 通信在人们的生活中应用极为广泛，涵盖日常交流、移动互联网、物联网、导航定位等多个领域。但你了解铁路无线通信吗？今天咱们就通俗易懂的科普一下铁路无线通信中的一些专业名词。  按定义，铁路通信是指铁路运输生产和建设中，利用各种通信方式进行信息传送和处理的技术与设备。因此，铁路通信以运输生产为重点，为实现行车过程统一调度指挥的一系列技术和设备统称。由于我国铁路网覆盖面很广，铁路线路分散，业务种类多样化，组成统一通信的难度较大，列车不是仅在一个小范围的区域移动。如果要指挥运行中的列车，就必须用无线通信，因此铁路通信必须用到无线通信的方式。  我国在上世纪50年代从苏联引进了无线调度电台，实现了列车无线调度通信。这一时期的无线通信设备主要是基于电子管电路，设备笨重且耗电量大，未能广泛推广。60至70年代中期，铁科院研制了150MHz晶体管电路的同频单工TW-8A型列车无线调度电台。随着需求的增加，90年代起采用450MHz频段，增加了调度命令转接器、无线车次号接收解码等功能，提升了调度效率。进入21世纪，随着铁路信息化和高速铁路建设的发展，我国开始研究并采用GSM-R作为国家铁路无线通信技术，2006年，GSM-R系统正式投入使用。随着通信技术的不断发展，我国正积极探索基于5G技术的铁路新一代移动通信系统，以进一步提升铁路通信的效率和可靠性。 01直射波 在乒乓球这项运动中，很多规律很像电磁波的规律。假若直接撞击球中心打出去的时候假使没有任何阻挡，球将沿直线运行，好比直射波。  由发射天线沿直线到达接收点的无线电波，被称为直射波。自由空间电波传播是电波在真空中的传播，是一种理想传播条件。电波在自由空间传播时，可以认为是直射波传播，其能量既不会被障碍物吸收，也不会产生反射或散射。 02反射波 在高速铁路无线覆盖选站的时候，要关注无线电波的入射角问题。备选站址不能太远，否则入射角太大，进入车厢内的折射能力就减少，一般会选取离铁路100米左右的站址。  无线信号是通过地面或其他障碍物反射到达接收点的，称为反射波。反射发生于地球表面、建筑物和墙壁表面。反射波是在两种密度不同的传播媒介的分界面中才会发生，分界面媒质密度差越大，波的反射量越大，折射量越小。波的入射角越小，反射量越小，折射量越大。 03绕射波 当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时，无线电波绕过障碍物而传播的现象称为绕射。绕射时，波的路径发生了改变或弯曲。由阻挡表面产生的二次波散布于空间，甚至于阻挡体的背面。绕射损耗是各种障碍物对无线电波传输所引起的损耗。 04散射波 当无线电波穿行的介质中存在小于波长的物体，且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时，发生散射；散射波产生于粗糙表面，小物体或其他不规则物体。在实际的通信系统中，树叶、街道标志和灯柱等会引发散射。 05趋肤效应 由于导体内部的感抗对交流电的阻碍作用比表面更大，交流电通过导体时，各部分的电流密度不均匀，导体表面电流密度大（减少了截面积，增大了损耗），这种现象称为趋肤效应。交流电的频率越高，趋肤效应越显著，频率高到一定程度，可以认为电流完全从导体表面流过。  实际应用方面，空心导线代替实心导线，节约材料，在高频电路中使用多股相互绝缘细导线编织成束来削弱趋肤效应。 06多径效应 如果我们堆一个小土堆，在小土堆的顶端倒水，水从四处流开，很多水都渗在土里或者流到不同方向损失掉了，但有部分水流通过不同路径、不同时间汇到一个低洼的地方。  无线电波的多径效应是指信号从发射端到接收端常有许多时延不同、损耗各异的传输路径，可以是直射、反射或是绕射，不同路径的相同信号在接受端叠加就会增大或减小接收信号的能量的现象。 07阴影效应 阳光普照大地的时候，树木、房屋就有影子，这个影子不是完全的黑暗，是一种强度减弱很多的光。  在传播路径上，无线电波遇到地形不平、高低不等的建筑物、高大的树木等障碍物的阻挡时，在阻挡物的后面，会形成电波信号场强较弱的阴影区，这个现象就叫做阴影效应。 08菲涅尔区 有时候，人眼最有效的视力范围也是一个椭球体。椭球体之外的东西虽然也能看到，但是已经不是特别的清晰。一个训练有素的射击运动员，他的有效视力范围一定集中在他和目标的半径非常小的椭球体内。  菲涅尔区就是一个椭球体，收发天线位于椭球的两个焦点上。这个椭球体的半径就是第一菲涅尔半径。在自由空间，从发射点辐射到接收点的电磁能量主要是通过第一菲涅尔区传播的，只要第一菲涅尔区不被阻挡，就可以获得近似自由空间的传播条件。 为保证铁路系统正常通信，收发天线架设的高度要满足使它们之间的障碍物尽可能不超过其菲涅尔区的20％，否则电磁波多径传播就会产生不良影响，导致通信质量下降，甚至中断通信。 09慢衰落和快衰落 无线电波传播过程中，信号强度曲线的中值呈现慢速变化，叫做慢衰落。慢衰落反映的是瞬时值加权平均后的中值，反映了中等范围内数百波长量级接收电平的均值变化，一般遵从对数正态分布。  快衰落就是接收信号场强值的瞬时快速起伏、快速变化的现象。快衰落是由于各种地形、地物、移动体引起的多径传播信号在接收点相叠加，由于接收的多径信号的相位不同、频率、幅度也有所变化，导致叠加以后的信号幅度波动剧烈。在移动台高速运行的时候，接收到的无线信号的载频范围随时间不断变化，也可引起叠加信号幅度的剧烈变化。 一般快衰落可以细分为：多径效应引起空间选择性衰落，即不同的地点、不同的传输路径衰落特性不一样；载波频率的变化引起载波宽度范围超出了相干带宽的范围，引起的信号失真，叫做频率选择性衰落；多普勒效应或多径效应可以引起不同信号到达接收点的时间差不一样，超过相干时间，引起的信号失真叫时间选择性衰落。 10多普勒效应 当火车向人驶来时，它会使空气中声波的“疏”和“密”部分靠得更近，从而缩短了“疏”、“密”的间隔。这导致耳膜的振动速度加快，因此我们听到的音调会升高。然而，当火车驶离人时，它会将空气中的声波“疏”和“密”部分拉开，这使得耳膜的振动速度减慢，音调随之降低。火车的速度越快，音调的变化也会越显著。  多普勒效应指出，波在波源移向观察者时接收频率变高，而在波源远离观察者时接收频率变低。在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低。天文学家哈勃应用多普勒效应得出宇宙正在膨胀的结论。医学上应用多普勒效应来对血液循环过程中供氧情况，血管粥样硬化的等情况作出判断。  铁路员工日常工作中频繁接触铁路运输和火车，积累了丰富的实践经验，因此他们能够通过汽笛声调的细微变化，大致判断出火车的速度和行驶方向。这种现象正是多普勒效应的体现。 11失真 所谓失真，就是失去真实，或者说真实的东西被歪曲的表现出来。信号经过射频收发通道的时候，由于有加性噪声和乘性噪声引入，多少会有一定程度的对所传信号的歪曲，这个就是无线信号的失真。无线信号的失真可分为线性失真和非线性失真。  GSM-R系统采用了独特算法和小区规划，成功地克服由于列车高速运行引起的信号失真，减少了信道切换，从而大大提高了通信系统的可靠性。“小区规划”的“小区”也称蜂窝小区，是指在蜂窝移动通信系统中，其中的一个基站或基站的一部分（扇形天线）所覆盖的区域，在这个区域内移动台可以通过无线信道可靠地与基站进行通信。 你还知道哪些铁路运输中的通信术语吗？欢迎留言！ (部分内容来源：通信大讲堂、科普中国、博客园，铁道知识局等，网络资源仅供学习交流，入有侵权联系删除) |
手机版|美路科技旗下网站|铁道职培
( 鲁ICP备18021794号-3|
鲁公网安备37130202372799 )
GMT+8, 2025-12-16 16:05 , Processed in 0.110038 second(s), 41 queries .
Powered by Discuz! X3.5
© 2001-2025 Discuz! Team.
