铁路应急系统中无线通信技术的应用论文 【摘要】 铁路应急系统在抢险救援工作中扮演着至关重要的角色。在紧急情况发生时，该系统应具备最基础的无线通话能力。目前，系统所采用的接入设备主要基于Wi-Fi和无线PBX技术，它们满足了应急系统的基本需求。本文分析了这两种技术的特点，并比较了它们的优缺点，总结了在应急系统中的应用情况。 【关键词】 铁路应急系统；无线通信技术；应用 引言 随着我国铁路建设的不断扩张，列车的速度和密度有了显著提升，因此对运输安全及应急通信保障的要求也日益严格。在行车事故或严重自然灾害发生时，铁路应急通信系统必须迅速响应，将现场信息实时传递至应急指挥中心，使上级部门能够准确了解现场情况，并采取相应措施。同时，系统还需确保指令能及时传达给现场的抢险救援人员。 1铁路应急系统的概述 1.1铁路应急中心通信设备 应急中心通信设备是该系统的核心，主要负责实现与事故现场的实时语音、视频和数据信息交互，为图像显示系统提供可靠的信息数据。通过外部接口和自动电话网、调度通信网的连接，这些设备一方面完成综合视频系统的接入，另一方面完成静图系统图像信息的接入。 1.2铁路应急通信接入设备 应急通信接入设备是铁路应急系统的必要组成部分，它通过各种通信技术将事故现场的语音、数据和视频等信息接入至各级应急救援指挥中心。主要设备包括现场终端设备、GSM-R基站应急接入设备以及相邻车站或区间的接入点。现场终端设备分为移动影音采集设备、数据终端设备和话音终端设备三大类。 2铁路应急系统建设的原则 （1）先进性：系统建设应采用无线、光纤和数据网等多种传输方式。 （2）便捷性：现场部署应快速、简便，确保在短时间内恢复业务。 （3）经济实用性：充分利用现有的数据网和光纤资源。 （4）集成性：通过光纤、AV、Z等接口建立光纤与数据网的连接，实现图像、电话等设备的接入，系统设备应具有良好的兼容性。 （5）可扩展性：通过无线通信技术，将语音、图像等业务扩展至区间，与现有的自动电话、调度电话网、动静图网络互联互通。我国铁路应急系统站点与应急中心之间，应利用现有的光纤与数据网进行优化整合，提升传输稳定性，解决带宽限制问题，同时降低建设成本。应急电话、动静图等业务采用无线平台承载，接入形式应多样化。 3接入方案 在救灾抢险现场，首要任务是确保无线话音接入。通常情况下，应急现场应配备不少于4部的专用手机，现场基站设备应易于移动，无线网络搭建应迅速。虽然通用的3G/4G系统及GSM-R手机可实现话音接入，但在事故区域移动通信网络未覆盖的情况下，如地震、洪水等自然灾害导致的铁路事故，通用网络往往无法发挥作用。因此，有必要引入专用无线网络和专用手机。专用无线网络，如选择GSM或CDMA，设备众多，组网复杂。尽管一些厂家已将移动交换中心、基站控制器等重要设备集成于一体，但其体积和重量难以满足应急通信的快速、便捷需求，成本也较高。为满足铁路应急事故现场无线话音通信需求，目前最佳的技术方案为：①Wi-Fi手机；②无线PBX手机方案。这两种技术都具有体积小、重量轻的优点，便于携带，成本较低，实现起来无难度。 3.1Wi-Fi技术 Wi-Fi手机通过无线局域网络接入，采取直接接入或增加中继的形式，实现无线话音通信功能。在应急系统中，Wi-Fi手机的注册服务器通常由事故现场或应急指挥中心提供，将注册服务器和AP接入点连接，Wi-Fi手机通过AP注册到服务器，实现手机之间以及手机和固定电话之间的通话。目前，全球范围内Wi-Fi使用的2.4GHz频段为免费频段，用户在Wi-Fi覆盖区域内可自由拨打或接听电话，不受时间和地点限制。基于WLAN的宽带数据应用可与Wi-Fi一同使用。Wi-Fi传输速度快，有效距离可达300m以上。如果在合适的位置增设AP装置，能满足铁路应急系统语音通话需求。Wi-Fi使用的频段为自由频段，AP模块能实现话音、数据通信的兼容，且Wi-Fi手机为通用产品，投入成本低。然而，AP和Wi-Fi手机功率较低，通常不超过400MW，要满足铁路应急系统规定的500m距离，需要在合适地点设置中继设备；另外，Wi-Fi使用频段的波长为12.5cm，绕射能力较差，在隧道、山区等复杂环境时，通话质量难以保证。 3.2PBX技术 无线PBX设备的核心部分是主机，每个主机可配备1~90部手机，采用跳频技术，每秒在100个频道内进行100次伪随机跳变。此外，无线PBX技术的寻址采用码分多址方式，每个手机与主机都分配有一个独特的编码，编码容量可达6万以上，具有良好的安全性和保密性。无线PBX系统覆盖面积较大，在开阔地区可达1000m以上。手机可设置群组，在脱离主机的情况下，手机之间仍可通话，同时具备单呼、组呼及群呼等功能。通过与铁路应急指挥中心通信主设备的有效连接，实现中心与事故现场之间的二级调度通信功能及电话会议功能。无线PBX技术的优点：①非视距通信覆盖范围超过1000m；②无线PBX模式使用的频段为900MHz，波长较长，绕射能力较强；③实现全双工双向呼叫、半双工多路通信功能；④实现群组呼叫功能；⑤手机具有良好的防尘及防雨功能。无线PBX技术的缺点：①无线PBX技术非自由频段，使用需向国家相关部门备案；②主机与手机非通用设备，购买途径特殊，成本较高。 4结束语 在铁路应急通信系统中，应用Wi-Fi和无线PBX技术，两者均能满足铁路应急系统的需求。然而，具体使用Wi-Fi模式时，需要增设中继设备。根据当前铁路应急现场的使用情况调查，从专业性、便利性、无线覆盖范围及绕射能力角度来看，无线PBX专用手机的优越性更为显著，因此在铁路应急系统中得到了良好的推广和应用。对于Wi-Fi而言，其主要优越性在于能充分发挥IP技术的作用，紧密结合基于IP技术的各种数据、视频业务，无需占用抢险救援现场接入设备的话音通道即可实现无线通信功能。从整体层面来看，Wi-Fi的实现较为紧凑，投入费用也不高，当事故现场环境因素不太复杂，对绕射能力、距离要求不高时，Wi-Fi技术具有一定的应用价值。在日后我国铁路实现光通话主方案后，由于预留IP接口，因此Wi-Fi技术的应用将更加便捷。反之，由于光通话柱内所预留的模拟用户有限，不能与无线PBX设备直接对接，还需利用VoIP模拟网关转接，因此日后在铁路通信系统中应用无线PBX将受到一定制约。 参考文献 [1]李卫华.Wi-Fi和无线PBX技术在铁路应急通信中的应用[J].铁道技术监督，2014（12）． [2]张建华，刘佳伟．无线通信中Wi-Fi技术的发展与应用[J].电视技术，2013（06）． [3]高建荣.与移动协同发展之无线PBX方案探讨[C].中国通信学会信息通信网络技术委员会－2009年年会，2009. [4]李斌．铁路应急通信无线图像传输系统的研究与实施[J]．铁道通信信号，2014（08）．
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