朱義軍

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GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)及其在鐵路行業(yè)中的應(yīng)用

朱義軍

中鐵武漢電氣化局集團(tuán)有限公司，湖北 武漢 430000

當(dāng)前高鐵項目的廣泛分布使得鐵路數(shù)字移動通信的需求不斷提升，GSM系統(tǒng)已不能更好地滿足鐵路系統(tǒng)的通信需求。此時，GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)開始被引入鐵路系統(tǒng)，以更好地滿足鐵路系統(tǒng)的特殊要求。主要分析了GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)的特點及其在鐵路行業(yè)中的具體應(yīng)用情況，從而為今后更好地應(yīng)用GSM-R系統(tǒng)及提升鐵路系統(tǒng)的服務(wù)效率提供參考。

GSM-R數(shù)字；移動通信；應(yīng)用

鐵路行業(yè)有自身的特殊性。應(yīng)針對鐵路行業(yè)的特點，建立滿足其特殊需求的移動通信系統(tǒng)?？萍嫉陌l(fā)展讓無線通信具有極高的便捷性，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展降低了無線流量的費用，使人們更加依賴網(wǎng)絡(luò)。在這樣的環(huán)境中，幾乎每個地方都有無線數(shù)據(jù)傳輸，所以滿足旅客數(shù)據(jù)傳輸要求也是GSM-R系統(tǒng)的重要職能。GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)目前已較為成熟，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步綜合當(dāng)前的數(shù)字信號技術(shù)，形成了GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)。GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)能夠為高速移動的客車提供語音通信和數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，更好地保障鐵路系統(tǒng)的信號傳輸。

1 GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)分析

1.1 GSM及GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)組成

GSM-R是基于GSM平臺開發(fā)的鐵路通信系統(tǒng)，以下分別介紹GSM平臺和GSM-R系統(tǒng)。

GSM通過分區(qū)的方式，將一個服務(wù)區(qū)域劃分為無縫銜接的N個子區(qū)域，并在每個區(qū)域投放通信服務(wù)，確保相鄰區(qū)域的通信頻率一致，從而最大限度提升通信服務(wù)質(zhì)量，節(jié)約通信服務(wù)成本，提升整個系統(tǒng)的服務(wù)水平。GSM采用的是頻分雙工的方式，屬于時分多址，上行頻段為905～915?MHz、下行頻段為950～960?MHz，200?kHz的載波間隔。GSM的主要業(yè)務(wù)是語音業(yè)務(wù)，采用電路交換方式，數(shù)據(jù)傳輸為9.6?kbit/s。

GSM-R是目前最適合鐵路系統(tǒng)的通信服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以有效利用當(dāng)前通信服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改造。升級后的信號傳輸系統(tǒng)能夠有效滿足高速通行的火車信號傳輸需求，并且能夠提供各類附加的信號傳輸服務(wù)。升級后的系統(tǒng)是一個集群通信服務(wù)平臺，不僅是數(shù)字信號的通信，其他的調(diào)度、維修、編組等都需要通過該平臺實現(xiàn)溝通，在高達(dá)500?km/h的速度下依然可以保持良好的傳輸信號。該系統(tǒng)引自歐洲，通過改進(jìn)后更適合我國的高速鐵路信號傳輸需求。大量的信號傳輸服務(wù)都通過該平臺實現(xiàn)，并且該平臺能夠快速識別大量的不同信號，同時處理復(fù)雜的業(yè)務(wù)。因此與傳統(tǒng)的單信道服務(wù)相比，這個信號平臺更先進(jìn)、更穩(wěn)定。

在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面，GSM-R的主要組成系統(tǒng)也是三個子系統(tǒng)。與GSM系統(tǒng)相似，GSM-R系統(tǒng)以GSM系統(tǒng)為參照標(biāo)準(zhǔn)，形成自身子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能，對接口的定義及標(biāo)準(zhǔn)也是部分相同或者相同，加裝了組呼寄存器是GSM-R系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)的不同之處，其主要作用是存儲組呼信息。

1.2 GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型的優(yōu)勢

GSM-R是鐵路通信專用網(wǎng)絡(luò)。將鐵路行業(yè)自身的要求及現(xiàn)代通信新技術(shù)融入該系統(tǒng)，可以實現(xiàn)鐵路運行及調(diào)度的諸多功能，比如列車運行的調(diào)控、列車運行指揮調(diào)度及無線列調(diào)等。這是GSM-R業(yè)務(wù)模型最大的優(yōu)勢。

2 GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)在鐵路行業(yè)中的應(yīng)用

GSM-R系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包含三個方面：行車調(diào)度指揮、無線列調(diào)及鐵路運輸。

2.1 行車調(diào)度指揮方面的應(yīng)用

行車調(diào)度指揮方面，GSM-R系統(tǒng)主要用于調(diào)度命令的交互傳遞，并傳遞車次號，便于完成行車調(diào)度指令的遠(yuǎn)程下達(dá)與控制。

2.1.1 傳送調(diào)度命令

傳統(tǒng)的調(diào)度指揮都是通過調(diào)度人員書面下達(dá)指令給機車司機，而GPRS信號傳輸服務(wù)的引入，可以使調(diào)度命令通過數(shù)字信號系統(tǒng)直接下達(dá)到指定的機車上，從而使司機能夠直接在車輛上獲得行車指令。在信號傳輸平臺上，每個機車與對應(yīng)的IP相互連接，然后機車與調(diào)度中心相互通過終端進(jìn)行信號傳輸，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的實時控制和調(diào)度指揮，極大地提升了調(diào)度效率，確保了調(diào)度指揮的準(zhǔn)確性。

2.1.2 傳送車次號

鐵路交通運輸要實現(xiàn)更加現(xiàn)代化的調(diào)度指揮，自動傳送車次號的技術(shù)就顯得極為關(guān)鍵。調(diào)度中心要及時掌握和管理機車的位置狀況，自動跟蹤所有列車車次號。通過車次號的綁定，完成所有列車的狀態(tài)監(jiān)控及調(diào)度指揮，因此GSM-R系統(tǒng)能夠利用精準(zhǔn)的車次號控制，完成其調(diào)度任務(wù)。

2.2 無線列調(diào)方面的應(yīng)用

無線列調(diào)指的是在列車的調(diào)度過程中，通過無線通話實現(xiàn)各種工作信息交換及指令下達(dá)的工作方式。這種方式能夠提高工作效率，降低列車調(diào)度的工作成本，尤其是在列車調(diào)度任務(wù)日益繁重的當(dāng)下，無線列調(diào)承擔(dān)著繁重的信息交互任務(wù)，而GSM-R正是能夠完成繁雜通信及調(diào)度任務(wù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以同時完成各類并行的指令傳遞，并承載了緊急呼叫、語音播放等功能。

2.3 鐵路運輸方面的應(yīng)用

在調(diào)度列車的過程中，必須確保信號傳遞的準(zhǔn)確和安全，確保機車運行過程中的狀態(tài)是正常的。還要及時監(jiān)控機車的行駛情況、自身狀況。如果出現(xiàn)問題就要第一時間處理。通過該系統(tǒng)可以有效監(jiān)控運行狀況，發(fā)現(xiàn)信號異?？梢约皶r溝通和應(yīng)對，從而降低事故的發(fā)生率。

在客運列車的行駛過程中，駕駛員是無法實時掌控列車各級車廂的運行狀態(tài)及設(shè)備的穩(wěn)定性的，通過該系統(tǒng)則可以實時監(jiān)控整個列車各個環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)，從而便于司機整體上把握列車的駕駛安全。通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)，機車綜合設(shè)備收到列車尾部數(shù)據(jù)，相關(guān)情況司機可直接觀看。

3 GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)信號傳輸安全的提升

信息傳輸?shù)陌踩潭汝P(guān)系整個通信系統(tǒng)的安全性。GSM-R在我國鐵路通信中的廣泛應(yīng)用需要以信息安全為前提，GSM-R在我國鐵路通信中的應(yīng)用不僅要實用，而且還要具有較高的安全性。這需要優(yōu)化基于GSM-R的信息安全平臺，包括信息傳輸安全、網(wǎng)絡(luò)互通信息安全等，確保信息傳輸過程中的信息安全系數(shù)，確保鐵路通信專用網(wǎng)在與共用網(wǎng)絡(luò)互通過程中的安全、無線移動網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)互通安全等。只有實現(xiàn)基于GSM-R的信息安全平臺優(yōu)化，才能實現(xiàn)鐵路通信，確保鐵路運行過程中各項指令的有效傳達(dá)與服務(wù)優(yōu)化。只有更安全的信號傳輸，才能保障鐵路系統(tǒng)的安全、高效的調(diào)度指揮，才能保證鐵路系統(tǒng)信號傳輸系統(tǒng)不被不法分子利用或破壞。

4 結(jié)束語

我國在列車管理的系統(tǒng)研發(fā)方面相對滯后，因此亟待提升鐵路系統(tǒng)的控制效率，GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)能夠極大地提升鐵路系統(tǒng)的信息傳遞效率和控制質(zhì)量?；贕SM-R系統(tǒng)較強的信息傳輸能力，列控得到了非常適用的平臺，列控運行工作只需要少數(shù)人參與或者不需要人參與。因此，未來需要不斷探索GSM-R系統(tǒng)的優(yōu)化途徑，持續(xù)保障日益龐大的鐵路系統(tǒng)的通信及管理需求。

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GSM-R Digital Mobile Communication System and Its Application in Railway Industry

Zhu Yijun

China Railway Wuhan Electrification Bureau Group Co., Ltd., Hubei Wuhan 430000

The current widespread distribution of high-speed rail projects makes the demand for railway digital mobile communications constantly improve. The GSM system can no longer better meet the communication needs of railway systems. At this time, the GSM-R digital mobile communication system is introduced into the railway system to better meet the special requirements of the railway system. The paper mainly analyzes the characteristics of the GSM-R digital mobile communication system and its specific application in the railway industry, thus providing reference for the better application of the GSM-R system to improve the service efficiency of the railway system.

GSM-R digital; mobile communication; application

U285

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