11月18日，2010年中国无线世界暨物联网大会在京正式举行，C114中国通信网为本届会议的独家战略合作媒体，进行现场全程直播报道。
主持人：和高速公路一样，铁路在交通领域也占有着非常重要的地位，下面有请来自北京交通大学的刘真博士为我们介绍WiMax在铁路中的应用。
刘真：各位来宾大家下午好，我来自于北京交通大学，我代表刘峰教授在这里做主题演讲。刚才Declan Byrne先生和曲涛先生对WiMax技术在行业和高速公路方面的应用做了一个技术汇报，也提供了一些很成功的案例。
北京交通大学刘真
作为交通领域的另外一个很重要的行业——铁路，WiMax技术在铁路的机会集结应用的研究情况如何呢？今天也是借这样一个机会，在这里跟大家共同分享一下。交通大学跟铁路有很深的渊源关系，众所周知，铁路这几年的发展呈现一个重载化、高速化以及密集化的发展趋势。这里面也出现了很多的问题和挑战，所以我们今天从铁路的应用需求说起，谈到我们的一些相关研究基础，而且在WiMax的领域应用在铁路行业，我们跟英特尔联合提出了CMC这样一个概念，它的一些研究内容是什么样的，我们今天在这里也要提到。最后我们对WiMax在铁路行业的应用做一个展望。
铁路的发展趋势是高速化、重载化和密集化。主要体现在货运和客运。在货运上有一个词叫重载，大家都知道火车是由一台机车去牵引的，为了提高它的运力和运能，由多台机车共同牵引火车的重心，一段时间可以提高货运的能力。它的问题就是多台机车之间如何去同步。如果它们之间的通信达不到很精密的要求，会出现翻车或者事故的情况。在客运方面，就更有深刻的体会了，因为大家都坐过高铁，像现在的京津高速，理论上的时速达到390多公里每小时。对于铁路这块，无论是在货运还是客运上，到2020年国家有一个规划，货运要达到40亿吨，这是年运输能力，客运达到40亿人次的运输能力，每年的增长分别呈现8%和4%的增长速度。这样一个的发展趋势，带来了一系列的问题和挑战，在这里我们主要关注车体之间的通信能力。
我们知道高速化以后，在高速移动环境下，无线信道的环境变得非常复杂，所以我们目前应用在铁路上的无线通信网络，它的传输技术是不是能够支持这样的超高速的移动环境，这是需要去增强或者研究的。另外我们知道在我国在高速列车上，动车组目前有四种引进的车型，这些不同的车型间的通信方式，它的数据格式，以及它的数据处理等等技术，存在很多问题。比如它这个车体之间的传输方式是不统一的，怎么样及时地去利用我们动车上的信息能实时传输到地面上，对实时发生的事故信息，对道路上的列车都能实时地做出反应。
现在铁路上的通信技术最好的是做到GSM-R。这样的一个通信传输速率能够达到100-200Kbps的传输速率。仅此这样也难以应对将来铁路的发展，因为我们铁路日后的业务要上视频监控，或者是应急抢险，对于视频、音频高数据的通信，我们是要寻求宽带的无线通讯的方式。另外一个问题是大规模的数据处理能力，这是相应的一些问题。
在这块作为交大，在2006年我们加入了WiMax论坛，在2007年我们跟英特尔合作，共同开展了把WiMax技术应用在铁路上的研究。我们成立了高速铁路的网络管理教育部的研究中心，在08年我们进一步在交大成立了WiMax的实验室，这也是和英特尔共同来建造的。我们在实验室里也部署了半实物的仿真应用，在上面部署我们铁路的开发应用。在09年我们进一步把WiMax做了扩展，我们和已有的云计算的相关研究进行了一个融合，开展了WiMax和云计算相结合的一些应用，待会从第三部分开始，我会着重来讲这部分的研究进展和内容。
在2010年，我们在实际的铁路沿线上，去部署了一下我们WiMax的应用，重载这块我们做了以WiMax的环境去支撑列车的同步控制的一些业务。另外在语音方面，我们开发这样的一个无线的列车电话系统，也是通过WiMax技术支撑的。
我们和英特尔共同提出CMC这样一个概念，我们来谈一下主要的技术架构。CMC是云式移动计算，曲涛先生在他的报告中也谈到了类似的概念。CMC第一块是我们的Server Cloud，它主要是由集群环境构成的，这一层能够提供集群的平台。除去普通意义上的服务器云以外，CMC还包括终端云，也就是说我们希望在宽带无线接入的终端之间形成终端云，这个云主要解决的是数据的一些动态计算，在这个片子当中也看到，单个接入设备的能力扩展，进行一些情境、感知、计算以及共同的一些呈现，比如我们可以在设备之间共享一些有趣的视频等等，这在后面的铁路应用中可以具体谈一下。下一个是CMC要依赖于地层的传感器网络，也是物联网的一部分。像在我们国家铁路的规划当中，会建造智能列车，智能列车的意思就是要把这些传感器部署到动车组里面，实时去获取气压、温度、湿度、位移的一些信息，及时对列车状况做出一些分析。在终端云和服务云之间，我们是依赖于WiMax无线宽带网络去进行数据共享和传输，以达到服务器端云和终端云无缝的计算能力
为什么提出这样一个架构呢？因为随着宽带接入方式的普及，无线终端的形式也是多种多样的，我们怎么样能够结合远端的服务器云的大的计算能力去实现终端云之间端到端的移动应用模式，来获得高性能、高扩展的计算效益。另外我们希望通过终端云，因为终端云相对于服务器端云，地理位置布置会更加分散，所以终端云更有利于从不同环境中获得更多的情境信息。在我们的终端之间，CMC还能在终端云的各个终端之间，以及在终端和服务器之间去进行资源的共享和利用。我们提出这样一个CMC的概念和解决方案，它当然包括很多组成部分，比如像终端云，这里就会涉及到终端云它会享用远端云提供过来的服务模式的问题，单个用户可能自己的终端能力不够，他可以借助于共同在终端云当中其他的终端的计算能力，去共同完成它的一项工作。或者可以由多个终端共同为多个用户来开展这项服务。我们拿铁路应用场景的例子来解释一下，就是CMC如何去支持这样的铁路应用。
这里面讲的是一个铁路的应急抢险和诊断的例子。铁路应急抢险，在参与到应急抢险业务当中，会有很多不同的部门，比如调度中心、机车司机，还有巡检人员，这些人员他们都持有宽带移动接入设备的话，如果他们是部署一个终端云里面，那么他们之间可以实时地分享、共享机车司机载机到的或者巡检人员采集到的事故或者潜在事故的视频信息。
服务器云在这里发挥什么作用呢？如果我们能够把采集到的信息经过一些计算，推送一些诊断信息，在我的存储当中，我会发现，它跟之前或者跟某一个场景非常相似，通过数据挖掘的方式，告诉他像这类的事故应该怎么样处理，把诊断信息也可以推送到设备终端，提供给我们的巡检人员或者调度中心的人员，来采取一些及时的措施。
另外一些方式就是增强现实性的应用。我们的服务器端云可计算能力非常强，有集群的平台，可以把一些数据挖掘的算法定型化，能够及时做出一些智能的数据分析，这是一个增强现实性的应用。另外还可以看到，比如一列动车发生需要维修的情况，我们可以把信息及时推送到设备维修各个环节上的各个部门，他们能提前准备好。比如这个动车出故障了，可以提前告诉零件供应商，或者检修的部门，告诉他动车马上要进站维修，这都是增强现实性的应用。
CMC它是能够面对我们国家，尤其是我在刚才最开始提到的铁路行业存在的一个关键需求，比如车体间的通讯能力，和大规模数据的处理问题。这真正要成为铁路应用的关键技术，还存在很多的研究问题。因为我们是作为高校，可能在讲侧重点上跟前面产业链上的设备制造商或者运营商的角度不太一样，我们着重是关注于它的应用研究的一些内容。
按照我们CMC提出的这样一个理念，为了支持宽带无线通信下的计算，我们利用云计算的技术，来实现高速移动宽带无线接入设备的协同计算，也就是我们刚才讲到的设备云与终端云之间的计算。不同的设备可享的资源也不一样的，也能实现情境感知的应用。最终提供一个无缝安全的端对端的服务。
我们开展了如下研究，这些研究的要点是，一个是CMC的体系架构，这里面包括终端与和远端云的基础平台，在这个架构的实验基础上，我们会进一步开展高速、超高速铁路环境下，比如像WiMax这样的宽带，移动通信的接入技术。另外一方面，云计算的软件基础架构也是要在CMC体系架构基础上研究的。对于前三点，CMC安全可管、可控技术的支撑。最后通过所有的这样一些技术，来支撑CMC的示范应用，就是铁路车体通信的示范应用。
在高速移动的环境下，在通信链扩展方面，以及网络增强，网络优化这方面，以及服务质量控制这方面去做一些相关的研究。在铁路上要部署网络，要支撑铁路的业务，是需要有服务质量保证的，因为不同的铁路业务，它的有优先级以及它的安全级别要求是不一样的，比如刚才提到了列车的同步重载的业务，它的安全级别是非常高的。另外一方面，我们刚才也提到无线的列车调动电话，相对来讲它的安全级别是比较低的，我们部署宽带网络是要对服务质量进行不同的配置和研究。
在云计算这块，我们对它主要是在于资源层的管理，以及数据的一个存储管理，因为在铁路当中，它的数据类型也是不太一样的。在铁路信息化的进程当中，也出现了很多这样的信息系统，它都是独立建设的，它的数据格式，以及它的数据处理的脚本，都是不同的管理模式，所以如果通过云计算的方式把所有的数据共享和利用起来，我们也需要研究它的数据管理的模型。另外在安全可管可控这块，对于CMC它所处理的铁路数据来讲，它的都是安全性要求非常高的，所以我们要基于一些可信的计算技术来解决它的安全问题。
在所有的业务研究点支撑下，我们开展铁路的车体通信示范应用，针对我们前面提到的一些问题，包括车载数据之间的无线传输，尤其以后上了视频或者更多的大数据量的业务的时候，怎么支持它的传输能力，支持它这个传输能力就是为了我们实时的监控和远程诊断能够起到事故的提前处理和提醒。
最后是对WiMax在铁路行业的应用做一个展望。能够把信息及时通知到行业链上的每一个环节，提前做到对机车维修、检查。还有更多的WiMax应用，像现在的实验现场，通过WiMax3.5G的部署，支持应急抢险的视频应用，未来还可以继续扩展到战场的巡检、安全的监控。在语音方面，铁路的语音处理跟一般的云处理还不太一样，常规的话就是做点到点的语音通信，像无线的列车调度电话系统，对于铁路的应用它有它的特点，不同的角色之间是有优先级的，比如调度中心的优先级非常高，能够强插和强拆车辆之间的通话，及时传送一些中间信息。
最后我们提出CMC这样一个概念，以及它在铁路当中的一些应用，它是能够为铁路车体通信提供良好的支持架构和端到端的服务体系。这是在WiMax技术和云计算技术结合的基础上。以WiMax为基础的话，我们是利用它的高带宽，以及它的服务质量的保证，以及本身它是一个开放的网络架构，有这样一些优势。在云计算这块，我们是利用它整个在数据处理方面的高效、高可用、高扩展的特点。
我的演讲就到这儿，非常感谢大家。也希望WiMax产业链上的各位专家跟我们一起致力于在WiMax在铁路中的一些应用。谢谢。
