高速铁路通信技术应用探讨

高速铁路通信技术应用探讨

杜鹏

悉地（北京）国际建筑设计顾问有限公司天津分公司 天津 300051

摘要：目前，我国的铁路运营里程已达到万公里级规模，铁路建设已进入了追风时代，未来居民的出行将更加的快捷和方便。这也推动了我国铁路向更高的阶段迈进，真正进入了高速铁路时代。高速铁路的建设是一个庞大而又复杂的经营活动，高速铁路的建设不仅投资大、涉及范围广，而且施工时间长同时具有很多不确定性。如今高速铁路网已全面建成，为了确保铁路的安全运行，在高速铁路的建设项目中引进了更多的通信技术以此来提高铁路运行的安全性和可靠性。

关键词：高速；铁路；通信；施工技术

引言

近年来，通信行业发展迅速，华为、中兴等一批通信公司在技术研发方面持续的高投入，推动了整个通信领域技术的快速进步，铁路通信的技术更新速度也在加快。但总体来看，铁路通信由于可靠性要求高，其技术体系选定比较保守，多采用经过长期考验的成熟技术，其施工要求也更为严格和细致。

1．高速铁路通信的主要系统

高速铁路通信系统包括16个子系统：传输系统、GSM-R数字移动通信系统、铁路调度通信系统、数据通信系统、电源设备、电话交换系统、会议电视系统、应急通信系统、数字同步及时间分配系统、综合网络管理系统、综合视频监控系统、通信设备房屋电源及环境监控系统、通信线路、综合布线、室内设备和箱式机房、接入网等。其中，铁路调度通信系统、应急通信系统是铁路通信为确保行车调度命令通畅所开发的独有系统。

1.1 传输及接入系统

高速铁路传输网一般由骨干层和接入层组成。骨干层多采用链式拓扑结构，在调度楼、沿线各主要车站设置STM-64传输设备节点，主要为链式环提供一层保护，接入层某个节点设备故障后，可以通过骨干层设备迂回，确保其他接入层传输设备正常运转。骨干层主要传递和备份重要2M业务通道。骨干层采用双径路光缆保护，一条径路的光缆中断后，不会影响数据传输。接入层一般由STM-4传输设备沿铁路线路逐站设点组环，以满足沿线的通信传输需要。

1.2 GSM-R数字移动通信系统

GSM-R无线系统包括核心网、无线子系统、和手持终端。GSMR无线通信系统参与行车控制，它承载了无线闭塞中心（RBC）与车载设备之间的信息交换数据，从而使RBC生成行车许可，使列车在RBC的管辖范围内的线路上安全运行。

GSM-R系统在沿线设BTS基站设备，采用单网交织冗余覆盖方案，确保整个系统安全有效。在空旷区域通过基站铁塔天线提供高度重叠空间覆盖，在隧道弱场区采用光纤直放站结合天线/漏缆提供冗余覆盖。

2．影响高速铁路通信技术的因素

2.1 设备和材料

施工材料的好坏直接关系到通信工程的稳定性和持久性，好的材料可以为通信系统提供有效的质量保障，可以使施工技术得到应有的发挥，反之，不合格的材料不仅会给铁路通信造成整体质量上的影响，还有碍通信施工技术的应用，甚至酿成重大的交通事故。通信施工设备中使用到仪表和仪器这些精密设备的质量不好，将会直接影响通信技术的发展，而且会在一定程度上影响铁路通信施工的整体质量。

2.2 人为因素

高速铁路作为一个客运量比较大的轨道交通，人为因素对铁路通信施工技术有着重要的影响，其承载人员的素质、管理人员的技术水平、施工人员的专业素养贯穿铁路通信施工整个过程，影响着整个通信施工技术的质量。

2.3 环境因素

铁路通信施工的环境一般包括施工环境、管理环境和自然环境。施工环境主要说的施工现场的安全、施工人员的饮食以及施工用到的设备；管理环境是通信施工中涉及的利益多方在通信施工管理上和组织协调上的关系；所谓自然环境就是通信工程当地的气候现象和地质特征，在铁路通信项目施工中对这些环境因素的了解和分析，是保证通信施工技术提高的重要举措。

3．高速铁路通信关键技术分析

3.1 光电缆线路施工

高速铁路的光电缆施工不同于其他的光电缆线路施工，它在施工过程中不需要开挖沟壑，只要做好对光电缆线的敷设工作即可。光电缆敷设时要做到全线的朝向的统一，严格按照光电缆前期的配盘顺序进行施工，接头的位置要按照预先测量好的里程点进行对接，方便后期维护人员对光电缆线路进行维护管理。在高速铁路通信光电缆施工过程中，如果出现人工抬放光电缆时，一定要注意抬高光电缆的高度，避免光电缆着地擦破光电缆线的外皮。敷设光电缆线的过程中禁止对光电缆线扭曲和破坏，避免大衰耗点的出现。

3.2 铁塔工艺

铁塔施工属于高空作业，需要特别注意施工安全。铁塔抵达现场后立即进行分节安装，合理安放。防止发生碰撞过大引起的变形或损坏，钢构件存放场地应平整，塔件按类型和安装次序分区存放，支点应稳固，防止下划。铁塔组立时，每节先安装塔体中柱（中柱重量轻，可不用特殊工具直接安装）。利用中柱，安装爬杆和滑轮，依次安装塔柱及斜撑、平撑、连接撑等。安装好每段后，提升拔杆至边柱，安装上一层的中柱，以此类推。

3.3 站场通信

铁路通信系统中最重要的就是站场通信，通过站场通信可以与外界取得联系，可进行铁路运输的客运广播，与站场内的工作人员随时保持联络，实现信息的实时共享。分析系统涉及不同的电话系统，对站场通信的顺利执行起到了重要的基础保障作用。这些不同的系统与铁路的值班台构成了一个总的系统，通过相关接口与分析系统的连接实现了站场通信的正常运行。

3.4 音频通信

列车中通信有多种不同的类型，音频通信作为其中的一种，对于高速铁路在运输中发挥着重要的作用。高速铁路在运输时具有平稳快速的特点，要根据无线列车的实际调度处理进行电力运动分析才能接入音频通道，设置环路以及磁石等系统接口来提升音频传输的质量，保障音频通信的稳定性。

3.5 漏缆工艺

根据定测结果及设计图纸对漏缆进行配盘，不同隧道内漏缆不应配在同一个盘上。配盘表完成后发给供货方，可根据施工安排提前编好供货次序，特别是隧道吊夹等零配件，以免影响现场施工。

漏缆施工时，应根据现场情况加工制作隧道施工专用作业车。如果施工时隧道内未上砟铺轨，则作业梯车底部应加工成可在地面移动的四轮底盘，如隧道内已经铺轨，则梯车底部应加工成可卡在轨道上移动的火车轮轨的式样。作业车高度需提前设计完善，作业平台需适合漏缆施工。施工时，作业人员站在平台上进行夹具安装，下面需有2人扶持固定，并推动前进，发电机及材料可放在梯车一同移动。

4．高速铁路通信技术未来发展趋势

未来，在高速铁路通信系统中，随着对车地移动通信承载需求的加大，应更加紧密地与高速列车控制和列车调度相结合，这将给通信系统的传输性能、可靠性和安全性等诸多方面带来挑战。在通信系统施工当中，特别是既有运营线路的改造施工中，技术逐渐向模块化、预制化、快速化发展。同时，结合旅客们对通信和网络的高品质需求，在提升旅客网络服务质量的同时，部分设施必然要与公网融合共用，从而实现高速移动时的无线上网能力。

结语

高速铁路的通信技术关乎铁路的安全运行，是通信施工单位生存发展的基础。因此，要不断地提高通信技术在铁路中的应用，适应新时代对通信技术的发展要求。实现我国高速铁路智能化、自动化的管理，满足旅客对铁路通信网络的需求，实现高速移动的无线上网需求，推动我国高速铁路通信施工技术的有效发展。

参考文献

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[3]孙海林.高速铁路通信施工技术探讨[J].中国新技术新产品,2019,(1):117-118.