2023年铁路通信的发展趋势.docx

铁路通信的开展趋势 铁路通信网开展至今，发生了天翻地覆的变化，从模拟到数字，从电缆到光缆，从pdh到sdh，从stm到atm，从atm到ip/dwdm……。一代又一代新技术、新系统层出不穷。然而，绝大多数新技术、新系统都是应用于骨干网中，用户接入网仍为模拟双绞线技术所主宰。由于社会经济和通信技术的开展，单纯的语音业务已难以满足用户和开展的需求，特别是光纤技术的出现，以及用户对新业务，尤其是对数据业务的需求增加，给整个网络的结构带来了影响，同时也为用户接入网的改造和更新带来了转机。所谓接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里，因而被形象地称为"最后一公里"。由于骨干网一般采用光纤结构，传输速度快，因此，接入网便成为了整个网络系统的瓶颈 2铁路无线通信接入网的开展过程 20世纪50年代，中国铁路车站值班员和编组场内线路值班员开始使用列车无线调度 和站内无线 ，采用工作频率为2mhz和40mhz的电子管设备。70年代初，全部改用150mhz和450mhz频段的晶体管设备。80年代初，在编组场上推广应用携带小型的150mhz、450mhz的站内无线 。铁路沿线维护作业人员的无线 也相继推广使用。养路、施工的报警无线装置也得到迅速的开展和应用，并进行了山区隧道区段的列车无线调度 试验。形成了铁路无线通信的覆盖范围为铁路沿线的狭长地带和站场、车站所在地的区域。由于铁路沿线地形复杂、无线电传播环境恶劣，加之列车的快速移动，决定了铁路无线通信网与公用移动通信网和区域性的专业移动通信网的差异，它是一种属于线面结合、以线为主的链状网。 3铁路无线通信接入网的应用现状 由于铁路列车具有高速运动的特点，因而无线接入网在铁路通信网中占有相当大的比重。随着铁路现代化改造进程的迅速推进，从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要，这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。系统必须可以实现调度中心与车站值班员之间、车站值班员与列车司机之间、列车司机与调度中心之间的通话功能，必须可以实现线路管理区间的公务移动通信功能，同时还必须能够实现调度中心与列车司机室之间实时的双向数据通信功能。这样，专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统gsm-r（gsmforrailways）就应运而生了。gsm-railway属于专用移动通信的一种，专用于铁路的日常运营管理，是非常有效的调度指挥通信工具。gsm-r是基于分组数据的通信方式。它在gsmphase2+的标准协议的高级语音呼叫功能，如组呼、播送呼叫、多优先级抢占和强拆业务的根底上，参加了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客效劳。 4铁路无线通信接入网的开展趋势 随着铁路平安、重载、信息化及运营管理等方面对无线通信业务需求日益增多，铁路客票、机务、工务、车辆、电务等多个部门均需提供车地之间无线数据传输通道。铁路车地之间的无线数据传输需求包括：工务轨道动态监测信息无线传输；工务线路环境监测信息无线传输；客车运行平安监控信息（tcds）无线传输；电务信号设备动态监测信息无线传输；机务平安监测信息无线传输；客票查询信息无线传输。其中，客票查询信息无线传输主要是列车进站时，列车长可以手持无线终端设备向地面客票信息发布中心发送请求，以便掌握本列车当前客票销售状态，对客车上座位和铺位等进行统一管理。因此，铁路部门急需搭建全路统一的无线通信接入平台，设立统一出口，为各项应用系统等车地之间信息传递提供无线传输通道。接入平台应能与公网（gprs和短信中心）、铁路各应用系统进行互联互通，实现信息接收、存储、处理和转发，具备平安保障、日志记录和分类统计等功能 铁路通信网未来的开展趋势应该是向着与公用网相融合的方向，并到达与公用网的统一。从而使得用户无论是在运行中的列车上，还是在铁路网的覆盖区域均能够通过铁路通信网进行如同办公室一样方便的信息交流，如进行 联络、数据通信和图像传输、接入internet等。而要满足这一要求，集群移动通信系统已经远远不够，gsm（r）和现行的cdma技术也不能到达这一要求。从现在的开展情况看，惟有第三代的cdma技术才可能担当起这一重任。因此，铁路通信网的无线接入局部今后的开展方向也必须是朝着第三代cdma的方向。当然，并不是说第三代的cdma技术就可以直接用来完成未来的铁路无线接入系统的功能，如同gsmr一样，必须将铁路通信所必备的功能（如群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能）融入这一技术之中，形成具有铁路通信特有要求的公用无线通信接入网。 以铁道部的全程全网的优势全力开展如随时随地的提供铁路客货运输资讯信息、订购火车票等效劳，在列车就能享受语音、 、数据、视频、移动通信及internet等效劳。另外，考虑到铁路已经延伸到很多较为偏僻的地区，这些地区的公用通信网尚未建立起来。利用已经建立好的铁路通信网，并将其经过适当的扩容改造，比方建立单基站无线接入系统，增加移动交换功能，适应信息社会的开展，有效发挥铁路通信网在国民经济中的社会效益和经济效益。随着人们生活水平的提高和环境噪声污染的加剧，改善城市和乡村的声环境质量已经成为人们迫切的需求。噪声监测作为噪声污染防治的根底也自然成为环境保护部门的工作重点。传统的数据监测方法耗时、费力并且可靠性差，因此，环境噪声网络化自动监测系统的建设对于实现环境噪声的长时间连续自动监测具有重要的现实意义。 由于国外欧美一些兴旺国家的工业化和城市化进程比较早，环境问题的产生和相应的环境噪声监测研究与应用已有二十多年的历史，西班牙、法国及瑞典等兴旺国家已生产出全天候常年能在户外进行测量噪声的自动监测系统，并能根据监测系统提供的数据进行噪声预测软件的设计和城市规划，实现科学合理地控制城市环境噪声［1～4］。 由于环境噪声自动连续监测系统在国外城市区域的广泛应用，大大地促进了城市区域环境噪声的战略研究。有关噪声软件根据环境噪声自动连续监测系统网络的监测数据可绘制城市区域的瞬时三维立体彩色噪声谱图以显示噪声超标地段、时间［5，6］。目前，国内的大局部环境噪声网络化监测系统的结构是前端利用噪声采集终端或数据采集仪完成噪声信号的采集，然后利用显示屏直接显示噪声分贝等级，或者是利用gprs无线网络将数据上传到噪声监控中心，噪声监控中心实现噪声数据的处理、存储及噪声等级显示等功能［7］，这些方案具有费用较高、操作复杂及资源不能重复利用等缺点。因此，笔者提出基于虚拟仪器技术的环境噪声自动监测系统。 第二篇：中国铁路的开展趋势中国铁路机车车辆工业开展之路的思考 一、铁路机车车辆工业开展业绩斐然 中国铁路机车车辆工业经过几十年的努力，从无到有，从小到大，以不断升级换代的“中华牌〞产品支持了铁路运输业的大开展，为推进中国铁路的现代化作出了重大奉献。 1.1开展历程的回忆 我国铁路机车车辆工业的开展，大体经历了3个阶段。 1.2通过仿制起步，培育开发能力，闯过产业开展的幼稚期 解放前，我国没有一辆自己制造的机车，少数工厂只能担当维修任务。新中国成立后，从仿造国外机车着手，1952年制造出第1台蒸汽机车，1958年开始制造内燃机车和电力机车。通过仿制，培养了中国自己的技术力量，建立了自己的机车车辆制造业。60年代末，国产内燃、电力机车已经批量生产并投入运营，机车车辆工业成功地渡过了产业开展的幼稚期。 1.3引进吸收，自主创新，渡过产业开展的成长期 伴随着我国改革开放，铁路机车车辆工业进入了成长期。70年代，在引进、消化国外产品的根底上加强自主开发，研制了东风4型、韶山3型等第2代内燃、电力机车。进入80年代，铁路抓住扩大开放的机遇，利用技贸结合的方式引进国外机车产品，通过消化吸收，自主创新，在内燃机车的柴油机、电力机车的控制技术、半导体技术等核心技术领域取得了突破，大幅度提高了国产电力、内燃机车的技术水平和工艺水平。我国自行研制的东风 5、东风 6、东风 7、东风8型大功率内燃机车和韶山 4、韶山 6、韶山7型电力机车，以及应用新型转向架、制动机、车钩、缓冲器的客车和货车，技术含量不断提高，制造工艺日趋成熟，为铁路扩能、重载，提供了急需的技术装备。90年代初，为了支持铁路运输业应对日趋剧烈的竞争形势，机车车辆工业着手研制提速机车车辆，取得了重大突破。与此同时，铁路机车车辆工厂通过密集投资，引进和自行研制了先进的工艺装备及生产线，进行了大规模的技术改造，制造工艺和开发能力上了一个新台阶。 1.4适应铁路开展需要，全面提升产业技术水平，进入产业开展的成熟期进入90年代中期，我国已经形成了具有很强开发制造能力的机车车辆工业体系。机车车辆工业在研制生产满足重载需要的机车车辆后，又相继开发成功东风4d、东风 11、韶山 8、韶山9等准高速机车和25型提速客车，适应了提速的需要。1994年底，广深准高速铁路开行了时速160km旅客列车；此后不久，全路进行了4次大规模提速，旅客列车最高时速到达200km。以批量生产重载、提速机车车辆为标志，我国机车车辆工业开始进入产业开展的成熟期。2022年以来，具有我国自主知识产权的交流传动高速电力机车“奥星〞号落成出厂；我国生产的“先锋〞号交流传动电动车组在广深线创造了250km／h的试验速度。这标志着我国在铁路牵引动力技术的前沿领域开始融入国际开展大趋势。机车车辆的开展趋势 列车方案选择的原那么是。电力牵引功率大、经济性好、利于环境保护，；符合额定功率、空气动力学、粘着力和加速力方面要求。 2.1机车电气设备的开展趋势 随着微机技术开展，机车车辆已开始开展总线网络技术，机车电气设备将面临着能与总线对话的要求，智能电器开展已成当务之急。开展智能电器的关键技术 是采用大规模专用集成电路和单片机、高精度传感器、脱扣器功能电路设计、系统合成等。智能电器能记录显示电路参数（电压、电流、功率因数），存储故障工况，便于查询、分析研究。智能电器能扩展保护功能，如主断路器实现di/dt，it保护，能与电机热特性曲线密合的电子式热保护器。智能电器还能进行自我诊断，例如测量剩余电寿命。智能电器将大大提高电器产品技术性能。智能电器要求产品的电磁兼容性能大大提高。电磁兼容性应包含两个含义：一个是不干扰别的设备，另一个不受别的设备干扰。对于主断路器等大型电器其控制电路同样要进行电磁兼容试验;同时主断路器开断时引起的过电压要小，要求真空断路器的截流值要小。各种电磁线圈开断时均应释放能量，以减少干扰信号。随着微机控制的开展，有接点电路越来越简单，要求接点可靠性越来越高。环境污染对产品可靠性影响很大，开展真空电器和密封充氮电器对提高产品耐环境污染能力有很大好处。为了适应环境条件要求，开展系列机车车辆专用密封电器成当务之急，如变流机组由风冷向液冷、热管冷却开展，无空气污染硅元件绝缘技术提高了其耐环境能力。密封电器的电气平安可靠性高、维护工作量很少，甚至能设计成免维护;制造本钱虽然提高，但逐年的维修保养费用却大大降低。实现直流接触器以及继电器的全密封式设计具有相当重要意义。设计真空型交流电器也是开展方向。 机车电器开展的关键技术问题是如何提高可靠性和使用寿命，该问题已在行业中得到共识，在国内外也都得到重视。开展智能电器、耐环境电器，研发高性能、多功能、模块化结构电器对提高可靠性是有益的;但实践运用80%是由于设计不完善引起