浅谈高铁通信的共享建设

摘要：我国铁路信息化建设已经有三十多年的历程，各地区也根据自身情况，已建起了各种类型的信息系统。然而由于信息技术等方面的限制，这些信息系统之间难以做到整合和真正的信息共享。文章介绍了高铁通信共享建设的现状，分析了新技术在高铁通信共享建设中的应用与发展以及高铁通信共享建设中存在的问题及原因，最后提出高铁通信共享建设应采取的策略。

关键词：高铁通信系统；共享建设；通信安全

高铁信息化建设为行车的安全与运输效率的提高提供了有力的工具，它的建设依托于信息技术和通信技术的发展，而且新技术的发展大力推动了高铁信息化建设前进的步伐。目前，高铁通信共享建设在我国的建设还不是很完善，而且存在一些问题，由于高铁通信系统本身的特殊性，它的建设还需要各方采取相应的策略。同时，这也成为我国高铁通信共享建设亟待解决的一个课题。

一、高铁通信共享建设的现状

所谓高铁通信共享建设，就是以现代通信新技术为依托，通过共用基础设施，建设一个彻底克服空间和时间的限制，并且能够令用户随时随地与任何人进行交流，包括数据、语音和视频等多种方式，此外，还要逐渐接入互联网与进军国际通信市场的高铁通信网和平台。目前，各地区已根据自身的情况建立起各种铁路通信系统，这不仅大大提高了铁路信息传递的效率与通信的安全性，而且也为建设更先进的铁路通信网提供了基础。然而，这些通信系统之间大多是独立的，互不干涉，既造成了资源的闲置与浪费，也导致了运营成本的上升。

现在，由于高速铁路具有快速移动性，所以运营商需要投入较高的经济和技术，以保证高铁通信系统基础设施和技术建设的完备。就我国目前的状况而言，已经建成功的高铁通信共享系统中仍存在基站布点无线覆盖难度大的问题，如京津城际高速在沿线建设了55个无线基站，但是仍然存在列车车厢信号屏蔽严重、手机信号频繁切换服务小区等方面的不足；比较成功的高铁通信共享建设案例有郑西高铁，沿线建设了80个无线基站，具有“移动通信密度之最”的称号，每1公里设立一个基站，每10公里设立一个中心机房，避免了京津城际高速缺陷的出现。此外，我国高铁通信共享建设也注重新技术的运用，如合并小区、GRRU光纤拉远，技术方面的投入非常可观。

二、新技术在高铁通信共享建设中的应用与发展

（一）新技术在高铁通信共享建设中的应用

所谓新技术，是指现代的计算机技术、数字技术、光电子技术和微电子技术等的有机结合，它未来的发展方向是数字化、智能化、个人化和高速化。

目前，新技术在高速铁路共享建设中的应用越来越广泛，而且它最大限度地推动了高速铁路共享建设的进程。如在经济高速通信共享建设中，就运用了合并小区和GRRU光纤拉远等新技术，专项投资达到5000多万元人民币；郑西高铁更是增加了新技术的投入，郑州移动为其建设了一个专用的网络系统，这就相当于为其设置了一条专用“VIP通道”：不再是以前的每2公里设一个基站，而是每1公里设一个基站；为了克服经济高速中存在的手机信号频繁切换服务小区等不足，郑州移动就采用每10公里设立一个中心机房的方法，从而保证至少10个基站能够共用一个机房的信号；为了测试网络而专门设立了两部手机，从而集成了先进的网络测试系统，这不仅大大提高了高铁通信的有效性，而且保证了通信共享的安全性和及时性。此外，由于高铁列车具有高速移动的特点，所以无线接入网（移动通信）在铁路通信网中占有很大的比重，而且随着高铁系统和信息技术的发展，高铁通信信号出现信号一体化的发展趋势。

（二）新技术在高铁通信共享建设中的发展

考虑到高铁通信共享建设未来的发展，它对通信的需求会越来越高，而且在通信系统的使用期限内，运输会呈现明显增加的趋势，由于它作为用户联络的手段，因此，在规划它的指标构成时，必须计算出一定的弹性需求。除此之外，通信系统的容量扩充性问题也是一个必须要考虑的问题，通常要选择扩容性强的通信方式。就高铁通信共享建设的可靠性而言，如微波，结合起来也是一个必须采取的步骤，这样能够构成一个统一的整体，并以此提供必要的备份。以前有两种系统：GSM和TETRA（泛欧集群无线通信），但是随着GSM技术的日渐成熟，它的适用范围快速扩大，造价也逐步呈现下降的趋势，并且由于用户的迅速扩展，集群移动通信解决方案也出现了日趋突出的问题。鉴于此种情况，欧洲的高铁移动通信系统将GSM定位最后的方式，并且将加入了铁路移动通信所具有的群呼、优先级别、强拆、强插等特色功能，从而构成了GSMR，它可以用于铁路的全球移动通信系统。

此外，新技术在高铁通信共享建设中的发展也应该与公用网相融合，并实现与公用网的统一，这是它的发展趋势。这样，用户可以突破时间和空间的限制，只要在铁路网覆盖的区域就能随时随地的通过高铁通信系统进行电话、图像传输、数据传输以及接入Internet等信息交流。就目前的发展情况来看，只有第三代的CDMA技术才能满足这一发展要求。因此，朝着第三代CDMA技术的发展也是新技术在高铁通信共享建设中未来的发展方向。

三、高铁通信共享建设面临的问题及原因

虽然，我国高铁通信系统的建设已初具规模，但是仍不完善，主要面临以下几个问题：

（一）投入大，成本高

众所周知，高铁通信建设不仅需要先进的基础设备，这是硬件设施投入，而且也需要新技术和现代化的新兴技术人才，这是软件投入。无论是硬件，还是软件，都需要很高的要求，需要达到规定的标准。如在经济高速通信共享建设中，新建和改造的传输路线及运用的合并小区和GRRU光纤拉远等新技术，专项投资就达到5000多万元人民币；郑州移动为郑西铁路铁路建立了一条专用“VIP通道”，其中为测试网络而专门设立的两部手机而集成了先进的网络测试系统，这个系统的安装就要花费好几万元。由此可见，高铁通信共享建设需要运营商很大的经济和技术投入。此外，新型技术人才能保证高铁通信共享建设的实施与实现，但是培养新型的技术人才需要花费很大的人力物力，据统计，培养一个新兴技术人才需要2到3年的时间，花费达到20万元到50万元，因此对于运营商来说，这也是一项很大的投入。

（二）技术不够先进，难以适应发展要求

目前，由于我国高铁通信系统各自之间独立运行，不仅造成了大量的技术资源浪费，而且也不能为高铁通信共享建设提供有效的技术支持。此外，由于经济和技术等原因的限制，一些高铁通信系统还存在一些技术上的问题，如京津城际高速，虽然每小时的行驶速度达到350公里，但是这也带来了无线多普勒频谱移效应、列车车厢信号不稳定等问题，因此，天津移动为其在高铁沿线共设立了55个无线基站；郑西高铁在沿线设立了88个无线基站，它的通信效率和稳定性要稳定的多。此外，由于受制于新技术，一些高铁通信的共享建设没有落到实处，不能提供及时有效的信息，因此，也不能适应社会的发展要求。这种情况，在国内高铁通信共享建设中普遍存在，在海外高铁通信共享建设中尤为强烈。

（三）管理不完善，资源浪费严重

运营商投资高铁通信共享建设，但由于需要巨大的经济和技术资本，所以难免出现管理和运行不合理的情况。就我国现有的高铁通信市场而言，既造成了资源的浪费，也造成了管理上的不完善。如之前举过的例子，京津城际高速在移动信号方面比郑西高铁相差很远，但是如果它也同样建设，必然会造成资源的浪费，而如果将移动通信基站作为公用设施，再通过多网合一等方式，就能达到很好的效果。而四川管局在建立城灌高铁通信基础设施共建共享时，就将三家基础电信企业合理整合，把基站的数量由原来的117个减少到49个，平均1200多米设有一个基站，共建共享比例达到70%以上，有效的避免了重复建设。此外，新的SOA（Service-OrientedArchitecture）也成为高铁通信资源整合的一条路径。

（四）通信安全性有待提高

安全性是衡量高铁通信共享建设的一个重要指标。如果没有良好的安全措施，往往会出现重要通信信息被篡改、敏感信息被窃取和用户身份遭到假冒等一系列的安全事故。目前，在我国对于高铁通信共享建设安全性问题的研究尚处于初级阶段，因此，在方面还不完善，与比较成熟的安全模式（见图1）相比，还有待于进一步系统和深化，如可以建立单点登录系统、全局统一的角色匹配机制以及健全的消息安全保障机制，以此克服这个难题。

四、高铁通信共享建设的应对策略

高铁通信共享建设（见图2）已成为人们关注的一个焦点，但是要真正做到这一点，各方还需要做到以下几点：

第一，针对高铁通信建设，加大经济和科技投入。经济投入可以为其提供完善的高铁基础设施，而技术投入可以为高铁通信共享建设提供有力的支撑。就像京津城际高速和郑西高铁一样，除了经济投入，其运营商在技术方面的投入也是非常可观的。就我国目前的状况而言，现有的高铁移动通信系统还不能适应时速高于200公里的通信需求。虽然各国对于解决高铁运行与隧道通行的通信信号问题，有不同的具体技术组网方案，而且方案之间有很大的差别，但是它们有一个共同点，就是直放站投放，这样可以有效解决信号不足与中断的问题。对于信号不稳定的问题，还可以通过多种接入方式，尤其是无线接入方式来实现公用网合一，从而解决这一技术难题。除此之外，成本问题也是一个需要考虑的问题，做到通信投资的相对合理，才能促进高铁通信的共享建设。

第二，明确主要的用户群体。通常，高铁通信市场包括两个方面：与高铁本身相关的信号系统和高铁旅客的通信系统。前一个方面由运营商等各方主办，后一个方面则是高铁通信市场的重点。在高铁旅客用户中，商务旅客占据了大多数，例如，京沪高铁原本设计的年客运量是1.6亿人次，而商务旅客就超过了1亿人次。由此可见，旅客尤其是商务旅客对高铁通信共享建设具有重要的作用。作为高铁通信共享建设主要的用户群体，旅客用户对乘高铁期间的移动通信具有很高的支付力和需求，对于无线上网尤为如此。作为运营商，应该针对这部分用户制定可行性强的解决方案，如可以通过建立基站、多网联合、开发专门系统。

第三，健全管理体系，整合资源。前面也说过，目前，我国很多地方都建有很多的铁路通信系统，但是它们之间是独立运行的，这不仅造成了巨大的资源浪费，而且也是高铁通信市场管理不健全的表现。针对这种情况，运营商应该重新审视高铁通信市场，在完善通信基础设施和大力引进先进技术的基础上，合理安置、分配与整合资源，健全高铁通信建设的管理体系。如京津城际高速与郑西高铁就可以通过接入互联网等方式共用一套基础设施，既避免了资源浪费，也降低了运营成本；电信、移动和联通可以共建工作站：由电信牵头，与移动共建工作站，连云港就是如此，共建了19个点，或者有移动牵头，与电信建立通信基站站点，再或者由联通牵头，与电信协商相关设施的共建共享。

第四，企业与政府合作，取得共赢。近年来，各地也纷纷加强高铁通信共享建设，如江苏正在大力推进"高铁、城铁、地铁"电信设施共建共享并取得了很大进展；四川管局也大力推进三家基础电信企业对成灌高铁通信基础设施的共享建设。当然，这是得力于当地政府和国家大力推进高铁信息化与共享建设。企业需要政府的支持，因为政府的支持往往能够给企业或运营商带来很多的技术、资金等支持。企业或者运营商在选择合适的发展模式的前提下，与政府寻求合作，从而实现共赢。

五、结束语

高铁通信共享建设的步伐越来越快，它需要完善的通信基础设施以及强大的技术、经济投入。高铁通信网能够保证行车的安全和运输效率的提高，运营商在加大投入的同时，也应根据市场的需要，保证高铁通信完成其承担的任务的同时，也要发展多种接入方式，联合各方来为提高自身的服务质量，以提供方便、多元化、高效的电信服务。

参考文献：

1、李新苗.高铁通信建设也应共建共享[J].通信世界,2010(9).

2、李强兴.铁路通信系统中新技术的应用与发展[J].中国科技博览,2010(4).

3、王建斌.有效开发高铁通信市场[J].邮电经济,2010(1).

4、张军.四川管局大力推进成灌高铁通信基础设施共享建设[J].通信与信息技术,2010(3).

5、推进“高铁、城铁、地铁”电信设施共建共享取得进展[J].江苏通信,2009(4).

（作者单位：中铁十一局集团电务工程有限公司）