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为高铁铺设“隐形通道”
发布时间:2025-09-02
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8月31日,为期62天的暑运结束。当你在车厢里流畅地刷着短视频,当高铁精准停靠在站台,或许很少有人意识到,每次顺畅通信、每次平稳运行,都离不开一条看不见的“通道”。北京交通大学电子信息工程学院院长、教授艾渤就是这条“隐形通道”的铺设者之一。作为高铁无线信道研究领域的领军者,科学家艾渤带领团队用十余年,在高速移动的复杂场景中捕捉无线电波。
   
奔波多地采集数据
  列车在高速运行时,无论是负责控制信号传输的专网还是供乘客使用的公网,都会出现无线传输不稳定的情况。其根本原因是信号在传输过程中产生了畸变。信号畸变可能让列车指令‘迟到’,甚至‘失真’。要解决这一问题,就得先摸清信号传输‘跑道’——信道的‘脾气’,了解它为什么会使信号产生畸变。
  要研究信道,掌握大量数据是前提。此后,每年三个多月的户外数据采集,成了艾渤及其团队雷打不动的日程安排。场景不同,信道特征就不同。不同海拔、地形、气候、时间都会对信道特征产生影响。因此,采集数据要在多种场景下进行。
  有时要求数据测量环境特别安静,我们就需在凌晨去测,从零点测到凌晨四五点。”艾渤说,“测量也不分地点,很多铁路基站在田地里,有的接近坟地。”
    
  让前沿技术赋能研究
  探索如何让人工智能和空天地一体化等前沿技术更好地赋能无线信道研究是艾渤当前的工作重点之一。
  未来,利用人工智能技术,高铁会成为能思考的‘智慧体’。“高铁智慧体”可以自主感知环境——通过卫星定位、车载传感器和铁路沿线传感器,实时感知沿途的信道变化以及基础设施和车体状态,就像人能感知路况;能够自主学习优化——人工智能系统会记住暴雨、隧道、山区等场景的应对策略,下次遇到类似情况自动调整。
  你看列车到站时,车门总能对准站台。为什么它能够精准定位?靠的就是轨道里的应答器和轨道电路。目前他和团队正在研发地星协同定位技术,通过地面基站与低轨卫星的精准配合,让列车定位精度达到亚米级。未来,轨道上看不到一个应答器,列车照样能精准停靠。不过,想要使这样的设想成真,还需解决算法、硬件等方面的问题。