从“青铜”到“王者”|我国铁路通信发展史
时间:2025-03-17
来源:中国电信博物馆微信公众号
从“青铜”到“王者”|我国铁路通信发展史
从烽火狼烟到飞鸽传书,从驿站邮递到5G通信,通信的变革就像一部宏大的史诗,每一次都见证着文明的进步。当工业时代的蒸汽机呼啸而来,当火车隆隆驶入历史舞台,通信就像铁路的 “神经系统”,负责传递各种关键信息,保障列车安全、高效地运行。
今天,我们就聊聊我国铁路通信发展史,看看铁路通信从 “青铜” 进化到 “王者” 的历程。
蒸汽时代(1876-20世纪60年代)
明线与电报的“慢通信”
1876年,我国第一条铁路——吴淞铁路在上海启程,铁路通信随之萌芽。在当时,铁路运输主要靠时速仅30-40公里蒸汽机车,通信设备为指针式电报机——一个简单的用一根电线(另一根线以大地为回路)连接的电报机,作为闭塞(保证列车按照前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离(空间间隔制)运行的技术方法)电报使用。
1881年,中国自办铁路唐胥铁路开通,迈出了中国自办铁路通信的第一步。其采用西门子莫尔斯电报机,作为站间闭塞和通信联络之用:电报机被安装在车站之间,通过莫尔斯电码将信息转化为“嘀嗒”声传递行车指令、紧急信息以及天气情况等关键数据。虽然电报机的传输速度慢且易受天气和线路质量的影响,但它已是铁路通信领域的一大革命性突破,极大地提高了铁路运输的安全性和效率。
1896年,唐胥铁路电报线上开通了风拿波式电话,它是一种电报、电话合一的通信装置,人们可以借用电报线进行通话。
1899年,我国铁路引入磁石电话,为当时的铁路通信提供了关键支持。作为当时铁路通信的 “神器”,它通过手摇发电,自带电源,保密性强,在没有外接电源的情况下也能远距离通信。
磁石共电两用电话机(中国电信博物馆馆藏)
20世纪初期,一些铁路开始改造通信线路,增设行车管理和调度指挥用的电话线路,逐步从以电报通信为主转为电话、电报并用,也让铁路调度从“文字编码”迈向“即时语音”时代。
但电报也并没有退出历史舞台:1956年京津、京石线开始采用话夹式移频电报进行通信,同时开始安装德制51型电传打字机,随后逐渐采用国产055型电传打字机。直到今天,出于对安全的需求,很多铁路信息仍然用电报发送。比如,北京局集团公司的部分电报传递任务,由北京局集团公司电所采用电子传递方式向用户传递电报。
BD055型电传打印机(中国电信博物馆馆藏)
内燃机车时代(1960—1980年)
电缆与载波的“地下革命”
20世纪60年代以后,随着机车运力需要增加,内燃机车被广泛运用,铁路通信网也随着铁路运输需求的增加开始迅速扩展,从单纯的语音扩展到了低速数据业务。
《新闻日报》刊登中国第一台12路载波电话机试制成功
1960年,宝成铁路宝鸡至凤州段建成中国首条高屏蔽对称电缆,解决了电气化铁路电磁干扰问题,架空明线开始逐渐被直埋电缆取代。与此同时,3路、12路明线载波电话机能够在一根电缆同时传输多路语音信号,大大提高了通信效率,成为了新的通信主角。
1977年,我国建成了北京-洛阳-襄樊1170km的长距离小同轴电缆线路。这一系统的开发成功为铁路电缆多路模拟通信建设奠定了基础。
20世纪90年代初,全路建成的小同轴综合电缆线路已有15623km,京沪、京哈、京广、西陇海等10多条干线建成了小同轴电缆线路,电缆多路化模拟通信进一步被实现。
内燃机车时代的铁路通信网不仅覆盖了主要铁路干线,还逐渐延伸到铁路沿线的各个车站和信号点。铁路系统从而可以实时掌握列车的运行状态、货物的装卸情况以及旅客的出行需求等信息。此外,铁路通信还开始承担运输生产指挥、事故救援等重要职责,为铁路运输的安全和高效提供了有力保障。
电力机车时代(1980—2000年)
数字化通信崛起
从1980年开始,电力机车凭借高效环保等优势成为铁路运输的 “新宠”,铁路通信也由此迎来了数字化革命。1983年,北京东郊环行线完成国内首次铁路光纤抗干扰试验。光纤通信以光波为载波,通过光纤进行信息传输,具有抗干扰能力强、传输距离远等优点,为铁路通信提供了更加稳定、可靠的传输通道。
重载列车行驶在大秦铁路上
图片来源:新华社记者 杨晨光 摄
1988年,在大秦铁路工程的推动下,铁路长途和区段通信实现了光缆化。1994年铁道部再次修订并颁布《铁路主要技术政策》,进一步把“信息技术”作为铁路现代化的标志,其中提出了“干线铁路通信以光缆传输为主……新建干线一般应采用光缆”,小同轴电缆逐步退出历史舞台,光纤成为铁路通信的“血管”。
随后,在1996年京九铁路工程中,同步数字系列(SDH)大容量光数字通信被引入铁路通信领域,再次引领了行业革新。
除了光通信技术,现代通信技术的 “豪华套餐”—— 数字无线通信技术、程控交换技术以及多媒体信息技术等也在这一时期纷纷登场,铁路通信发展按下了“加速键”。
此外,多媒体信息技术也被逐渐采用,如会议电视、图像传输等。这些技术的应用使得铁路系统能够更加直观地了解列车的运行状态和沿线环境,为铁路运输的安全和高效提供了更加全面的保障。
高速铁路时代(2008年至今)
5G引领通信新未来
2008年,京津城际与合宁铁路客运专线的开通让我国正式迈入高铁时代,GSM-R(铁路专用数字移动通信系统)系统成为高速铁路通信的核心技术之一。GSM-R系统是一种专为铁路设计的无线通信系统,它基于2G的GSM技术,不仅能够提供语音通信服务,还能够实现列车运行监控、调度指挥、安全防护等多种功能。基于GSM-R系统的CTCS-3列控系统更是极大地提高了铁路运输效率和安全性。
2017年6月25日,中国标准动车组被正式命名为“复兴号”并于次日在京沪高铁正式双向首发。京张高铁更是实现了全球首次有人值守无人驾驶模式,并在隧道内通过漏泄波导管成功保障信号零中断。
高铁时代的铁路通信为运输生产提供语音、高清视频和高速数据业务。此外,铁路通信还开始采用大数据、云计算、物联网等新技术,推动铁路通信向更加智能化、自动化的方向发展。这些新技术的应用,使得铁路通信能够更好地满足高速铁路安全、高效运行的需求。
目前,中国铁路通信已构建起涵盖通信传输网、数据网、同步网、管理网等在内的庞大网络体系,为铁路运输的稳定运行筑牢根基。
在 5G 通信技术应用上,中国基于 5G 技术的铁路新一代移动通信系统(5G - R)也正在稳步推进。与乘客上网通常连接的公共网络通信系统不同,5G-R是一个专用网络通信系统,仅供铁路内部使用。这种系统建立在5G技术之上,具有超大带宽、超低延迟和大量连接的特性,其网络性能远超GSM-R,是专门为铁路运输领域设计的5G技术,旨在满足铁路通信的运营和管理需求。
随着5G-R技术的不断成熟和广泛应用,铁路通信系统在未来还将与物联网、大数据、人工智能等先进技术深度融合,推动铁路通信系统的智能化、自动化水平不断提升。
从蒸汽机车时代到内燃机车时代;从电力机车时代到高速铁路时代,通信方式变得越来越便捷、高效、稳定。每一次铁路通信技术的跃迁,都见证了人类文明的巨大进步和科学技术的飞速发展。
未来,随着技术的不断进步和创新,铁路通信将继续向更加智能化、自动化和高效化的方向发展,为铁路运输提供更加全面、高效、安全的通信服务。让我们拭目以待!
参考资料:
1.通信世界网:《中国铁路通信技术发展历史》;
2.京铁办:《史说铁路|走进中国铁路通信发展史》;
3.上海市土木工程学会:《科普 | 铁路人常说的5G-R是做什么的》;
4.中原铁路:《铁路通信发展的绚烂历程》;
5.中国铁路:《铁路上,那电波永不消逝》;
6.《漫话通信信号》:【铁道知识·通信】早期的中国铁路通信;