(tǒng)，以我國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：①系統(tǒng)管理智能化，通過我國先進(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)，實現(xiàn)我國高速鐵路列車車輛實時啟動、運行及列車停止信息的實時控制以及信息反饋。能實時監(jiān)控高速鐵路的客運行狀況，實現(xiàn)監(jiān)控旅客信息的功能；②實現(xiàn)監(jiān)控高效性，通過先進(jìn)的監(jiān)控電子技術(shù)，能夠及時準(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、運輸及其他高速鐵路信息服務(wù)；③實現(xiàn)高度協(xié)調(diào)性，高速鐵路采用智能運輸系統(tǒng)，是集多種類型的控制系統(tǒng)功能權(quán)限于一機的鐵路智能監(jiān)控系統(tǒng)，人機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行情況，還能將信息及時準(zhǔn)確快速地反饋給其它高速鐵路列車，也同樣會根據(jù)線路運行客流情況，將信息反饋給高速鐵路客戶，實現(xiàn)了對高速鐵路客戶、列車及其他客運服務(wù)線路的多種高度信息綜合性和協(xié)調(diào)性。事實上目前我國高速鐵路許多關(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)，比如說安裝在高速車體末端車廂尾部的自動風(fēng)壓無線數(shù)據(jù)傳輸及監(jiān)控系統(tǒng)、高速鐵路軌道智能監(jiān)控列車無線運輸系統(tǒng)等方面，這樣不僅有效實現(xiàn)了目前我國高速鐵路通信系統(tǒng)現(xiàn)代化、高速化，同時也有效地提高了高速列車的安全性[3]。

4結(jié)語

綜上所述，隨著近些年來科學(xué)信息技術(shù)的進(jìn)步，我國高速鐵路技術(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)模開工建設(shè)，也直接促進(jìn)了當(dāng)前我國高速鐵路的通信網(wǎng)絡(luò)化快速發(fā)展。在高速鐵路快速發(fā)展的同時，應(yīng)用各種現(xiàn)代化的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是必然趨勢，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