无线通信系统在铁路通信中的探究与应用

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:周炳成
[导读] 摘要:铁路工程是我国道路交通系统中的重要角色,在交通运输方面发挥的积极作用是显而易见的,随着国家对铁路工程建设力度的不断加大,我国的铁路运输网得到大幅度扩展,运输效率也因为机车提速而有效提升,在铁路工程运行过程中,运行安全一直牵动着各界民众及相关部门的心,而铁路通信系统对于铁路运行安全具有决定性作用,因此,强化铁路工程通信系统的高效性与科学性成为促进铁路系统运行安全的重要手段。
        中铁十一局集团电务工程有限公司  湖北省武汉市  430000
        摘要:铁路工程是我国道路交通系统中的重要角色,在交通运输方面发挥的积极作用是显而易见的,随着国家对铁路工程建设力度的不断加大,我国的铁路运输网得到大幅度扩展,运输效率也因为机车提速而有效提升,在铁路工程运行过程中,运行安全一直牵动着各界民众及相关部门的心,而铁路通信系统对于铁路运行安全具有决定性作用,因此,强化铁路工程通信系统的高效性与科学性成为促进铁路系统运行安全的重要手段。基于此,本文就重点分析无线通信系统在铁路通信中的探究与应用,希望能为保障铁路工程安全运行做出一点贡献。
        关键词:无线通信系统;铁路通信;应用
        引言
        我国是以人为本的社会主义国家,不管在任何领域中,都是将安全放在第一位,对于铁路系统而言,安全运行更是尤为重要,铁路通信系统与铁路运行安全息息相关,随着无线通信技术的不断发展和进步,一些安全高效,低时延的无线通信系统得以问世,将该种通信系统应用于在铁路工程,能够充分促进铁路通信的智能化与信息化发展,有利于为铁路系统运行提供更为可靠的安全保障,深入探索无线通信系统在铁路通信中的应用,对于铁路系统发展来说具有明显的积极意义。
        1 无线通信系统接入
        要提升铁路通信网络质量以及服务种类,就需要依靠无线通信系统,并对其进行完善和优化。当前无线通信技术以移动网络为代表的技术,该技术在近年来得到了较好的发展,其所能够提供的无线网络服务,无论从质量上还是从内容上都得到了较好的提升。在铁路运营过程中,针对不同的需求,通常会将无线网络技术进行技术分类,以满足各类不同的需求。
        1.1 无线通信系统的接入技术需要临时调整
        随着无线通信技术的不断完善进步,近年来在应用过程中取得了巨大的技术飞跃,在铁路运营过程中,无线通信技术为铁路的网络发展提供了重要的技术支持,但其本身仍然存在一定的问题,在具体的铁路通信技术实施过程中,仍然需要对无线通信网络进行调整和优化,要保证通信系统能够有效接收和发送铁路运行过程中的各类电力信息。除此之外,还要保证在各个岗位和环节使用无线通信系统时,对不同的岗位层级设置不同的权限,以此来保证无线通信系统的安全问题。
        1.2 重视抗干扰在无线通信系统接入中的应用
        网络信号的传输过程中,会受到各种各样因素的干扰,为了避免强烈的信号干扰对铁路运营造成影响,就需要对网络传输全过程进行抗干扰措施。因为铁路在运行过程中使用无线通信网络,因此对网络产生干扰的因素较多但通常分为两种主要类型,即有针对性的干扰和无针对性的干扰。无针对性的干扰是不同的信号传输码间干扰和多少干扰,而有针对性的干扰是瞄准干扰和频带干扰。在铁路运营系统中的网络应用技术应当加强对这些干扰形式的分析和研究,并建立相关机制来消除干扰,提升铁路运营过程中的无线通信效率和质量。
        1.3 要重视数据冲突问题
        在铁路运营过程中所使用的无线通信技术,其传输和接收数据的过程中会因为通信信道本身的限制无法进行有效的信息传输和接收,这对无线网络技术产生了较大的阻碍。针对铁路运营系统中的无线通信技术,在其发展过程中,需要进行研究和分析并提出解决方案,同时要加强无线通信网络的检测机制,通过不断的优化和完善,对数据传输过程中产生的阻塞问题进行有效处理,保证无线网络系统能够正常发送和接收数据。


        2 无线通信系统在铁路通信中的运行和应用
        2.1 无线通信系统——GSM-R
        在铁路运营过程中所采用的无线通信系统通常是一种具备多种功能的综合性通信系统。较为常见的是GSM-R系统,该系统应用在铁路运营过程中的部署,能够实现在其覆盖范围内的语音呼叫服务,近年来通过对该系统的研究和拓展,实现了通过该系统来辅助列车调度的相关功能。GSM-R系统通常包含运维,终端,交换,和网络等四大系统。传统进行语音呼叫时的无线通信系统采用的是2G通信网络,近年来无线网络技术出现了突飞猛进的发展,3G4G接连出现使无线网络技术的质量传输效率都得到了极大的提升,这对铁路运营系统所使用的无线通信技术给予了巨大的技术支持,在采用2G网络的过程中通过沿途的基站覆盖实际数据连接,在这种网络传输过程当中的诸多限制使得其无法满足当前铁路运营所需要的无线网络需求。随着3G4G的普及,5G也进入了试用阶段,铁路运营系统中所使用的无线网络技术应当紧紧跟随无线网络技术的发展,以此来不断满足铁路运营过程中对无线网络的需要。从技术角度上来讲,GSM-R技术具有自动寻址的能力,通过这种技术可以极大的提升网络在传输过程中的管理效率,在具体的使用过程中,从岗位的员工发送制定不同的代码,当司机在开展作业过程中,系统就会依据司机所携带设备的相应号码实现自动连接,以此来实现数据传输以及呼叫等相关功能。自动寻址还能够与铁路运营过程中的调度系统进行融合,在具体的应用过程中,可以通过调度系统进行两种应用模式,一种是对某一段号码中包含的诸多设备进行呼叫,另一种是对单一设备进行呼叫。这种分离式点对点和点对面的呼叫系统使得铁路的调度工作得到了效率提升,除此之外该呼叫系统还能够在信号传输的过程中保持其基本的安全性能。铁路运营过程中会出现各种各样的风险,紧急呼叫功能就称为了重要的系统功能,通常铁炉采用的紧急呼叫为GSM-R技术,相比较传统的广播呼叫GSM-R2系统有着非常高的优先级,紧急呼叫系统也分为紧急列车呼叫和紧急调车呼叫,这两种呼叫系统都依赖于列车内部的移动通信网络。
        2.2 LET系统结构
        要想了解L1T系统的内部结构特征,首先要对LED系统的功能性入手对其进行了解,LED系统包含NB功能,该功能能够在保持原系统中的nodeB功能正常实施的前提下,将RNC中所包含的mac功能以及rrc等相关功能进行无线资源管理。之外LED系统中包含MME功能,实现该功能的核心构建是SAE系统,MME系统在L ET 系统中的主要作用是帮助用户能够快速的介入网络,并开展呼叫控制等相关指令,且在管理的过程中要保持与管网的分离状态。大多数MME功能的主要作用是帮助拓展远程部署的命令,保证系统在运行的过程中的灵活性和全面性。
        2.3 LTE
        当前LTE技术是以介于3G和4G移动网络作为基础所进行的网络远程管理功能,也可以理解为列车运营过程中的移动网络从3G到4G的过渡技术,业内有时会称LTE技术为3.9G技术。该技术依托于ofdm和Mamo技术,其技术特点所展现出的传输能力介于3G和4G之间,这种新的移动网络技术相比较传统的网络技术本身采用较为扁平化的结构,使得其在组建的过程中得到较好的成本控制,不需要较多的资金投入便能够实现于3G或4G技术等同的网络传输能力,同时具备较好的全面性和灵活性,其本身较强的抗干扰能力是铁路运营过程中应用LTE技术的主要原因,其抗干扰原理是对干扰信号进行转换,将干扰信号转换为通信信号取得了较好的抗干扰能力。
        结束语:
        铁路系统具备强大的运输能力,而铁路运行安全则是关系到广大民众生命财产安全的大事,一旦发生安全事故,将会造成难以估量的重大损失,鉴于铁路通信对于铁路运行安全的巨大影响,相关人员应加强铁路通信对无线通信系统的应用研究,借此提高铁路通信的有效性和及时性,为铁路安全运行保驾护航。
        参考文献:
        [1]袁晓莉. 5G无线通信及在铁路通信系统中应用探讨[J]. 数字通信世界,2021(4):184-185.
        [2]闫秋雨. 关于无线通信系统在铁路通信中的应用及运行探讨[J]. 中国宽带,2021(5):18,20.
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