铁路信号系统中无线通信技术的应用探究

发表时间:2020/11/16   来源:《工程管理前沿》2020年8月22期   作者:刘克
[导读] 现阶段随着时代的发展,网络信息技术随着时代的进步而慢慢走上台面
        刘克
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        摘要:现阶段随着时代的发展,网络信息技术随着时代的进步而慢慢走上台面,中国的铁路信号系统也渐渐向着这条路线靠拢,并因此在无线通信技术上有了长足的进步。无线通信技术在铁路信号系统里面大展拳脚,不但可以缩减铁路信号系统的成本,还可以保证铁路运转的稳定性。
        关键词:铁路信号系统;无线通信技术;应用
        引言
        现代城市交通建设中,轨道交通建设是尤为重要的内容,这是因为轨道交通具有用地省、运能大、运行时间稳定的特点,对促进城市发展、交通发展都具有重要的意义。但是轨道交通在建设过程中也具有一定的局限性,比如铁路交通的地下空间较为狭小、紧张,所以不利于各类通信电缆的敷设。而通信系统对轨道交通建设而言尤为重要,其直接关系到轨道交通的运行和安全。基于此,就需要根据铁路交通的特点和需求,加强对通信系统建设方面的研究。无线通信技术是利用电磁波信号进行信息传播、交换的一种通信方式,其传播不受通信电缆敷设的限制,所以可以解决铁路交通通信系统建设的问题。而分析现代铁路交通无线通信技术与应用也显得十分重要。
        1无线通信技术主要有四大特点
        第一,对铁路的运行状况可以做到了如指掌,不但能够提升资源的利用率,降低能耗,还能够制止列车速度过快的情况,使列车的运行更加稳定,更加高效。第二,能够提升铁路信号系统的安全性和管理水平,列车的控制系统能够根据实际状况和操作状态,通过计算机的辅助进行自我调节,进而能够提高系统运营的效率和质量。第三,充分利用无线通信技术,可以降低中继设备的使用率,比方说地面信号的设备,进而降低了铁路信号系统的成本,降低了系统设备维修护养的资金。第四,无线信号的适应性特别高,它可以提升列车运行的速度,还可以在距离较远时修调系统的参数。但是,无线通信技术在铁路信号系统当中,也不是都是优点,全无弊端,像是系统中的某些设备的价格比较高,列车运行的速度与输送电码的速率符合程度不是很高等都是亟待解决的问题,信息技术的应用性和延展性还有很大的提升,即便这些问题在短时间内解决不了,但是不久的将来一定能看到信息技术的进步。
        2铁路信号系统中无线通信技术的应用
        2.1优化网络架构
        在无线通信技术应用期间,网络架构对无线通信技术的应用产生了一定的影响。实施网络架构优化能够优化运维机制。相关的技术人员能够借助端口访问技术,设置网络访问权限,从而提高网络的安全性。用户在使用无线通信技术时,可以通过对IP地址的绑定设置,确保用户网络使用的安全性,同时用户可输入网络密码,然后通过相应的认证,确保网络使用符合预期效果。为了有效提高网络使用的安全性,需要通过运用技术提升网络的安全性等级,进而管理和掌控网络,实现局域网和远程网的连接,从而为用户提供良好的网络环境。此外,用户在具体使用期间还可以加密IP地址,再次加密网络环境,确保其安全性。
        2.2车辆无线通信技术
        顾名思义,车辆无线通信技术被应用在行驶中的车辆上,可帮助此类型车辆实现移动通信。在实际应用方面,车辆移动通信技术所传输的信息具备即时性特征,而其信息传递类型则包含以下几种:①交通路况信息。利用车辆无线通信技术可实现对智能交通系统信息采集和调度结果的直接汇报。比如,以交通广播形式播报城市交通情况,告知所有行驶车辆拥堵信息和路面情况等。现阶段,车辆无线通信技术的应用已经十分广泛,为提高交通调度有效性提供了极大帮助。②车辆监控信息。借助于车辆无线通信技术,可以实现对车辆运行情况的有效监控,而相关信息也大多被直接传送至驾驶员终端设备,可极大程度地提高车辆管理和调度效率。③驾驶信息。车辆无线通信技术能帮助驾驶员之间实现信息互通,为他们深入了解不同区域的交通情况奠定基础,而且还可传递驾驶文明标语等信息,实现对交通管控的有效辅助。④车辆安全信息。

此时,车辆无线通信技术主要被应用在车辆系统控制上,可以提供大量有关于车辆安全的信息。比如,车速、车况和车位等信息,可以为车辆安全提供巨大保障。
        2.3关于微机联锁的解析
        把无线通信技术运用到微机联锁里面,主控中心就可以了解到道口情况和信号机的状况,再经由道旁接口单元接收到的指示,就能够把控道岔和信号机的动作。并且,经由无线通信技术,控制部门也可以和接口单元产生关联,在接完现场设施和电缆后,便能够检查和把控住辅助的系统。但目前,无线通信技术在微机联锁里面的运用,会提升一部分的成本,一些规模不小的车站会扰乱无线信号,影响其作用的发挥。所以,无线通信技术在微机联锁里面还未取得特别普遍的运用,但这也从侧面说明,无线通信技术在微机联锁中的远景还比较广阔。
        2.4Zigbee技术及应用措施
        Zigbee技术也成为紫峰协议,是基于IEEE802.15.4标准的一种无线通信技术,其具有短距离、低功耗、低数据速率、自组织的特点,目前在各种工业现场的遥测遥控领域中都有着广泛的应用,且发挥着重要的作用。Zigbee在室内可以达到30~50m的作用距离,如在室外空旷地带,其作用距离可以达到400m。基于Zigbee技术低功耗、低成本、低速率、远距离的特点,也可以加强其在铁路交通无线通信系统中的应用。铁路交通备用系统电池状态的监测对地铁供电系统的运行起到了至关重要的作用,但是地铁备电系统电池组数量较多,如果每个电池采用专用电缆的方式进行通信,则会造成较大的成本,而通过应用Zigbee技术就可以有效解决这些问题。在具体应用过程中,可以在每个被检测电池组及测量端子处安装Zigbee终端模块,通过自组网方案,以一定数量的终端模块作为群组,向中继Zigbee传输检测数据,最终将传输的监测数据上传至检测系统微机管理系统中,就可以对备电系统电池状态进行有效监测,进而为地铁供电系统的可靠运行提供保障。
        2.55G通信技术及应用措施
        5G移动通信技术的轨道交通无线通信系统,可以实现高达1Gbit/s的通信速率。MIMO大规模天线技术的应用,可以使得无线接入层的频谱效率和接入终端数量有10倍以上的提升,且通过引入MEC技术,还可以将业务“下沉”到车站接入网侧,为乘客带来零时延的体验。作为新一代移动通信技术,其具有高可靠、低时延的特点,对解决目前铁路交通无线通信系统存在的时延长、故障频繁、干扰多的问题具有重要的作用。在5G通信技术具体应用中,可以利用LTE-A技术构建车地无线通信系统核心网络,LTE-A技术具有融合性高的特点,有利于构建高可靠、低延时的轨道交通无线通信系统。在5G通信技术具体应用中,还可以利用MIMO增强技术来实现接入层的大规模高密度的无线网络覆盖,MIMO增强技术的应用可以在很大程度上提高频率效率和系统容量。
        结语
        在修建铁路的时候,铁路的信号系统时一定要建立的,虽然其成本不算很多,但是其价值却是不可以小觑。无线通信技术可以使列车的运营更稳定,更高效,可以提升铁路信号系统的管理水平,可以降低中继设备的使用率,并且适用性还特别强,能够调整参数,提升速度,所以无线通信技术在铁路信号系统中仍然拥有不断发展的余地,使其充分利用起来,能够降低铁路信号系统的成本,还能够保证铁路在运转时候的快速性和稳定性。所以,无线通信技术在铁路信号系统里面的远景还是比较丰富,未来肯定会能得到更多的运用。
        参考文献
        [1]熊珂.浅谈无线通信技术在铁路交通通信业务中的应用[J].数字技术与应用,2019,37(10):29-30.
        [2]孙贇.铁路交通无线通信专网综合平台构建分析[J].信息通信,2019(5):91-92.
        [3]李俊亮.铁路交通中无线通信技术的应用研究[J].电子测试,2018(24):128-129.
        
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