淺鐵路通信中GSM-R技術應用分析

朱愛明

（上海鐵路局上海通信段徐州高鐵車間，江蘇 徐州 221004）

隨著鐵路的提速及高速列車的下線運行，對鐵路通信系統提出了更高的需求，鐵路通信系統是保證行車安全的重要信息傳遞，所以通信系統的完善和技術的進步是提升鐵路列車發展步伐的重要基礎。所以在我國鐵路列車向高速化、標準化邁進的發展途中，更需要一個先進的通信技術來支撐。

1 鐵路通信的發展

鐵路通信在最初發展時期，傳輸采用了明線和電纜，交換設備使用的是落后的步進制及后來的縱橫制交換機，鐵路專用通信則以人工臺方式為主，隨著通信技術的發展，鐵路通信也隨之更新換代，到90年代數字光纖通信已經被廣泛的使用，隨著程控及軟交換技術的成熟，電話進行了全面升級，形成基本的長途骨干交換網，鐵路專用分組交換數據網初步建立，行車電話也推廣采用了數字調度設備，在技術先進性、設備穩定性等方面都有了大幅度的提高。隨著科技技術的發展，數字移動通信系統技術日趨成熟，經過長期的推廣和使用，現GSM-R成為鐵路正在使用的專用數字移動系統，成為鐵路通信的重要組成部分。

2 鐵路無線通信的特點

2.1 由于我國的幅員遼闊，地域范圍比較廣闊，所以鐵路線所跨經的省市比較多。在列車經過的省市中，每個鐵路集團都有自己的調度中心來對列車進行指揮。那么要想對列車進行有效的協調控制，就需要一個統一的指揮中心來對列車進行掌控。在列車運行的過程中，指揮中心要根據列車運行的省間距離來確定列車的具體位置和路由，這是一項科學性技術性的工作，列車所行駛的路程較遠，那么無線通信的覆蓋范圍就比較廣。

2.2 列車在運行的時候，不僅需要有語音上的傳輸功能，同時還需要有數據的傳輸，那么就需要列車具備傳輸數據所需要的數據接口。因為列車在運行的過程中，會有各種不同的信息需求，需要進行及時的溝通，保證信息的及時性和有效性。

2.3 由于在列車的運行過程中需要多個部門的有效協調和溝通，而每個部門的需求又是不同的，那么就需要信息的傳遞可以滿足不同部門的需求，為各部門的正常運轉提供有力的支持?；谝陨弦?，通信設備需要具有很強大的功能，不僅要有語音傳遞的功能還要有數據的傳輸功能，將各部門有效的進行連接溝通，適應各部門的需求，為列車的正常運行打下良好的基礎。

3 鐵路移動通信系統介紹

GSM-R(GSM for Railway)為鐵路專用數字移動通信系統，隨著GSM技術的成熟，使用范圍逐漸擴大且造價不斷降低，歐洲的科技人員在GSM標準上加入了一些適合高速移動環境使用的要素，開發出了適合鐵路使用的移動通信系統，并迅速在歐洲得到了推廣。GSM-R是基于GSM技術平臺，針對鐵路無線通信的特點，專門為鐵路設計的數字移動通信系統，提供特色的附加功能的高效綜合無線通信系統，并增加鐵路移動通信所需業務（組呼、群呼、強插、強拆、優先級別等功能），構成整體的解決方案。GSM-R同時還具備數字集群的功能，滿足列車高速運行時的無線通信要求，可以提供應急通信、無線列調等語音通信功能，安全可靠。隨著鐵路運輸事業的不斷發展，信息化建設需求越來越多，使得無線通信系統在鐵路有著廣闊的發展前景，GSM-R技術利用其固有的網絡特性，很好的順應了科技的發展，利用其先進的通信手段實現了鐵路移動設施和固定設施的無縫隙連接,確保列車安全、平穩的運行，為鐵路自動化和信息化發展奠定了良好的基礎。

4 GSM－R技術的應用

4.1 調度命令傳送：TDCS根據調度命令中的機車編號查找對應的目的IP地址，將命令從無線列調車站臺發出，經過GSM－R網絡組成的數據鏈路傳送到車載無線通信設備，機車就能接收到調度下發的命令。調度命令是各級調度指揮人員向列車司機下達的書面指令，是列車運行指揮系統的重要組成部分。

4.2 列車調度指揮：調度與司機之間的通話是行車通信系統的重要組成，負責指揮各種車輛的運行，保證機車司機、車站值班員、列車調度員之間以及車站值班員、機車司機、運轉車長之間的通信暢通，確保安全。

4.3 機車同步控制：有時列車需要多個機車牽引，在運行過程中，兩臺機車之間包括加速、減速和制動等一系列行為必需同步操縱，利用本業務可實現機車間信息的傳遞和交換。

4.4 列車自動控制：通過GSM－R提供車地之間雙向安全數據傳輸通道，接收由GPS或其他的定位工具提供的位置信息，控制列車運行，可代替以前的信號燈指示，保證列車運行安全。

4.5 機車信號和監控信息傳送：實現車載設備和地面間的數據傳輸，提供機車信號和監控信息傳輸，儲存調車模式的相關信息，構成站場通信系統重要組成部分。

4.6 列車停穩信息傳送:利用數據采集傳輸應用系統，可傳送列車是否停穩信息，提高車輛運行的安全性。

4.7 車次號傳輸：車次號傳送是實現車輛調度指揮的重要一環，通過對列車車次號的自動跟蹤，實現調度中心對車輛運輸業務的監控機辦理。

4.8 列車尾部監控數據傳輸：在列車行進當中，司機應當準時了解列車性能變化。列車監控系統可以提供車尾風壓數值，電池電壓情況，主風管風壓情況等等，實現對車輛狀態進行實時監控。

4.9 區間無線通信：在區間作業可以使用GS M－R作業手持終端，包括機務、車務、工務、電務、公安等單位可根據需要進行內部的業務聯系，在有特殊情況時可與列車調度人員或其他用戶聯系，在遇到突發狀況時，還可通過無線終端直接與司機通話。

4.10 旅客業務信息收集：每輛客車都與控制中心保持一條實時雙向數據傳輸通道，作為數據通信業務使用，與旅客相關的所有移動信息通過此通道進行傳輸，為旅客提供各種信息，增加旅客的便利性，提供各種人性化服務。

5 鐵路無線通信技術的發展方向

隨著LTE在公眾運營網的引入，在強化GSM-R系統應用的同時，鐵路部門也應大膽創新，向LTE-R演進是GSM-R發展的必然趨勢，越早地適應新技術，就可以更靈活地應對內部及外部的通信需求，為未來的運營發展做好準備。

目前，國際鐵路聯盟（UIC）正在積極研究GSM-R向LTE-R的行業演進標準，確保GSM-R技術隨電信科技的不斷發展，使用的生命周期可以獲得延長。從發展情況看，無線技術在鐵路專用通信中擁有廣大的發展前景，有了GSM-R的成功運營及研發經驗，我們必將開發出新一代的適合國內實際的鐵路移動通信系統，為鐵路安全運營提供有力保障。

[1]劉柯.鐵路通信錄音設備設計分析[J].計算機與網絡，2010.

[2]王令朝.展望我國鐵路通信的發展趨勢[J].鐵道通信信號，2001-09-17.