大国重器：高速铁路通信技术的应用

（1）列车定位技术。信息时代的今天，计算机技术、通信技术和控制技术得到飞速发展，在现代的铁路通信技术上，综合利用 3 种技术代替了轨道电路、计轴闭塞技术。卫星定位技术和无线定位技术就是运用这 3 种技术进行位置检测的一个典型代表。列车定位技术利用全球导航卫星系统能准确地提供列车所在位置、运行状况、运行指数，进行不间断地跟踪，其中车载测速设备和计时装置的无线定位在一些发达国家已经使用。列车定位技术的使用，能高精度缩小现有的闭塞区间长度，提高线路运输能力，改善运输业绩，优化制动曲线，确保精确制动，提高运行安全，降低运行成本，提高铁路经济效益。

（2）网络化技术。随着高速铁路在中国全面铺开，铁路大提速也达到一个质的飞跃，铁路控制系统也不断更新设备，如今的高铁信号系统已经不是传统意义上各种信号设备的简单组合，而是一个层次分明、相互关联、功能强大的一个控制系统。而支持这种控制系统的就是计算机网络化，铁路通信网络化能使指挥者全面了解辖区内的各种情况，灵活配置系统资源，保证铁路运输的高效性和安全性。在网络化信息系统中，能够及时、方便地检测预防行车中的危及因素，一旦发现险情能通过网络及时告知司机或列车控制系统，以便采取应急措施。网络化通信系统还能够实施信号系统和控制设备智能化，借助先进的计算机技术来合理规划列车运行，优化运输生产系统，提高运输能力；控制系统智能化，能使各级指挥、调度准确、及时地获取、掌握运输信息，进而通过智能来指挥和控制列车的运行，降低了人为因素的干扰。另外，在中国近十年来的通信网络化建设，运输管理信息系统已经覆盖全国，该系统能将铁路通信实现网络化，使国家的铁路运输水平和能力提升到一个新的层次。

（3）铁路数字移动通信技术。铁路数字移动通信技术是最新的铁路专用通信技术，它是在数字蜂窝移动通信技术上加上调度通信功能，能满足现代铁路专用调度通信的要求，目前在欧洲已经广泛使用，为铁路运输管理和列车控制系统提供了强大的信息传输手段，中国在大秦铁路和青藏铁路率先使用这种技术。数字移动通信技术是有线网络和无线网络的结合体，基站与移动台之间是无线连接，基站与交换机之间，交换机与交换机之间都是有线连接，这种技术实现了组呼通话和平面调车数据的同步传输，拓展了铁路无线数字通信系统的应用范围。这种铁路数字移动通信技术的使用，能为列车提供无线上网、运行信息传输、话音以及图像交换等高质量的信息传输通道。

中国铁路通信技术是随着网络技术的不断发展而发展的，以上提到的列车定位技术、网络化技术和铁路数字移动通信技术都是目前世界上最为先进的铁路通信技术。虽然中国铁路通信技术相对发达国家落后，但是，近年来中国在铁路通信技术上也得到飞速发展。目前 GSM-R技术已经广泛应用，并达到世界先进水平，铁路通信技术向着网络信息化方向发展，从铁路信号系统发展看，中国铁路通信技术必将向自动化控制方向发展，实现集运输计划、维护工作管理、设备管理、运行管理、集中信息管理、车辆管理、站内管理、电力系统控制、站内工作管理和通信信号于一体化管理系统，实现低成本、高性能的列车运行控制系统。铁路通信网未来的趋势应该与公共网相结合，最终使铁路通信网相统一于公用网，在无线数字网络技术上要向新一代的 CDMA（码分多址）的方向发展，形成强大的铁路网络通信技术。(www.xing528.com)

【小知识】 5G 是跨时代的技术，除了更极致的体验和更大的容量，它将开启物联网时代，并进入各个行业。5G相对于4G有新频谱、新空口、新业务、新架构、新场景五大创新点。车站里能体验什么5G活动？4G的人均速率为 5～10 MB/s，5G的速度将提升 10 倍。目前，5G网络峰值速率能达到1.2 GB/s，下载一个 2 GB 的高清电影，最快 20 s 就可以完成。这样的带宽和网速能满足包括智能服务机器人在内的大量物联网设备的接入。5G低时延的特点可以让室内导航精度更高，可以在高峰期精确监控疏导人流。另外，5G技术具有超高带宽、超低时延和海量连接等特征，充分弥补了用户的多样化需求，在自动驾驶、智能制造等众多垂直行业具有广阔的应用空间。但由于5G频段较高、单基站覆盖范围较小等特点，5G网络建设成本为4G的2～3倍。对于大型楼宇、高铁、矿山等相对封闭场景，5G基站很难进行无缝覆盖，Wi-Fi将会是5G的最好补充，而高铁Wi-Fi与5G技术的融合也将创造更大的社会效益和经济效益。

上海虹桥车站是亚洲最大的火车站之一，每年发送旅客超过 6 000 万人次，高峰期间单日旅客发送量超过33万人次。据上海移动统计，在2019年春运期间，虹桥火车站单日移动通信流量突破7 000 GB，是2018年春运期间的2.3倍。2019年2月18日上海虹桥站正式启动5G网络建设，成为全球首个用5G室内数字系统建设的火车站，并在 2019 年 9 月完成5G网络深度覆盖。广大旅客将享受到高速、便捷的各类5G网络服务。在虹桥火车站的5G体验区可以看到许多方方正正的小盒子，它们是5G室内小基站。这些5G室内小基站能够均匀辐射5G信号，适用于人流量大、室内结构不规则的火车站，而且安装十分便捷。由于5G手机还未普及，5G小基站还需要配上这个圆柱形设备才能让现有的4G手机连上5G网络，这个叫CPE（客户前置设备）的圆柱形设备，把5G转化成Wi-Fi信号，让我们不用换手机也能体验5G网络。

2019年3月，位于白洋淀高铁站的雄安新区移动5G智慧车站体验展区吸引了广大出行旅客的关注和积极参与，展区现场提供了基于 5G 的高清视频及下载速率等各项业务演示。体验展区的 5G 用户体验速率可达到800 MB/s～1 GB/s，这意味着，用户下载一部大小为 1 GB 的高清电影最快只需几秒钟。此前，雄安新区移动已成功实现了白洋淀高铁站 5G 覆盖。本次智慧车站试点在完成5G网络覆盖的基础上，充分利用5G低时延的特性，通过利用5G大带宽优势，将车站现场视频实时回传到监控中心，可远程实时监控5G客流，做好远程安保工作。随着 5G 应用场景的多样化，未来的 5G车站除了可以满足大量人群的高速上网需求，还可以支持4K高清视频通话、超高清多路视频回传等业务。