GSM-R可靠性特征分析

陳楠

【摘要】文章從GSM-R系統的相關概念出發，首先指出可靠性對于GSM-R系統的重大意義，而后進一步深入闡述GSM-R系統的若干可靠性特征，并且從冗余設計、環境隔離設計以及軟件可靠性設計三個層面重點解析其可靠性特征，對于深入了解GSM-R系統工作狀態有著積極意義。

【關鍵詞】GSM-R可靠性特征

一、GSM-R系統相關概念

鐵路移動通訊系統，從技術核心上看是GSM技術在鐵路工作環境中的應用，并且根據鐵路工作環境中產生的特殊要求，GSM-R系統也在GSM的基礎上衍生出屬于其自身的獨屬特征。由于鐵路工作系統中通信的順暢以及可靠性直接影響到整個鐵路運輸活動的安全性，因此對于GSM-R系統而言，可靠性一直都受到了廣泛關注。

對于GSM-R通信系統而言，可靠性是其首先需要實現的特征之一，所謂的可靠性，通常指系統能夠在規定的條件下完成相應任務的能力，對于GSM-R系統而言，就是要求其能夠在規定的時間內以規定的數據傳輸服務質量來實現鐵路系統內部的數據傳輸。通常系統的可靠性通過多方面的概率度量來進行表述，并且將相應的度量控制在一定范圍內，用以間接實現對于GSM-R系統可靠性的反映和控制。

二、GSM-R系統可靠性特征

GSM-R系統的可靠性設計包含有很多方面，諸如抗振動抗沖擊設計、電磁兼容性設計以及防電磁泄露設計等諸多方面，但是在實際的鐵路環境中，最為重要的可靠性設計包括如下三個主要方面：

1.冗余設計

對于通信系統而言，無論是GSM-R或者是其他通信系統，冗余都是保證其可靠性的重要手段。冗余設計即在通信系統中為關鍵資源增加冗余備份，通過這種方式來彌補萬一可能發生的故障，并且在發生故障的時候將通信需求轉移到冗余資源上，借以完成信息傳輸任務。對于GSM-R系統而言，冗余設計通常可以分為硬件冗余以及軟件冗余兩個方面。對于硬件冗余而言，GSM-R系統采用了雙網設計，即在GSM-R系統覆蓋的服務區域內的每一點上，都可以同時獲取到兩個基站的服務，充分確保列車在行駛過程中通信服務獲取的有效性。每個鐵路分局除通過主用鏈路連接到主用路由器上以外，還會通過X.25備用連接與備用路由相連，從分確保整個網絡的可靠性提升。同時在相應設備的選用方面也極為注重設備工作的穩定性，主用設備與相應的備用設備之間在性能方面通常能夠形成有效互補。

從軟件層面看，GSM-R在軟件層面采用虛擬專用網絡技術對需要傳輸的數據實現封裝，而后投入公網進行傳輸，在確保數據安全性的同時充分以其封裝特征保證了數據傳輸的可靠。相應的數據傳輸系統工作數據則以分布形式存儲在現場終端、數據服務器、中間件以及應用服務器上，并且增加有相應的防護措施，采用分層存儲和分級處理的工作方式，有效對數據實施保護。

2.環境隔離設計

GSM-R系統是服務于鐵路運輸系統的通信網絡，因此與鐵路運輸系統一樣橫亙我國廣大地理區域，并且呈現出相對較窄的帶狀分布特征，這樣的分布特征直接導致GSM-R系統必然將面臨更多來自于外部環境的影響。在眾多的外部影響中，以自然環境以及外網干擾最為重要，因此在對GSM-R系統進行設計的時候，應當特別注意實現其與外部環境的相對隔離狀態，唯有如此才能確保GSM-R系統提供高效可靠的數據傳輸服務。

對于可能會產生電磁波的環境應當著力避讓，并且綜合考慮周遭環境設置天線角度和功率。對于可能會產生電磁干擾反射的高層建筑物予以避讓，并且考慮到GSM-R系統基站通常面臨嚴酷的自然環境，因此在其基站桿塔上應當加裝避雷設施，確保通信系統安全有效運作。

3.軟件可靠性設計

軟件是系統工作的靈魂，穩定的軟件表現能夠有效提升GSM-R通信系統的可靠性。軟件層面的可靠性與程序設計語言、操作系統環境以及系統中相應的工作人員有關，是一個綜合復雜的系統。在以提升軟件可靠性作為目標的工作過程中，GSM-R系統設計應當注重如下幾個方面原則：首先應當確保系統設計，保持GSM-R軟件系統的一致性，明確系統狀態下各個模塊的功能，才能有效避免存在的功能沖突，提升可靠性。其次，應當確定標準化的程序開發方法，并且為將來的維護工作預留相應的維護管理檔案。最后，培訓相應的工作人員，正確使用GSM-R通信系統，并且建立合理的管理規則，將權責落實到位，避免誤用發生。

三、結論

GSM-R的可靠性收到多面因素的共同影響，只有堅持不斷深入的學習和長期不懈的維護，才能切實提升在數據傳輸工作過程中的有效性，確保鐵路系統的安全運行。

參考文獻

[1]鐵路GS M-R數字移動通信系統設計規范（暫行），2004.4