铁路通讯系统的卫星通信技术应用论文
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【摘要】随着科学技术的发展，我国的通信水平有了快速提高，现已实现了卫星通信技术，能有效提高通信质量和效率。将卫星通信技术应用在铁路通讯系统中，能有效提高铁路事业的业务量，保证其安全、稳定的运行，推动我国铁路事业快速发展。对此，本文对铁路通讯系统中卫星通信技术的应用进行了分析。
【关键词】铁路通讯系统；卫星通讯技术；应用
引言
现阶段，卫星通讯技术已经成为了铁路通讯系统中的重要组成部分，能将图像、声音等数据信息进行传输，以保证通讯质量。能有效摆脱传统通讯方式的限制，可极大程度提高铁路运行的安全性。同时，这种通讯模式为发展多元化业务模式提供了技术支撑，有利于实现其经济效益和社会效益。
1卫星通信技术的概念及特点
卫星通信技术主要采用了无线电波的原理，实现地球站与中继站之间的数据传输工作，其传输速度快、质量好。由于人造地球卫星技术能与地球保持同步运行，可有效保障通讯面积，每个卫星可覆盖地球1/3左右的面积。相比于传统通讯技术来说，卫星通信技术有较强的优势：①卫星通信技术的通信容量比较大，具备多个传输路数，通常情况下，可以用使用几千兆赫的频率来传输数据信息，能支撑上万部线路同时通讯，其业务范围非常广。②由于卫星通讯技术的覆盖面积比较广，在此范围内，可对任意两点或多点进行通讯，能有效满足铁路通讯的需求。③卫星中继站远离大气层，所发射的电波不会受到其他物质的干扰而影响质量，有其特殊的恒定信道。在这种情况下，电波在传输过程中基本上不会出现数据丢失或损耗等问题，能有效保证通信质量和效率。④传统的通信技术需要使用大量的设备和仪器，通信成本比较高，而卫星通讯技术除了需要使用基本设备之外，不需要使用额外的设备。因此，能有效节省通讯成本，实现其经济效益。虽然卫星通讯技术有很多的优点，但其缺点也不能忽视：①人们在使用卫星通讯技术时，会发现有明显的延迟现象。主要是因为地球站距离中继站非常远，当进行数据传输过程时，需要有一定的接收时间。通常情况下，需要0.6s的时间才能传输完毕，在处理突发事件是有一定的影响。②虽然无线电波在进行传输工作时有专用的信道，受外界因素的影响比较小。但由于地面条件比较复杂，对信号传输质量会造成一定的影响。例如，当处于电梯内或山区时，经常会出现接收不到信号的问题[1]。
2卫星通信技术在我国铁路通讯系统中的应用
2.1在自动报点系统中的应用
自动报点系统是铁路通讯系统的重要组成部分，有利于指控中心及时了解列车的运行参数，从而做出正确的调整，避免出现安全隐患。因此，在实际运用阶段，需要在列车上安装移动通信终端，其主要组成结构为天线随动系统、编码器、译码器等设备组成，有利于在固定的频段进行通讯，防止出现串频或跑频等问题。同时，还需要在列车内部安装车载控制器，可以起到读写列车运行参数的作用，包括车次、列车速度、到站时间等。当数据提取完毕后，需要进行处理工作，并将数据传输至移动通信终端内，从而向卫星发射信息，再传输至地面，以完成数据的传输工作。当指控中心收到数据信息后，需要将其输入至计算机系统中，从而绘制出动态的列车运行图，便于进行观察和分析。并采用GIS技术，显示某一时刻所有列车的运行参数，将其传输给列车中，便于列车了解实际运行情况。
2.2在铁路运输管理系统中的应用
目前，我国的铁路事业主要以客运和货运两种业务形式为主，当进行货运管理时，可将卫星通信技术与铁路运输管理系统进行结合。能对货车的实际运行状态进行跟踪监测，从而获得货车的车次信息和运行参数。一般情况下，除了需要在列车内安装管理系统之外，还可对集装箱安装管理系统，有利于了解货物的实际情况，从而统计某一地区的货物流量，并与机车人员进行沟通，便于调整货车的运行状态，合理控制货物的流通量[2]。在对客运进行管理时，主要是开展客票预售和补票办理等工作。由于卫星通讯技术的传播范围广、通信容量大，可同时进行上万线路的通讯工作。当进行车票预售工作时，需要利用计算机网络技术，将线上、线下售票信息进行统一管理，从而进行数据传输工作，便于各个售票处及时更新车票预售信息，防止出现业务混乱等问题。同时，还可在列车上安装运输管理系统，通过向卫星发射信号，来实现列车与地面售票系统之间的对接，以完成通讯的全过程，从而进行补票等工作，有利于提高工作质量和服务效率。
2.3在调度管理系统中的应用
当列车处于正常运行时，必须要按照固定的时刻表执行，避免出现碰撞事故。但受各种原因的影响，会使列车的正点率受到影响，若不加以控制，在时间的发展下容易出现事故。对此，需要指控中心利用卫星工作平台来进行列车跟踪工作，例如，当指控中心采用调度管理系统时，会向卫星平台发送车次跟踪指令，并对各个车站的最近车次进行跟踪，并将数据信息实时发送给车站，便于管理人员及时了解列车的运行信息。同时，各个车站在运营管理中，需要设计好年、月、日班计划，规定每个列车的到站时间。在这种情况下，车站可向卫星平台发送自动采点指令，并将实时数据信息传输至调度中心。由调度人员针对数据信息生成列车运行日志表。另外，要求调度人员针对各个列车的实际运行信息来调整方案，需要通过卫星通讯来传输至各个列车当中，促使其改变运行参数，防止出现追尾等问题，以保证铁路事业安全、稳定的发展[3]。
2.4在安全方面的应用
通常情况下，列车在运行过程中很容易遇到突发事件或突发灾害，导致列车现有的通讯设备无法使用。在这种情况下，地面指控中心无法了解列车的实际运行情况，容易出现安全问题。而采用卫星通讯技术，可利用便携性或车载性宽带卫星系统进行连接，可根据实际需要采用手动调试或自动调试两种模式，能有效保证应急通讯手段正常使用，保证列车安全运行。对此，可采用以下几种方式：
①要求铁道部建立地面应急接收站，当其受到通讯信息后，可采用有线传输的模式进行通讯工作，能保障传输效率。但也有其缺点，很多突发问题无法预知，容易出现应急接收站无法收集数据的情况，不能体现其实际价值。
②由各个铁路局建立地面应急接收站，当某一地区出现通信障碍时，会将所收集来的数据信息传输至铁路局指控中心。由其对存在的问题进行分析，并制定相应的解决策略，再将指令进行下达。地面应急接收站的建设成本高，但利用率比较低，会加大各铁路局的的财政负担。
③要求铁道部与各铁路局均建立地面应急接收站，在这种情况下，一旦发生通讯问题，可保障其中一部分的接收站可以正常使用，不会出现接收盲区，有极高的使用价值，但这种模式需要很高的建设费用。
3结束语
铁路事业承担着重要的客运和货运职能，提高通讯系统的稳定性，有利于保障列车安全、稳定的运行，从而保障人们的生命财产安全。对此，可以将卫星通信技术应用到铁路通讯系统中，有利于提高通讯质量和效率，促使铁路事业快速发展。
参考文献
[1]李逍.卫星通信中的资源管理跨层优化研究[D].北京邮电大学，2015.
[2]李海龙.铁路通讯系统中的卫星通信技术应用[J].中小企业管理与科技（中旬刊），2014（03）：307.
[3]田清华.基于OFDM的高速移动无线通信系统及宽带卫星通信系统关键技术研究[D].北京邮电大学，2013.
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