通信工程导论专业论文.doc

摘要通信工程专业是一个软件与硬件相结合，数字与信号相结合在一起的现在社会不可忽视的一门学科，现在通信的发展都离不开它，当然，通信行业的另一个分支铁路通信信号的发展也是现在社会信息发展的一个很重要的课题。它的发展甚至影响到整个铁路运输行业的前景。关键字：铁路信息通信，铁路运输。目 录1通信工程简介11.1 研究对象：11.2 专业概述：11.3 专业产生背景：21.4 专业发展前景21.5 学习通信工程的优势21.6 通信专业就业方向概述32铁道通信信号的概述42.1铁路通信信号的重要地位：42.2 铁路通信信号的性质和特点：52.3 传统铁路通信信号的主要作用52.4 现代化铁路铁路通信信号的发展方向53铁路通信信号的发展方向63.1铁路通信信号面临挑战63.2铁路通信的发展方向63.2.1 传统的铁路通信网的优化73.2.2 现代化铁路铁路通信信号的发展方向73.2.3铁路的发展需求决定了铁路通信信号的发展方向。73.3铁路通信网及其信号的发展83.3.1 铁路通信网的发展83.3.2铁路信号的发展方向9结语10参考文献111通信工程简介何谓“通信”？可以从字面来理解。通，达也；往来不穷谓之通；道远难通。信，信息、消息之意。所以就“通信”而言，广义上说来便是可靠、顺利地传达、传递消息。何谓“工程”？新华词典的释意是“将自然科学的理论应用到具体工农业生产部门中形成的各学科的总称”。把“工程”二字紧接于“通信”二字之后，说明学习通信工程的核心是在应用。首先学习基础理论，但它不是最终目的，最终目的在于应用，即将所学知识灵活地应用到生活生产之中。下面来具体介绍一下通信工程的各个方面。1.1 研究对象：通信工程专业主要为研究信号的产生、信息的传输、交换和处理，以及在计算机通信、数字通信、卫星通信、光纤通信、蜂窝通信、个人通信、平流层通信、多媒体技术、信息高速公路、数字程控交换等方面的理论和工程应用问题。随着19世纪美国人发明电报之日起，现代通信技术就已经产生。为了适应日益发展的技术需要，通信工程专业成为了美国大学教育中的一门学科，并随着现代技术水平的不断提高而得到迅速发展。1.2 专业概述：通信工程专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景，也是人才严重短缺的专业之一。本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。毕业后可从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的研究，设计和通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作。近年来的毕业生集中在通信系统、高科技开发公司、科研院所、设计单位、金融系统、民航、铁路及政府和大专院校等。本专业本着加强基础、拓宽专业、跟踪前沿、注重能力培养的指导思想，培养德、智、体全面发展，具有扎实的理论基础和开拓创新精神，能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中，从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。 1.3 专业产生背景： 通信技术是以现代的声、光、电技术为硬件基础，辅以相应软件来达到信息交流目的。上个世纪末，多媒体的广泛推广、互联网的应用极大地推动了通信工程专业的发展，展望这个世纪初期，宽带技术、光通信也已经崭露头角。通信工程专业所研究的内容涵盖了当今最流行、发展最迅猛的领域。单单这些是否已经使你跃跃欲试了呢？在美国发展速度最快的公司中，像Cisco（思科）、3Com等都是以通信技术作为其发展的主体，Cisco的总裁更是成为全球财富增长最快的人。这一切是否让你心动呢？在我国，不光是老牌的IT厂商联想提供了大量的网络服务，有“巨大中华”之称的通信产业四大企业（巨龙、大唐、中兴、华为）业绩也非常惊人，其良好的发展前景、宽松的发展环境、现代化的企业管理已成为毕业生们择业的首选。 1.4 专业发展前景对于通信工程专业的学生，主要学习电工技术、电子设计、计算机技术、通信技术、信息技术等方面的基本理论和基础知识，受到通信工程、计算机通信、信息处理等方面实践的基本训练，了解本专业前言发展的趋势，熟悉本专业领域的专业知识与技能。通信工程专业还包括对通信网基础、程控交换原理、移动通信、光纤通信原理等。与其相近的专业主要有：电子信息专业、自动化专业。我校电子信息专业培养的是具备电子技术和信息系统的基础知识，能从事各类电子和信息系统的研究、制造、设计、应用和开发的高级工程技术人才。而我们通信工程专业培养的人才是具备在电子技术和信息系统的基础上能初步掌握通信技术，通信系统和通信网络方面的专业知识，受到同形词实践的系统的训练，培养能从事现代通信系统的网络的设计，通信设备的研究、设计、制造、运营应用和开发的基本能力的高级工程技术人才。1.5 学习通信工程的优势通信工程是一门工程学科，主要是在掌握通信基本理论的基础上，运用各种工程方法对通信中的一些实际问题进行处理。通过该专业的学习，可以掌握电话网、广播电视网、互联网等各种通信系统的原理，研究提高信息传送速度的技术，根据实际需要设计新的通信系统，开发可迅速准确地传送各种信息的通信工具等。通信工程专业跨电子、计算机专业，所修课程兼有两者的特点，需要较好的数学、物理基础以及较强的动手应用能力。一些课程，如数据结构、操作系统、数据库等属于计算机类，另一些，如信号处理、高频电路、电路原理等属于电子类，还有本专业基础的通信原理等课程，所学范围比较宽。需要我们有较强的逻辑思维能力，专业划分比较细的时候，本专业可“软”可“硬”，分别倾向于计算机与电子两个方向。面向新的世纪，通信工程专业将会迎来其发展的广阔天地。随着通信技术应用的日趋广泛，上至太空，下至海底，无不活跃着这一专业的技术人才。现在中国已经加入WTO，这势必会给中国信息产业的发展带来更大的发展空间。而通信工程专业优秀人才的短缺成为我国参与国际间竞争的一个十分不利的因素。因此，在未来若干年，我国势必会更加重视本专业人才的培养，更加重视通信工程专业的教育，提高教育水平。1.6 通信专业就业方向概述对于就业方向，通信专业实验室通信工程专业是信息科学技术发展迅速并极具活力的一个领域，尤其是数字移动通信、光纤通信、Internet网络通信使人们在传递信息和获得信息方面达到了前所未有的便捷程度。通信工程具有极广阔的发展前景，也是人才严重短缺的专业之一。本专业学习通信技术、通信系统和通信网等方面的知识，能在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备。毕业后可从事无线通信、电视、大规模集成电路、智能仪器及应用电子技术领域的研究，设计和通信工程的研究、设计、技术引进和技术开发工作。近年来的毕业生集中在通信系统、高科技开发公司、科研 院所、设计单位、金融系统、民航、铁路及政府和大专院校等。本专业本着加强基础、拓宽专业、跟踪前沿、注重能力培养的指导思想，培养德、智、体全面发展，具有扎实的理论基础和开拓创新精神，能够在电子信息技术、通信与通信技术、通信与系统和通信网络等领域中，从事研究、设计、运营、开发的高级专门人才。我觉得通信，最简单的理解，也是最基本的理解，就是人与人的沟通方法。无论是现在的电话，手机，还是网络，解决的最基本的问题，实际还是人与人的沟通。现在的通信技术，就是随着科技的不断发展，如何采用最新的技术来不断优化通信的各种方式，让人与人的沟通变得更为便捷，有效。既然介绍好了通信工程专业的基本概论，那我就浅谈一下我自己最感兴趣的一个和通信制式密不可分的、同时与运输行业也密不可分的一个行业吧：铁路运输行业。我所知就自己，主要围绕铁路运输行业通信方面的发展进行一下浅层剖析。2 铁道通信信号的概述铁路由于先天的综合优势，全天候、占地少、运量大、能耗低、速度快、安全性好、性价比高，必然成为国家综合交通运输体系中的骨干。在一个相当长的时期内，不断扩大路网规模、优化路网结构和提高路网质量，逐步建成四通八达、安全可靠、方便快捷的现代化铁路网是中国一项基本政策。随着国家能源与环境保护政策的完善，铁路作为国家基础设施必将以新的现代化面貌，获得更加迅速的发展。在中国经济自然环境下，尤其如此。2.1铁路通信信号的重要地位：铁路通信信号，自中国铁路1825年诞生以来，就与铁路运输安全生产密不可分，并逐步从以人(车务人)保安全迅速发展成以设备保安全、以系统保安全的专业部门。并随着社会科学技术发展和铁路提速、高速、重载和密度的加大而不断发展完善，为铁路现代化提供了重要支撑，是客运高速和货运重载的重要保证。铁路由于先天的综合优势，全天候、占地少、运量大、能耗低、速度快、安全性好、性价比高，必然成为国家综合交通运输体系中的骨干。在一个相当长的时期内，不断扩大路网规模、优化路网结构和提高路网质量，逐步建成四通八达、安全可靠、方便快捷的现代化铁路网是中国一项基本政策。随着国家能源与环境保护政策的完善，铁路作为国家基础设施必将以新的现代化面貌，获得更加迅速的发展。在中国经济自然环境下，尤其如此。铁路是国民经济的大动脉，是提高人民生活水平和加强国防建设的重要条件之一。在现代铁路运输系统中,由铁路通信信号构成的信息与控制系统,与铁路固定设备(线路、桥、隧)和移动设备(机车、车辆)构成了铁路运输系统三个不可分割的技术基础，在铁路运输中占有非常重要的地位，它的发展水平已成为铁路现代化的重要标志之一。2.2 铁路通信信号的性质和特点：铁路信号技术已经历了一百多年的发展，形成了今天的现代铁路信号系统，铁路信号技术在进入信息时代的今天，已逐步与通信走向一体化。铁路通信信号是各种现代信息技术在铁路运输工程中的具体应用，是信息学科与铁路运输学科的交叉学科。铁路信号和通信已由过去的铁路运输的“眼睛”和“耳朵”变成了铁路的“中枢神经”，发挥着越来越重要的作用。2.3 传统铁路通信信号的主要作用传统的铁路通信主要是两大业务，一是铁路电报，包括预确报;二是铁路电话，包括调度指挥。其面向铁路运输一是通信联系、沟通情况、电话指挥，二是提供列车编组信息，以便沿线和编组站调车作业。传统的铁路信号主要是“信联闭”三大功能，均是从车务行车作业中分离 出来的业务。主要是通过信号设备为行车提供正确的信号显示，确保进路联锁正确，实现两站之间的半自动或自动闭塞。铁路通信信号开始只是提供安全保证，随着电气设备的引入，逐步实现了电气集中与自动闭塞。电气集中使得进路办理自动化，自动闭塞使得一个站间可以同时运行多列列车(初期铁路列车要站站停车办理闭塞)，调度集中可以使得调度员远程遥控指挥列车运行，逐步向行车指挥自动化、提高接发车作业效率和通过能力、减轻人员劳动强度等方面发展。也就是说，铁路通信信号不仅仅是提供安全保证，而是在保证安全的基础上实现铁路运输的接发车作业和区间运行自动化，大大提高了通过速度与列车密度。2.4 现代化铁路铁路通信信号的发展方向现代化铁路的实现：一是要有足够发达的铁路网，消除铁路对国民经济的瓶颈制约;二是大力发展和建设电气化铁路，提高电气化铁路的比重;三是建设高速铁路网并在繁忙线路实现客货分运;四是货运铁路重载通道化;五是探索城市轨道交通的发展途径。目标就是旅客运输高速化、舒适化、快捷化;货物运输重载化、专业化、便捷化;全面满足国民经济对铁路运输的需求。从2008年起中国铁路将进入高速铁路时代，通信信号是高速铁路四大核心技术的重要组成部分，直接关系到高速铁路的建设和安全运行，正是电务发展的黄金机遇期。我们一定要珍惜这来之不易的大好机遇，关心客运专线建设，为中国高速铁路电务技术装备建设与发展作出贡献。3铁路通信信号的发展方向铁道部铁路主要技术政策明确指出：铁路信号与通信的技术发展方向是数字化、网络化、智能化、综合化。所以铁路通信信号技术的发展必然是和计算机技术、信息技术、网络通信技术紧密相关，相互交融， GPS卫星定位技术、GIS电子地图技术等也必将引入现代铁路通信信号。3.1铁路通信信号面临挑战铁路的发展需求决定了铁路通信信号的发展方向。铁路的大发展给铁路通信信号提出了挑战，同时也为铁路通信信号提供了非常良好的发展机遇。随着高速铁路的兴起，对铁路通信信号在安全上和功能上提出了新的更高的要求。要求铁路信号要广泛运用3C(计算机、通信、控制)技术，迅速实现5个转变，即由地面固定信号控制到列车车载设备控制的转变;由开环控制到闭环控制的转变;由分散孤立的控制到成区段集中控制的转变;由信联闭简单控制到速度综合控制的转变;由广播式简单通信到点对点和点对多点的多功能移动通信转变。铁路通信信号必须抓住历史机遇，明确方向，加快发展。3.2铁路通信的发展方向铁路通信信号开始只是提供安全保证，随着电气设备的引入，逐步实现了电气集中与自动闭塞。电气集中使得进路办理自动化，自动闭塞使得一个站间可以同时运行多列列车(初期铁路列车要站站停车办理闭塞)，调度集中可以使得调度员远程遥控指挥列车运行，逐步向行车指挥自动化、提高接发车作业效率和通过能力、减轻人员劳动强度等方面发展。也就是说，铁路通信信号不仅仅是提供安全保证，而是在保证安全的基础上实现铁路运输的接发车作业和区间运行自动化，大大提高了通过速度与列车密度。3.2.1 传统的铁路通信网的优化要把传统铁路传输网、接入网、电话交换网、调度通信网进行系统优化。与中长期铁路规划相匹配，根据铁路信息化规划和新业务要求，按照数字化、网络化、宽带化、综合化原则，积极促进铁路通信网的优化和建设，提高适应铁路信息化的能力，推动新型通信业务在铁路的应用，为运输生产提供现代化信息通信手段。一是综合数据通信网，核心内容就是建设以IP数据网为代表的信息化基础网络，形成铁路自己的信息化网络平台。与此同时扩大会议电视网，会议终端延伸到基层站段;二是进行干线调度和区段调度的联网，力争全面实现调度通信数字化、业务综合化。将逐步推广大容量数字调度通信交换机(2000-4000线)和触摸屏调度台，进一步提高调度通信服务质量。三是对无线列调区间设备实施远程监控，提高无线通信系统区间中继设施的可靠性，推广采用具有远程监控能力的光纤直放技术，研究综合使用区间中继设备提供多业务的技术装备。四是适应机车交路的调整，逐步统一长大干线的既有无线列调系统使用频率，研究地区的频率规划方案，做到点线结合，既要减少司机的频率转换操作，又要优化系统的使用频率，减少或避免列车运行途中的频率或制式转换。五是适应铁路客货运营销的需要，建立铁路客运、货运、公安等部门面向社会综合使用的统一号码通信接入平台。3.2.2 现代化铁路铁路通信信号的发展方向现代化铁路的实现,一是要有足够发达的铁路网，消除铁路对国民经济的瓶颈制约;二是大力发展和建设电气化铁路，提高电气化铁路的比重;三是建设高速铁路网并在繁忙线路实现客货分运;四是货运铁路重载通道化;五是探索城市轨道交通的发展途径。目标就是旅客运输高速化、舒适化、快捷化;货物运输重载化、专业化、便捷化;全面满足国民经济对铁路运输的需求。从2008年起中国铁路将进入高速铁路时代，通信信号是高速铁路四大核心技术的重要组成部分，直接关系到高速铁路的建设和安全运行，正是电务发展的黄金机遇期。我们一定要珍惜这来之不易的大好机遇，关心客运专线建设，为中国高速铁路电务技术装备建设与发展作出贡献。3.2.3铁路的发展需求决定了铁路通信信号的发展方向。铁路的大发展给铁路通信信号提出了挑战，同时也为铁路通信信号提供了非常良好的发展机遇。随着高速铁路的兴起，对铁路通信信号在安全上和功能上提出了新的更高的要求。要求铁路信号要广泛运用3C(计算机、通信、控制)技术，迅速实现5个转变，即由地面固定信号控制到列车车载设备控制的转变;由开环控制到闭环控制的转变;由分散孤立的控制到成区段集中控制的转变;由信联闭简单控制到速度综合控制的转变;由广播式简单通信到点对点和点对多点的多功能移动通信转变。3.3铁路通信网及其信号的发展面对铁路通信的现状，也有一些比较突出的的发展策略。主要分为对于传统铁路通信网的优化以及对现代通信网的功能完善和提升。3.3.1 铁路通信网的发展(1)对传统的铁路传输网、接入网、电话交换网、调度通信网进行系统优化。与中长期铁路规划相匹配，根据铁路信息化规划和新业务要求，按照数字化、网络化、宽带化、综合化原则，积极促进铁路通信网的优化和建设，提高适应铁路信息化的能力，推动新型通信业务在铁路的应用，为运输生产提供现代化信息通信手段。一是综合数据通信网，核心内容就是建设以IP数据网为代表的信息化基础网络，形成铁路自己的信息化网络平台。与此同时扩大会议电视网，会议终端延伸到基层站段;二是进行干线调度和区段调度的联网，力争全面实现调度通信数字化、业务综合化。将逐步推广大容量数字调度通信交换机(2000-4000线)和触摸屏调度台，进一步提高调度通信服务质量。三是对无线列调区间设备实施远程监控，提高无线通信系统区间中继设施的可靠性，推广采用具有远程监控能力的光纤直放技术，研究综合使用区间中继设备提供多业务的技术装备。四是适应机车交路的调整，逐步统一长大干线的既有无线列调系统使用频率，研究地区的频率规划方案，做到点线结合，既要减少司机的频率转换操作，又要优化系统的使用频率，减少或避免列车运行途中的频率或制式转换。五是适应铁路客货运营销的需要，建立铁路客运、货运、公安等部门面向社会综合使用的统一号码通信接入平台。(2)以GSM-R为龙头，全面推进铁路通信装备的技术进步。围绕客专铁路建设重点抓好GSM-R移动通信网建设。这里分为两大部分，一是GSM-R核心网整体布局与建设，二是沿线无线网络建设。GSM-R初期在应用上有两种情况，一是参与列车运行控制，如青藏线格拉段、大秦线以及实施中的武广客专;二是不参与列车运行控制，如胶济线、京津城际，只为车地、人员提供一种移动通信手段，取代并增强以往的无线列调通信系统。(3)满足铁路客运服务和安全监控需要，建设综合视频监控技术平台。应用对象主要四个方面，一是重点线路设备监控，如青藏线格拉段综合视频监控系统;二是客运车站重点区域监控，如动车组站台、候车区监控;三是编组站货运装载监控;四是关键安全设备监控。在具体实施上，规划建设铁路局和铁道部监控中心，调整视频监控网络结构，统一IP地址，形成铁路综合视频监控网络的基本框架，目标是建设一个铁路共享一个视频网络平台，为各类动态图像传送业务提供通信平台。(4)建设应急救援指挥通信系统。结合客运专线建设，建成北京、上海等铁路局的应急救援指挥中心应急通信系统，实现紧急事件指挥的现场话音、图像、数据的接入和传送功能，并能与综合视频监控系统、防灾安全监控系统互联，实现平时监控与应急通信的结合，实现资源共享最大化。3.3.2铁路信号的发展方向(1)列控系统(CTCS)方面。中国铁路列控系统技术体系的宏观目标要求，一是适应中国既有信号装备现状;二是实现路网之间互连互通;三是满足最高速度160350km/h列控要求。CTCS分为5级，面向ATP技术层次分为三级：面向既有线提速即160200km/h和客货共线新建铁路即200250km/h的CTCS-2级，面向高速铁路即300350km/h的CTCS-3级，面向移动闭塞的CTCS-4级。其主要设备分为地面、车载设备两大部分：地面在ZPW-2000自闭的基础上，通过增设车站列控中心、RBC以及点式应答器(含LEU)，满足车载设备所需要的移动授权和线路数据信息，以实现目标距离控制模式;车载设备由安全计算机、轨道信息接收单元(STM/TCR)、应答器信息接收单元(BTM)、人机界面(DMI)、速度传感器、信息接收天线等组成，通过接收轨道电路和应答器信息，生成速度和目标距离模式曲线，控制列车安全运行;临时限速是CTCS的重要内容，规定了限制速度的速度档和长度档，可在调度中心由调度员设置;为实现路网互联互通，在不同CTCS级别转换处设置具有预告、执行功能的级间转换应答器，实现级间自动转换。CTCS列控技术体系，技术标准、功能需求、技术平台基本统一，满足动车组在任何交路的跨线运行。(2)调度指挥方面。TDCS要实现全路全覆盖;到2020年，繁忙干线、煤运通道基本实现CTC;全路行车调度指挥基本实现自动化。TDCS方