姜廷軍

摘 要隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們的生活水平也在不斷地提高，鐵路的的運輸量也逐漸增加，在新形勢下，若想適應高效而安全的運行要求，就必須發(fā)展鐵路運輸，將無線通信技術進行有效地提升。GSM-R技術是數(shù)字式的移動無線通信技術，就是專用于鐵路的運行，具有指揮和調(diào)控鐵路運行的作用。該文對我國鐵路通信中GSM-R技術進行了研究和分析。

【關鍵詞】GSM-R技術 鐵路通信 應用 發(fā)展

GSM-R技術是數(shù)字式移動無線通信技術，對鐵路日常運營具有指揮及調(diào)控的作用。成功應用GSM-R技術，為發(fā)展我國鐵路的信號技術，提供了技術上的良好借鑒。引入GSM-R系統(tǒng)，不僅使鐵路移動通信系統(tǒng)換代升級得以實現(xiàn)，還使語音的通信質(zhì)量得到了有效地改善，同時為應用數(shù)據(jù)業(yè)務，提供了數(shù)字無線的通信平臺，能夠給跟蹤車輛貨物和診斷列車，以及旅客信息服務和移動售票等一系列新業(yè)務給予支持。

1 GSM-R系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

GSM-R技術，是將鐵路日常運營進行指揮和調(diào)度的專用移動通信技術，是分組數(shù)據(jù)的一種通信方式。主要分為四個部分：

1.1 網(wǎng)絡子系統(tǒng)

包括通用分組的無線業(yè)務和網(wǎng)絡交換及移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)。首先，通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)，重要的組成部分就是GPRS子系統(tǒng)，分為二層的結(jié)構(gòu)：

1.1.1 核心層

主要包括GGSN，SGSN，RADIUS，DNS。

1.1.2 無線接入層

主要包括PCU和基站及終端。

為了將投入的成本有所降低，GPRS無線接入層網(wǎng)要將GSM-R提供的設備資源，進行高效地利用；將無線覆蓋運用GSM-R系統(tǒng)基站來進行完成，不再將單獨的GPRS系統(tǒng)基站進行增設；與GPRS系統(tǒng)用同一個頻率資源。將分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務提供給無線用戶，就是GPRS子系統(tǒng)的主要功能。其次，網(wǎng)絡交換子系統(tǒng)包括MSC，VLR，AUC，HLR，GCR，IWF，SMSC，IN，AC，將用戶數(shù)據(jù)安全和移動以及交換業(yè)務進行管理。這些實體是利用No.7信令協(xié)議來將之間的通信進行實現(xiàn)。

1.2 基站子系統(tǒng)

BBS利用無線接口將移動臺直接進行連通，并且將管理無線資源和接收發(fā)送無線信號的工作進行承擔。BBS包括基站控制器和編譯碼及速率適配單元，還有弱場設備和基站收發(fā)信機。

1.3 終端設備

是將無線固定臺及GSM-R網(wǎng)的移動臺等設備進行接入，讓用戶能夠直接進行使用的功能。

1.4 運行和業(yè)務支撐子系統(tǒng)

OSS由網(wǎng)絡設備的維護管理和用戶管理系統(tǒng)組成。

2 在我國鐵路通信中，GSM-R技術的應用

2.1 指揮列車調(diào)試

在鐵路的通信中，應用GSM-R系統(tǒng)，司機與調(diào)度的通話也包括在內(nèi)，使各種列車能夠順利地通行得到有效地指揮。列車司機與調(diào)度對話通暢與否，對安全及有序的列車運行起決定的作用。因此，在列車運行的通信系統(tǒng)中，GSM-R系統(tǒng)具有至關重要的地位，有效應用GSM-R系統(tǒng)，能夠?qū)⒘熊囋谶\營中，各個部門通信的暢通度得以有效地提升，使運行列車的安全性得到了進一步地促進。

2.2 傳送調(diào)度命令

TDCS系統(tǒng)將機車編號進行查找和IP地址，適時將強大功能的調(diào)度命令進行發(fā)布，通過GSM-R網(wǎng)絡數(shù)據(jù)鏈路，GSM-R系統(tǒng)將高度指令在車載無線通信的設備上進行傳送，從而使運行機車及時而準確地將調(diào)度指令進行接收得以實現(xiàn)。高度指令具有很高的權威性，是鐵路調(diào)度指揮的中樞系統(tǒng)發(fā)布的，調(diào)度指令既是傳輸列車信號的層級管理，也是運行列車指揮系統(tǒng)關鍵的環(huán)節(jié)。

2.3 多種旅客服務功能的應用

GSM-R技術在鐵路通信系統(tǒng)中進行應用，能夠?qū)⑹燮钡认嚓P的服務功能，高效而便捷地提供給旅客，使運行列車實時動態(tài)更新得以有效地實現(xiàn)。此外，應用 GSM-R技術，還能夠進行貨運跟蹤的服務，利用定位貨車，對運輸貨物精確的位置進行實時了解及掌握[2]。另外，在鐵路的通信系統(tǒng)中，GSM-R技術還具有根據(jù)實際情況，GSM-R覆蓋的功能 。

2.4 控制機車同步

需要幾個機車進行牽引，是運行列車的特殊性，這樣就要求幾個運行的機車，制動和減速等都要求高度必須要一致，這些數(shù)據(jù)的鐵路指揮部門務必要同步進行操縱，應用GSM-R系統(tǒng)，使交換及傳遞各機車之間的信息得到有效地實現(xiàn)，從而使運行列車的高效和安全性得到了提升。

2.5 多優(yōu)先級搶占呼叫權

鐵路通訊網(wǎng)絡既要有控制列車自動的作用，又要有緊急進行呼叫的系統(tǒng)，如果無線電信道有擁堵的現(xiàn)象出現(xiàn)，就需要將新的高優(yōu)先權通訊的連接及時進行建立，將低優(yōu)先權的呼叫進行中斷，使鐵路通訊系統(tǒng)的有效和實時性得以保障。

3 我國GSM-R技術的發(fā)展方向

從當前來看，GSM-R技術的有關設備，都是將歐洲技術引入后，再進行研究和發(fā)展的，但是，歐洲GSM-R設備不但移動通信的功能比較少和規(guī)模比較小，而且生產(chǎn)的廠商也比較單一。所以，從歐洲引入的GSM-R系統(tǒng)，通常與我國鐵路系統(tǒng)的需求及情況都有一定的差異。為了將這些差異解決，在發(fā)展鐵路通訊的運用方向上，我國歐洲GSM-R技術做出了以下的指導。

3.1 GSM-R理論研究的加強

GSM-R技術是將歐洲技術引入基礎上，進行研究發(fā)展的，雖然很多難關都突破了，但是，還有一些理論的難點沒有攻破。最近幾年，應用GPRS在GSM-R的網(wǎng)絡中，使許多實踐及理論得到了有效地突破。例如，根據(jù)鐵路的實際情況，通信業(yè)務中，運輸?shù)男枨罅勘容^大，但是，作為傳輸非安全的數(shù)據(jù)信息平臺，頻率資源采用GPRS數(shù)據(jù)分組的傳輸方式，對頻率資源進行有效地利用，將傳輸平臺提供給鐵路信息化的建設。

3.2 實行互聯(lián)互通現(xiàn)場測試工作

從當前來看，在我國的鐵路通信網(wǎng)絡中，進行大型的GSM網(wǎng)絡建造時，通常是為了將工程的收益及效果進行提升。

（1）將GSM-R系統(tǒng)和有關設備互通互聯(lián)的問題如何進行解決，是必然的趨勢。旨在互通互聯(lián)實現(xiàn)以后，將GSM-R系統(tǒng)的功能多樣性進行有效地提升，使其能夠?qū)⒐こ掏顿Y的收益進行增加，有效地為人們服務，從而將發(fā)展GSM-R設備的市場得以推動。

（2）對于GSM-R系統(tǒng)和其他的設備能夠?qū)⑷W(wǎng)全程的形態(tài)形成，非常有利，在建設及規(guī)劃網(wǎng)絡的工作中，能夠發(fā)揮重大的作用，此外，將互通互聯(lián)的現(xiàn)場測試工作得以實行，對于我國發(fā)展和普及GSM-R技術都是非常有利的。

3.3 改進設計信息傳輸安全平臺

在鐵路的通信中，GSM-R技術從安全實用以及可靠的角度進行出發(fā)，對于傳輸鐵路移動信息的安全平臺進行設計的方案，需要不斷地進行改進，需要將傳輸鐵路移動信息的安全平臺，以及鐵路專用網(wǎng)和公用網(wǎng)的設備進行設計。鐵路移動信息的傳輸安全平臺，包括軟件和硬件。平臺的軟件系統(tǒng)包括內(nèi)網(wǎng)傳輸和外網(wǎng)傳輸子系統(tǒng)，以及管理監(jiān)視的子系統(tǒng)；平臺硬件系統(tǒng)包括傳輸設施和實時監(jiān)控。在鐵路局將GPRS數(shù)據(jù)的接入點進行部署，在外網(wǎng)通信服務器各個鐵路局進行統(tǒng)一設立，作為地面的數(shù)據(jù)處理中心，承擔數(shù)據(jù)交換的任務，使實時信息從GPRS下載后，由鐵路局的外網(wǎng)通信服務器統(tǒng)一進行接收，然后由傳輸網(wǎng)絡安全平臺進入到鐵路生產(chǎn)的運輸系統(tǒng)。

3.4 注意GSM-R的電磁環(huán)境

GSM-R干擾源包括系統(tǒng)外部和內(nèi)部干擾。外部干擾包括GSM網(wǎng)干擾、CDMA基站下行對GSM-R上行鏈路干擾，以人為的分頻段或者全頻段堵塞大信號的干擾等；內(nèi)部干擾就是因為小區(qū)及頻率規(guī)劃不得當?shù)龋鴮е碌泥忣l和同頻的干擾等。將人為及自身因素排除以外，與GSM-R頻率資源共享的中國移動GSM-R，是GSM-R干擾的主要來源。電磁環(huán)境非常繁雜，對于GSM-R網(wǎng)絡，應該進行無線空中管制，創(chuàng)造控制列車系統(tǒng)的沒有污染的通信天空。對于協(xié)調(diào)中國移動等其他單位，需要采用什么樣的方案，能夠?qū)SM-R無線通信正常的環(huán)境得以有效地保證，是當前鐵路所面臨的至關重要的問題。

3.5 形成我國鐵路GSM-R技術規(guī)范和標準

技術標準和規(guī)范，鐵道部應該組織有關的單位共同進行參與，編制GSM-R的標準為40項。隨著深入應用GSM-R技術，版本也需要不斷地進行升級。GSM-R技術的標準和規(guī)范分為鐵路應用的技術標準及規(guī)范和GSM技術規(guī)范。鐵路應用的標準及規(guī)范分為UIC下的EIRENE制定的鐵路通用標準和各個國家制定的標準及規(guī)范。

（1）UIC下的EIRENE制定的鐵路通用標準由系統(tǒng)和功能需求規(guī)范構(gòu)成；

（2）各個國家制定的標準及規(guī)范，是根據(jù)各個國家的鐵路發(fā)展運輸?shù)膶嶋H需要制定的，我國鐵路的運輸具有明顯的特色，經(jīng)過分析和研究，從維護運營和建設工程，以及性能和功能的角度，來將鐵路GSM-R的標準及規(guī)范進行制定的，涉及的面比較廣，網(wǎng)絡配置和需求及通用電臺和機車臺，還有鐵路緊急呼叫和移動設備核心規(guī)范等都包括了。GSM技術是由移動通信合作組織第三代負責。

4 結(jié)語

綜個所述，從當前來看，鐵路事業(yè)發(fā)展很快，必須要提高通信系統(tǒng)的技術水平作為保障，作為鐵路日常運行管理專用的GSM-R技術，對于鐵路的安全高效及快捷運行，具有舉足輕重的推動作用，作為鐵路運營的管理人員，應該深入地研究和分析 GSM-R技術，為長遠發(fā)展鐵路的事業(yè)，打下牢固的基礎。

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作者單位

中鐵十一局集團電務工程有限公司 湖北省武漢市 430071