高铁智脑，让国际感触“我国速度”
北京日报 | 实习记者 何蕊
“东南亚区域榜首条高铁——雅万高铁正式启用！”“很平稳，很舒适！”
“这条具有里程碑含义的高铁名叫‘Whoosh’，用印尼语讲是省时、高效、先进的意思。”
……
10月2日上午，北京交通大学电子信息工程学院院长、教授艾渤的手机屏幕上，一条条振奋人心的好消息不断传来。而在悠远的印度尼西亚首都雅加达哈利姆高铁站内，掌声和欢呼声此伏彼起。
历时8年建造，这条衔接印尼首都雅加达和旅行名城万隆的雅万高铁总算正式启用。作为东南亚区域的榜首条高速铁路，雅万高铁全长142.3公里，最高运转时速350公里，将交游两地的通行时刻从3个多小时缩短至40多分钟，对当地民众的出行甚至经济展开都具有无足轻重的含义。
这也是我国和印尼共建“一带一路”的旗舰项目，是我国高铁初次全体系、全要素、全产业链在海外落地。
而在我国高铁成功驶向海外的背面，艾渤团队立异研制的移动通讯网络技能功不可没。
艾渤
团队学生参加户外测验调研
在印度尼西亚普哇加达拍照的一列行进中的雅万高铁高速动车组（无人机相片）。 新华社 发
让世界感触“我国速度”
在坐落北京交通大学思源楼9层的先进轨道交通自主运转全国重点试验室里，数台电子设备隆隆作响，正在一刻不停地收发信号、传输数据。穿过这些“大块头”，记者在试验室的旮旯见到了艾渤，他正俯身蹲在一台标有“宽带无线网络仿真体系终端-2”的机器前，检测设备运转状况。
“咱们在这台机器上装备了最新的移动通讯网络技能，能够实时模仿高铁核心网、基站的运转，用来发射和接纳信号。”艾渤一边扭动插头，将机器上扑朔迷离的线路一根根捋顺，一边调查周围屏幕上的数据改变，“不计其数的信号从这儿被发射出去，再通过线路传输回来，假如中心出现任何毛病，就要对通讯网络内的线路进行检测，排查问题。”
信号的一发一收，看似简略，却对高铁的安全运转起到了至关重要的效果。
“高铁运转，不但有咱们所能看到的铁轨和列车，高铁沿线还有一张精细的通讯网络，缺了它，列车就无法行进。”艾渤这么说并非夸大，他在电脑上找出一张信号传输的数据图，上面一根根弯曲崎岖的线条有点像心电图，“高铁在高速运转时，遭到地势地貌等环境要素的搅扰，信号中止的状况时有发生。你看，中心的空白处就代表信号断线了，假如1秒钟后信号仍是没过来，体系会主动重传；重传几回后假如仍旧失利，体系就会默许信号传输出现问题，作出‘降级降速’的决议。假如这一问题继续出现，列车就会不再受司机的人为操控，逐步停下来。”
艾渤从高铁的运转原理讲起，向记者逐个科普——列车运转除了需求司机掌舵，还有必要有一套操控体系，相当于列车的大脑和中枢神经。而“大脑”宣布的信号和指令怎么被传输和接纳呢？这就需求通讯体系，在信号的宣布方和接纳方之间树立一座“桥梁”。
每条高铁线路都需求这样一个专用的通讯网络，来传输列车的运转操控、行车答应、速度及方位等安全信息。“咱们便是做这个专用通讯网络的。”艾渤说。
自2017年9月起，北京交大联合中兴通讯、我国铁路规划集团有限公司以及印尼万隆理工学院等国内外企业及院校，一起展开了名为“面向印尼高速铁路的移动通讯网络理论技能研讨与演示使用”的世界科技立异合作项目，艾渤担任项目负责人。
雅万高铁建成前，衔接两个城市的是一条建筑于100多年前的老旧铁路，时速仅50多公里。艾渤回想，“前期调研中，咱们曾和当地人谈天，在他们的形象里，搭车途中充满着‘吱呀吱呀’的异响，这说明此前的铁路还比较落后。”
从雅加到达万隆，雅万高铁需求穿过被印尼人称为“众神居所”的共同区域。这儿是环太平洋火山地震带的活泼中心，在以多火山著称的印尼，这个区域的火山散布比其他区域更为密布。
“我国是一个地质地貌多样的国家，被誉为‘地质博物馆’。但所有这些咱们见过的地质里，唯一没有火山灰堆积地质。”艾渤皱着眉头说。雅万高铁沿线杂乱的地貌环境，成了摆在团队面前的一座大山。
“移动通讯中最要害的是信息的牢靠传输与接纳，不同的地势地貌、气候等地舆环境要素影响着‘信道’，会对电磁波传输的途径形成较大影响。”他说，最要紧的，是先搞清楚雅万高铁沿线的电波传达和信道特征，树立起合适当地地舆和环境特征的信道模型，才干有用评价相关传输技能。
几年来，艾渤带领团队师生屡次奔赴当地，在铁路沿线扛着无线信道模仿器和射线追寻东西箱等设备，不断发射、追寻电磁波射线，重构高铁沿线环境，只为树立一个合适当地的信道模型。
绵长的火山喷射前史刻画了杂乱莫测的岩层走向，也让实地调研作业变成了“拆盲盒”。艾渤曾听施工人员讲，就在他们完毕某次现场勘探的几天后，铁路的二号地道突发涌泥，泥流击穿地道壁喷涌而出，一泻百米，“现场试验显现，岩层开挖露出后，不到30分钟就像‘渣渣’相同掉下来。”他说，惊险的状况时有发生，但勘探作业却不能停，“由于搞科研假如没有实践数据作支撑，只能算是坐而论道。”
信道模型树立后，还要回到试验室通过软件对各种传输技能进行评价和验证。为此，团队创建了一个半什物仿真验证渠道——可模仿500公里时速、上千副天线的高速列车运转环境，移动通讯网络技能要先在验证渠道上过关，才或许被使用于高铁。
在共建“一带一路”建议提出十周年之际，这座承载着中印尼两国友谊的标志性工程正式注册运营，也让世界看到了我国高铁的“加速度”。“雅万高铁的注册是一个杰出的初步，等待我国更多的先进技能能走出去。”艾渤对此充满信心。
“常常看见清晨四点的北京”
谈及与通讯范畴的结缘，艾渤笑着打了个比方——“这是一部坏小孩逆袭记”。父亲是西北大学物理系研讨生，母亲结业于北京协和医学院，身世于书香门第的艾渤三岁便会读英文信件，小小年纪就被爸爸妈妈寄予了期望。
可青春期的孩子不免背叛，中学时期的他因贪玩，效果一泻千里，在高考中牵强被一所武警部队院校选取，学习通讯专业。但是，正是这段军旅生计，彻底改变了艾渤的人生，为他烙上永不褪色的武士特质。
刚进入部队的艾渤，就因和班长怄气，差点被劝退。“愣头青，看什么都不服。你瞅瞅，这个便是其时留下的。”艾渤向记者亮了亮手指上一处现已愈合的伤痕。回想起年少轻狂的自己，他脸上浮现出一抹难为情的笑脸。
但是，也正是由于这种“不服气”的劲头，让艾渤在军体拳、射击、攀岩等各种体能练习中锋芒毕露，逐步从咱们眼里的“坏孩子”转变为“排头兵”。武警部队院校，全军事化办理，一般学生眼里的“魔鬼”军训变成了日常——“光是练行列就能练一年，一次正步走练习，手放在胸前一端便是十几分钟，偷闲的话罚的时刻更长。”
1999年，在戎行磨炼了近10年的艾渤考上了西安电子科技大学研讨生，专业方向为信息通讯。2007年，博士后出站的艾渤来到北京交通大学，进入无线通讯专家、轨道交通操控与安全国家重点试验室通讯方向首席教授钟章队的科研团队。
“每天早晨六点，就像听到号角吹响相同，他会准时起床作业。”在钟教师眼里，这位年轻人刚进入团队，就体现得异乎寻常——“进入状况特别简略，干事不必发动。”
从部队里带出来的不服输的习气，也被艾渤“移植”到了科研作业中。
列车高速移动会引起信道的非平稳性，这是国内外专家都急于处理的难题。谁先霸占这一难题，就会为本国的轨道交通作业展开赢得先机。
为了寻觅答案，艾渤带着6名博士研讨生于2010年夏天动身，造访全国3家铁道勘测规划院，跨过9座城市，调研规模掩盖5条高速铁路、行程超越5000千米。翻山越岭，只为拿到高架桥、地道、路堑、横跨桥等高速铁路杂乱场景下的榜首手研讨数据。
从北京北站动身，沿途通过北京区域的清河站、沙河站、昌平站、八达岭长城站等，进入河北省怀来、宣化等地，终究抵达张家口站，在京张高铁沿线的一个个途经点上，艾渤团队留下了鳞次栉比的脚印。在这儿，他们展开了很多详尽的无线信道建模作业——通过实地丈量，为每个点位树立模型，猜测信号电波传达特征，然后规划出合适各个点位的通讯体系，攻破“信道的非平稳性”难题。
艾渤从电脑中找出两张其时的作业照：一张是在北京北站，团队将两台电脑和近10台不同功用的信号传输设备搬进站台，电脑屏幕上，一串串数据代表了信道丈量正在进行；另一张相片上，戴着白色安全帽的团队成员站在铁轨上，目光齐刷刷地聚集在丈量信号的手持设备上。
两张相片的一起点在于：布景一片乌黑。“丈量作业简直都在零点之后进行，”艾渤解说，实地丈量对周围环境要求极高，需求信道在一段时刻内坚持相对停止，才干取得精确的数据。“要把外界搅扰降到最低，比方，车站内不能有旅客移动，就连丈量人员移动所发生的‘风吹草动’，都要尽量防止。”
因而，团队成员昼伏夜出，常在深夜一两点抵达现场，赶在早晨榜首班客运列车运转之前，紧锣密鼓地展开布线、测验等作业。“赶上冬季，也要冒着刺骨的北风作业。”最初的情形，艾渤至今难忘。
“曾经总在网上看到鸡汤文章里写道：你见过清晨四点的北京吗？我的答案是：我不只见过，还时常在北风中见过，一待便是很长时刻。”艾渤笑着说。
一句轻描淡写的玩笑话，饱含着科研作业者的悲欢离合，而一次次付出，也为艾渤团队在研讨道路上筑起了一块块“柱石”。
根据在京张高铁等多条高速铁路沿线实地丈量的很多数据，团队立异性提出了高速移动杂乱场景无线信道丈量原则与办法，以及契合信道非平稳特征的方向性信道建模办法等，无线信道建模效果也被运用到我国多条高铁线的实践建造中，为通讯网络的优化供给辅导。
做世界铁路通讯的“领跑者”
当时，我国已建成世界上最现代化的铁路网和最兴旺的高铁网。由“跟跑”到“并跑”再到“领跑”，近年来，“我国才智”不断推进全球轨道交通大展开。
“大数据和人工智能是交通迭代晋级的要害。”在艾渤看来，信息年代，核算与交通交融趋势凸显，展开前沿交叉学科势在必行。“咱们的科研也有必要跟紧年代的脚步，造最聪明的车，建最万能的车站，搭最才智的路。”
艾渤介绍，其实高铁沿线的通讯网一共有两张——专用移动通讯网和大众移动通讯网，“望文生义，一个是给高铁接纳专用信号的，在雅万高铁的建造中，咱们首要做的便是这类网络技能；另一个是给乘客用的，触及轨道交通出行的各个方面。”
比方，京张高铁要穿过绵长的山洞地道，列车内通讯信号仍旧传输平稳，乘客上网四通八达，一部高清电影能在2秒内下载完；轻点手机屏幕，一键便能生成包含线路组合、餐饮预定、住宿组织等全流程的出行决议计划；在北京南站，乘客可完结无感出行，一张脸刷遍通关、付出等交通服务各环节……艾渤说，这些现已走进实际的才智交通5G使用场景，背面都缺不了移动通讯技能的支撑。
“很多人以为5G的特色便是比4G网速快，这种了解过于单一。”艾渤解说，5G和4G比较，最大的特征在于前者可针对特定场景和需求，与不同的场景和事务交融，发挥更多优势。
早在2014年举办的一场研讨会上，艾渤就立异性地提出了将5G技能使用于轨道交通范畴的主意。2015年，钟章队就带领团队开端了轨道交通5G技能的研讨，专心“5G+车站”“5G+列车”等场景的使用。
5G有多凶猛呢？当年，团队带头人钟教授将其归纳为“大带宽、海量衔接、高数据传输速率以及超牢靠低时延”。他猜测，这样的技能特征将在交通、医疗、农业、动力、金融等许多范畴发挥巨大效果。
所以，团队瞅准5G展开机会，初次提出了5G-R（5G for Railway）的概念——简略来说，便是使用于铁路运输职业的5G技能，打造能到达合适列车高速移动状况及杂乱场景、保证可信性、继续在线牢靠传输等苛刻性能指标的移动通讯技能。其核心技能包含：5G-R事务模型和网络架构、毫米波大规模天线阵列信道丈量与建模办法、移动性网络技能、机器与机器通讯、铁路沿线及车载边际核算……在这些听着特别拗口、艰深的专有名词背面，是一段段以10多个小时车程为单位的绵长旅程。
实地场强丈量，是团队在京沪高铁、郑西高铁等铁路线启用前需求完结的一项使命，“简略来讲，便是对高铁全程的信号强弱做测验，以优化网络通讯技能，加强信号强度。”艾渤回想，从起点到结尾，测验列车会一向往复运转，最高时速根本坚持在350公里左右。测验团队一般早晨6点从始发站上车，比及再回到起点下车时一般现已到晚上七八点钟。“有些时分，咱们发现信号在路程中出现了问题，会马上下车，坐最近的一班车回去，一天来回四五趟也是常事。”
一次次往复奔赴，换来的是累累硕果：京沪河北段5G专网首先注册，让更多的乘客在享用高铁便当的一起，也能得到更好的网络体会，助力京津冀交通一体化；作为世界上初次在大面积湿陷性黄土区域建筑的高速铁路，郑西高铁通讯工程采用了光传输、电话交流及接入、数据网、铁路无线专用移动通讯等先进体系，为高铁各类使用事务供给了归纳的通讯和传输渠道……
通过十余年的不懈努力，我国高速铁路通讯理论研讨已“领跑”世界。当下，关于第6代移动通讯体系（6G）的研讨如火如荼，艾渤团队捉住这个机会，正在致力于将6G技能运用到交通通讯范畴，力求让我国高铁在技能、安全、速度等方面更具优势。
科研无止境。艾渤说，在轨道交通通讯范畴，他和同伴们还有很长的路要走，还会有更多的“惊喜”出现给咱们。
告发/反应
阅读剩余的25%
相关文章
歌曲是产品，听歌的感触也是产品，流行音乐还有期望吗？｜平话
记者 | 尹清露修改 | 黄月1不知从何时开端，每逢问他人最近在听什么音乐，得到的答案都是不置可否的“听得很杂”、“叫不太上来姓名”，或许直接抛过来一个歌曲链接。这并不是个别现象，早在2007年，文明...