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现代通信技术在高速铁路中的应用

出处:论文网
时间:2017-09-08

现代通信技术在高速铁路中的应用

  高速铁路中所用的通信系统主要由两个部分组成,即有线通信部分和无线通信部分,有线通信部分基本上与普通铁路的通信系统相同,不同之处主要是无线通信部分。下面我们主要对应用于高速铁路中的现代通信技术进行阐述,让人们相信现代化的通信技术完全有实力为高速铁路的发展保驾护航。

  一、高速铁路应用现代通信技术的重要性

  在科技高速发展情况下,现代通信技术也朝着数字化、宽带化、智能化、高速化及个人化等各个方面发展,通过现代通信技术的有效应用,使用者能够在任何时间、地点通过视频、数据以及语音等实现信息交流,提升生活品质,提高工作效率。在高速铁路中应用现代通信技术,不但能够让列车上的乘客真正感受到现代化通信技术带来的方便与快捷,还能让乘客坐在车厢中犹如坐在办公室一样,完全不受任通信硬件设施的阻碍,正常的与外界进行信息传递,获取自己想要的信息资源,实现移动办公。

  高速铁路的重要特征之一就是运行速度高,不仅运行速度高,还要更安全、更方便,自然技术要求就更高。然而想要实现这些要求,必须要通过现代通信技术来支撑,只有构建出技术先进、功能完善的通信网络,并辅以界面友好的交互界面,才能够实现高速铁路的自动控制、提升运输速度及运输效率,给铁路系统提供出全方位通信业务。

  二、高速铁路中应用现代通信技术

  高速铁路应用现代通信技术范围比较多,本文就选择几个重要方面阐述其应用。

  2.1 将GSM-R应用于列车调度系统

  GSM-R是Globle Systen of Mobile for Railway的缩写,意思为铁路移动全球系统。它是为了满足铁路在移动通信方面的特殊需求而设计的专用系统,在系统功能上已经超越了GSM,是一项比较成熟的实用性技术。

  近年来由于铁路的提速以及铁路运输的不断发展,为了能让运输过程变得更高效、更安全,列车调度系统针对那些运输压力大的铁路干线,都陆续开通了某些新的数据业务,以便缓解通信方面的压力。除此之外,还必须对原系统中的天线高度以及天线方向进行适当的调整,使沿线的场强能在覆盖范围上得到拓展;而弱场问题要想得到有效地改善,就应该添置相应的设备让地面与列车之间形成一个双向无线通信系统。采用了GSM-R列车调度系统,能够将列车运行经过地点以及沿途各个站点动态情况显示在大屏幕上,调度中心经过网络就可以发出各种指令。一旦出现突发事件,能够利用该网络平台通过无线通信业务,指挥人员能够实时掌握各个救援情况,掌握调度人员、助理值班员、车站值班员及机车司机等,能够及时指挥与控制事件。如今高速铁路上主要是采用无线列调为主,通过该网络平台能够轻松进行行车调度,实现机车司机、调度员及车站值班人员间通信,以及机车司机、车站值班人员与运转车长间各种通信。

  2.2 应用于安全监控车辆系统中

  随着科学技术的不断发展,铁路部分在其发展过程中,也提出了必须继续深化铁路信息化建设的要求,而要想真正达到这一要求,必须要采用通信传输技术与信息网络强化安全运行控制管理。主要是以动态图像监控货车运行故障、红外线探测轴温智能跟踪等,联合形成多专业、多层次及多部门安全运行监控体系,进而确保整个运行线的安全监控水平。尤其是应用了短距离WiMax及WiFi的无线传输技术有机结合的传感器,以及长距离的有线线路共同形成网络,给铁路安全监控提供移动装备条件。在红外线探测轴温系统中(THDS),每间隔30公里就需要安装上红外线探头,用来测试红外线的轴温,同时结合六十万辆的货车配备RFID标签,能够检测车辆号码及每一根轴轮温度,如今在这个方面已经逐渐实现了集中报警、分散检测、网络运行、信息共享及远程监控的防范预警体系,提升了车辆安全能力。同时还在机车与客运车辆上加设传感系统,能够静态和动态测定线路钢轨、隧道及桥梁的数据,进而实现了双重检测监控,有效提升了高速铁路运行中整体安全系数。除了THDS之外,还有TPDS(地面安全检测运行状态系统)、TADS(轨边诊断早期故障系统)等,这些系统形成铁路车辆监控安全系统,该系统主要是应用网络化、智能化及信息化技术,实现了对高速客货车进行数据集中、动态检测、联网运行、信息共享以及远程监控。如今所有货车车辆与机车上均安装上了电子标签,在各个编组站、区段站、分界站等都安装上了地面识别设备,还把车号识别信息传送到铁路总局。总局中建立有全路车辆的动态库,就能够计算出各个路局目前车辆的保有量,经过和确报信息匹配,就能够掌握车辆是空还是重状态,以及重车装置的内容与去向,掌握车辆的位置、机动车的位置等。

  同时安全监控系统中所用通信网络也在逐渐加强自身网络安全建设,其一是实行了外部访问服务网、生产服务网以及内部服务网三者分离,内外网间需要通过身份认证进行动态隔离与交换技术。主要涉及到了计算机控制平台、路由器、防火墙等各个系统的调试。现在如果有500个事情同时并发,隔离装置能够在两秒之内进行控制;并且采取统一IP地址,构建出身份认证体系,每一个铁路局与总局分别构建出IA,这样来构成身份认证体系。其二总局通过广域网和局域网实行公匙加密技术,就实现了信息加密传输等各种控制。

  2.3 将智能化应用到在线监测系统中

  经过几次大提速之后,一些区段中货车行驶的速度已经达到了250公里每小时。随着列车的速度提升,自然对线路、配套设施以及车辆都提出了相应要求,所以必须要建立一个连续的及密集型的巡检工作。同时列车高速运行时,巡视检测一定要将人身安全作为第一要素。在进行作业时一定要密切观察来往车辆,及时到下道避让。因此使用智能化在线检测非常重要,也是解决运行装备的巡检工作合理方案。   通过移动设备检测固定设备技术措施,极大满足了线路中密切巡检所需。比如机车上装上了轨道动态检测设备,能够检测轨道的线路状况,一种方法就是测出轨道的基本参数,这种装置大多数安装到机车的车体上,而机车的监控记录器就是记录里程错表与车速,一旦车体的振动速度超过了门限值,能够将测到的加速值和坐标信息、车速共同放进储存器中,再经过转储器将数据转送到微机打印检测结果。另外一种就是和高速摄像技术相结合,同时应用上GPS定位技术、图像处理技术等,能够高速拍摄出钢轨的表面,同时进行故障识别与故障定位。这种智能系统安装比较便利,可以安装到轨道车及行李车上,还可以安装到客车上,在行驶中不间断高速拍摄钢轨情况,自动将故障情况判断出来并且确定出精确里程。当然该检测功能并不单一,而是要包含自动识别擦伤、掉块、裂纹、错牙,还要自动检测轨缝等等,将这种智能化的在线检测系统使用到线路与客运专线上,就可以代替人工进行作业,而具备了高速度、高效率、全天候等各种作业特征,实现数字化检测结果,进而形成了线路的图像数据库。

  在线检测机车车辆的踏面擦伤系统属于检测车轮状况装置,主要是检测车轮的局部擦伤或者踏面损伤,一旦发生这些故障能够准确预报出超差车辆擦伤大小以及位置,避免因车轮和轨道之间碰撞造成轴承损坏或者钢轨毁坏,进而引发出列车事故,保证了高速铁路运行安全。这种检测系统是室内设备与室外设备两个部分共同组成。室外设备包含了振动传感器、车轮传感器、配管配线、室外分线箱以及相关附件;而室内设备主要包含信号采集电路、工业控制计算机以及信号预处理装置。

  事实上高速铁路许多地方都应用上了现代通信技术,比如车列尾部的风压无线传输监控系统、铁路智能运输系统等各个方面,这样实现了高速铁路现代化、高速化,同时也加大了安全性。

  三、结束语

  随着近些年科学技术高速发展,我国铁路发展到了跨时代阶段,并且客货列车都进入到了重载、高速的现代化水平。特别在高速铁路、货运专线、客运专线以及城际铁路大规模建设,都促进了我国铁路的网络化发展。在发展铁路同时应用现代通信技术在必然趋势,也是提速、确保安全的有力保障。

现代通信技术在高速铁路中的应用

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