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      科學技術論文

      現代通信技術在高速鐵路中的運用試析

      時間:2022年07月06日 所屬分類:科學技術論文 點擊次數:

      摘 要:隨著當前我國現代科學信息技術的不斷進步以及現代人們生活品質水平的不斷提高,乘客對高速鐵路交通運輸的服務質量和高速鐵路交通運輸過程中的安全管理都提出了更高的要求。目前,我國在高速鐵路中廣泛運用了現代通信技術,在極大程度上提高了高速鐵路

        摘  要:隨著當前我國現代科學信息技術的不斷進步以及現代人們生活品質水平的不斷提高,乘客對高速鐵路交通運輸的服務質量和高速鐵路交通運輸過程中的安全管理都提出了更高的要求。目前,我國在高速鐵路中廣泛運用了現代通信技術,在極大程度上提高了高速鐵路的整體運行質量、效率和安全性;诖,本文就現代通信技術在高速鐵路中的運用進行探究,僅供參考。

        關鍵詞:通信技術 高速鐵路 應用

      現代通信技術

        1 引言

        隨著我國科學技術的不斷發展,現代通信技術得到了極大的提高,并且在多個行業中得到了廣泛的應用,高速鐵路更是如此,F代通信技術的使用,在極大程度上提高了高速鐵路的整體運行質量以及運行效率,在極大程度上滿足了人們的”移動辦公”需求,在極大程度上方便了人們的出行,也在極大程度上滿足了人們出行的安全保障,可以說,現代通信技術對我國高速鐵路行業的快速發展做出了重要貢獻。

        2 高速鐵路應用現代通信技術的重要性

        隨著現代科學技術的飛速發展,現代通信技術也在向網絡化、數字化、寬帶化、智能化、高速化和信息化方向全面快速發展。通過各種現代通信信息技術的有效推廣和應用,用戶可以在任何時間和地點通過通信網絡實現視頻、語音、圖像、文字等各種信息的相互交換,提高生活質量和工作效率。尤其是各種現代移動通信技術在高鐵上的充分應用,讓所有坐在列車上的乘客和線路上的鐵路工作人員真正感受到現代通信技術所帶來的便利和快捷,完全不受列車高速運行、鐵路復雜地形和環境等任何因素的影響,快速獲得自己真正想要的各類信息資源,實現信息共享和交換。

        高速鐵路的重要運輸特征之一也就是列車運行時的速度高,同時,更安全、更方便,自然對通信技術各方面的性能要求就更高。然而高速列車系統想要真正實現高速實時的通信要求,必須還要利用一套高度集成的現代化鐵路運輸通信信息技術設備系統來做有力支撐,只有真正構建出通信技術先進、功能完善的高速通信運輸網絡,并同時輔以友好的交互應用界面,才能夠有效實現高速鐵路高效的遠程自動控制,才能給高速鐵路運輸系統管理和作業人員提供全方位的的通信網絡業務,從而提升高速鐵路運行速度及提高運輸管理效率[1]。

        3 高速鐵路中現代通信技術具體應用

        3.1 列車調度系統中 GSM-R 技術的應用

        GSM-R系統指的是高速鐵路列車運行移動通信系統,是一項使用范圍較廣且技術較為成熟的一種通信系統,也是針對我國高速鐵路列車運行對通信技術的需求而設計的專用通信系統。隨著我國高速鐵路運輸科技的不斷進步,高速鐵路的列車運行速度和車輛承載量也在逐步得到提升,為了有效地提升我國高速鐵路列車在運行全過程中運輸系統的高效性和運輸安全性,有效地降低部分高速列車承載運輸中的負載運行壓力,高速鐵路相關部門對高速列車運輸通信管理系統已經成功進行了列車基礎業務的系統優化、技術升級和更新改造。

        與此同時,還不斷地調整、更新原高速鐵路系統規劃中的各種通信設備的結構、集成度、性能及應用方向,確保我國高速鐵路沿線的各種通信系統能夠滿足實際的高速鐵路運輸應用以及覆蓋率的需求。對于各種高速鐵路列車無線移動通信技術問題,高速鐵路相關部門通過不斷更新、添置先進的無線通信技術設備,采用最新的技術手段,形成地面車站、區間工作人員和高速鐵路運行的列車之間雙向的高速無線通信系統,并經過對系統的優化調整,使其功能加以不斷完善。GSM-R的高速鐵路的應急指揮調度綜合指揮系統,可以通過高清大屏幕,動態顯示任意一班高速列車所行駛經過的各條高速鐵路線的實時路況及各個高速列車?空军c的各種實時動態鐵路交通情況信息,調度應急指揮中心的調度員或者車站的值班員還可通過無線通信信息網絡平臺實時對列車發出相關的應急調度指令。

        當列車遇到緊急的各種突發交通情況時,也可以通過這個通信網絡平臺向調度應急指揮中心的調度員或者車站的值班員實時發送現場圖像、聲音和視頻等信息,讓應急指揮工作人員能夠及時、快速了解和準確掌握事故現場的情況,幫助他們及時做出事故處理決定。通過該系統,還可以讓所轄區段內的各車次的列車長、司機、調度管理部門工作人員、車站助理及值班人員等相關員工之間進行有效的業務信息溝通,從而將鐵路突發事件影響控制在最小范圍內。目前,我國在高速鐵路列車的運行線路上已完成全面無縫的無線網絡覆蓋,該無線通信系統以完成一系列的調度指揮工作為主要功能。列車調度、編組等組織行車的相關工作人員可以直接通過無線通信系統中可視自動化的無線網絡控制平臺進行無線調度指揮,組織列車按計劃平穩有序高效運行。并且還可以通過這種無線網絡控制平臺直接實現高速鐵路列車運行調度員、調度列車乘務員、司機和運行區間所屬車站值班人員的就列車運行情況等信息的通信,確保高速鐵路列車運行管理過程的行車調度管理工作的高度協調性和高效性。

        3.2 高鐵安檢中通信技術的應用

        高速鐵路列車運行管理系統中的安全自動監控也是非常重要的一項技術。在高速鐵路信息技術不斷進步發展的今天,相關的高速鐵路安全信息化體系建設也在不斷地進行探索和建設,要想盡快實現我國高速鐵路運輸管理系統中車輛安全自動監控的高層次、標準化的技術體系設施建設,就必須不斷強化高速鐵路通信及相關監控技術在高速鐵路列車安全運行過程中的控制和管理方面的融合。比如:通過列車動態視頻成像的技術,實時監控高速鐵路列車的車輛運行動態,供相關人員隨時查看;采用監控列車主軸運行溫度的智能紅外線技術,可以跟蹤每一列車的主軸溫度。各個專業、多層次的技術人員及不同鐵路主管部門共同負責參與制定的高鐵綜合列車溫度監測管理體系,能夠全面實現運行列車的溫度監控,確保每個高鐵列車的運行安全。

        特別是具有實時短距離監測運行溫度的wimax和具有wifi功能的多種高鐵車輛無線通信網絡技術的開發、應用和結合,并行發展運用而逐步形成的溫度傳感器,與高鐵有線通信網絡線路相關技術聯合,形成的高鐵車輛溫度監控管理通信網絡,為我國高速鐵路的安全事故防中的車輛溫度監控管理系統開發建設和應用提供了有力的技術支持。通過在鐵路線路上每30公里設置的高鐵列車輛紅外線溫度檢測探頭以及安裝在該檢測模式中的列車紅外線軸溫紅外探測器和溫度軸溫自動測試控制系統,可以通過軸溫探測器和軸溫紅外線對每個高速運行的高鐵列車車輛進行溫度自動測試,形成每個車輛號對應的軸溫報表,并且還可以通過目前適用于60萬輛的高鐵高速列車車輛牌號表并配備帶有標簽式的eifid儀表來對其牌號進行列車軸溫紅外檢測,確定不同的高鐵列車車輛牌號的每一根齒輪傳動軸在每個車輪上的紅外溫度,最終生成車輛軸溫數據表,利用通信網絡傳送給室內的車輛管理人員。

        目前的監控技術應用發展中對于這兩個功能方面監控技術的綜合應用已經初步集成了監控列車運行報警風險檢測監控系統、分散監控列車風險檢測車輛報警監控系統、網絡監控列車運行及監控系統安全信息管理資源整合共享、車輛追蹤管理等多項綜合監控管理系統于一體的安全事故防范以及風險監測預警綜合監控管理體系,大大提升了高鐵線路和運行車輛的安全性。含THDS、TPDS(高速鐵路地面安全自動監測列車運行監控系統)、TADS(高速鐵路軌邊早期安全故障檢測診斷系統)等多個安全系統的高速鐵路列車運行監控安全信息系統。

        這個安全信息系統主要是借助列車互聯信息網絡、智能列車控制系統操作與其他現代安全信息網絡處理技術相互結合發展形成的的適用于高速列車集中監控運行數據處理、智能列車控制系統操作和互聯網絡安全信息處理技術資源共享、安全高速列車集中監控的多項安全智能控制操作系統。國家高速鐵路交通運輸管理總局對所有我國高速鐵路旅客車輛分別設計建立了動態車載安全信息庫,可以準確及時地掌握目前我國高速鐵路旅客列車的各種綜合軌道承載能力運行情況、車載安全信息內容及目前列車高速行駛時在高速軌道、車輛的各種具體位置等信息。在列車集中監控信息系統的建設過程中,必須不斷加強網絡安全方面的基礎建設,將網絡訪問和外部遠程網絡訪問的綜合應用,以列車身份信息認證的多種形式應用來直接實現各項信息數據的的快速、高質量的交互。通過利用現代高速鐵路計算機信息技術系統中的網絡自動控制智能操作平臺、路由器及網絡防火墻等多項信息技術工具的綜合運用來進行系統調試以及維護。

        3.3 高鐵在線監測系統中通信智能化的應用

        我國高速鐵路運行速度經過前幾年幾次大提速之后,在一些高速鐵路重要運行區段上,鐵路列車的行駛速度甚至已經達到350公里每小時。隨著我國高鐵列車的行駛速度不斷提升,對于高速線路、配套的鐵路基礎設施以及高速列車都提出了較高的要求,要想保證高鐵運行的順利,應對高鐵的狀態進行實時的監控。在如今多種監測技術中,通信智能化監測技術的應用,在極大程度上便捷了高鐵技術人員,利用通信智能化技術,能夠對高鐵的狀態進行實時的監測,如若發現有異常情況,技術人員能夠在第一時間內采取相關的補救措施,保證高鐵的順利、安全運行。通過利用一種移動軌道檢測固定設備,實時檢測車輛軌道振動情況。這種新技術上,極大程度上滿足了移動檢測線路中進行軌道巡檢查的工作人員所需。

        比如,在機車運行軌道上裝配上車輛軌道檢測監控器的動態實時在線檢測軌道固定設備,能夠實時用來檢測機車運行軌道的徑向移動和在線路上的運行狀況,這種實時檢測固定方法主要用途就是能用來檢測并輸出機車運行軌道的一些重要基本參數,這種實時檢測固定裝置大多數都可以是直接安裝到新型機車的軌道檢測測試車體上,而新型高速列車車輛軌道移動監控檢測里程實時記錄器,主要用途就是用來檢測記錄高速列車的出發時間與本次檢測到的車速,一旦得到檢測車體的車輛軌道徑向振動和車輛加速度的數值,就能夠將被軌道檢測后得到的測試車體軌道加速度的數值和機車軌道振動坐標上的振動信息、車速實時信息存放進移動線路儲存器中,移動線路轉儲器再將本次檢測到的數據通過計算機轉送后上傳到軌道監控器的設備上,并打印出本次檢測后得到的測試結果[2]。

        3.4 智能系統的應用

        我國高速鐵路智能系統的特點是以列車電子、通信、自動化及全過程管理控制為基礎,將系統運行信息進行綜合集成,實現了高速鐵路系統中信息的采集、傳輸、共享、處理和互通等操作,使用較低的開發成本,就可以直接獲得高效率的列車智能運行調度管理和安全性能。我國高速鐵路列車智能系統,以我國高速鐵路信息管理采集系統、車輛綜合監控服務系統、高速鐵路車輛服務管理系統及車票綜合售賣、調度管理系統等作為核心內容。其中,智能系統具有以下幾種優勢:

       、傧到y管理智能化,通過我國先進的高速鐵路列車網絡綜合操控系統和電子系統智能化及高速鐵路網絡操控管理技術,實現我國高速鐵路列車車輛實時啟動、運行及列車停止信息的實時控制以及信息反饋。能實時監控高速鐵路的客運行狀況,實現監控旅客信息的功能;②實現監控高效性,通過先進的監控電子技術,能夠及時準確反饋高速鐵路服務信息,提供優質的高速鐵路導航、運輸及其他高速鐵路信息服務;③實現高度協調性,高速鐵路采用智能運輸系統,是集多種類型的控制系統功能權限于一機的鐵路智能監控系統,人機之間的高度信息綜合性和協調,并且用該系統不僅能夠掌握高速鐵路列車客流運行情況,還能將信息及時準確快速地反饋給其它高速鐵路列車,也同樣會根據線路運行客流情況,將信息反饋給高速鐵路客戶,實現了對高速鐵路客戶、列車及其他客運服務線路的多種高度信息綜合性和協調性。事實上目前我國高速鐵路許多關鍵地方都已經成功應用并安裝了現代化的通信智能監控系統,比如說安裝在高速車體末端車廂尾部的自動風壓無線數據傳輸及監控系統、高速鐵路軌道智能監控列車無線運輸系統等方面,這樣不僅有效實現了目前我國高速鐵路通信系統現代化、高速化,同時也有效地提高了高速列車的安全性[3]。

        4 結語

        綜上所述,隨著近些年來科學信息技術的進步,我國高速鐵路技術發展已經到了新階段,并且鐵路列車都已經進入了重載、高速的現代化技術水平。高速鐵路工程的大規模開工建設,也直接促進了當前我國高速鐵路的通信網絡化快速發展。在高速鐵路快速發展的同時,應用各種現代化的通信網絡技術是必然趨勢,也是高速鐵路提速、確保安全的有力技術保障。

        參考文獻:

        [1] 謝剛強 . 現代通信技術在高速鐵路中的應用 [J]. 冶金叢刊,2016,000(008):56,59.

        [2] 于云程 . 淺談現代通信技術在高速鐵路中的應用 [J]. 中文科技期刊數據庫(文摘版)工程技術,2017(1):00026-00026.

        [3] 張文霞 . 淺談現代通信技術在高速鐵路運輸生產中的應用[J]. 建筑工程技術與設計,2017,000(011):5875-5875.

        選自期刊《時代汽車》前沿探討

        作者信息:朱秦鳳包頭鐵道職業技術學院 內蒙古包頭 014000

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