铁路融合通信如何保障列车安全？怎样助力智能铁路建设？

一、什么是铁路融合通信

铁路融合通信是指将多种通信技术融合应用于铁路运输系统中，实现信息的快速传输和高效管理。这种融合通信技术不仅包括传统的有线通信技术，还包括无线通信技术、互联网技术以及物联网技术等。铁路融合通信的目标是提高铁路运输系统的安全性、效率性和智能化水平。

1、铁路融合通信的技术特点

• 多种通信技术的融合：包括有线通信、无线通信、互联网技术和物联网技术等。
• 5G技术的应用：5G-R（基于5G技术的铁路新一代移动通信系统）是国铁集团的专用5G网络，用于满足铁路通信运营和管理需求。
• 物联网技术的结合：实现列车、信号设备、车站等铁路设施的互联互通，实时监测和管理列车状态、设备运行情况等信息。
• 人工智能的应用：通过人工智能算法分析列车运行数据，预测故障风险和优化列车运行计划。
• 高精度定位技术：采用全球卫星导航系统（如北斗导航系统）等高精度定位技术，实现对列车位置的准确监测和管理。
• 数据安全保障：加强对信息的加密和安全传输措施，确保数据的机密性和完整性。

2、铁路融合通信的应用场景

• 列车调度：通过实时监测列车位置、速度和运行状态等信息，优化列车调度和运行计划，减少运行时间和能源消耗。
• 列车运行控制系统（CTCS/ETCS）：实现列车的安全运行和控制。
• 重载组合列车的机车同步控制和调度通信：确保重载列车的安全运行和调度。
• 列车进路预告、调度命令信息等：提高列车运行的安全性和可靠性。
• 铁路站场、枢纽：包括平面调车、调车监控、编组站自动化、客站服务、车载数据下载、站场物联网、站场维护作业等。
• 铁路沿线基础设施：对铁路沿线电务、工务等专业基础设施设备（桥梁、隧道、接触网、铁塔等）进行监测和管理。

总的来说，铁路融合通信是铁路通信发展的重要方向，它能够提高铁路通信的质量和效率，为铁路运输提供更加安全、便捷的服务。

二、铁路融合通信在提高列车运行安全性方面有哪些具体应用

铁路融合通信在提高列车运行安全性方面的具体应用主要体现在以下几个方面：

• 实时监控和远程控制：铁路融合通信技术可以实现实时监控和远程控制，及时发现和处理各种安全隐患，提高铁路运输系统的安全性。
• 提高效率性：通过实时监测列车位置、速度和运行状态等信息，可以优化列车调度和运行计划，减少运行时间和能源消耗。
• 实现智能化管理：通过物联网技术和传感器等设备，可以实时监测和管理列车、轨道和设备等信息，提前预警和处理故障，提高系统的可靠性和稳定性。
• 5G技术应用：随着5G技术的不断推进和发展，未来铁路通信系统可能会采用5G网络进行信息传输。这将大大提高铁路通信的数据传输速度和容量，实现更加高效、可靠的通信。
• 物联网技术：铁路融合通信将与物联网技术相结合，实现列车、信号设备、车站等铁路设施的互联互通。通过物联网技术，可以实现对列车状态、设备运行情况等信息的实时监测和管理，提高铁路系统的安全性和运行效率。
• 人工智能应用：人工智能技术的应用将进一步提升铁路融合通信系统的智能化水平。例如，通过人工智能算法分析列车运行数据，可以预测故障风险和优化列车运行计划，提高运输效益和减少事故发生的可能性。
• 高精度定位技术：铁路融合通信系统需要对列车进行精确的位置跟踪和定位。未来可能会采用全球卫星导航系统（如北斗导航系统）等高精度定位技术，实现对列车位置的准确监测和管理。
• 数据安全保障：随着铁路融合通信系统中信息的传输和存储量增加，数据安全问题也变得越来越重要。未来铁路通信系统将加强对信息的加密和安全传输措施，确保数据的机密性和完整性。

以上就是铁路融合通信在提高列车运行安全性方面的一些具体应用，这些技术的应用有助于提升铁路运输系统的安全性、效率性和智能化水平。

三、铁路融合通信在智能铁路建设中发挥着怎样的作用

铁路融合通信在智能铁路建设中发挥着至关重要的作用，主要体现在以下几个方面：

• 提升运输组织效率：通过新一代信息通信技术，如大数据、人工智能、5G移动通信、云计算和物联网等，铁路融合通信能够大幅提升铁路客货运输组织效率、效益和服务品质，从而提高铁路运输能力。
• 增强列车运行安全：例如，5G移动通信技术可以实现高带宽、低时延和海量物联，能够改善现有高铁通信中存在的网络不稳定、网速慢、信号差等问题，为乘客提供更优质的服务。同时，5G引入的毫米波技术因其有较多的带宽资源，能够很好地解决当前6 GHz以下频段拥堵的问题，提高传输速率，减少时延。
• 推动智能化发展：
  • 大数据技术：在大数据技术的支撑下，运用AI技术，可以对轨道、路基等检测数据和业务数据进行智能分析，对关键指标进行监测控制和动态预测，进而推动高铁智能化发展。
  • AI技术：将AI引入无线通信系统的各个层面，有助于解决无线通信系统中存在的问题，能大幅度提升无线通信系统的性能。例如，基于视觉的智能检测需要多路高清视频传输支撑，引入AI技术，能够使低分辨率图像在占用相同的带宽资源下，提高无线智能通信系统接收图像分辨率，实现低带宽高清视频传输，极大提升检测精度，实现系统高精度的铁路入侵检测。
  • 物联网技术：在高铁场景中，需要维护的设施多、任务重，引入物联网技术则可以采集各类设备状态信息，并将信息回传至操作平台进行处理，以达到轨道交通能够智能监管各类设备的目的。
• 改善旅客服务体验：例如，完善中国铁路客户服务系统（12306）架构创新设计研究，实现业务功能弹性拓展，提升系统并发处理性能。开展客运需求分析与预测技术研究，实现旅客列车开行方案持续优化。深化差异化服务体系设计技术研究，完善差异化谱系化客运产品体系，有效适应旅客多层次运输需求。推进全过程旅客智能出行服务技术研究，生物特征识别技术、无感支付技术取得突破性进展，深化研究5G信号上高铁技术等，这些都离不开铁路融合通信的支持。
• 提高货物运输服务技术水平：完善铁路货运电子商务系统（95306）架构设计，优化一体化货运综合服务平台，实现电子化应用和多渠道信息服务。推动建设高铁快运服务体系，形成基础设施、装备体系、经营管理相匹配的成套技术方案。应用多式联运关键核心技术，发展智能化、自动化的铁路货运集疏运系统，完善覆盖终端用户的高效物流网络铁路货运体系，融入社会物流体系并发挥骨干保障作用等，也需要铁路融合通信提供技术保障。
• 助力运输效能提升：开展智能综合调度关键技术攻关，深化高铁智能调度集中（CTC）、多媒体通信与应急指挥技术研发，突破面向全网多层次、多粒度的协同化行车指挥、不同速度等级高速列车高密度跨线运输调度等技术。深化高速铁路更小追踪间隔技术研究，推进时速200 - 250公里客货混合运输综合技术研究。推进以铁路为骨干的区域轨道交通系统行车指挥与控制一体化研究。研究高速铁路非正常情况下列车运行图智能编制系统等，都依赖于铁路融合通信。

四、目前中国的铁路融合通信技术发展现状如何

铁路通信系统是保障铁路运输安全、高效运行的重要基础设施。随着信息技术的飞速发展，融合通信技术在铁路领域的应用日益广泛。融合通信技术通过整合语音、数据、视频等多种通信手段，实现了通信系统的一体化和智能化，大大提高了铁路通信的可靠性和效率。

1、发展现状

• 技术标准制定：中国积极参与国际铁路联盟（UIC）和国际电工委员会（IEC）等组织的标准制定工作，推动铁路融合通信技术的标准化。同时，中国铁路总公司也发布了一系列企业标准，规范了融合通信系统的设计、建设和运营。
• 系统建设：中国铁路在新建线路和既有线路改造中广泛采用融合通信技术。例如，在京张高铁、雄安新区铁路等项目中，构建了基于IP的融合通信系统，实现了语音、数据、视频的统一承载和调度。
• 业务应用：铁路融合通信技术已经在多个业务场景中得到应用：
  • 调度通信：实现了列车调度员、车站值班员、机车司机等之间的语音、数据和视频通信，提高了调度指挥的效率和准确性。
  • 应急通信：在突发事件和自然灾害发生时，融合通信系统能够快速搭建应急通信网络，保障救援指挥的通信畅通。
  • 旅客服务：通过站台和列车上的Wi-Fi服务，为旅客提供便捷的互联网接入；同时，利用视频监控系统，提升了车站和列车的安全管理水平。
• 技术创新：中国铁路在融合通信技术领域不断创新，如：
  • 5G技术应用：积极推动5G技术在铁路通信中的应用，开展了5G+AI技术在智能运维、自动驾驶等方面的研究和试点。
  • 软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）：通过引入SDN和NFV技术，实现了网络资源的灵活配置和管理，提高了网络的智能化水平。
• 产业合作：中国铁路加强与通信设备制造商、科研院所的合作，共同推动铁路融合通信技术的发展。例如，与华为、中兴通讯等企业在5G-R（铁路移动通信系统）技术研究和应用方面进行了广泛合作。

2、未来展望

• 持续创新：随着5G、物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展，中国铁路将继续推进融合通信技术的创新应用。未来的研究方向包括更高速率、更低时延的通信技术，以及智能化的通信网络管理系统。
• 标准完善：进一步完善铁路融合通信技术的标准体系，加强国际标准的制定和推广。这将有助于提升中国铁路通信技术的国际竞争力，推动全球铁路通信技术的发展。
• 业务拓展：未来，铁路融合通信技术将在更多业务领域拓展，如智能铁路、智慧车站、自动驾驶等。通过深化通信技术与铁路业务的融合，实现铁路运输的全面智能化。
• 国际合作：继续加强与国际铁路组织和其他国家铁路部门的合作，共同开展铁路融合通信技术的研究和应用。通过跨国铁路项目，推广中国的铁路通信技术和标准，提升全球铁路通信技术水平。

中国铁路融合通信技术在过去几年取得了显著进展，通过不断的技术创新和系统建设，已经在多个铁路项目中成功应用。未来，中国铁路将继续推动融合通信技术的发展，进一步提升铁路通信的智能化水平，为铁路运输的安全、高效提供强有力的保障。