大秦铁路无线通信用频应用研究

路建华 王玲 任小英

摘要：文章阐述了大秦铁路无线通信用频现状、干扰情况、用频矛盾点和用频趋势等，从无线电管理的技术、行政、法律等方面给出了相应的对策和建议，并结合当前无线电发展趋势，提出了提升铁路系统无线电频谱资源利用率的几点思考，旨在促进无线电管理赋能铁路系统高质量发展。

关键词：铁路；无线电；用频；研究

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.03.040

中图分类号：TN 929.5          文献标志码：B           文章编码：1672-7274（2024）03-0-03

1   大秦铁路无线通信技术应用现状

（1）机车综合无线通信系统（CIR）主要实现机车与车站间的通信联控，由GSM-R语音单元、GPRS数据单元、GPS单元、450 MHz、LBJ单元、人机交互终端（MMI）和送受话器等设备组成。使用频段为450 MHz和GSM-R的上行885～889 MHz，下行930～934 MHz。

（2）列车防护报警系统（LBJ）。主要实现列车防护报警信息传送和客列尾信息传输。使用频率为821.2375 MHz/866.2375 MHz。其中，821.2375 MHz用于传输列车接近预警信息，866.2375 MHz用于传输客列尾信息、列车防护报警信息。

（3）铁路数字移动通信系统（GSM-R）：主要承载列车调度员、车站值班员、助理值班员、机车司机、车辆乘务员间的语音通信；调度命令信息、车次号校核信息、CTCS-3（中国列车运行控制系统）信息、ITCS（增强型列车控制系统）列控信息、LOCOTROL（机车同步操控）信息、货列尾信息等；列控设备动态监测系统（DMS）信息、站车无线交互信息、高速铁路地震预警监测系统等。使用频率：上行885～889 MHz，下行930～934 MHz。使用设备为基站、手持台、车载台（CIR）。大秦线全长653千米，采用双网覆盖模式，目前共有246套宏基站（其中A、B网各123套），236套分布式基站RRU设备（其中A、B网各118套）。

（4）双模列尾机车台系统：主要实现查询尾部列尾主机收到的風压值和强制排风功能。双模列尾由双模列尾机车台和控制盒组成，采用GSM-R和400 MHz数字两种通信方式，频率范围：400～420 MHz，主要使用414.025 MHz收/404.025 MHz发；GSM-R的885.00～934.00 MHz收。在GSM-R通信方式下，列尾通信由GSM-R/GPRS网络承载；在400 MHz数字通信方式下，列尾通信采用DMR点对点直接通信方式。

（5）列车无线调度通信（DRTD）系统：主要实现实时语音信号（通话）的传输，主要用于铁路车站、沿线的养护维修通信、业务联络，以及大型客站、货站车务人员、车长、车站人员车所（段）的平调及车机联控通信。使用频段为160/400/450 MHz，设备为机控器、区长台、手持台，目前有模拟和数字两种制式。

（6）列车制动机试验系统：主要用来保证车辆的安全运行。目前主要使用微控制动机试验系统，尾部通信采用无线方式，使用频段为433/230 MHz，监测仪和接发仪之间采用433 MHz频段，接发仪之间采用230 MHz频段。

（7）铁路车号自动识别系统：该系统基于RFID射频识别技术实现对货车、客车、机车、动车组车号、车次等信息的自动识别，是实现列车、机车、车辆实时跟踪管理的基础信息源。车号系统由电子标签、编程设备、地面AEI设备、集中管理计算机及相关应用系统等部分组成，采用900 MHz专用电台，使用频率为910.10 MHz/912.10 MHz/914.10 MHz[1]。

2   常见干扰及对策建议

（1）干扰器干扰GSM-R通信网络。铁路沿线的学校、监狱、涉密单位在考试、会议等特殊时期会打开屏蔽器，造成大秦线GSM-R网络受到干扰。仅去年大同无线电管理局就查处4起干扰器对三大运营商以及铁路GSM-R通信系统造成的干扰。GSM-R网络承载了大秦铁路绝大部分的通信，一旦受到干扰，后果不堪设想。建议起草出台《山西省无线电管理局关于加强屏蔽器规范使用的办法》。

（2）联通移动设备干扰GSM-R通信网络。联通移动设备干扰GSM-R通信网络主要有两种情况，一种是联通移动设备老化或者故障干扰GSM-R通信网络。GSM-R与中国移动GSM频段相邻，只有200 kHz保护带宽，与CDMA频段只有5 MHz保护带宽，当联通、移动设备老化或者发生故障时，特别容易对GSM-R造成干扰。另一种是建站不合理导致干扰GSM-R通信网络。对此，无线电监测技术部门应定期对沿线铁路开展保护性监测；联通、移动运营商应加强铁路沿线设备巡检维保，对发现问题的基站、设备及时维修、报废，对设备进行技术改造（加载滤波器）；铁塔厂家应避免在“红线”内建站，提前规避因建站不合理带来的干扰，联通、移动也应避免使用踩“红线”的铁塔基站，以避免后期使用中带来干扰隐患。

（3）400 MHz/450 MHz手持台受到同频干扰或者邻频干扰。铁路沿线的旅馆、饭店、企事业单位以及沿路行驶的大车、货车使用400 MHz手持台，对大秦铁路

400 MHz/450 MHz造成同频干扰或者杂散干扰。对此，无线电管理行政执法部门应加强对400 MHz/450 MHz在用频率、台站的监督检查。对已批复台站对铁路造成干扰的，避开铁路使用频率重新配置频率；对未审批使用的，依法进行查处。加大对非法设台的查处力度及频次，配合针对铁路沿线旅馆、饭店、企事业单位、铁路沿线施工对讲机等监测到的400 MHz信号进行查处，及时消除潜在干扰源[2]。

3   无线通信业务困境及对策建议

（1）积极开展铁路LTE-R通信技术的研究。当前，GSM-R业务可满足调度语音通信、列控、机车同步操控、调度命令和车次号等业务外，但随着5G技术及业务覆盖，移动视频监控、站场宽带接入、列车运况实时监测、铁路物联网、旅客服务等宽带业务需求不断涌现。使得上下行带宽均只有4 MHz的GSM-R系统承载能力难以满足并支撑新形势（5G+）下铁路业务智能化、宽带化发展需求，铁路业务需求和频率资源不足的矛盾突出。

山西省无线电管理局应积极配合铁路无线电管理部门开展铁路LTE-R通信技术的研究，具体可从下一代移动通信系统（2100 MHz）、站场宽带接入系统（1785～1805 MHz）频段，以及区域性对讲类通信（400 MHz/150 MHz/160 MHz频段）等方面着手开展研究。

（2）提高GSM-R网络干扰排查效率。随着我国铁路规模的迅速扩大，GSM-R网络基站建设已基本实现全面覆盖，不可避免地对铁路GSM-R带来干扰。如果不及时排除，轻则威胁铁路行车调度和运行安全，重则威胁国家安全和人民群众的生命财产安全。能否快速处理GSM-R的各类突发干扰，成为检验无线电管理人员技术本领的一道现实考题。

无线电管理部门应提高应急处突能力。培养训练一支高素质的无线电监测技术队伍，提高无线电监测人员的干扰查处技能和消除（规避）干扰的技术水平，从而提高其对铁路干扰的应急处突能力。建立铁路专用无线电频率保护工作长效机制，优化干扰排查流程。在干扰已经产生的情况下，要能尽快使用技术手段查处干扰；在干扰不可避免时，要积极做好各方协调工作，采取技术手段提高铁路无线电发射设备的抗干扰性，同时削弱干扰源对合法台站造成的干扰。在干扰排查后，及时进行总结反思，改进日常监测工作方式，定期开展铁路沿线路段电磁环境测试和保护性监测。

（3）借鉴三大运营商公网实现与下一代铁路无线通信系统的平稳衔接。GSM-R数字移动通信系统在铁路运行中发挥了巨大的作用，2030年前后GSM-R设备商将终止对GSM-R产品及技术支持。网络演进是必然的，下一代铁路无线通信必然要向能够在高移动速度下提供高数据率的车地宽带通信系统演进，未来铁路无线通信技术将向LTE-R方向发展也是必然趋势，如何实现平稳衔接成为技术难点。

目前，三大运营商的公网宽带通信系统已经部署商用，因此，铁路无线通信技术向LTE-R的发展可以借鉴三大运营商公网的成功经验。在改造时还充分考虑铁路无线通信应用场景中高移动速度与复杂电磁环境等因素。

（4）积极配合铁路支线和地方铁路专用无线通信完成技改。目前，山西省列车数字无线调度通信（DRTD）系统400 MHz、160 MHz、450 MHz使用混乱，且模拟信号质量及传输距离受限，既有450 MHz无线列调通信严重超期服役，亟须更新改造。支线及地方铁路等级不高，行车密度低，迫切需要提供一种功能实用、成本较低、建设周期短、维护管理方便的解决方案。因此，应尽快开展铁路400 MHz频段数字无线列调系统设备研究，积极配合当地铁路部门完成模拟手持对讲机数字化改造。应在山西省范围内开展摸底调查，尤其是对铁路沿线的400 MHz、160 MHz、450 MHz频段设备情况的调查，全面掌握这些频段的使用单位、使用地点，综合铁路沿线地理位置，市无线电管理局应配合省级无线电管理机构完成分配和指配业务，且确保铁路“红线”内信号畅通。同时继续对450 MHz提供保护性服务，服务直至完全退网。

（5）提升无线资源管理优化技术水平以应对突发性干扰。高速铁路的发展对无线通信的功能性要求提出了新的需求，目前的窄带系统已无法满足日益增加的铁路业务的要求，需要建立性能更好的宽带系统。由于宽带通信可利用的频谱较宽，获得的传输速率高，受到干扰的可能性也会增加。高速铁路的电磁干扰较为复杂，电气化设备繁多，由电气设备产生的各种脉冲干扰和其他电磁干扰将严重影响无线宽带通信系统的性能。如何应对或者规避这些突发性干扰需要思考。

铁路无线电管理部门应提升无线资源管理优化技术水平。未来列车的速度越来越快，穿越小区重叠的时间越来越短，因此需要优化切换算法或组网覆盖方案，保证切换成功。此外，还需要优化资源调度、干扰协调等方案以应对高铁通信特有的话务突发性、集中性及小区带状等特点。可从切换优化、资源调度优化、小区干扰协调优化等方面进行突破。

（6）积极化解微功率短距离无线电设备管理与联通5G（重耕4G）共存干扰。随着5G技术的不断发展和5G应用的普及，904～915 MHz（上行）/949～960 MHz（下行）频段被重耕用于5G网络建设，以进一步提升5G信号在农村及边远地区的覆盖质量。全国铁路车号自动识别系统（ATIS）使用910.10 MHz、912.10 MHz、914.10 MHz三个频点，接收标签反射频率与发射频率相同。每个频点发射带宽为5 kHz，属于微功率短距离无线电设备管理范畴。当5G基站与ATIS距离较近时，ATIS可能对5G基站产生干扰，造成用户通话质量差、上网慢、视频聊天不流畅、信号满格但无法正常通信等情況。为实现两系统同频兼容共存，在系统实际部署时，建议5G基站要尽量避免主瓣方位面对AEI天线，尽量规避LTE上行链路控制信道使用914.1 MHz。ATIS要尽量采用压发式装置（常发式ATIS系统容易产生干扰），当两系统近距离部署时要避免5G基站控制信道与AETI同频。在发生干扰时ATIS避让，ATIS系统在场站等干扰可能多发的场景优先使用914.1 MHz频点进行部署。

4   无线通信用频安全的几点思考

（1）加大铁路通信的重点频率专项监测任务，加大行政执法频次及力度。掌握铁路沿线的学校、监狱等常使用屏蔽器的单位，规范功率、时间，签署规范使用承诺书。对铁路沿线酒店、沿路大车对讲车载设备使用开展集中整治行动。

（2）建立属地长效沟通机制，完善台站数据库和地理信息数据库建设。大秦线所有设台在省一级，管理是属地管理。市级无线电管理局必须做到全面掌握辖区内的设台数量、设台类型、设台位置等数据，确保在出现干扰时能熟知干扰区域内的无线电台站、地理位置、周边特殊用频单位及区域电磁环境情况。

（3）建立健全保护铁路无线电安全使用的地方性法律法规、办法。无线电管理部门在掌握铁路用频设台的实际情况下，主动承担起保护铁路专用频率的职责，积极协调处理好铁路无线电电磁干扰相关事宜。

（4）全面提升无线电管理综合治理能力。提高自身业务素养，提升履职本领，认真贯彻执行上一级无线电管理的指示，增强无线电发射设备管理意识，增加设备的监管力度，提高信息化管理水平。

5   结束语

大秦线作为世界重载线路的先进典型代表，是国家安全环境和经济发展的晴雨表，对通信电磁环境的安全性有很高的指标要求。无线电管理部门应及时掌握铁路用频需求及业务诉求，并给出合理对策建议，筑牢铁路无线电用频电磁空间安全防线，在促进无线电频谱资源高效利用，赋能铁路系统高质量发展中充分履行好无线空中卫士职责。

参考文献

[1] 李栋．高速铁路车地宽带无线通信方案比较研究[J]．铁道工程学报，2012（3）：85-90.

[2] 路建华，王玲，解媛，等．铁路GSM-R干扰原因分析及防范措施探讨[J]．中国无线电，2022（12）：49-53.