铁路和数字产业路线图

本报告为未来通讯及定位系统（FCandPS）咨询组、铁路交付组（RDG）及网络铁路赞助的RS SB T1138计划的研究成果。它描述了一个短期的，3到5年内GB铁路实现无线网络连接的技术路线图。

铁路数字连接仍是个问题

英国铁路走廊沿线的数字连接一直是该行业持续时间最长的问题之一。以往的许多尝试都没有成功，原因往往是缺乏所有权，以及铁路运营商、网络铁路、用户和供应商之间的激励不一致。

在这项研究中，LS通信的任务是进行一项研究，专注于当前和即将出现的技术，这些技术可以部署在轨道侧，在未来3-5年内实现数字连接。此外，我们还被要求确定创新的商业模式，这些模式可能会刺激轨道基础设施的投资。

最近的技术试验表明，轨道侧的设备可以提供所需的连接。那么，问题是如何在一个公平、开放、透明和竞争的环境中实现这一目标，让无线行业能够部署解决方案，并为英国铁路走廊上日益增长的移动数据需求提供服务。

铁路数字连接不是一个技术问题

今天，移动和其他无线技术得到了广泛的应用，几乎在所有人口密集的地区都可以使用。无论在哪里生活、工作或旅行，人们都希望有网络连接。4G技术正处于大规模采用阶段，英国4G的渗透率超过70%。移动运营商已经开始升级LTE-Advanced，以克服网络日益拥挤的问题。与此同时，Wi-Fi技术已经发展到为用户提供接近千兆的网速，但距离比4G短。

在铁路环境中，4G和Wi-Fi都是经过验证的连接平台，能够为列车提供必要的容量。机载天线可以支持目前使用的众多频段，并将支持未来预期的频段增长。

对天线的设计和配置进行改进，如多输入多输出（MIMO），更高阶调制和编码以及载波聚合，其中信道聚合以提供更高的带宽，将提供满足并可能超过当前要求的吞吐量速度。此外，4G（向5G）和Wi-Fi正在进行研究和技术开发，可能在2020年之前准备就绪。

连接列车所需的技术在很大程度上已经准备就绪，也很有能力。还有一些技术挑战需要克服，比如高速切换高带宽信号，然而，主要问题是，作为一个行业，该技术如何部署?

基础设施带来更广泛的经济效益

这项研究集中在如何在轨道侧部署移动技术，特别是可以使用不同的商业模式。在我们的分析中，我们列出了五个主要的选择，包括：

 什么都不做——铁路覆盖范围按照MNO的特权发展

 单一的端到端供应商——采用单一解决方案来部署铁路

 网络铁路电信（NRT）——管理、控制、部署和交付连接

 第三方——被动的基础设施部署轨道，侧托管多个技术解决方案和运营商

 混合方式——NRT管理和控制，基础设施第三方部署被动基础设施并实现升级

我们评估了每个方案的可行性，以确定改善互联互通的好处和挑战。很明显，在3至5年的时间框架内，什么也不做的选择不会带来多少改善。由于无法满足涉众的需求，已经尝试了单个端到端供应商选项，但没有成功。这就为在公平、开放、商业和竞争的基础上实质性地改善轨道侧资产访问留下了3种可能性。

我们认为，一个中立机构的选择提供了最有希望的解决方案；为铁路运营商、铁路用户、邻居、农村乡镇、高速公路和公共部门提供了利益。作为一个物理上独立的国家电信网络，它也为其他关键的国家基础设施提供多样性。除了满足铁路社区的需要，一个中立机构的解决方案还可以为农村宽带、远程监控、建筑、私营和公共部门组织提供连接，这些组织可以使用光纤或无线连接（从轨道侧或从轮轨）。独立的基础设施提供商不仅为现有被动基础设施提供运营专业知识和业务开发，还能够提供非常需要的资金来维护和构建额外的资产。

由于这些资产和基础设施目前由网络铁路拥有和管理，而网络铁路通过NRT拥有管理铁路走廊电信基础设施的丰富经验，因此，第三方和网络铁路的混合解决方案似乎有可能带来积极的结果。

资金来源

国家基础设施委员会发布的互联互通未来报告强调，需要改善包括铁路走廊在内的运输线路的互联互通。为了响应这一建议，需要了解在获得可用于全国部署方案的各种基础设施融资方面所面临的挑战和障碍。在我们的研究中，我们研究了为大型基础设施项目提供资金的各种资金来源。

全国大型基础设施项目融资的主要方式是股权、债务和卖方（企业）。商业模式将是什么样子还有待确定，但为了吸引所需的资金，我们建议提供资金来源的人应尽可能熟悉这种模式。

谁出资的问题，取决于私人资金在多大程度上被接受为铁路沿线基础设施投资的一种模式，以及相关条款。我们的研究发现，不仅有准备好并愿意投资以实现全国部署的私人组织，而且还有公共目标资金来源。

资金将用于升级现有基础设施，如GSM-R网络所用的桅杆、连接和接入轨道侧光纤、接入电力和其他基础设施，以便在沿线部署填埋场，交付所需的传输。

一旦开放了对基础设施的访问，商业创新自然就会发生。移动网络运营商之间为向列车运营公司提供专营权期间的连接而展开的竞争，技术供应商之间为集中分析运营数据、通过应用程序和api提供效率更高、更强大、更个性化的旅行信息而展开的竞争，一旦铁路走廊上连接到位，这些都将成为可能。

铁路行业的数字化转型始于互联互通，而互联互通又始于基础设施的接入。

混合的NRT或中立机构解决方案

我们的结论是，基于NRT基础设施但由私有基础设施专家操作的混合解决方案可能是最可行的。这是基于从安全、可靠和经验的角度对NRT以及私营部门的商业、实际和成本效率驱动因素进行必要的管理和控制。

迄今为止，之所以未能解决这一问题，在很大程度上是由于缺乏所有权和协调。混合方法的建议存在有可能使缺乏解决相关问题的责任的风险。因此，任何形式的公私伙伴关系都需要强有力和明确的领导，最好是由一个人/部门负责取得积极成果。

原文链接：https://www.rssb.co.uk/Library/research-development-and-innovation/2018-01-T1138-Connected-Train-Customer-Communications.pdf

原文始发于：铁路和数字产业路线图