GSM—R在鐵路通信中的應用實踐略述

周衛

摘要：鐵路作為我國交通運輸體系中重要組成部分，同時也是人們日常交通出行的主要方式之一，以其運輸量達、速度快、安全性高的優勢受到了廣泛的喜愛。在信息時代背景下，越來越多先進的信息技術廣泛應用在鐵路通信中，建立一個大型的鐵路通信網絡，可以為鐵路運輸安全提供更為堅實的支持和保障。GSM-R作為一種前沿技術，屬于專用移動通信范疇，在鐵路通信網絡中應用GSM-R技術，能夠為鐵路運營管理提供服務支持，為列車控制提供可靠的無線數據支持，可以有效提升鐵路通信網絡有效性和靈敏性，實現更加高質量、安全的數據傳輸要求。本文就GSM-R在他鐵路通信中應用實踐進行分析，結合實際情況，從多種角度展開分析。

關鍵詞：GSM-R技術；鐵路通信；應用；通信調度；通信系統

0引言

在鐵路交通運輸事業快速發展下，越來越多先進技術和設備應用其中，構成了大型的鐵路交通網絡。由于鐵路運輸特性，受到了人們的廣泛歡迎和喜愛，出于安全角度考量，人們對于鐵路運輸交通網絡建設提出了更高的要求。我國鐵路在發展中，更多的是以數據和語音集成化服務作為現代化通信平臺建設目標，為用戶提供更加優質的服務信息。GSM-R作為一種新式的通信技術，在鐵路交通運輸網絡中應用，有助于為鐵路管理提供數據支持，滿足通信系統調度和管理功能，促使系統可以穩定運行，提升系統運行效率和安全性。可以說，GSM-R技術同鐵路運輸組織、控制和安全方面存在密切聯系，通過深入分析和把握市場規律，結合鐵路運輸實際情況，建立一種覆蓋面積更廣的鐵路網，能夠推動鐵路交通運輸事業發展。由此看來，GSM-R在鐵路通信中應用研究很有必要，有助于充分發揮GSM-R技術優勢，推動鐵路交通運輸事業發展。

1 GSM-R技術概述

1.1 GSM-R技術

就GSM-R技術來看，主要是用于鐵路運輸通信系統中的一項前沿通信技術，由國際鐵路聯盟開發和建設，為鐵路建設、管理和運營提供通信調度和指揮，可以實現列車控制、調度，并且在系統終于加入了優先級和廣播呼叫功能，可以實現更加高效的鐵路運營管理成效。GSM-R系統通信頻率大概在870MHz～960MHz之間，實際運行中移動臺發射基站接收的上行頻率和下行頻率分別為885MHz～889MHz之間和930MHz～934MHz之間，兩種頻率具有較為突出的優勢，尤其是低廉的成本，可以更有效地抵抗外界信號干擾，滿足時速在500km/h以下的鐵路運輸管理要求。

1.2 GSM-R的構成和功能

①網絡子系統。就網絡子系統來看，是建立在移動交換中心基礎上，通過接口實現同基站的有效連接。網絡子系統中包括有碼型變化器、組呼寄存器、設備識別寄存器和鑒權中心等多種，主要是實現數據和語音呼叫的通信管理。

②基站子系統。就內部構成來看，基站子系統主要是由基站控制器和收發信息機構成，在無線網絡運行中，通過MSC具體控制。基站控制器主要是用于收發機和MSC之間信息傳輸的管理，并且可以實現多臺收發信機的控制。基站收發信機的功能則表現在無線網絡以動態通信和空中接口的管理。

③子系統的操作和維護。對于子系統的操作和維護，兩者之間存在密切聯系，同時又是彼此獨立，操作系統主要是完成各項網絡操作功能，維護系統則是對用戶和設備的有效管理，尤其是在GSM-R通信系統的外部網絡全面連接，可以實現專網、公網和移動網絡之間的通信數據傳輸，聯系變得更加密切。

2 GSM-R技術的優勢和特殊業務

2.1 GSM-R技術的優勢

GSM-R是在GSM技術基礎上發展而來，同公眾移動系統同步發展，有線通信網絡、無線通信網絡和其他通信網絡接口構成，同樣是采用GMSK調制，在200kHz帶寬中有超過8個時隙的時分多址，調制速率大概在270Kb/s。GSM-R自身集合了GSM技術的優勢和集群通信特點，在鐵路通信網絡中應用更具特色。通過標準GSM承載業務實現數據固定到移動的自動化數據傳輸，為地面控制中心提供安全的數據傳輸服務。GSM-R技術可以同GSM、PDN、IP以及TETEA連接在一起，為鐵路運營管理提供信息服務平臺，互連接口更加完善。由于GSM-R技術和GSM技術之間的聯系，具備GSM所有的業務和功能，兼容GSM的頻率管理，可以更好地滿足數據和語音通信傳輸需要，根據實際需要來自行分配帶寬，提供新的業務和功能，促使移動通信現代化建設進程持續推進翻。GSM-R和GSM之間區別更多的是表現在上行和下行頻帶方面，GSM-R中加入了語音廣播、語音組呼以及優先級功能，在一定程度上可以有效滿足鐵路運輸的特殊要求。GSM-R在鐵路通信系統中應用，即便時速達到350km/h，仍然可以正常的通信，抗干擾能力較強，滿足不斷發展的高速列車運行需求。更為重要的是，即便是在郊區、山區和市區，均衡改進算法的實際應用，可以更好的了解信道參數變化情況，盡可能降低無線網絡數據傳輸的誤差，提升鐵路通信網絡需求。

2.2 GSM-R技術的特殊業務

GSM-R技術在滿足語音通信業務基礎上，為鐵路通信調度增加了集群通信功能，還包括功能尋址、基于位置尋址和基于GSM-R技術的無線列調功能實體等。就功能尋址來看，作為GSM-R技術的基本特征，并非是傳統意義上根據用戶終端尋址，而是通過特定功能號呼叫用戶，完成業務需要，可以保證用戶功號碼和應答終端的唯一性：基于位置尋址則是強調用戶在發起特定功能調用路由到另一個用戶當前地址上，如果在列車上需要呼叫服務員，可以通過網絡確定司機位置，確定車站呼叫的調度員。對于位置信息的確定，大多數是由應用層實現，這樣可以有效避免對GSM-R設備的影響。

通過GSM-R技術實現無線列調組網，可以借助無線通信，也可以有機整合無線通訊和有效通訊聯合使用，共同完成通信調度業務。沿線采用無線覆蓋，列車上配備無線終端，值班人員和調度員之間則是有效通信中斷傳輸。并且，為每一個呼叫配備一個優先級，有助于提升無線列調功能，滿足不同等級需求的同時，整合通信資源，滿足通信指揮和調度功能需要。endprint

3.GSM-R在鐵路通信中的應用

3.1青藏鐵路中的GSM-R技術應用

3.1.1 GSM-R通信結構

青藏鐵路海拔高度較高，主要是位于高原地帶，有超過85%的鐵路路段均是建立在海拔超過4000m的高原上，氣候條件較為惡劣。也正是由于此種現象，導致很多工作人員難以長期適應高原上的鐵路運營工作，另一方面，凍土面積較為廣泛，對于鐵路通信質量同樣帶來了深遠的影響，難以有效落實鐵路維修工作。故此，鐵路相關部門在鐵路運營管理中應用GSM-R技術，可以有效降低凍土因素對于鐵路通信網絡帶來的威脅，使用雙基站同站址和雙交換機無線信號覆蓋，盡可能降低維修人員參與，降低人工勞動強度，充分展現人性化理念。同系網絡系統中包括三大部分，GSM板塊、語音調度板塊和鐵路基本管理業務幾個方面。就GSM業務內容來看，根據實際情況大致分為三個方面，即承載、電信補充和終端內容：語音調度劃分為七個等級，優先級呼叫高于終端低級呼叫要求，以此來發揮GSM-R通信系統優勢。

3.1.2 GSM-R通信系統方案

結合青藏線路通信要求，由于場強覆蓋要求差異顯著，所以列車的無線場強概念覆蓋率也在不斷縮減。車廂內手扶臺覆蓋等級大概在85%左右，接收電平的最小值則是-98dBm：無線列車空車載臺的覆蓋等級大概在98%左右，接收電平最小值則是-92dBm。

呼叫建立時間，主要是用于確保系統運行安全和穩定的主要參數之一。就青藏鐵路GSM-R通信系統呼叫建立時間來看，主要類型和要求表現在以下幾個方面：鐵路緊急呼叫，呼叫建立時間在2s以內，一定滿足；區域間司機間呼叫，呼叫建立時間在5s以內，一定滿足：移動臺呼叫固定網，呼叫建立時間在5s以內，盡量滿足；固定網呼叫移動臺，呼叫建立時間在7s以內，盡量滿足：優先等級的呼叫建立時間在10s以內，盡量滿足。

3.2大秦鐵路線中GSM-R的應用

大秦鐵路線作為我國重要的鐵路運輸線路，路段內隧道眾多，路線彎曲，需要充分考慮到列車共同操作可能性。應用GSM-R通信系統后，可以實現多輛列車的同步設備管理和維修，有效提升列車運行可靠性和安全性。由于山區地理環境較為復雜，很容易受到客觀因素影響到網絡通信質量，所以選擇同站址雙基站無線網絡覆蓋方式，以此來降低外界客觀因素的影響，提升網絡通信數據傳輸質量。

3.3 GSM-R通信系統在鐵路運營管理中應用

①區間移動通信。移動通信方式的出現，較之傳統通信方式而言，可以有效實現搶險、救急和救援等通信要求，實現區間工作人員之間的數據傳輸和交流。

②列車尾部風壓力檢測。對于列車尾部風壓力的檢測，主要是安裝一臺移動設備和一臺檢測設備，借助GSM-R通信系統將數據傳輸到司機間，可以及時了解到列車車位的實際運行情況，加之GSM-R通信系統抗干擾能力較強，即便是在隧道內，仍然可以有效抵御外界因素對通信信號強度帶來的影響，四線數據高質量的傳輸。

③滿足客戶要求。借助GSM-R通信系統，可以實時更新通信數據，促使用戶可以動態了解到列車時刻信息，并提供訂票服務，滿足廣大顧客的實際需要。

3.4 GSM-R技術的發展

GSM-R技術具有十分突出的優勢，未來的發展前景十分廣闊。基于此，應該進一步加強關于GSM-R技術的理論研究，盡管在過去的時間內關于GSM-R技術研究取得了較為可觀的成效，但是研究理論更多的是在歐美技術基礎上實現，未來的工作中應該加強理論研究，獲得更加前沿的成果。與此同時，順應國際發展潮流，建立國際上統一的技術標準，從系統功能和實際需求角度進行創新和規范，或是結合國家各方面要求，對GSM-R技術功能和性能有針對性優化。

當前我國很多的鐵路線，在網絡工程大力建設中紛紛引進國外關于GSM-R技術的相關研究成果，并且吸收國外網絡工程建設經驗，進一步整合后應用到鐵路運營管理中。當前國內關于鐵路中GSM-R技術的應用中，并未充分發揮出設備互相連接所起到的優勢，不難看出我國在科研方面的缺陷和不足，在今后發展中除了吸收和學習先進理論以外，還需要注重產品的創新和完善，為我國鐵路運輸事業健康持續發展提供更為堅實的支持和保障。

4結論

綜上所述，在鐵路通信中應用GSM-R技術，可以有效滿足鐵路通信需求，這就需要進一步加強GSM-R技術同鐵路運輸組織、控制和安全之間的聯系，通過深入分析和把握市場規律，結合鐵路運輸實際情況，建立一種覆蓋面積更廣的鐵路網，推動鐵路交通運輸事業發展。endprint