2021年2月
第57卷第2期
铁道通信信号
Railway Signalling Communication
February2021
Vol. 57 No. 2
—-“十四五”铁路通信发展展望
姜永富
摘要：简要回顾和总结我国高速铁路发展期间铁路通信技术的发展情况；结合国铁集团《新 时代交通强国铁路先行规划纲要》提出的目标和实际工作，从铁路通信技术应用和运维管理体制二方面，阐述“十四五”铁路通信发展的总体思路。 关键词：铁路；通信；智能；智慧铁路系统；发展；技术应用；运维管理
中图分类号：U285.5 文献标识码：A
DOI: 10. 13879/j.issn. 1000-7458. 2021-02. 20505
Abstract ：A brief review and summary of the development of railway communication technology during the development of the high-speed railways is given.In combination with the goals proposed by the CHINA RAILWAY in"Railway Advance Plan for Strong National Transportation Network in New Era",the general ideas of developing railway communication in the 14th Five-Year Plan is set forth from the aspects of the application of railway communication technology and the operation and maintenance management system.
Key words：Railway；Communication；Intelligence；Smart railway system；Development；Technology application；Operation and maintenance management
交通强国，铁路先行，是铁路服务社会主义现 代化强国建设的战略支撑，是满足人民日益增长美 好生活需要的现实要求，也是推动新时代铁路高质 量发展的内在需要，顺应新一轮科技革命和产业变 革的必然选择。2020年8月，国铁集团发布了《新 时代交通强国铁路先行规划纲要》m，在“发展自 主
先进的技术装备技术体系”“提升基础设施装备 技术水平”“以新型基础设施赋能智慧发展”等方 面明确提出加强5G通信网络、大数据、区块 链、物联网等新型基础设施的建设和应用，丰富应 用场景，延伸产业链条，统筹推进铁路新一代移动 通信专网建设，构建泛在先进、安全、高效的现代 铁路信息基础设施体系。以推进新一代信息技术与 铁路深度融合、赋能赋智为牵引，打造现代智慧铁 路系统。 姜永富：中国国家铁路集团有限公司工电部正卨级工程师100844北京
收稿日期：2020-11-02
《新时代交通强国铁路先行规划纲要》系统地 展示了我国未来智慧铁路系统的总体架构，定位准 确，目标清晰，我们必须抓住这一重大历史机遇，围绕铁路5G技术、大数据中心建设，精心描绘新时代铁路通信发展蓝图，构建新时代智能铁路通信 技术体系，充分发挥铁路通信网，特别是5G网络 的全覆盖、大带宽、高可靠和低时延的技术优势，贴近业务、用户和应用，打造人、物与数据之间的 智能联接平台，赋能智慧铁路系统建设。甜菜安宁
1高铁发展促进铁路通信技术持续进步
铁路通信是铁路信息化、数字化、现代化、智能化的重要基础设施和关键载体，在保障行车安全、服务经营管理、提高运输效率等方面发挥着不 可替代的作用。在我国高铁技术发展的十余年历程中，铁路通信技术发展取得显著成绩。
1)建立了第二代数字化专用移动通信技术(GSM-R)体系。2003年，中国铁路在工业和
信
铁道通信信号2021年第57卷第2期
息化部的支持下，取得了高铁发展必需的铁路移动 专网专用频率资源，实现了铁路无线通信由传统的 模拟无线技术向新型数字移动通信技术的跨越式发 展，成功运用于高铁列车运行控制、自动驾驶、重 载组合列车机车同步操控等技术领域，创新实现了 行车命令信息上车，传统的行车调度指挥由语音通 信向数据通信转变，提高了行车指挥效率，优化了 司机作业流程。GSM -R 移动通信技术的广泛应 用，使铁路运输“人与人”“物与物”的联接走向 数字时代。
2)
配套完善了我国铁路通信专网架构。“十
二五”和“十三五”期间持续推进铁路通信网技术
改造，在铁通公司划转网络的基础上，改造和新建 了六大骨干传输网、骨干数据通信网、骨干时钟网 和铁路外部服务数据通信网骨干网，网络规模通达 国铁集团和18个铁路局集团公司；铁路局集团公 司区域传输网和数据网建设全面推进。GSM -R 成 为铁路新线标准配置，既有线路持续推进技术改 造，移动通信系统的建设和应用呈现规模效应。
3)
高铁的发展拉动通信技术整体提升。列车
南水北调工程
指挥调度通信实现了固、移融合应用，视频监控网
络覆盖全部高铁线路和沿途客站，新型车载通信设
备集成了列车调度通信、调度指挥信息传送、防护
报警等行车通信功能。高铁和干线铁路光缆径路安
全显著提升，纤芯容量瓶颈问题得到彻底解决。总
体上，铁路通信在技术层面上实现了质的飞跃，网
络规模“更大、更快、更宽”，整体装备技术达到
途语导航国际铁路领域先进水平。
2以5G 技术在铁路中的应用推动铁路通信
技术发展
2.1铁路5G 专网关键技术攻关
加快铁路5G 专网技术科技攻关，全面掌握5G 核心和关键技术。结合铁路应用需求和特点，合作 研发铁路5G 专网设备，建立架构完整、具有自主 能力的铁路5G 专网技术体系，包括技术标准体 系、技术装备体系、工程建设体系和智能运维体 系。力争在2023年底前完成5G 专网核心网、无线 网、移动终端以及配套天线、车载模块、物联模 组、SIM /eSIM 卡、M C x 业务系统、安全管控、 传输加密、边缘计算、网络切片等关键技术的研究 和技术装备的研发和试验，为2024年起实施规模
建设创造条件:3]。2.2铁路5G 专网频率攻关
铁路相关部门配合国家5G 专网频率资源主管 部门完成专网用频规划方案和频率兼容协调工作， 为铁路5G 专网建设和应用争取发展空间，创造良 好的电磁环境。系统地研究推进列尾装置、无线防 护报警等相关系统的业务迁移方案和频率腾退方 案，制定各类无线电业务使用频率腾退路线图和时 间节点，稳步推进既有业务向5G 专网迁移，实现 铁路专用无线电频率资源的科学配置。充分利用铁
路既有400MHz 无线电频率资源，研究次要线路无 线列调数字化技术和5G 专网区段无线调度通信灾 备技术。2.3增强智能联接能力
1)通过聚焦关键业务和应用，增强智能联接 能力。
一是加强无线组网技术研究，重点解决交汇、 交越、并线地段和枢纽站场、大型客站室内、长大 隧道、长大桥梁等特殊地段无线网络覆盖和运用问
题。定制研发满足铁路专网安全性和可靠性要求的
无线网设备，关键设备实现双套化和整机冗余。适
应铁路不同环境、不同场景5G 专网建设需要，研
发适用于室内、室外、隧道、站场等不同场景下的
系列设备，构建谱系化的专网产品。优化区间
通信机房建设，部署一体化设备，降低5G 专
网建设综合成本。
二是研发部署基于5G 专网和北斗技术的新一
代车载移动通信综合接人平台，集中安排既有机车
综合无线通信设备（CIR )技术改造，面向移动装
备“车地联接、物物联接、数数联接”提供5G 公、专网融合接人平台u ]。面向实际应用，建设覆 盖干线铁路、客货站场和机务、动车、车辆、工 务、大机段等主要生产站段的5G 专网，为运输生 产、安全管理实现信息化应用，提供丰富的联接带 宽和接人能力，打造智能联接平台。
三是推进毫米波无线接人技术与5G 专网的融 合应用，重点解决机务段、动车段等热点地区的超 大带宽数据业务应用需求。协调落实铁路应用毫米 波技术的频谱资源配置方案，增强对各专业5G 专 网应用的通信服务保障能力。
拟南芥
四是推进5G 专网智能应用、终端接人、安全 管控和物联网应用技术的研究，为相关专业部署智 能应用、提升基础设施和外部环境状态感知能力、
Railway Signalling & Communication Vol. 57 No.2 2021
实现泛在接人提供技术支撑。
2)统筹5G专网建设和铁路主数据中心等业务需要，系统提升铁路承载网、业务网、监测网和 配套维护系统的智能联接能力。
一是系统研究铁路通信光缆、传输网扩容补强 方案，推进铁路承载网技术升级14]。按照“技术标 准化、产品主流化、承载综合化”等原则，充分比 选5G专网SPN、IP-RA N等接人承载技术，在充 分试验验证的基础上，选用最适用于铁路专网的技 术，增强承载网接人层的综合承载能力。研究构建 第二平面骨干传输网，提升骨干通信网能力。适应 技术发展趋势和铁路通信应用更大带宽、更小颗粒 等多样化特定需求，打造铁路通信承载网全光网络。面向终端用户实际需要，完善“最后一公里”光接人系统建设，加快推进“光纤进班组、光终端 到桌面”，实现“网络全光传输、业务全光接人、终端全光应用”。跟踪通信全光交换技术的演进，推进铁路承载网软件定义网络（SDN)、应用交付 网络（ADN)的技术应用，增强网络智能运行调度、智能感知管理、灵活高效运用的能力，实现网 络运行和业务运用可视、可管、可控，统一承载，平滑演进。
二是充分运用云计算、大数据、人工智能等先 进技术，推进综合视频、应急通信、视频会议等业 务系统技术升级；推进网络管理技术、网络监测检 测技术的持续进步；推进IPv6技术应用和调度通信等业务系统的IP化，采用“平台+接人”方式 和“一局一中心”原则，构建新型可视化智能多媒 体调度通信平台，简化网络架构，实现基于地理信 息系统（GIS)的语音调度、视频监视、应急通信 为一体的智能融合应用。完善应急通信保障技术，试点高通量国产宽带卫星应急通信技术，构建空天 地一体的新型铁路专用应急通信技术体系。
三是整合各类网络管理、监测检测系统的计算 资源和存储资源，构建基于云技术的铁路通信综合 网络管理系统平台（网管云）[5]和铁路通信综合检 测监测系统平台（监测云），优化资源配置，提高 资源利用率，降低系统能耗，深化各类数据共享应用。
四是夯实智能铁路通信的关键“底座”。增强 传统蓄电池在线监测、在线均衡、在线活化等新技 术应用，淘汰高耗低效电源设备；积极采用绿、节能、低碳环保的电源技术，结合5G专网建设，发展新型锂电电池和新型智能电源设备，提升电源
综合使用效能；推进通信铁塔及构件的标准化和简
统化，增强铁塔和主要关键构件的状态感知能力，
推广新型单元组合式通信铁塔的应用，为“数字铁
痔血胶囊
塔”应用创造条件。
3完善通信全程全网运维管理体系
1)坚持通信网全程全网集中统一管理。依托 北京铁路通信技术中心、各铁路局通信网管中心，
建立与铁路通信网运维管理体制相适应的通信网运
维管理体系。建立国铁集团通信网全网运行安全管
控中心和铁路局集团公司区域通信网运行管控中
心，按照“网络智能运行、资源智能管理、系统智
能维护、业务智能应用”的目标，增强全路通信网
运行状态感知、资源灵活配置和调度的能力。
2)加强通信网网络安全管理体系建设，建立 国铁集团、铁路局集团公司二级通信网网络安全管
理中心，分级、分层管理通信网络安全设备，增强
通信网抵御网络安全风险的能力；落实网络安全等
级保护要求；强化网络管理人才队伍建设，建立网
络工程师、安全主管、系统管理员、审计管理员等
通信网运行管理、网络安全管理岗位工作制；完善
网络安全管理体系
3)系统开展铁路通信网运维支撑技术、通信 网网络安全管理技术的研究和应用，把握需求导
向，掌握关键技术，增强自主研发和创新能力。围
绕状态修方向，深化在线接口和业务监测、无线电
干扰监测、无线电干扰防护、无线网动态检测、综
合大数据分析等维护技术和网络优化工具的研究和
融合应用，健全完善网络综合检测技术体系和配套
检测工装体系，按照“经济、适用、合理”的原
则，科学配置检修检测工装器具。研究建立与铁路
实际业务相适配的5G专网服务质量评价体系。
4)建立国铁集团5G专网联合试验环境，充 分调动科研院所和生产企业、合作伙伴投身铁路
5G专网技术研究的积极性，依托东郊环行试验基
地和相关单位实验室环境，构建与铁路5G专网技
术架构、软硬件版本一致的仿真试验环境。依托仿
真试验环境，全面支撑专网运行、维护和产品人网
测试验证。
5)加快5G技术铁路人才队伍建设。发挥国铁集团科技攻关课题引领作用，鼓励铁路局集团公
(下转第15页)
视觉影像Railway Signalling &- Communication Vol. 57 No.2 2021
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(责任编辑：王菲）
(上接第7页）
司专业技术人员参与国铁集团相关课题研究，掌 握5G关键技术，同时将过去积累的经验融人到新的技术标准和装备研发当中。结合工程项目，有 针对性地培养5G专网运维管理人才，补强运维技 术短板；鼓励各铁路局集团公司、各个设计院加 强与相关企业、大专院校的技术合作，重点在铁 路5G技术和应用研究方面建立人才合作、联合培 养的工作机制，力争在全网建设前储备一批高素质、具有实战能力的运维保障力量。
4结束语
展望未来，机遇难得，难点多，挑战大。立 足当前先进成熟的通信技术，加快推进我国铁路通信特别是专用移动通信的技术进步，具备良好 的内外部条件。铁路通信部门必须抓住新时代铁路快速发展的有利时机，准确把握铁路应用需求，创新推进铁路通信技术应用，提升铁路通信智能联接能力，更好地助力智慧铁路系统建设和
发展。
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