GSM-R可靠性特征分析

陳楠

【摘要】文章從GSM-R系統(tǒng)的相關(guān)概念出發(fā)，首先指出可靠性對于GSM-R系統(tǒng)的重大意義，而后進(jìn)一步深入闡述GSM-R系統(tǒng)的若干可靠性特征，并且從冗余設(shè)計、環(huán)境隔離設(shè)計以及軟件可靠性設(shè)計三個層面重點(diǎn)解析其可靠性特征，對于深入了解GSM-R系統(tǒng)工作狀態(tài)有著積極意義。

【關(guān)鍵詞】GSM-R可靠性特征

一、GSM-R系統(tǒng)相關(guān)概念

鐵路移動通訊系統(tǒng)，從技術(shù)核心上看是GSM技術(shù)在鐵路工作環(huán)境中的應(yīng)用，并且根據(jù)鐵路工作環(huán)境中產(chǎn)生的特殊要求，GSM-R系統(tǒng)也在GSM的基礎(chǔ)上衍生出屬于其自身的獨(dú)屬特征。由于鐵路工作系統(tǒng)中通信的順暢以及可靠性直接影響到整個鐵路運(yùn)輸活動的安全性，因此對于GSM-R系統(tǒng)而言，可靠性一直都受到了廣泛關(guān)注。

對于GSM-R通信系統(tǒng)而言，可靠性是其首先需要實(shí)現(xiàn)的特征之一，所謂的可靠性，通常指系統(tǒng)能夠在規(guī)定的條件下完成相應(yīng)任務(wù)的能力，對于GSM-R系統(tǒng)而言，就是要求其能夠在規(guī)定的時間內(nèi)以規(guī)定的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)質(zhì)量來實(shí)現(xiàn)鐵路系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸。通常系統(tǒng)的可靠性通過多方面的概率度量來進(jìn)行表述，并且將相應(yīng)的度量控制在一定范圍內(nèi)，用以間接實(shí)現(xiàn)對于GSM-R系統(tǒng)可靠性的反映和控制。

二、GSM-R系統(tǒng)可靠性特征

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

1.冗余設(shè)計

對于通信系統(tǒng)而言，無論是GSM-R或者是其他通信系統(tǒng)，冗余都是保證其可靠性的重要手段。冗余設(shè)計即在通信系統(tǒng)中為關(guān)鍵資源增加冗余備份，通過這種方式來彌補(bǔ)萬一可能發(fā)生的故障，并且在發(fā)生故障的時候?qū)⑼ㄐ判枨筠D(zhuǎn)移到冗余資源上，借以完成信息傳輸任務(wù)。對于GSM-R系統(tǒng)而言，冗余設(shè)計通?？梢苑譃橛布哂嘁约败浖哂鄡蓚€方面。對于硬件冗余而言，GSM-R系統(tǒng)采用了雙網(wǎng)設(shè)計，即在GSM-R系統(tǒng)覆蓋的服務(wù)區(qū)域內(nèi)的每一點(diǎn)上，都可以同時獲取到兩個基站的服務(wù)，充分確保列車在行駛過程中通信服務(wù)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(wǎng)絡(luò)的可靠性提升。同時在相應(yīng)設(shè)備的選用方面也極為注重設(shè)備工作的穩(wěn)定性，主用設(shè)備與相應(yīng)的備用設(shè)備之間在性能方面通常能夠形成有效互補(bǔ)。

從軟件層面看，GSM-R在軟件層面采用虛擬專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)封裝，而后投入公網(wǎng)進(jìn)行傳輸，在確保數(shù)據(jù)安全性的同時充分以其封裝特征保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽俊Ｏ鄳?yīng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)工作數(shù)據(jù)則以分布形式存儲在現(xiàn)場終端、數(shù)據(jù)服務(wù)器、中間件以及應(yīng)用服務(wù)器上，并且增加有相應(yīng)的防護(hù)措施，采用分層存儲和分級處理的工作方式，有效對數(shù)據(jù)實(shí)施保護(hù)。

2.環(huán)境隔離設(shè)計

GSM-R系統(tǒng)是服務(wù)于鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，因此與鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)一樣橫亙我國廣大地理區(qū)域，并且呈現(xiàn)出相對較窄的帶狀分布特征，這樣的分布特征直接導(dǎo)致GSM-R系統(tǒng)必然將面臨更多來自于外部環(huán)境的影響。在眾多的外部影響中，以自然環(huán)境以及外網(wǎng)干擾最為重要，因此在對GSM-R系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候，應(yīng)當(dāng)特別注意實(shí)現(xiàn)其與外部環(huán)境的相對隔離狀態(tài)，唯有如此才能確保GSM-R系統(tǒng)提供高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

對于可能會產(chǎn)生電磁波的環(huán)境應(yīng)當(dāng)著力避讓，并且綜合考慮周遭環(huán)境設(shè)置天線角度和功率。對于可能會產(chǎn)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(tǒng)基站通常面臨嚴(yán)酷的自然環(huán)境，因此在其基站桿塔上應(yīng)當(dāng)加裝避雷設(shè)施，確保通信系統(tǒng)安全有效運(yùn)作。

3.軟件可靠性設(shè)計

軟件是系統(tǒng)工作的靈魂，穩(wěn)定的軟件表現(xiàn)能夠有效提升GSM-R通信系統(tǒng)的可靠性。軟件層面的可靠性與程序設(shè)計語言、操作系統(tǒng)環(huán)境以及系統(tǒng)中相應(yīng)的工作人員有關(guān)，是一個綜合復(fù)雜的系統(tǒng)。在以提升軟件可靠性作為目標(biāo)的工作過程中，GSM-R系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)當(dāng)注重如下幾個方面原則：首先應(yīng)當(dāng)確保系統(tǒng)設(shè)計，保持GSM-R軟件系統(tǒng)的一致性，明確系統(tǒng)狀態(tài)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(yīng)當(dāng)確定標(biāo)準(zhǔn)化的程序開發(fā)方法，并且為將來的維護(hù)工作預(yù)留相應(yīng)的維護(hù)管理檔案。最后，培訓(xùn)相應(yīng)的工作人員，正確使用GSM-R通信系統(tǒng)，并且建立合理的管理規(guī)則，將權(quán)責(zé)落實(shí)到位，避免誤用發(fā)生。

三、結(jié)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(xué)習(xí)和長期不懈的維護(hù)，才能切實(shí)提升在數(shù)據(jù)傳輸工作過程中的有效性，確保鐵路系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]鐵路GS M-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（暫行），2004.4