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從“青銅”到“王者”|我國鐵路通信發展史
2025-03-17 上海公司
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從烽火狼煙到飛鴿傳書,從驛站郵遞到5G通信,通信的變革就像一部宏大的史詩,每一次都見證著文明的進步。當工業時代的蒸汽機呼嘯而來,當火車隆隆駛入歷史舞臺,通信就像鐵路的 “神經系統”,負責傳遞各種關鍵信息,保障列車安全、高效地運行。

今天,我們就聊聊我國鐵路通信發展史,看看鐵路通信從 “青銅” 進化到 “王者” 的歷程。

蒸汽時代(1876-20世紀60年代)

明線與電報的“慢通信”

1876年,我國第一條鐵路——吳淞鐵路在上海啟程,鐵路通信隨之萌芽。在當時,鐵路運輸主要靠時速僅30-40公里蒸汽機車,通信設備為指針式電報機——一個簡單的用一根電線(另一根線以大地為回路)連接的電報機,作為閉塞(保證列車按照前行列車和追蹤列車之間必須保持一定距離(空間間隔制)運行的技術方法)電報使用。

1881年,中國自辦鐵路唐胥鐵路開通,邁出了中國自辦鐵路通信的第一步。其采用西門子莫爾斯電報機,作為站間閉塞和通信聯絡之用:電報機被安裝在車站之間,通過莫爾斯電碼將信息轉化為“嘀嗒”聲傳遞行車指令、緊急信息以及天氣情況等關鍵數據。雖然電報機的傳輸速度慢且易受天氣和線路質量的影響,但它已是鐵路通信領域的一大革命性突破,極大地提高了鐵路運輸的安全性和效率。

1896年,唐胥鐵路電報線上開通了風拿波式電話,它是一種電報、電話合一的通信裝置,人們可以借用電報線進行通話。

1899年,我國鐵路引入磁石電話,為當時的鐵路通信提供了關鍵支持。作為當時鐵路通信的 “神器”,它通過手搖發電,自帶電源,保密性強,在沒有外接電源的情況下也能遠距離通信。

磁石共電兩用電話機(中國電信博物館館藏)

20世紀初期,一些鐵路開始改造通信線路,增設行車管理和調度指揮用的電話線路,逐步從以電報通信為主轉為電話、電報并用,也讓鐵路調度從“文字編碼”邁向“即時語音”時代。

但電報也并沒有退出歷史舞臺:1956年京津、京石線開始采用話夾式移頻電報進行通信,同時開始安裝德制51型電傳打字機,隨后逐漸采用國產055型電傳打字機。直到今天,出于對安全的需求,很多鐵路信息仍然用電報發送。比如,北京局集團公司的部分電報傳遞任務,由北京局集團公司電所采用電子傳遞方式向用戶傳遞電報。

BD055型電傳打印機(中國電信博物館館藏)

內燃機車時代(1960—1980年)

電纜與載波的“地下革命”

20世紀60年代以后,隨著機車運力需要增加,內燃機車被廣泛運用,鐵路通信網也隨著鐵路運輸需求的增加開始迅速擴展,從單純的語音擴展到了低速數據業務。

《新聞日報》刊登中國第一臺12路載波電話機試制成功

1960年,寶成鐵路寶雞至鳳州段建成中國首條高屏蔽對稱電纜,解決了電氣化鐵路電磁干擾問題,架空明線開始逐漸被直埋電纜取代。與此同時,3路、12路明線載波電話機能夠在一根電纜同時傳輸多路語音信號,大大提高了通信效率,成為了新的通信主角。

1977年,我國建成了北京-洛陽-襄樊1170km的長距離小同軸電纜線路。這一系統的開發成空為鐵路電纜多路模擬通信建設奠定了基礎。

20世紀90年代初,全路建成的小同軸綜合電纜線路已有15623km,京滬、京哈、京廣、西隴海等10多條干線建成了小同軸電纜線路,電纜多路化模擬通信進一步被實現。

內燃機車時代的鐵路通信網不僅覆蓋了主要鐵路干線,還逐漸延伸到鐵路沿線的各個車站和信號點。鐵路系統從而可以實時掌握列車的運行狀態、貨物的裝卸情況以及旅客的出行需求等信息。此外,鐵路通信還開始承擔運輸生產指揮、事故救援等重要職責,為鐵路運輸的安全和高效提供了有力保障。

電力機車時代(1980—2000年)

數字化通信崛起

從1980年開始,電力機車憑借高效環保等優勢成為鐵路運輸的 “新寵”,鐵路通信也由此迎來了數字化革命。1983年,北京東郊環行線完成國內首次鐵路光纖抗干擾試驗。光纖通信以光波為載波,通過光纖進行信息傳輸,具有抗干擾能力強、傳輸距離遠等優點,為鐵路通信提供了更加穩定、可靠的傳輸通道。

重載列車行駛在大秦鐵路上

圖片來源:新華社記者 楊晨光 攝

1988年,在大秦鐵路工程的推動下,鐵路長途和區段通信實現了光纜化。1994年鐵道部再次修訂并頒布《鐵路主要技術政策》,進一步把“信息技術”作為鐵路現代化的標志,其中提出了“干線鐵路通信以光纜傳輸為主……新建干線一般應采用光纜”,小同軸電纜逐步退出歷史舞臺,光纖成為鐵路通信的“血管”。

隨后,在1996年京九鐵路工程中,同步數字系列(SDH)大容量光數字通信被引入鐵路通信領域,再次引領了行業革新。

除了光通信技術,現代通信技術的 “豪華套餐”—— 數字無線通信技術、程控交換技術以及多媒體信息技術等也在這一時期紛紛登場,鐵路通信發展按下了“加速鍵”。

此外,多媒體信息技術也被逐漸采用,如會議電視、圖像傳輸等。這些技術的應用使得鐵路系統能夠更加直觀地了解列車的運行狀態和沿線環境,為鐵路運輸的安全和高效提供了更加全面的保障。

高速鐵路時代(2008年至今)

5G引領通信新未來

2008年,京津城際與合寧鐵路客運專線的開通讓我國正式邁入高鐵時代,GSM-R(鐵路專用數字移動通信系統)系統成為高速鐵路通信的核心技術之一。GSM-R系統是一種專為鐵路設計的無線通信系統,它基于2G的GSM技術,不僅能夠提供語音通信服務,還能夠實現列車運行監控、調度指揮、安全防護等多種功能?;贕SM-R系統的CTCS-3列控系統更是極大地提高了鐵路運輸效率和安全性。

2017年6月25日,中國標準動車組被正式命名為“復興號”并于次日在京滬高鐵正式雙向首發。京張高鐵更是實現了全球首次有人值守無人駕駛模式,并在隧道內通過漏泄波導管成功保障信號零中斷。

高鐵時代的鐵路通信為運輸生產提供語音、高清視頻和高速數據業務。此外,鐵路通信還開始采用大數據、云計算、物聯網等新技術,推動鐵路通信向更加智能化、自動化的方向發展。這些新技術的應用,使得鐵路通信能夠更好地滿足高速鐵路安全、高效運行的需求。

目前,中國鐵路通信已構建起涵蓋通信傳輸網、數據網、同步網、管理網等在內的龐大網絡體系,為鐵路運輸的穩定運行筑牢根基。

在 5G 通信技術應用上,中國基于 5G 技術的鐵路新一代移動通信系統(5G - R)也正在穩步推進。與乘客上網通常連接的公共網絡通信系統不同,5G-R是一個專用網絡通信系統,僅供鐵路內部使用。這種系統建立在5G技術之上,具有超大帶寬、超低延遲和大量連接的特性,其網絡性能遠超GSM-R,是專門為鐵路運輸領域設計的5G技術,旨在滿足鐵路通信的運營和管理需求。

隨著5G-R技術的不斷成熟和廣泛應用,鐵路通信系統在未來還將與物聯網、大數據、人工智能等先進技術深度融合,推動鐵路通信系統的智能化、自動化水平不斷提升。

從蒸汽機車時代到內燃機車時代;從電力機車時代到高速鐵路時代,通信方式變得越來越便捷、高效、穩定。每一次鐵路通信技術的躍遷,都見證了人類文明的巨大進步和科學技術的飛速發展。

未來,隨著技術的不斷進步和創新,鐵路通信將繼續向更加智能化、自動化和高效化的方向發展,為鐵路運輸提供更加全面、高效、安全的通信服務。讓我們拭目以待!

參考資料:

1.通信世界網:《中國鐵路通信技術發展歷史》;

2.京鐵辦:《史說鐵路|走進中國鐵路通信發展史》;

3.上海市土木工程學會:《科普 | 鐵路人常說的5G-R是做什么的》;

4.中原鐵路:《鐵路通信發展的絢爛歷程》;

5.中國鐵路:《鐵路上,那電波永不消逝》;

6.《漫話通信信號》:【鐵道知識·通信】早期的中國鐵路通信;

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