日本高速铁路技术tie17.docx

7通信技术日本新干线的通信技术经历了 30多年的发展，如今新建的新干线与2 0世纪6 0 年代初东海道新干线刚开通时相比，已大大改变了面貌，不可同日而语2 0世纪6 0年代 初，光纤通信还没问世，计算机网络还在初期阶段，半导体集成电路尚在室内试验研究，漏 泄同轴电缆也没有实用化所以可以说，新干线通信技术的发展，就是一般通信技术发展的 体现，就是通信技术、计算机技术、电子技术发展的综合新干线通信网是日本铁路通信网的一部分，是在原有铁路通信网的基础上发展的，两者 互相渗透，互为补充以下首先介绍日本铁路通信技术发展概况，而后介绍新干线通信的特 殊技术同时，以北陆新干线为例，全面整体地介绍新干线的最新技术状况 7.1 日本铁 道通信技术概况日本铁道通信技术的发展大体可分为3个时期：20世纪60年代，建设干线通信网、实施电报的现代化； 20世纪70年代，开发和发展数据通信，计算机系统；2 0世纪80年代，各种业务实施计算机联网，各种信息传输向数字化发展日本铁道的长途通信网由3 级构成，即总检局、统制局和端局(或从局)总检局全国 有 8 处：东京、大阪、广岛、门司、名古屋、仙台、新泻和札幌 1961 年完成了微波通信 网的建设， 1974 年山阳新干线的迂回线开通， 1979 年东北、上越新干线迂回线开通。

载波 通信设备包括平衡电缆上的120路设备、不同轴电缆上的300路、960路设备以及PEF绝缘、 0.9mm 对称电缆上开通的简易载波设备地区通信用的交换机经历了步进制、纵横制、布线逻辑全电子以及程控数字交换机的发 展过程， 1981 年6月程控电子交换机实行了标准化， 1985年3 月开始试验程控数字交换机， 1986 年 12 月在盛冈开通了大型程控数字交换机无线通信分为固定无线和移动无线两部分固定无线是总公司至各管理局间以及各铁路 局互相间十分经济的通信方式，采用微波(SHF)、特高频(UHP)和甚高频(VHF),分别开 通960路、240路(120路)及近距离的独立回线1983年6月开始采用50GH z的简易无线 电台，传输图像、语音、数据等信息，占用带宽为40MHz以下，运用管理十分简便移动 无线从20世纪80年代中期开始，用于列车无线和防护无线新干线在1964年就开通了旅 客、无线列调、无线数传等 1982 年在东北、上越新干线开通了全线漏泄同轴电缆的 24 路系统 1985 年开通了 40 路系统1993 年，东海道新干线已使用新型列车无线，容量增加至34路，其中数据传输占有10 路。

并敷设了漏泄同轴，从而使新干线基本上实现了 LCX化此外，日本铁路在无线、有线、 信号以及计算机融为一体为铁路列车自动控制、行车管理和列车监视等提供综合服务方面做 了有益的尝试，研制了无线列车控制系统(Radio Train Control System简称RATCS),并 在此基础上经历了 8年的不断改进，开发出计算机和无线辅助列车控制系统(Computer Aided Radio Train Control,简称ARAT)，该系统采用400MHz无线，利用LCX进行传送卫星通信应用的范围有：(1) 东北、上越新干线的地震预报系统；(2) 东北、上越新干线各管理局和总公司之间的紧急备用通路；(3) 静冈地区的灾害事故现场和管理局间的通路；(4) 总公司、东北、上越新干线综合调度所、仙台局、新泻局和静冈局的图像、声音 传输通信及会议回线等数据通信分3部分组成：①以旅客、货物运输中的信息交换为中心的DACS网；②公用 数据交换网；③进行图像存贮、交换的电报交换网1984年4月，为了扩充数据包交 换网，满足以传输图像为中心的需要，研究开发了同报设备STR，构成了高速交换网 其主要功能有：存贮功能、一发多收功能、收发用户检查功能、自动再呼功能、连续输出功 能等。

数据传输的通路是综合利用微波、光纤、电缆等，采用网络监控系统，分散在各地的 各种设备都可在中央处理器进行监视，发现故障时，可遥控转换全网实现24 h不间断运 行铁路专用通信设备的发展方向是高效率化和服务化车站的旅客向导广播，已实现根据 轨道电路的条件，自动进行列车接近广播，以及与发车铃相连的自动发车广播， 1975 年在 山阳新干线的博多站开通了新干线旅客信息系统(PIC),根据综合运行管理系统提供的信息， 自动广播列车的接近、到达、发车、晚点等此外，电视向导系统和大屏幕显示器已广泛运 用热感式收发兼用的双方向模写电报机G3机于1981年投入运用，工业电视系统用于各种 监视系统 7.2 新干线专用通信系统的构成日本新干线专用通信系统由以下部分组成：综合调度专用通信系统；铁路通信用自逾环状网络及监控中心；列车无线通信系统； 车载信息网络系统7.2.1 综合调度专用通信系统(1) 调度系统网络的设置JR 东海与 JR 西日本的东京综合调度所设置以下6 种调度台① 行车调度：与列车司机，各站的调度通信与信息交换；② 客运调度：与列车车长、各站客运调度通信，输送旅客信息；③ 运用调度：乘务人员、车辆状态的监视与管理；④ 电力调度：对沿线牵引供电系统、供电站实施远程监控；⑤ 通信调度：对沿线通信信号系统设备实施监控；⑥ 设施调度：采集沿线气象、地震信息，线路养护维修信息。

以上调度台及均接入中央局调度所设置的交换机，通过光传输系统经光缆与车站光 传输设备相连，再通过车站无线基地台设备及敷设在区间的漏缆系统，连通中心与车站及列 车间的通信1986 年阪神地区大地震以后，为了防止自然灾害对新干线行车的影响， JR 东海与 JR 西日本铁路公司在大阪设置了第二综合调度所，调度所也安装了专用调度交换机，与东京间 通道备有迂回路由2) 在综合调度所中安装公共业务交换机，与日本电报公司的用户相连3) 综合调度所还设置与新闻社联接的中央数据处理装置，实时地将文字新闻信息通过 光传输系统传送到车站，再通过无线系统传至列车车厢上在每一个车站上，安装有光纤PCM多路复用装置，为车站通信设备提供接入条件各个 车站的通信设备主要有以下几类：① JR车站调度、业务、各种信息终端等；② 旅客向导广播、显示装置等；③ 列车无线电通信基地台；④ 站内勤务无线通信基地台；⑤ 站内和重要场所的图像监控装置；⑥ 新干线座席预订与自动售票终端；⑦ 火灾自动报警设备；⑧ 自动交换设备——用于联接地区交换中心，提供公共业务；⑨ 网络管理、设备监控的信息采集装置等除去这些通信设备的联结，车站光端机所联结的设备还有联锁、ATC地面、列车车次号 接收识别等铁路信号设备。

所不同的是，这些设备需要经过故障安全型的光纤局域网相互联 接，其网络传输协议、网络和设备之间的接口标准都有一些特殊的要求由于新干线安装有风雨信息、地震等自然灾害防护报警系统，因此，区间增加了一些信 息采集点，沿线的灾害信息可以通过光纤接入等方法直接送至综合调度中心为了养护维修 和安全防护，沿新干线敷设有电缆，每隔500m接有通话柱，安装一部道旁，与车站相 连这些设备构成了区间的通信接入4) 新干线沿线的通信光缆、电缆和主要传输设备的配置和归属，主要根据日本电信(J T)公司设备的设置情况而定沿东海道、山阳、东北、上越几条新干线，日本电信于2 0 世纪90年代初敷设了光缆，构成沿铁路线的全国骨干网，因此，新干线沿线的通信线路主 要租用JT的通道但是，由于近年来日本开始采用安全型光纤局域网为沿线的信号设备提 供通道，这些光纤由JR各铁路公司自己投资敷设，自行管理1997年建成的北陆新干线高 崎一长野段，由于JT在这个区段没有计划敷设通信线路(在与其并行的既有线已经铺设了光 缆)因此，东日本铁路公司沿线敷设了24芯光缆，为新干线通信信号设备提供通道① 光缆(T—SM24C—HS) 线路上敷设的光缆结构为24芯单模光纤，分为6组的综合光缆。

一般区段敷设在路边的电缆槽内，隧道里则挂在洞壁的下部，为站与站之间以及站与中央调度所之间提供传输通 路高崎一长野之间采用了 1OOMb it/s的光PCM设备构成迂回网络，能传送最多可达1 440路，每车站设有100Mb i t/s的多路PCM传输设备，长野设车辆检修基地，车辆 检修基地中设光PCM32M多路传输设备(相当480路)变电所的电信联接线采用光纤传 输引入，这样大大减少了强电对通信电缆线的电磁干扰，提高了屏蔽和防护的能力变电所 设1台PCM6M多路传输设备车站上所装设的自动列车控制集中式电子柜，与低速率的光纤本地网构成信号故障—— 安全回路联接在一起在北陆新干线的通信系统中，已经形成了完整的光纤到车站和光局域网连接沿线主要通 信信号设备的总体结构，由于将联锁设备与列车控制ATC地面设备用光纤局域网相联接，网 络结构与信息传输的结构标准为故障安全型的系统采用这种结构，既可以解决远距离高效 的信号设备信息传输的问题，同时可以为设备检测提供直接连接的通道② 区间同轴电缆(UP9050—CA) 东海道新干线、山阳、东北和上越新干线都曾使用小同轴综合电缆，其结构为2/4管(最多为4管)小同轴，另有0.9mm线30对，0.65mm芯线56对，信号线10对，共同组合成综 合电缆。

有关同轴载波系统主要技术指标，列于表 1—7—1表 1—7—1 新干线传输网的 几条小同轴载波系统技术指标项 目东海道新干线P—1M东北上越新干线P—4M (新)东海道新干线P—2 6M话路频带/KHz导频频率/KHzSV频带/KHz 传输容量电缆中继间距/km60〜1 260P1 1 3641 334〜 1 337.8kHz（每隔 200Hz 划分 20 波段）300 路（SG1 〜5）1.2/5.6mm 小同轴4.0〜5.060〜4 028P1 60P2 4 0924 202〜4 230kHz（每隔 2kHz 划分，15 波段）960 路（SG1 〜16）1.2/4.4mm 小同轴2.3〜3.860〜2 540P1 60P2 4 6042 702—2 734kHz（每隔 2kHz 划分，15 波段）600 路（SG1 〜10）1.2/5.6mm 小同轴3.5 〜 5.0续上表项 目东海道新干线P—1M 东北上越新干线P—4M （新）东海道新干线P—2 6M 供电系统供电电压供电电流/mA心线与外导体间25020 心线与心线间70075 心线与心线间70075 传输输出电平一20dBr/1 364kHz —17dBr/60kHz －7dBr/4 092kHz－17dBr/60kHz—7dBr/2 604kHzA 调整范围G 压缩率C固定功能±5dB0.1 以下没有± 5dB0.1 以下P2断时在AGC中心固定±5dB0.1 以下P2 断时在 AGC 中心固定中继器监视 路由控制充填心线环路监视 没有 SV OSC 远程监视 有 SV OSC 远程监视有 注 1 ：山阳干线 (P — 4M) 除以下几点外，其它与东北新干线相同① SV频带4 201〜4 215kHz海隔IKHz划分，15波段)；② 供电电压 500V；③ AGC 固定功能：没有；④ 中继器监视：SY OSC监视方式；⑤ 路由控制功能：没有。

2： 1986年3月东海道新干线滨松一一大阪间276km已增设光缆，以满足通信业务增长要求7.2.2 铁路通用网络监控中心及自逾环网日本电信(JT)在东京地区设有。