王鵬?翟旺勛

摘要：鐵路交通系統(tǒng)是我國交通的重要組成部分，在我國鐵路建設(shè)活動中運用LTE-R技術(shù)，有利于提升鐵路系統(tǒng)的信息通訊應(yīng)用質(zhì)量。在未來通信網(wǎng)絡(luò)中，鐵路通訊系統(tǒng)將會朝著更安全、更穩(wěn)定的方向發(fā)展，LTE-R技術(shù)應(yīng)用下的通訊信息含量更大。文章從鐵路建設(shè)中LTE-R技術(shù)的應(yīng)用特點展開討論，提出幾點有利于提升鐵路通訊質(zhì)量的可行性建議。

關(guān)鍵詞：鐵路系統(tǒng)；LTE-R技術(shù)；交通體系；主要性能；鐵路建設(shè) 文獻標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U22 文章編號：1009-2374（2017）01-0037-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.018

1 LTE-R技術(shù)在我國鐵路的設(shè)計系統(tǒng)重點分析

在技術(shù)實現(xiàn)上，我們需要向西方國家學(xué)習(xí)鐵路電氣自動化通訊配合技術(shù)。在多種電氣技術(shù)混合使用與項目開發(fā)的過程中，可以不斷地積累通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗。在動力定位通訊設(shè)計程序控制中，技術(shù)人員應(yīng)該從提高自動化可靠性的角度出發(fā)，開展通訊整體結(jié)構(gòu)設(shè)計工作的細節(jié)優(yōu)化建設(shè)。

從整體上來說，為了更好地保證不同通訊設(shè)備和電氣能源結(jié)構(gòu)在鐵路上的配合應(yīng)用，技術(shù)人員采用一定的優(yōu)化手段減少通訊功能使用上的限制。在設(shè)計次序上，技術(shù)人員首先要做好DP設(shè)備的等級分析，從環(huán)境條件的優(yōu)化入手，開展鐵路電氣設(shè)備的最大設(shè)計功率分析。做好高速列車結(jié)構(gòu)的推力器配置分析，從電力負荷和單線圖簡化設(shè)計出發(fā)，促進鐵路機車載體DP能力分析的深入實現(xiàn)。在DP鐵路動力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)和機電自動化控制中，使用FMEA分析方法，使DP系統(tǒng)下PEMA鐵路電氣自動通信系統(tǒng)的可靠性整體實現(xiàn)。使用DP系統(tǒng)還應(yīng)該實現(xiàn)鐵路通訊設(shè)備LTE-R技術(shù)的優(yōu)化布置，重點開展鐵路通道信號容量MVA分?jǐn)嗄芰Φ慕ㄔO(shè)，從而提高自動化通訊系統(tǒng)的可靠性。

2 LTE-R技術(shù)在我國鐵路的管理平臺技術(shù)應(yīng)用分析

打造科學(xué)的列車通信系統(tǒng)管理平臺，技術(shù)人員應(yīng)該做好車載信息系統(tǒng)乘務(wù)員應(yīng)用界面中整體控制系統(tǒng)的分享設(shè)計工作。做好車載信息系統(tǒng)列車站應(yīng)用界面、車載信息系統(tǒng)列車長應(yīng)用平臺和列車無線信息平臺應(yīng)用功能板塊開發(fā)工作，優(yōu)化車載無線應(yīng)用平臺接入口處的乘客入口網(wǎng)絡(luò)信息接入方式，提升網(wǎng)絡(luò)界面瀏覽速率。

在LTE-R技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下的列車運行控制活動中，技術(shù)人員應(yīng)該對實現(xiàn)方式進行優(yōu)化。其中，列車控制系統(tǒng)的信息傳輸活動中，電路域數(shù)據(jù)傳輸與接入實現(xiàn)中，無線閉塞中心（RBC）至CTCS-3及車載設(shè)備之間的通信，應(yīng)該滿足前期的列控方案設(shè)計的需要。機車同步操控信息傳輸活動，需要滿足重載組合列車主從機車通信的強度和頻率設(shè)計要求。調(diào)查機車信號和監(jiān)控信息傳輸?shù)南嚓P(guān)活動，需要嚴(yán)格按照調(diào)車機車與地面監(jiān)測主機通信的制式標(biāo)準(zhǔn)進行建設(shè)。鐵路通訊活動中，總調(diào)度指揮室采用語音調(diào)度通信控制的方式，對調(diào)度員、車站值班員與司機之間的通信活動進行設(shè)計與安排。而列車無線車次號校核信息傳輸，則按分組域數(shù)據(jù)控制的方式，由調(diào)度員至司機的調(diào)度命令下達進行信號傳輸。列車運行安全監(jiān)控中的漏纜監(jiān)測信息傳輸，則是由監(jiān)測點將漏纜監(jiān)測的信號采集情況，傳輸?shù)降孛姹O(jiān)測中心實現(xiàn)信息的反饋。

3 LTE-R技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)重點設(shè)計與基站建設(shè)介紹

3.1 鐵路通訊延時回波系統(tǒng)設(shè)計

按照電力一次系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計要求，工作人員應(yīng)該按照操作界面的主程序優(yōu)化方法，實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的對應(yīng)性管理。

在我國鐵路通訊系統(tǒng)建設(shè)活動中，可以采用LTE-R技術(shù)抑制0db最大延時回波進行分析，并且對鐵路通訊系統(tǒng)的規(guī)范值進行優(yōu)化設(shè)計。其中，當(dāng)1（C=3780），規(guī)范值為110.0，TDA18273模式下的延時回波為121.0.FC5100模式下的延時回波為122.0，RDA5880的延時回波為122.0，我們分析鐵路系統(tǒng)模式2（C=1）時，其規(guī)范值為60.0，TDA18273DE的延時回波為75.0，模式RDA5880標(biāo)準(zhǔn)下的延時回波頻率為75.0.LTE-R技術(shù)在我國鐵路的建設(shè)活動，經(jīng)歷了標(biāo)準(zhǔn)制定與比較充分的技術(shù)準(zhǔn)備極端，在實驗測試與設(shè)備準(zhǔn)備階段，技術(shù)人員對車載鐵路上的硬件設(shè)備進行改造，并且對通信系統(tǒng)進行適應(yīng)性的改造。在車載中繼轉(zhuǎn)發(fā)方案應(yīng)用活動中，技術(shù)人員應(yīng)該從車內(nèi)天線、LTE-R技術(shù)和車載設(shè)備的系統(tǒng)化建設(shè)出發(fā)，顯著提升車載中繼信號發(fā)射的整體應(yīng)用效率。為了提升鐵路通訊的質(zhì)量，技術(shù)人員應(yīng)該做好基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作，提升廣播發(fā)射基站的功率，從而顯著提升LTE-R技術(shù)信號的覆蓋面和強度。強化無線基站與無線網(wǎng)絡(luò)的對接應(yīng)用效率，滿足高鐵列車長途運輸狀態(tài)下的個人性網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)的需求。車載中繼轉(zhuǎn)發(fā)方案中，需要應(yīng)用LTE信號進行鐵路車載信號的全面覆蓋，車內(nèi)天線應(yīng)該滿足商務(wù)型車廂電視用戶的需求，并且在終端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)維護上，對i-PAD和Wi-Fi用戶進行信號覆蓋。除此之外，車內(nèi)的2G用戶、3G用戶、LTE用戶和計算機Wi-Fi用戶的車載中繼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計，也是LTE-R技術(shù)應(yīng)用與系統(tǒng)改造的重點內(nèi)容。

3.2 鐵路網(wǎng)絡(luò)制式信號兼容性設(shè)計

在LTE-R技術(shù)鐵路網(wǎng)絡(luò)制式標(biāo)準(zhǔn)下，進行漫游網(wǎng)絡(luò)與既有網(wǎng)絡(luò)的兼容性建設(shè)，考慮到不同區(qū)段信號的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與互通性建設(shè)，實現(xiàn)LTE-R技術(shù)的實時性支持。增強上行的MINO信號波段發(fā)射強度，使車載通訊系統(tǒng)支持最高上行8流，最低上行強度4流的通訊網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)男枰?/p>

在IMT-Advanced信號通道系統(tǒng)激活狀態(tài)控制中，將車載信號載波聚合在Carrier-Aggregation的信號整體遷移區(qū)間中，實現(xiàn)不同流向信號區(qū)段技術(shù)的有效分流。在一些商務(wù)型鐵路車輛信號保障活動中，可以采用e-MBMS技術(shù)，對車載用戶提供信號定位服務(wù)，擴寬通訊系統(tǒng)的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，滿足互聯(lián)網(wǎng)時代標(biāo)準(zhǔn)下的通訊高質(zhì)量建設(shè)需求。無論從經(jīng)濟的角度，還是社會民生保障類的建設(shè)角度出發(fā)，都需要加強LTE-R技術(shù)的應(yīng)用與研究，從而提升鐵路系統(tǒng)的整體服務(wù)質(zhì)量，保障國計民生的基礎(chǔ)性工程順利運行。提升鐵路交通質(zhì)量，需要從鐵路車載通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)維護的角度出發(fā)，進行QOS式通訊活動的實時性支持。在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，應(yīng)用IP/SDR技術(shù)，技術(shù)人員應(yīng)該考慮到制式轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用對稱性，并且努力推廣全國鐵路系統(tǒng)的通信系統(tǒng)制式標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，采用新技術(shù)對用戶使用的透明性及應(yīng)用技術(shù)的獨立性進行

優(yōu)化。

4 借鑒國外先進信號控制技術(shù)，推行鐵路LTE-R通訊技術(shù)革新的應(yīng)用分析

在高速鐵路信號質(zhì)量維護活動中，技術(shù)人員應(yīng)該與互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商保持密切聯(lián)系，為了向高速列車旅客提供更好的服務(wù)，應(yīng)該根據(jù)車載環(huán)境，制定滿足列車旅客需要的無線通信系統(tǒng)方案，

日本的新干線N700技術(shù)，最高運行速度達到了300千米/小時，其無線接入系統(tǒng)的平均傳輸速度達到了上行/下行、2/1的狀態(tài)。其無線接入系統(tǒng)為同軸泄露式電纜Wi-Fi信號傳遞的模式。中國臺灣的LTE-R技術(shù)在其鐵路系統(tǒng)中的應(yīng)用效率比較高，不過臺灣地區(qū)的高速列車的運行距離比較短，只是從臺北到高雄。無線接入系統(tǒng)為WImax（802.16m）的實驗系統(tǒng)。鐵路系統(tǒng)的平均傳輸速率為下行+上行10～30。無線傳輸接入系統(tǒng)為WIMAX（802.16cm）實驗系統(tǒng)。在我國鐵路LTE-R的云無線接入網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)化活動中，技術(shù)人員需要采用基于實時云架構(gòu)的基帶池。在鐵路通訊LTE-R技術(shù)應(yīng)用活動中，技術(shù)人員應(yīng)該做好頻譜管理工作，包括車輛信息的調(diào)度和功率控制等活動，促使控制信息與數(shù)據(jù)信息相統(tǒng)一。在虛擬基站集群建設(shè)活動中，負載均衡高速交換設(shè)備對信號進行虛擬化測試。其中，虛擬基站集群中RRUHU基于控制面/用戶面分離的異構(gòu)高鐵線路無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，服務(wù)網(wǎng)管（SGW）中移動性管理實體（MME）的可靠性比較高。在異構(gòu)網(wǎng)頻譜融合原理下，進行鐵路系統(tǒng)信號通訊技術(shù)革新。技術(shù)人員應(yīng)該從時域變化的形態(tài)進行分析，考察頻域的變化情況。當(dāng)無線環(huán)境較差不能滿足系統(tǒng)傳輸?shù)男枰獣r，技術(shù)人員需要對可靠性、信道穩(wěn)定性要求低以及時延不敏感的數(shù)據(jù)信息進行分類處理，促使無線環(huán)境系統(tǒng)處于較好的運行狀態(tài)，并且剛好可以滿足系統(tǒng)傳輸?shù)囊蟆?/p>

5 結(jié)語

LTE-R新技術(shù)的應(yīng)用淘汰了傳統(tǒng)的鐵路通訊技術(shù)。新系統(tǒng)大量使用新型的通訊技術(shù)，技術(shù)人員對車載通訊技術(shù)進行優(yōu)化類的研究，并且對通訊網(wǎng)絡(luò)進行功能結(jié)構(gòu)性完善，實現(xiàn)路線預(yù)測中LTE-R技術(shù)的應(yīng)用效果開發(fā)。新系統(tǒng)逐步進入商用階段，并且為鐵路的安全運行進行保障。使用無線中繼Relay工具，進行通訊信號系統(tǒng)的最小化路測檢驗，確保車載機器間的通信質(zhì)量整體良好。增強鐵路系統(tǒng)不同車載區(qū)間的信號投遞針對性，采用有效的規(guī)避手段消除干擾信號對于LTE-R技術(shù)應(yīng)用的干擾效果。

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基金項目：科研號：THSY-KY-003（2016）。

作者簡介：王鵬（1980-），男，北京人，通號工程局集團北京研究設(shè)計實驗中心有限公司助工，研究方向：通信；翟旺勛（1980-），男，北京人，通號工程局集團北京研究設(shè)計實驗中心有限公司高工，研究方向：通信。

（責(zé)任編輯：蔣建華）