CIR設備改進高可用性GSM-R數據業務的思路和方法

鄒華勇　王永佳　朱諾　黃謝東　方沖

摘要：隨著中國高鐵迅速發展，目前以及成為了一張中國經濟發展的靚麗名片，中國高鐵及高鐵相關裝備甚至走出國門，走向全世界。質量為生命之源，打造高鐵精品品牌，離不開持續創新，更離不開品質提升。針對高鐵行車指揮領域，主要采用GSM-R網絡來承載相關鐵路業務，而無線通信數據業務即將成為主要的行車調度手段，對于通信主用設備CIR在GSM-R模式下車次號校核信息下發、進路預告/調度命令等信息的上傳成功率及可用要求也越來越高。本文根據作者多年的項目實踐經驗和歸納演繹分析，提出CIR單點故障導致系統業務故障的解決思路，并探討通過如何增設冗余熱備的GSM-R數據接入方法，切實提高數據業務可用性，解決當下CIR有關車次號校核信息上傳、調度命令信息（包括進路預告）下發等可用性低的問題，通過技術改進提高可用性，保障安全性的前提下提升鐵路運輸效率。

關鍵詞：鐵路通信;數據業務;CIR;冗余熱備;可用性

一、前言

CIR作為高鐵動車上必備通信終端設備，一直在鐵路行車調度指揮中發揮至關重要的作用，但由于CIR設備定型較早，設備主要結構相關的依據技術規范文件主要在2010年前定的，雖然后續有新技術補充文件持續發布更新，但主要側重于細節功能方面的優化，對設備組成和可靠性冗余機制沒有做具體要求。但是，目前在運用過程中，在某些環境場景下，時有出現GSM-R數據單元SIM卡不識別、數據模塊無法附著網絡（公網干擾）垮路局路由區更新失效等問題，導致GSM-R數據業務失效，引發設備故障，導致列車誤點甚至停車。此類故障問題較難復現，難以查找根本原因，對鐵路正常運輸帶了很大影響，也對通信維護單位很大困惑和壓力，已經成為了鐵路通信專業領域當下最聚焦的難點問題。所以考慮在現有CIR基礎上，通過對GSM-R數據業務進行熱備切換，切實提高GSM-R數據業務可用性，解決當下CIR有關車次號校核信息上傳、調度命令信息（包括進路預告）下發等不可靠的問題，具有非常重要的現實意義和必要性。

二、設備構成及問題介紹

根據CIR技術條件及實際考察分析，作為重要組成單元的既有數據單元沒有采用任何冗余部件和機制，基本組成僅含電電源供電、數據模塊、SIM、天饋等。

目前在運用過程中，在某些環境場景下，時有出現GSM-R數據單元SIM卡不識別、數據模塊無法附著網絡（公網干擾）垮路局路由區更新失效等問題，導致GSM-R數據業務失效，引發設備故障，導致列車誤點甚至停車。此類故障問題較難復現，難以查找根本原因，對鐵路正常運輸帶了很大影響，也對通信維護單位以及生產廠家很大壓力和困惑，已經成為了鐵路通信專業領域當下最聚焦的疼點問題。

三、改進思路和方法

以可靠性理論為指導，結合實踐經驗，提出對供電、無線模塊、SIM進行冗余架構，MUC根據診斷，按故障弱化導向原則進行最優工作路徑進行切換，在單點器件失效的情況下，進行合理切換，保證數據單元輸出繼續可用，總體框圖圖1所示：

通過以上方法改進可達到效果如下：

（一）SIM卡接觸問題或者損壞問題通過冗余機制可大大提高可靠性，根據可靠性理論，如單模塊失效率為年1%，則改進后失效率為年0.01%，故障率大大下降。

（二）采用主流兩種無線模塊組合熱備，針對非網絡信號覆蓋問題及路由區切換失效問題，根據調研評估，同一場景和時間段內，各終端（一般不是同一類型的終端）不是注冊同時失效或者路由更新失效，故偶發性網絡注冊問題或者路由更新可以減少一倍;

（三）原則上此方案不依賴于CIR既有控制邏輯和機制，對控制方采用了透明的實現方式，兼容既有單元的連接方式，電氣接口和單元尺寸也完全向前保持一致，故不影響升級改造和維護方法，利于推廣應用。

四、結束語

本文根據國內全路實際遇到的問題進行梳理總結，遵循問題導向提出改進思路和方法，可滿足既有CIR設備適應鐵路運輸日益增長的通信設備運用高質量的新要求，可顯著提高GSM-R數據業務的運用質量，減少CIR設備運維單位和生產廠家的壓力，對于CIR產品改進及運維工作大有裨益，此思路和方法對于CIR改進和后續發展具有重要的現實意義和借鑒價值，希望能給予從事鐵路無線列調系統領域的同行研究人員起到拋磚引玉的作用。

參考文獻：

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