无线通信技术发展趋势探讨

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【摘 要】无线通信技术一项重要的通信技术，近些年来在社会的各个领域都得到了广泛的应用，尤其是在铁路的行驶、调度中。伴随城市化进程的加快，我国的高铁、轻轨以及地铁等城市轨道交通大力发展。通车里程更长、运营速度更快，给铁路的无线通信技术发展提出了更高要求。本文就铁路方向上无线通信技术的发展趋势做几点探讨。
【关键词】无线通信；铁路运营
1.铁路无线通信的特点
对大多数人来说，铁路已经不再陌生，就是火车行驶的铁质轨道，不过这只是传统的侠义上的理解。现代的铁路不单单是指火车行驶的铁质轨道，高铁、地铁行驶的轨道也统称为铁道或铁路。铁路无线通信就是火车、高铁以及地铁在轨道上行驶时用到的无线通信技术。它是一个复杂的信号传输系统，不只是列车乘务人员以及列车乘务员与车站值班人员之间的语音通讯系统，还包括车次传输系统、无线电子闭塞系统、列车防护通信等等，其主要特点包括以下几点。
1.1结构复杂
铁路无线通信包含多种信号传输系统，其结构复杂是一大特点。有用于列车站场工作人员语音对讲的语音传输系统，有用来传送车次信号的无线车次传输系统，有用来引导列车行驶的无线导航系统等等。复杂齐全的无线通信系统，使得列车在行驶中能够完全接受各路信号，便于列车驾驶员对行驶列车进行及时操控，是确保铁路运营安全的前提。
1.2精密
铁路无线通信系统结构虽然复杂，但很精密，灵敏度很高。现代铁路交通一般里程较长，途径地域也多，各个路段的无线信号很容易受到外界干扰，铁路无线通信的精密性特点，可以让列车在复杂的信号环境下正常接收铁路无线信号，引导列车正常行驶。
1.3移动性
所谓移动性，是指铁路上的无线通信大多数是在行驶的列车上的实行收发的，列车在高速行驶下对一些列的铁路无线信号实现收发、解调，并根据信号指示引导列车正常行驶，完成中途列车避让、列车进站、列车离站等调度行为。移动性是铁路无线通信的主要特点，也是实现无线通信的技术难点。因为铁路无线通信的主体是行驶的列车，高速行驶的列车对于无线通信信号的方向、强度有着一定的要求。
1.4分段传输
因为铁路通车的里程较长，列车行驶速度较快，只靠一个无线通信信号收发站来完成对列车的全程引导是不可靠的，也是不可能的。分段传输，将列车行驶的里程分成几小段，每段设置一个铁路无线通信站，即车站，来对列车进行无线通信信号的引导。
2.现代铁路无线通信的应用
现在无线通信技术在铁路上的应用已十分成熟，不管是火车、高铁还是地铁都有着功能多样的铁路无线通信系统，主要有以下几项。
2.1车次编号发送系统
列车离站或进站前，机车司机通过数字键键入车次号，由显示器复示，司机确认后。由车载CPU 控制编码进行调制，并通过无线列调或专用电台发射到下个车站，以便下个车站做好列车的引导作业。而当列车进站时，利用机车司机呼叫车站值班员的3-5秒时间内完成车次号的再次传送，经值班室仪器解调后传输并显示给行车调度员，完成当前进站列车车次号的报道并进行列车跟踪引导进入合适的挡位。
2.2站场调车通信系统
铁路站场调车过去采用灯光、叫笛等原始设备进行信号传输，安全性极低。 铁路电务部门首先把无线通信引入站场调车并取得了成功。缩短了车辆停场时间，提高了调车效率 。通过每隔3～5公里范围在铁路两旁的护栏上设置10～15个独立的无线通信装置，来传输语音、音响 色灯信号等信息，也可传送卫星定位信息和数据信息，对进站列车进行减速、避让的指挥引导。而工作人员可随身携带语音发送设备，通过中央控制台对各个无线通信装置予以信号指示。
2.3铁路闭塞系统
铁路闭塞系统是一种列车安全防护系统，当列车进站的车次信号传送到车站值班室以后，值班室通过中央控制台对铁路地面的无线通信装置进行参数设置，只有参数和列车车次号一致的列车才能进入该路段，而参数与列车车次不一致的列车不能进入该路段，实行铁路闭塞。同时，车站也可用探询方式对列车作自动应答，解除原封闭区间，同时操纵本站出站信号机和下一进站信号机，启动转辙机和相应的信号标志，排好进路，保证进出站列车的安全。
2.4卫星定位系统
铁路运输效率与车重、车速、密度三大因素有关，其中车速和密度是靠信号设备来保证的。在中、低速行车时信号对行车控制十分有效。但如果列车行驶速度很大，就会没等机车司机看清地面信号反应过来，信号机就一晃而過了。因此自动闭塞路段长短的划分就成了一个难题，也存在着安全隐患。而卫星定位系统可以通过实时的遥感探测技术对行驶列车进行实时跟踪，迅速掌握列车位置、速度、密度，并通过地面控制中心的无线通信装置予以传达，经地面控制中心分析作出引导方案。
2.5列车防护通信
当列车发生意外事故脱线或翻车时，可能侵入邻线，造成突发事故。此时脱轨机车的乘务员如果能及时发出无线报警信号，在1.5公里之内其他行驶机车收到信号后立即采取刹车减速措施，就会避免事故发生。为了避免意外，高速列车上安装了列车防护通信，防护通信包括控制键、频率合成器、发讯机、接收机、告警器，其中控制键由玻璃密封，设置在各节车厢，需要时打碎玻璃盖、接下控制键，可以发出2瓦功率的告警信，在1.5公里范围内所有机车上的防护装置将被启动。如果机车司机来不及处理，列车将会在5秒钟内启动与防护装置相联的自动停车装置进行紧急停车。
3.铁路无线通信的发展趋势
伴随城市化进程的加快，我国的铁路建设也大力发展。京臧铁璐、京沪高铁、穿江地铁等新的交通干线陆续建成通车，使得一系列新型铁路无线通信技术得以实验运行，为我国铁路无线通信的发展趋势指明了方向。
3.1铁路无线通信数字化传输
将铁路无线通信信号实现数字化传输，可以有效避免信号干扰，使得列车可以在更为复杂的地域环境下行驶。另外数字化的无线通信信号也容易与现代的计算机技术结合，实现铁路无线通信的自动化控制。
3.2三网联合
即实现铁路无线通信传输网、互联网以及电视广播网的三网联合，利用互联网和电视广播网的高速、高质量通道，实现铁路无线通信信号的高速、高质量传播。
3.3现代蓝牙技术
蓝牙技术是一项在移动终端运用的无线传输技术，速度快，质量高。将铁路无线通信与蓝牙技术产品相结合，可以实现近距信号传输的高速和高质量。通过佩戴特制的蓝牙耳机，可以大大减少设备安装、调试时间，携带也方便。
3.4全程卫星导航
之前我国的铁路无线通信，卫星定位只是用来收集列车的行驶情况及列车密度，辅助地面控制中心对车辆加以引导。而现在的卫星导航系统可以通过高质量的无线通信直接对行驶列车进行引导，自动化、智能化水平进一步提高。
无线通信技术是现代的通信领域应用最广泛的通信技术，它的发展趋势影响着各个行业，不只是铁路通信，现代的手机、气象探测以及互联网技术都是以无线通信技术为基础的。因此，要取得科学技术的进步，发展无线通信技术有着重要意义。 [科]
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