本文根据准东铁路的实际情况，提供一套安全、可靠地通信系统及其设备，满足现在开行万吨列车的开行条件。
【关键词】万吨列车 通信盲区 感应通信
准东铁路隶属内蒙古伊泰集团，全长128Km。始于蒙中部准格尔旗的周家湾镇，至于鄂尔多斯市西召镇，全线共分轻车线、重车线、二期、酸周线及其虎准线，共设置车站10个，线路处在蒙西黄土高原地带，山川沟壑较多，地理环境恶劣。全线共有大小隧道7座，隧道间相距不足700m的有12处，S曲线超过1Km的有8处以上，有12‰以上的长大坡道，地形条件极为复杂。准东铁路是蒙西煤炭资源外运的重要通道。
1 准东线开行列车的现状及开行万吨列车所遇到的通信问题
目前，准东线开行的为5000吨列车，采用“1+0”编组形式，主车可以直接查询列尾。为了进一步挖掘运输潜能，满足日益剧增的能源需求，开行重载万吨列车是一种行之有效的解决方案。重载万吨列车必须采用“2+0”的编组牵引方式，机车与各从车站之间通畅、可靠的通信和及时、准确的列尾查询是开行万吨列车安全前提。
当前全国铁路普遍采用的通信系统为400M+400M中继系统、铁路专用的GSM-R系统（简称G网）。
400M+400M中继系统是在全线测完400M场强的情况下，根据线路的实际情况，在场强弱的区段（如隧道内、大的S型弯道等）架设400M直放站远端机及漏缆，通过预先埋设在铁路沿线的光缆和附近车站机房的400M直放站近端机连接，近端机再和车站电台连接，从而解决线路的机车与车站的通信问题。准东铁路若采用该套通信系统，机车与车站之间的通信问题完全可以解决，然而机车与列车尾部之间的通信却无法解决，因为机车与列尾之间为直接通信，及为机车上的电台将查询信息之间发给列车尾部的列尾电台，而尾部的列尾电台将后面的尾部信息之间发给前面的机车，完全未能利用上400M中继系统，而在准东铁路线路大部分区段400M信号衰减极大，衰减值达到30-35dB，通信距离大概只有200-300米。在目前的5000吨编组的列车上列尾试验，利用单纯的400M系统，可通率不足30%，这远远满足不了开行万吨的安全要求，即使在编组的万吨列车中部加挂列尾中继器，全线列尾通信的可通率也不足65%，这也满足不了开行万吨列车的安全要求。而且该系统在线路上采用220V交流供电，对电压对的要求极高，供电的任何变化都影响着系统的可靠性，且架设在线路上的远端机及漏缆需要定期的维护、保养，这也增加了管理部门的工作强度。
铁路专用的GSM-R系统（简称G网），该系统的开通首先要向铁路总公司（原来的铁道部）申请相应的频点（此项很困难，因为国家无线电委员会分配给铁路总公司的频点有限，目前远远无法满足全国铁路通信系统的使用需求），在申请到频点后，每年还需向有关部门缴纳一定的频率使用费。在以上工作完成的条件下，方能进行现场的勘察、设计，等设计完后以后，根据设计方案才能进行施工，据了解，该项施工耗资较大，每公里投资达到几百万元之多，按目前准东铁路的规模，仅该项投资就要几亿元。在目前提倡节约型社会的前期下，该方案的实施可能性不大。
2 寻找一种适合目前准东开行万吨列车的通信方式
经过长时间的考察、调研，我们发现由西安铁路局科研所研制、开发的400K+400M双信道无线通信系统适合当前准东开行万吨列车的无线通信需求。
该系统采用的是400KHz、400MHz双频率同发同收工作方式，两个频率在工作中相互补充，实现无缝式对接，完全可以满足开行万吨列车的安全需求。
其中，400KHz通信方式为感应式无线通信，我们近一步从理论上的了解一下其特点：
3 解决限制空间的电波传播的可靠性办法
我国感应通信的应用起步较晚，大约在七十年代才开始感应通信的研究，除一些大型国家煤矿少量地应用国外进口的感应通信器材外，主要在铁路上使用。现已在几个大型矿井中采用但还没推广到全国煤矿及地铁。我所开始研究感应通信是在电气化铁路开通后，无线列调在山区电气化铁路不能即时顺利的推广应用。
4 感应通信的基本原理
当导线接近于天线时，根据电磁感应原理，导线吸收了辐射场的辐射能量和感应场的储存能量，这些能量在波导线上将产生较高的感应电动势，并沿波导线传输。这就是感应通信的全部传播过程。
当导线切割天线辐射的电磁波，导线上产生感应电势，产生感应电流。由于导线的引导，电磁波就在导线的边缘。被引导的电磁波被称为电磁波导或定向电磁波。用来引导电磁波的导线称为波导线。
我们将感应天线置于波导线下（或附近），感应天线与波导线的距离远小于工作频率的波长，在天线电磁场（辐射场和感应场）作用下，产生的感应电流沿着波导线流动，流动的电流又在波导线周围产生电磁场，形成第二次辐射，在一定远的距离上，波导线附近的天线将通过感应方式接受到信号。
设在导线1附近有一任意取向的距离有限，极化不完全相交的天线2。天线2电流在包括导线1表面在内的周围空间产生的电磁场E2、H2。若天线2在导线1某处线元dz表面上产生的电场的切线分量为E2Z、则E2Z在线元dz上所感应的电动势de2Z= E2Zdz。导体表面切线电场必须为零，导线1本身的电流必然在同一线元表面上产生一个切线电场
E1Z= - E2Z，以保持导体表面边界条件。此E1Z在该线元上所感应的电动势de1Z= E1Zdz = - E2Zdz。导线1场源为维持此感应电动势de1Z所消耗的功率（de1Z所吸收的功率）为：
d= K1*（z）ade1zdφ= K1*（z）aE2zdzdφ
式中K1*（z）导线1表面电流密度的共轭值；
a导线1的半径，当导线1的半径很小，可认为K1（z）和E2z与φ无关，故：
d=-I1*（z）E2zdz
式中，I1*（z）=2πaK1*（z）
由于理想导体既不消耗功率，也不能储存功率，功率dp12是从线元dz表面辐射到周围空间去了。这就是导线1的线元电流在天线2的场作用下所辐射的功率（线元感应辐射功率）。
从以上分析中我们得出：在感应通信中，通过电台把所要传输的高频信号发送到天线，天线上产生了电磁场，从而在铁路接触上产生较高的感应电动势，产生感应电流，沿着接触网传输。由于信号会沿着导线的方向传输，电磁波会有一定损耗。波导线在传播电磁场能量的同时，还不断向外辐射能量，在波导线周围形成电磁场，处于波导线附近的感应台天线将波导线周围的电磁场接收，实现了两感应电台之间的通信。这是应用无线通信与有线载波通信特点相加的导引辐射通信系统，形成了一种独特的链状移动通信方式。
通过以上理论的分析，完全能够满足目前准东铁路开行万吨列车的需求。
作者单位
准东铁路公司运输部 内蒙古自治区呼和浩特 010030