基于GSM-R技術在鐵路通信應用及發展

劉國清

【摘要】 GSM-R技術的發展使我國鐵路通信系統進入了跨時代的飛越，該技術的應用，使鐵路通信系統的運營管理發生了質的提高，鐵路線路調度改變了以往的調度水平，指揮工作的質量也明顯的提高，從某種意義上來講推動了我們鐵路通信系統發展，有著非常重要的意義。本文通過分析我國鐵路無線通信的特點，對GSM-R技術進行剖析，在剖析的基礎上展望了GSM-R技術在鐵路通信中的應用，希望該技術得到更廣泛的關注與重視。

【關鍵詞】 GSM-R技術 鐵路通信 發展 應用分析

進入21世紀，全球的鐵路都進入了超速發展的時期，鐵路的飛躍發展，必然對通信系統提出更高的要求，這時候GSM-R技術應用而生，該技術是基于成熟、通用的公共移動無線通信系統GSM平臺之上，對在鐵路上的應用是非常完美的，數字式移動無線通信技術是現有任何技術無法比擬的。隨著我國鐵路信息化時代的到來，其建設的基礎是很好的，對鐵路數據信息業務量提出了更高的要求，對信息的多樣化和高速率提出更高的要求，GSM-R系統恰好與鐵路通信系統相匹配，其發展的空間之大，讓人不可想象，該技術利用其固有的GSM-R網絡特性，為鐵路信息化和自動化實現跨越式的發展起到了推動的作用，該系統的應用使列車平穩高速、安全地運行和大跨步的發展。

一、鐵路無線通信的特點

1、由于我國的地域性的特點，對鐵路的建設提出了更高的要求，地域幅員遼闊，而且地形也是世界上少有的地形，再加上地域范圍比較廣闊，所以鐵路線經過的區域地形不是一成不變的，其所跨經的省市是比較多，而且每個省市的地形都有其獨特性。在列車經過的省市中，調度中心發揮著重要的作用，調動中心作為一個大腦中樞神經將每個鐵路集團作為一個紐帶進行連接，通過信號對每個列車進行相應的發號指令和控制。如何才能對列車進行有效的協調控制，這就對指揮中心提出了要求，如何才能對列車進行更有小的控制，那就對指揮中心提出了更高的要求，可見，指揮中心有多重要，而且要求指揮中心是一個統一的、高效的指揮中心，通過這指揮中心來對列車進行掌控。在列車運行的過程中，指揮中心要根據實際情況，由此來判斷列車出浴的具體位置和路由，自然而然的判斷出省際間距離來，這就是對列車的運行提出了更高的要求，列車在行駛的過程中更要求無限通信的覆蓋范圍一定要大，且信號強烈。

2、列車經過不同的區域時，其對運行的軌跡提出了更高的要求，語音傳輸作為一種信號進行及時的傳播，在傳輸的過程中還要求對其數據進行類似的傳輸，那就要求列車的硬件設施要有傳輸數據所需要的數據接口。有了數據接口之后，列車在運行的過程中，就可以對其相應的信息進行傳播，保證了信息的及時性，能夠快速、高效的進行相應的傳輸。

3、列車在運行過程中，不是單一的信息指令，而是需要多個部門的有效協調和溝通，通過大腦中樞進行發號施令，而每個部門的需求又是不同的，這就要求大腦中樞發號施令在發出之前進行信息的整合，雖然多個部門參與，但是最終還是將信息進行相應的整合，通過大腦中樞神經進行發布指令。當然各個部門之間的協調對其系統就提出了更高的要求，對此，為列車的正常運行打下良好的基礎。

二、GSM-R系統組成

GSM-R系統不是單一存在的，而是有很多的系統來組成的，主要包括網絡子系統、基站子系統、運行和業務支撐子系統和終端設備等四個部分。每個系統都發生著沒法替代的作用，使其GSM-R系統更加的完美。其中，網絡子系統更為重要。

1、網絡交換子系統。主要完成業務交換及用戶數據、移動性管理、安全性管理功能，由一系列功能實體構成。

2、通用分組無線業務子系統。GPRS子系統負責為無線用戶提供分組數據承載業務。GPRS子系統包括核心層和無線接入層。

3、基站子系統。BSS通過無線接口直接與移動臺相接，負責無線信號發送接收和無線資源管理；與MSC相連，實現傳送系統信號和用戶信息等。

4、運行與支持子系統。OSS包括網絡設備維護管理系統和用戶管理系統。

5、終端。終端是供GSM-R系統用戶直接操作、使用，用來接入GSM-R網的設備，包括移動臺和無線固定臺。

三、GSM-R技術在鐵路通信上的應用

1、調度命令傳送 。TDCS的功能非常的強大，它首先找到機車編號，再將其調度命令找對應的目的IP地址，最后將其命令發布出去，這個時候GSM-R技術發揮著重要的作用，它經過GSM-R網絡組成的數據鏈路傳送到車載無線通信設備，這個時候正在運行的機車就能接收到指令。這種調度命令是中樞神經發出來的，意味著其權威性是很高的，也是列車運行指揮系統的重要組成部分，也是列車信號傳輸的層級管理。

2、列車調度指揮 。調度與司機之間的通話負責指揮各種車輛的運行，通話的順暢與否決定了車輛是否能夠順利的運行，由此可以看出它是行車通信系統的重要組成，保證列車運營的各類人員通信暢通，是非常有必要的，確保安全。

3、機車同步控制 。有時列車在運行的過程中，尤其特殊性，它需要多個機車牽引，這個時候就要對多個機車的運行提出了更高的要求，例如一些減速、加速和制動等一系列行為的數據，必需要同步操縱，這樣該系統的應用恰恰可以實現機車間信息的傳遞和交換等要求，使列車安全運行。

4、列車停穩信息傳送 。利用數據采集傳輸應用系統，及時有效的對其列車是否停穩信息進行判斷，最終得出有效的結論，這對提高車輛運行的安全性就有了更高的保證。

5、 車次號傳輸 。通過對列車車次號在該系統中發揮著重要的作用，其系統對其進行自動跟蹤，這個時候大腦中樞對其進行相應的管控，對車輛運輸業務的監控機辦理，這樣就能保證車輛調度指揮的順利進行。

6、旅客業務信息收集 。數據通信業務使用對旅客業務信息收集發揮著重要的作用，每輛客車都與控制中心進行信息的傳播是雙向的，雙向的數據傳輸通道使傳播的信息時非常通暢的，信息能夠得到有效的反饋，這樣一來就對旅客增加了便利性，二來可以為旅客提供各種信息，提供各種人性化服務。

四、GSM-R技術在鐵路通信中的發展分析

為更好的促進鐵路通信過程中GSM-R技術的進一步發展與完善，一方面需要盡快構建與我國鐵路通信應用情況相適應的GSM-R技術規范與標準；另一方面需要妥善處理GSM-R技術與3G技術之間的協調關系。其中，為促進GSM-R技術規范與標準的完善，就要求以通信網絡建設、規劃以及管理為技術支持，實現對頻譜資源、以及碼號資源的均衡利用；而為協調GSM-R技術與3G技術的對應關系，就需要從網絡自身的演進、業務演進、以及接口演進等多個方面入手，盡可能的實現GSM-R技術與3G技術的可靠兼容。

五、結束語

在高速鐵路突飛猛進發展的背景之下，傳統通信系統與鐵路通信需求之間的矛盾進一步激化，亟待通過引入GSM-R技術的方式加以妥善解決。本文從應用現狀及發展展望這兩方面入手，對其進行了詳細分析，對其GSM-R技術的應用進行了詳細的解說，希望有助于整個鐵路GSM-R系統的進一步發展與完善。

參 考 文 獻

[1] 黃鵬. GSM-R系統在鐵路中的應用[J]. 中國新通信. 2012（09）

[2] 王令朝. 我國鐵路通信的現狀及未來[J]. 現代通信. 2002（07）