京廣高鐵列車進(jìn)路預(yù)告信息問題分析處理

馮廣偉

列車進(jìn)路預(yù)告是鐵路GSM－R數(shù)字移動通信系統(tǒng)傳送的重要數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，由CTC自動生成。鐵路維護(hù)規(guī)則要求：GSM－R模式下進(jìn)路預(yù)告發(fā)送成功率≥99%。而京廣高鐵開通后，在京廣高鐵及與鄭西高鐵交匯處，列車進(jìn)路預(yù)告信息傳送存在問題，影響行車安全。為此，對該問題進(jìn)行全面分析、處理。

1 進(jìn)路預(yù)告信息傳送

1.1 傳送設(shè)備

在GSM－R網(wǎng)絡(luò)模式下，進(jìn)路預(yù)告信息由GSM－R網(wǎng)絡(luò)、CTC設(shè)備 （調(diào)度集中，含CTC中心設(shè)備和車站設(shè)備、GSM－R通信服務(wù)器）、機(jī)車綜合無線通信設(shè)備 （以下簡稱CIR）、GPRS接口服務(wù)器 （以下簡稱GRIS）等傳遞。

1.2 進(jìn)路預(yù)告與車次號信息關(guān)系

CTC系統(tǒng)根據(jù)最新的階段計劃信息、車次號信息、本站站細(xì)規(guī)則、當(dāng)前信號道岔設(shè)備狀態(tài)、列車位置等系列約束條件，在合適的接近區(qū)間或指定的提前時間量到達(dá)時，自動按計劃排列接發(fā)列車進(jìn)路。

鐵路車次號信息包括：列車車次號、機(jī)車號、位置、運(yùn)行速度、線路代碼、列車啟動和停穩(wěn)等。列車司機(jī)每次開車前在車載CIR輸入車次號，CIR維護(hù)人員安裝時輸入機(jī)車號，CIR設(shè)備按規(guī)定條件以無線方式發(fā)送車次號信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到GRIS，GRIS轉(zhuǎn)發(fā)到CTC，CTC根據(jù)接收到的無線車次號信息進(jìn)行車次校核和追蹤。

CTC系統(tǒng)自動向轄區(qū)內(nèi)運(yùn)行列車發(fā)送進(jìn)路預(yù)告信息條件，以獲得該列車的車次號信息，如未收到車次號信息，CTC系統(tǒng)不發(fā)送進(jìn)路預(yù)告信息。

1.3 發(fā)送、接收、自動確認(rèn)流程

1.發(fā)送流程。CTC系統(tǒng)對車次號信息進(jìn)行校核，并掌握轄區(qū)線路上列車運(yùn)行情況，在合適位置以車次號、機(jī)車號為條件，將進(jìn)路預(yù)告信息發(fā)送給當(dāng)前的GRIS；GRIS收到CTC發(fā)送的進(jìn)路預(yù)告信息后，在本地存儲，根據(jù)CIR設(shè)備的機(jī)車號自動查詢DNS（域名服務(wù)器），獲得此機(jī)車號所對應(yīng)的IP地址，然后以GRIS IP為源地址、以CIR本機(jī)IP為目標(biāo)地址，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)，將該進(jìn)路預(yù)告信息轉(zhuǎn)發(fā)給具有該IP地址的車載CIR。

2.接收、自動確認(rèn)流程。車載CIR接收進(jìn)路預(yù)告信息，若進(jìn)路預(yù)告信息與本列車車次號、機(jī)車號相同，則進(jìn)行解碼、顯示，并語音提示機(jī)車乘務(wù)員前方站接車進(jìn)路情況，然后以CIR本機(jī)IP為源地址、以當(dāng)前GRIS IP為目標(biāo)地址，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將自動確認(rèn)信息發(fā)送給GRIS系統(tǒng)，GRIS轉(zhuǎn)發(fā)給CTC，表明該列車已收到進(jìn)路預(yù)告信息。

2 問題提出及原因分析

某日CTC發(fā)送進(jìn)路預(yù)告信息1123條，GRIS轉(zhuǎn)發(fā)1123條，CTC收到自動確認(rèn)信息921條，進(jìn)路預(yù)告發(fā)送成功率為82%；有202條進(jìn)路預(yù)告信息未發(fā)送成功，原因是GRIS未收到這些列車的車次號信息。出現(xiàn)該情況既有本局的動車組列車，也有外局的動車組列車。將進(jìn)路預(yù)告信息與車次號信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)統(tǒng)計，在外局的動車組列車車次號信息中斷時，列車處于京廣高鐵不同的基站覆蓋范圍，發(fā)生時間沒有規(guī)律，但此時外局在鄭西高鐵的其他動車組列車運(yùn)行正常。

對本局動車組入庫后下載CIR設(shè)備數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)歷史告警記錄中CIR設(shè)備的GPRS模塊發(fā)生掉線，地點(diǎn)在京廣高鐵調(diào)度臺與鄭西高鐵調(diào)度臺相鄰處，即從京廣高鐵鄭州東站往鄭西高鐵貫通線開行的過程中。在該列車調(diào)度臺相鄰區(qū)段，GSM－R語音通信正常、數(shù)據(jù)通信傳送不暢，即在該區(qū)段位置區(qū)更新正常、路由區(qū)更新存在問題，由此判斷影響進(jìn)路預(yù)告信息傳送的原因在鄭州GPRS本地網(wǎng)方面。

對外局動車組列車入庫后協(xié)調(diào)下載CIR數(shù)據(jù)分析，統(tǒng)計時段內(nèi)動車組CIR設(shè)備的GPRS模塊未附著GSM－R網(wǎng)絡(luò)，同樣是GPRS模塊發(fā)生掉線，這種情況僅發(fā)生在京廣高鐵，而鄭西高鐵的動車組運(yùn)行正常。外局的動車組列車在鄭州局管內(nèi)運(yùn)行時，進(jìn)路預(yù)告、車次號信息業(yè)務(wù)傳送僅與鄭州局的GRIS （當(dāng)前的）、SGSN （當(dāng)前的）、外局GGSN （歸屬GGSN）有關(guān)；當(dāng)進(jìn)路預(yù)告、車次號信息數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送發(fā)生問題時，外局動車組在其他局管內(nèi)運(yùn)行時數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)正常，說明外局自己的GGSN設(shè)備運(yùn)行正常；全路各局的GPRS本地網(wǎng)是通過鐵路通信數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)，數(shù)據(jù)網(wǎng)中除了進(jìn)路預(yù)告業(yè)務(wù)外，還承載著其他多種業(yè)務(wù)，說明鐵路通信數(shù)據(jù)網(wǎng)本身也沒有問題，只有排查鄭州GPRS本地網(wǎng)接入鐵路通信數(shù)據(jù)網(wǎng)和鄭州SGSN設(shè)備。

3 問題處理

全路每個鐵路局設(shè)置一個GPRS本地網(wǎng)，鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)負(fù)責(zé)為各局GPRS本地網(wǎng)間互聯(lián)并提供通道。鄭州GPRS本地網(wǎng)由SGSN、GGSN、PCU設(shè)備及連接這些設(shè)備的思科交換設(shè)備組成，負(fù)責(zé)向用戶提供車次號、進(jìn)路預(yù)告業(yè)務(wù)接入，并通過數(shù)據(jù)網(wǎng)X3路由器接入鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)全路GPRS業(yè)務(wù)互聯(lián)。鄭州GPRS本地網(wǎng)設(shè)備與鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)連接如圖1所示。

圖1 鄭州GPRS本地網(wǎng)設(shè)備與鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)連接圖

3.1 鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)通道排查

1.分別中斷GPRS本地網(wǎng)SGSN、GGSN設(shè)備與思科交換機(jī)1、2的連接時，數(shù)據(jù)通信短暫閃斷后迅速恢復(fù)，不影響進(jìn)路預(yù)告、車次號業(yè)務(wù)傳送，對進(jìn)路預(yù)告、車次號業(yè)務(wù)傳送起到了保護(hù)作用。

2.中斷思科交換機(jī)1至鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)X3接入路由器1的連接時，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)未起到保護(hù)作用，鄭州局對外局方向的業(yè)務(wù)發(fā)生中斷，外局列車在鄭州局管內(nèi)業(yè)務(wù)不能正常使用；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通道發(fā)生問題時，影響外局車載CIR查詢，也影響獲得當(dāng)前GRIS IP地址及車次號信息傳送，GRIS轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)路預(yù)告信息發(fā)生中斷。

3.中斷思科交換機(jī)2至鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)X3接入路由器2的連接時，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)未起到保護(hù)作用，局管內(nèi)業(yè)務(wù)發(fā)生中斷，鄭州局列車數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)無法正常使用；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通道發(fā)生問題時，GRIS轉(zhuǎn)發(fā)進(jìn)路預(yù)告信息中斷。

根據(jù)排查結(jié)果，對GPRS本地網(wǎng)思科交換機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，使這2臺設(shè)備傳送的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)互為備份，增強(qiáng)業(yè)務(wù)保護(hù)機(jī)制。再統(tǒng)計進(jìn)路預(yù)告信息成功率達(dá)到84%，比之前有所提高，說明業(yè)務(wù)啟動保護(hù)機(jī)制，但外局的動車組列車在局管內(nèi)運(yùn)行發(fā)生掉線所造成的進(jìn)路預(yù)告信息傳送不成功并未減少。

3.2 修改網(wǎng)元參數(shù)

核查GPRS本地網(wǎng)SGSN網(wǎng)元的參數(shù)，PDP激活請求嘗試次數(shù) （N3CRE）設(shè)置為1，該參數(shù)主要控制SGSN轄區(qū)內(nèi)車載CIR在進(jìn)行PDP激活時的重試次數(shù)，取值范圍為1～7。當(dāng)車載CIR以機(jī)車號為用戶名和密碼進(jìn)行PDP激活失敗時，SGSN直接丟棄對該GGSN的路由條目，從而導(dǎo)致該GGSN下所有動車組列車CIR用戶的路由均不可達(dá)，即同一路局動車組列車同時下線的情況。

把SGSN的N3CRE參數(shù)由1修改為5后，繼續(xù)對進(jìn)路預(yù)告進(jìn)行統(tǒng)計，參數(shù)修改前，單日進(jìn)路預(yù)告?zhèn)魉统晒β蕿?4%，一周平均94.4%；參數(shù)修改后，單日成功率達(dá)到99%，一周平均成功率達(dá)到99.7%，達(dá)到了鐵路GSM－R系統(tǒng)維規(guī)要求進(jìn)路預(yù)告信息≥99%的標(biāo)準(zhǔn)。

京廣高鐵及與鄭西高鐵交匯處列車進(jìn)路預(yù)告信息傳送不暢，主要原因是GPRS本地網(wǎng)SGSN網(wǎng)元的激活請求嘗試次數(shù) （N3CRE）參數(shù)設(shè)置問題，修改后進(jìn)路預(yù)告信息傳送成功率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.科技運(yùn)〔2007〕98號.GSM－R數(shù)字移動通信應(yīng)用技術(shù)條件 第2分冊：列車無線車次號校核信息傳送系統(tǒng)（V1.0）［S］.2007.

［2］ 中華人民共和國鐵道部.TB/T 3231－2010.GSM－R數(shù)字移動通信系統(tǒng)應(yīng)用業(yè)務(wù)調(diào)度命令信息無線傳送系統(tǒng)［S］，2010.

［3］ 中華人民共和國鐵道部.TJ/DW126－2010.GSM－R數(shù)字移動通信通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）系統(tǒng)技術(shù)條件（暫行）［S］.2010.

［4］ 中華人民共和國鐵道部.運(yùn)基通信〔2011〕107號.列車無線車次號校核信息傳送等系統(tǒng)增加線路代碼技術(shù)要求的補(bǔ)充規(guī)定［S］.2011.