GSM—R移動通信系統(tǒng)在高速鐵路中的應(yīng)用

郭剛

【摘要】我們知道在一些專屬的領(lǐng)域，進行通訊必須使用一些專用的通訊方式，比如飛機使用的導(dǎo)航系統(tǒng)就和我們平常用的導(dǎo)航系統(tǒng)在功能，頻率上都是不同的；再說到火車，其實也是一樣的，列車使用的無線電通訊系統(tǒng)就和我們生活中的不大一樣，火車使用的就是GSM-R這樣的一個通訊系統(tǒng)。本文就是針對GSM-R做了一個基本的介紹，然后結(jié)合GSM-R的使用也談了談GSM-R在現(xiàn)在的高速鐵路中的運用。

【關(guān)鍵詞】GSM-R；高速鐵路；調(diào)度；無線通訊

一、前言

我們幾乎都坐過火車，但是似乎都會發(fā)現(xiàn)，有時候我們的火車在某些路段的時候只有一條鐵軌，但是從來也沒有發(fā)生過撞車；我們也發(fā)現(xiàn)，鐵路每個站都是很繁忙的，每天在鐵路上運行的列車那么多，如何來保證這些列車正常的運行，可定是花費了不少的功夫的。但其實，GSM-R移動通訊系統(tǒng)就是能夠來很好的保證列車系統(tǒng)正常運行，能夠保證列車與調(diào)度，列車和乘客很好交流的一個先進系統(tǒng)，所以我們有必要對這樣的一個系統(tǒng)有一些了解。

二、鐵路GSM-R移動通信系統(tǒng)的概述

GSM-R就是鐵路使用的專屬的移動通訊系統(tǒng)，是一種專用的信號傳輸系統(tǒng)。主要就是把鐵路的通訊系統(tǒng)也民用的信號區(qū)分開來，避免民用的通訊系統(tǒng)對于鐵路運輸調(diào)度的影響。GSM-R的運用有效的提高了鐵路運輸系統(tǒng)的調(diào)度能力，對于鐵路運輸?shù)娜粘９芾砉ぷ饕彩瞧鸬搅瞬恍〉淖饔?。到了今天GSM-R更多的是體現(xiàn)著一種數(shù)字化傳輸?shù)墓δ?，在鐵路調(diào)度中，能夠很好地跟蹤列車的位置，能夠很好地進行列車的管理，然后GSM-R還有呼叫的功能，可以運用到列車廣播系統(tǒng)中；對于乘坐如今火車的人來說，GSM-R還有了旅客電話的功能，能夠運用GSM-R進行無線通訊有了更多的人性化。當(dāng)然還有一個功能并不能忽視，那就是在鐵路系統(tǒng)運行的過程中發(fā)生事故，出現(xiàn)故障的時候GSM-R也能為搜救起到有效的作用。這一切都是靠GSM-R移動通訊技術(shù)的數(shù)字化功能來起作用的。

當(dāng)然，我們不得不承認GSM-R移動通訊技術(shù)的起源不是中國，而是西方一些發(fā)達的國家，畢竟火車也是西方列強入侵中國的時候帶進中國的。但是火車的技術(shù)發(fā)展在中國卻取得長足的進步，如今中國的高速列車，高速鐵路建設(shè)都已經(jīng)走在世界發(fā)達的行列中。當(dāng)然GSM-R系統(tǒng)起到的作用也是功不可沒的。中國的GSM-R無線通訊頻率如今分為兩個頻率段，那就是把上行線路和下行線路的頻率段區(qū)分開，相差100MHz。

其實GSM-R的發(fā)源是從上個世紀(jì)二十年代就開始的，漸漸的很多西方國家在那個時候就給列車裝上無線電電話，這也就是GSM-R移動通訊系統(tǒng)的前身。主要的發(fā)展是到了上個世紀(jì)五十年代以后，很多的西方國家都在晶體管技術(shù)得到發(fā)展之后，在列車的無線電通訊系統(tǒng)中加入了更多的功能，也就能夠很好的來控制無線電通訊的頻率了。漸漸地列車的無線電通訊系統(tǒng)的設(shè)備越做越小，功能越來越強大，也就是鐵路無線電通訊系統(tǒng)走向現(xiàn)代化的標(biāo)志。在八十年代以后GSM-R可以說就已經(jīng)出現(xiàn)確立了并且廣泛的在鐵路的相關(guān)部門和列車管理調(diào)度中起到很大的作用。中國在二十一世紀(jì)一開始，也就確定了GSM-R通訊系統(tǒng)要成為中國鐵路的專屬移動通訊系統(tǒng)，鐵路移動通訊系統(tǒng)必須要朝著GSM-R的方向發(fā)展。到了今天我國的很多普通鐵路和告訴鐵路中都已經(jīng)使用了GSM-R無線通訊系統(tǒng)，并且使用的效果比較好，技術(shù)也越來越成熟了。

三、在高速鐵路中運用GSM-R移動通信系統(tǒng)有什么優(yōu)點

就是因為GSM-R在鐵路通訊系統(tǒng)中展現(xiàn)出的很多優(yōu)勢，才讓GSM-R能夠被更多的人認可，也才讓GSM-R系統(tǒng)越來越多的被使用到最先進的高速鐵路中去。我們就簡單的來分析GSM-R的一些優(yōu)點：

1.GSM-R有比較好的兼容性；能夠很好地來兼容如今還被使用的數(shù)字模擬系統(tǒng)共，這樣也就利于GSM-R更好的去替換這些傳統(tǒng)的鐵路無線通訊系統(tǒng)。在專屬的方面GSM-R可以做的很好，同時GSM-R也能很好地和民用網(wǎng)絡(luò)兼容，能夠很好地和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兼容，也就有了很大的發(fā)展空間。

2.在網(wǎng)路技術(shù)快速發(fā)展的今天，鐵路的通訊系統(tǒng)必須朝著網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，而GSM-R正是有著強大的網(wǎng)絡(luò)功能。最為GSM-R不僅僅是簡單的傳統(tǒng)鐵路通訊系統(tǒng)有的通訊和基本調(diào)度，更多的還是綜合整個鐵路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)很好的來進行綜合網(wǎng)絡(luò)化運用。

3.GSM-R系統(tǒng)的運用時十分靈活的，不僅如此GSM-R還有很好的擴充性能，這樣也就讓GSM-R能夠有越來越多的功能。其實在今天的高速鐵路系統(tǒng)中，直接把GSM-R系統(tǒng)接入到一些電子購票系統(tǒng)，自助查詢系統(tǒng)中，已經(jīng)很大程度上方便了旅客了。

4.GSM-R有著極高的穩(wěn)定性，也有著良好的接通率，這樣就保證GSM-R能夠很好地在高速鐵路中運用。如今我國的高速鐵路能夠承載將近600千米每小時的時速，但是運行測試中能夠達到的最高時速還能是400千米每小時以上。而GSM-R能夠承受的時速達到500千米每小時以上，這也就保證GSM-R能夠在如今的高速鐵路系統(tǒng)中發(fā)揮出優(yōu)勢。

5.GSM-R系統(tǒng)的運行成本也是非常經(jīng)濟的。因為GSM-R的設(shè)備制造成本相對不是很高昂，維護的成本也是比較低的，這樣就讓GSM-R能夠讓鐵路無線電通訊的成本降低，也就能夠降低鐵路系統(tǒng)調(diào)度管理的成本，簡化調(diào)度管理的流程。

四、通過實例分析GSM-R移動通信系統(tǒng)在高速鐵路中的應(yīng)用

我們想要用一個GSM-R移動通訊系統(tǒng)在實際高速鐵路中運用的實際例子，來分析GSM-R在高速鐵路中的應(yīng)用情況。如今GSM-R鐵路移動通訊系統(tǒng)在我國的很多高速鐵路中已經(jīng)得到了比較好的運用了，比如北京開到周圍城市的高速鐵路，比如青藏鐵路都是運用到了GSM-R。但是因為GSM-R無線通訊在武廣高速中的運用比較典型，資料較為齊全，就選用武廣高速鐵路中的GSM-R運用作為分析的案例。

1.GSM-R系統(tǒng)的各個部分組成和通訊頻率：GSM-R的組成主要就是三個大的部分，包括“網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)”，“基站子系統(tǒng)”，還有“操作和維護子系統(tǒng)”。每個系統(tǒng)GSM-R完整的系統(tǒng)中都有著不同的功能。按順序來簡要的說明各個部分的功能就是，GSM-R的使用從整個網(wǎng)絡(luò)的組建開始，建立各個部分之間良好的聯(lián)系，然后需要每一個系統(tǒng)中部件都能夠穩(wěn)定的運行，才能來進行有序的操作。而GSM-R系統(tǒng)的頻率是鐵路系統(tǒng)的專屬頻率，一般基站發(fā)送的頻率在930兆赫茲上下4兆赫茲的范圍內(nèi)，而移動的發(fā)送設(shè)備發(fā)送的頻率一般在885兆赫茲。整個GSM-R的工作頻率是在870兆赫茲到960兆赫茲之間的。

2.GSM-R在武廣高速鐵路中的功能。武廣高速全長一千多公里，列車運行的正常時速是350公里。而且武漢就是國家如今的三個“移動匯接交換中心”之一。武廣高速鐵路中使用的GSM-R移動通訊系統(tǒng)同樣的使用到了音組呼叫、話音廣播、增強優(yōu)先級與強占等功能，增加了功能尋址；調(diào)度模式；優(yōu)先級呼叫確認來保證列車的安全穩(wěn)定運行。為了適應(yīng)高速的情況，GSM—R系統(tǒng)也采用快速場強衰落切換，“同步”和“予同步”切換和基于速度有關(guān)的越區(qū)切換算法。此外，為補償無線信號傳輸中大尺度衰落和陰影衰落問題。GSM—R系統(tǒng)在射頻放大器中引入了功率控制，降低無線傳輸?shù)恼`碼。

3.武廣高速鐵路中的GSM-R移動通訊系統(tǒng)運用，也是有兩個特別的地方：

（1）武廣高速鐵路GSM—R通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的是單層交織冗余覆蓋技術(shù)。這樣就可以避免高速運行的過程中很多故障的產(chǎn)生，也就能夠很好的在故障產(chǎn)生的時候依舊保持GSM-R移動通訊系統(tǒng)的穩(wěn)定聯(lián)通狀態(tài)。

（2）武廣高鐵采用了承載CTCS一3業(yè)務(wù)的GSM—R系統(tǒng)，以確保列車高速行車安全。如今，武廣高鐵采用GSM—R通信網(wǎng)絡(luò)，從而創(chuàng)造了CRH3型動車運行時速394公里的世界記錄，使其成為“中國速度”的象征。

五、結(jié)束語

通過本文對GSM-R移動通訊系統(tǒng)的介紹，相信能夠給不了解GSM-R的人帶來一些幫助。高速列車將是我們未來生活中最重要，也最常打交道的交通工具，所以我們就有必要對它進行一些了解。GSM-R自從在我國的鐵路系統(tǒng)中運用，就給我們國家的鐵路運輸系統(tǒng)的發(fā)展帶來的不少的動力，但是我們在未來還需要更多的推廣使用GSM-R，讓它為我們的鐵路系統(tǒng)發(fā)展帶來更多的貢獻。

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