鐵路通訊系統(tǒng)的衛(wèi)星通信技術(shù)應用
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【摘要】隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國的通信水平有了快速提高，現(xiàn)已實現(xiàn)了衛(wèi)星通信技術(shù)，能有效提高通信質(zhì)量和效率。將衛(wèi)星通信技術(shù)應用在鐵路通訊系統(tǒng)中，能有效提高鐵路事業(yè)的業(yè)務量，保證其安全、穩(wěn)定的運行，推動我國鐵路事業(yè)快速發(fā)展。對此，本文對鐵路通訊系統(tǒng)中衛(wèi)星通信技術(shù)的應用進行了分析。
【關(guān)鍵詞】鐵路通訊系統(tǒng)；衛(wèi)星通訊技術(shù)；應用
引言
現(xiàn)階段，衛(wèi)星通訊技術(shù)已經(jīng)成為了鐵路通訊系統(tǒng)中的重要組成部分，能將圖像、聲音等數(shù)據(jù)信息進行傳輸，以保證通訊質(zhì)量。能有效擺脫傳統(tǒng)通訊方式的限制，可極大程度提高鐵路運行的安全性。同時，這種通訊模式為發(fā)展多元化業(yè)務模式提供了技術(shù)支撐，有利于實現(xiàn)其經(jīng)濟效益和社會效益。
1衛(wèi)星通信技術(shù)的概念及特點
衛(wèi)星通信技術(shù)主要采用了無線電波的原理，實現(xiàn)地球站與中繼站之間的數(shù)據(jù)傳輸工作，其傳輸速度快、質(zhì)量好。由于人造地球衛(wèi)星技術(shù)能與地球保持同步運行，可有效保障通訊面積，每個衛(wèi)星可覆蓋地球1/3左右的面積。相比于傳統(tǒng)通訊技術(shù)來說，衛(wèi)星通信技術(shù)有較強的優(yōu)勢：①衛(wèi)星通信技術(shù)的通信容量比較大，具備多個傳輸路數(shù)，通常情況下，可以用使用幾千兆赫的頻率來傳輸數(shù)據(jù)信息，能支撐上萬部線路同時通訊，其業(yè)務范圍非常廣。②由于衛(wèi)星通訊技術(shù)的覆蓋面積比較廣，在此范圍內(nèi)，可對任意兩點或多點進行通訊，能有效滿足鐵路通訊的需求。③衛(wèi)星中繼站遠離大氣層，所發(fā)射的電波不會受到其他物質(zhì)的干擾而影響質(zhì)量，有其特殊的恒定信道。在這種情況下，電波在傳輸過程中基本上不會出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失或損耗等問題，能有效保證通信質(zhì)量和效率。④傳統(tǒng)的通信技術(shù)需要使用大量的設備和儀器，通信成本比較高，而衛(wèi)星通訊技術(shù)除了需要使用基本設備之外，不需要使用額外的設備。因此，能有效節(jié)省通訊成本，實現(xiàn)其經(jīng)濟效益。雖然衛(wèi)星通訊技術(shù)有很多的優(yōu)點，但其缺點也不能忽視：①人們在使用衛(wèi)星通訊技術(shù)時，會發(fā)現(xiàn)有明顯的延遲現(xiàn)象。主要是因為地球站距離中繼站非常遠，當進行數(shù)據(jù)傳輸過程時，需要有一定的接收時間。通常情況下，需要0.6s的時間才能傳輸完畢，在處理突發(fā)事件是有一定的影響。②雖然無線電波在進行傳輸工作時有專用的信道，受外界因素的影響比較小。但由于地面條件比較復雜，對信號傳輸質(zhì)量會造成一定的影響。例如，當處于電梯內(nèi)或山區(qū)時，經(jīng)常會出現(xiàn)接收不到信號的問題[1]。
2衛(wèi)星通信技術(shù)在我國鐵路通訊系統(tǒng)中的應用
2.1在自動報點系統(tǒng)中的應用
自動報點系統(tǒng)是鐵路通訊系統(tǒng)的重要組成部分，有利于指控中心及時了解列車的運行參數(shù)，從而做出正確的調(diào)整，避免出現(xiàn)安全隱患。因此，在實際運用階段，需要在列車上安裝移動通信終端，其主要組成結(jié)構(gòu)為天線隨動系統(tǒng)、編碼器、譯碼器等設備組成，有利于在固定的頻段進行通訊，防止出現(xiàn)串頻或跑頻等問題。同時，還需要在列車內(nèi)部安裝車載控制器，可以起到讀寫列車運行參數(shù)的作用，包括車次、列車速度、到站時間等。當數(shù)據(jù)提取完畢后，需要進行處理工作，并將數(shù)據(jù)傳輸至移動通信終端內(nèi)，從而向衛(wèi)星發(fā)射信息，再傳輸至地面，以完成數(shù)據(jù)的傳輸工作。當指控中心收到數(shù)據(jù)信息后，需要將其輸入至計算機系統(tǒng)中，從而繪制出動態(tài)的列車運行圖，便于進行觀察和分析。并采用GIS技術(shù)，顯示某一時刻所有列車的運行參數(shù)，將其傳輸給列車中，便于列車了解實際運行情況。
2.2在鐵路運輸管理系統(tǒng)中的應用
目前，我國的鐵路事業(yè)主要以客運和貨運兩種業(yè)務形式為主，當進行貨運管理時，可將衛(wèi)星通信技術(shù)與鐵路運輸管理系統(tǒng)進行結(jié)合。能對貨車的實際運行狀態(tài)進行跟蹤監(jiān)測，從而獲得貨車的車次信息和運行參數(shù)。一般情況下，除了需要在列車內(nèi)安裝管理系統(tǒng)之外，還可對集裝箱安裝管理系統(tǒng)，有利于了解貨物的實際情況，從而統(tǒng)計某一地區(qū)的貨物流量，并與機車人員進行溝通，便于調(diào)整貨車的運行狀態(tài)，合理控制貨物的流通量[2]。在對客運進行管理時，主要是開展客票預售和補票辦理等工作。由于衛(wèi)星通訊技術(shù)的傳播范圍廣、通信容量大，可同時進行上萬線路的通訊工作。當進行車票預售工作時，需要利用計算機網(wǎng)絡技術(shù)，將線上、線下售票信息進行統(tǒng)一管理，從而進行數(shù)據(jù)傳輸工作，便于各個售票處及時更新車票預售信息，防止出現(xiàn)業(yè)務混亂等問題。同時，還可在列車上安裝運輸管理系統(tǒng)，通過向衛(wèi)星發(fā)射信號，來實現(xiàn)列車與地面售票系統(tǒng)之間的對接，以完成通訊的全過程，從而進行補票等工作，有利于提高工作質(zhì)量和服務效率。
2.3在調(diào)度管理系統(tǒng)中的應用
當列車處于正常運行時，必須要按照固定的時刻表執(zhí)行，避免出現(xiàn)碰撞事故。但受各種原因的影響，會使列車的正點率受到影響，若不加以控制，在時間的發(fā)展下容易出現(xiàn)事故。對此，需要指控中心利用衛(wèi)星工作平臺來進行列車跟蹤工作，例如，當指控中心采用調(diào)度管理系統(tǒng)時，會向衛(wèi)星平臺發(fā)送車次跟蹤指令，并對各個車站的最近車次進行跟蹤，并將數(shù)據(jù)信息實時發(fā)送給車站，便于管理人員及時了解列車的運行信息。同時，各個車站在運營管理中，需要設計好年、月、日班計劃，規(guī)定每個列車的到站時間。在這種情況下，車站可向衛(wèi)星平臺發(fā)送自動采點指令，并將實時數(shù)據(jù)信息傳輸至調(diào)度中心。由調(diào)度人員針對數(shù)據(jù)信息生成列車運行日志表。另外，要求調(diào)度人員針對各個列車的實際運行信息來調(diào)整方案，需要通過衛(wèi)星通訊來傳輸至各個列車當中，促使其改變運行參數(shù)，防止出現(xiàn)追尾等問題，以保證鐵路事業(yè)安全、穩(wěn)定的發(fā)展[3]。
2.4在安全方面的應用
通常情況下，列車在運行過程中很容易遇到突發(fā)事件或突發(fā)災害，導致列車現(xiàn)有的通訊設備無法使用。在這種情況下，地面指控中心無法了解列車的實際運行情況，容易出現(xiàn)安全問題。而采用衛(wèi)星通訊技術(shù)，可利用便攜性或車載性寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)進行連接，可根據(jù)實際需要采用手動調(diào)試或自動調(diào)試兩種模式，能有效保證應急通訊手段正常使用，保證列車安全運行。對此，可采用以下幾種方式：①要求鐵道部建立地面應急接收站，當其受到通訊信息后，可采用有線傳輸?shù)哪Ｊ竭M行通訊工作，能保障傳輸效率。但也有其缺點，很多突發(fā)問題無法預知，容易出現(xiàn)應急接收站無法收集數(shù)據(jù)的情況，不能體現(xiàn)其實際價值。②由各個鐵路局建立地面應急接收站，當某一地區(qū)出現(xiàn)通信障礙時，會將所收集來的數(shù)據(jù)信息傳輸至鐵路局指控中心。由其對存在的問題進行分析，并制定相應的解決策略，再將指令進行下達。地面應急接收站的建設成本高，但利用率比較低，會加大各鐵路局的的財政負擔。③要求鐵道部與各鐵路局均建立地面應急接收站，在這種情況下，一旦發(fā)生通訊問題，可保障其中一部分的接收站可以正常使用，不會出現(xiàn)接收盲區(qū)，有極高的使用價值，但這種模式需要很高的建設費用。
3結(jié)束語
鐵路事業(yè)承擔著重要的客運和貨運職能，提高通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定性，有利于保障列車安全、穩(wěn)定的運行，從而保障人們的生命財產(chǎn)安全。對此，可以將衛(wèi)星通信技術(shù)應用到鐵路通訊系統(tǒng)中，有利于提高通訊質(zhì)量和效率，促使鐵路事業(yè)快速發(fā)展。
參考文獻
[1]李逍.衛(wèi)星通信中的資源管理跨層優(yōu)化研究[D].北京郵電大學，2015.
[2]李海龍.鐵路通訊系統(tǒng)中的衛(wèi)星通信技術(shù)應用[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2014（03）：307.
[3]田清華.基于OFDM的高速移動無線通信系統(tǒng)及寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學，2013.
作者:劉宇 單位:內(nèi)蒙古鐵道勘察設計院有限公司
