基于GSM-R技術(shù)在鐵路通信應(yīng)用及發(fā)展

劉國(guó)清

【摘要】 GSM-R技術(shù)的發(fā)展使我國(guó)鐵路通信系統(tǒng)進(jìn)入了跨時(shí)代的飛越，該技術(shù)的應(yīng)用，使鐵路通信系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理發(fā)生了質(zhì)的提高，鐵路線路調(diào)度改變了以往的調(diào)度水平，指揮工作的質(zhì)量也明顯的提高，從某種意義上來講推動(dòng)了我們鐵路通信系統(tǒng)發(fā)展，有著非常重要的意義。本文通過分析我國(guó)鐵路無線通信的特點(diǎn)，對(duì)GSM-R技術(shù)進(jìn)行剖析，在剖析的基礎(chǔ)上展望了GSM-R技術(shù)在鐵路通信中的應(yīng)用，希望該技術(shù)得到更廣泛的關(guān)注與重視。

【關(guān)鍵詞】 GSM-R技術(shù) 鐵路通信 發(fā)展 應(yīng)用分析

進(jìn)入21世紀(jì)，全球的鐵路都進(jìn)入了超速發(fā)展的時(shí)期，鐵路的飛躍發(fā)展，必然對(duì)通信系統(tǒng)提出更高的要求，這時(shí)候GSM-R技術(shù)應(yīng)用而生，該技術(shù)是基于成熟、通用的公共移動(dòng)無線通信系統(tǒng)GSM平臺(tái)之上，對(duì)在鐵路上的應(yīng)用是非常完美的，數(shù)字式移動(dòng)無線通信技術(shù)是現(xiàn)有任何技術(shù)無法比擬的。隨著我國(guó)鐵路信息化時(shí)代的到來，其建設(shè)的基礎(chǔ)是很好的，對(duì)鐵路數(shù)據(jù)信息業(yè)務(wù)量提出了更高的要求，對(duì)信息的多樣化和高速率提出更高的要求，GSM-R系統(tǒng)恰好與鐵路通信系統(tǒng)相匹配，其發(fā)展的空間之大，讓人不可想象，該技術(shù)利用其固有的GSM-R網(wǎng)絡(luò)特性，為鐵路信息化和自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展起到了推動(dòng)的作用，該系統(tǒng)的應(yīng)用使列車平穩(wěn)高速、安全地運(yùn)行和大跨步的發(fā)展。

一、鐵路無線通信的特點(diǎn)

1、由于我國(guó)的地域性的特點(diǎn)，對(duì)鐵路的建設(shè)提出了更高的要求，地域幅員遼闊，而且地形也是世界上少有的地形，再加上地域范圍比較廣闊，所以鐵路線經(jīng)過的區(qū)域地形不是一成不變的，其所跨經(jīng)的省市是比較多，而且每個(gè)省市的地形都有其獨(dú)特性。在列車經(jīng)過的省市中，調(diào)度中心發(fā)揮著重要的作用，調(diào)動(dòng)中心作為一個(gè)大腦中樞神經(jīng)將每個(gè)鐵路集團(tuán)作為一個(gè)紐帶進(jìn)行連接，通過信號(hào)對(duì)每個(gè)列車進(jìn)行相應(yīng)的發(fā)號(hào)指令和控制。如何才能對(duì)列車進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)控制，這就對(duì)指揮中心提出了要求，如何才能對(duì)列車進(jìn)行更有小的控制，那就對(duì)指揮中心提出了更高的要求，可見，指揮中心有多重要，而且要求指揮中心是一個(gè)統(tǒng)一的、高效的指揮中心，通過這指揮中心來對(duì)列車進(jìn)行掌控。在列車運(yùn)行的過程中，指揮中心要根據(jù)實(shí)際情況，由此來判斷列車出浴的具體位置和路由，自然而然的判斷出省際間距離來，這就是對(duì)列車的運(yùn)行提出了更高的要求，列車在行駛的過程中更要求無限通信的覆蓋范圍一定要大，且信號(hào)強(qiáng)烈。

2、列車經(jīng)過不同的區(qū)域時(shí)，其對(duì)運(yùn)行的軌跡提出了更高的要求，語(yǔ)音傳輸作為一種信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的傳播，在傳輸?shù)倪^程中還要求對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行類似的傳輸，那就要求列車的硬件設(shè)施要有傳輸數(shù)據(jù)所需要的數(shù)據(jù)接口。有了數(shù)據(jù)接口之后，列車在運(yùn)行的過程中，就可以對(duì)其相應(yīng)的信息進(jìn)行傳播，保證了信息的及時(shí)性，能夠快速、高效的進(jìn)行相應(yīng)的傳輸。

3、列車在運(yùn)行過程中，不是單一的信息指令，而是需要多個(gè)部門的有效協(xié)調(diào)和溝通，通過大腦中樞進(jìn)行發(fā)號(hào)施令，而每個(gè)部門的需求又是不同的，這就要求大腦中樞發(fā)號(hào)施令在發(fā)出之前進(jìn)行信息的整合，雖然多個(gè)部門參與，但是最終還是將信息進(jìn)行相應(yīng)的整合，通過大腦中樞神經(jīng)進(jìn)行發(fā)布指令。當(dāng)然各個(gè)部門之間的協(xié)調(diào)對(duì)其系統(tǒng)就提出了更高的要求，對(duì)此，為列車的正常運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

二、GSM-R系統(tǒng)組成

GSM-R系統(tǒng)不是單一存在的，而是有很多的系統(tǒng)來組成的，主要包括網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、運(yùn)行和業(yè)務(wù)支撐子系統(tǒng)和終端設(shè)備等四個(gè)部分。每個(gè)系統(tǒng)都發(fā)生著沒法替代的作用，使其GSM-R系統(tǒng)更加的完美。其中，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)更為重要。

1、網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)。主要完成業(yè)務(wù)交換及用戶數(shù)據(jù)、移動(dòng)性管理、安全性管理功能，由一系列功能實(shí)體構(gòu)成。

2、通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。GPRS子系統(tǒng)負(fù)責(zé)為無線用戶提供分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS子系統(tǒng)包括核心層和無線接入層。

3、基站子系統(tǒng)。BSS通過無線接口直接與移動(dòng)臺(tái)相接，負(fù)責(zé)無線信號(hào)發(fā)送接收和無線資源管理；與MSC相連，實(shí)現(xiàn)傳送系統(tǒng)信號(hào)和用戶信息等。

4、運(yùn)行與支持子系統(tǒng)。OSS包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)和用戶管理系統(tǒng)。

5、終端。終端是供GSM-R系統(tǒng)用戶直接操作、使用，用來接入GSM-R網(wǎng)的設(shè)備，包括移動(dòng)臺(tái)和無線固定臺(tái)。

三、GSM-R技術(shù)在鐵路通信上的應(yīng)用

1、調(diào)度命令傳送 。TDCS的功能非常的強(qiáng)大，它首先找到機(jī)車編號(hào)，再將其調(diào)度命令找對(duì)應(yīng)的目的IP地址，最后將其命令發(fā)布出去，這個(gè)時(shí)候GSM-R技術(shù)發(fā)揮著重要的作用，它經(jīng)過GSM-R網(wǎng)絡(luò)組成的數(shù)據(jù)鏈路傳送到車載無線通信設(shè)備，這個(gè)時(shí)候正在運(yùn)行的機(jī)車就能接收到指令。這種調(diào)度命令是中樞神經(jīng)發(fā)出來的，意味著其權(quán)威性是很高的，也是列車運(yùn)行指揮系統(tǒng)的重要組成部分，也是列車信號(hào)傳輸?shù)膶蛹?jí)管理。

2、列車調(diào)度指揮 。調(diào)度與司機(jī)之間的通話負(fù)責(zé)指揮各種車輛的運(yùn)行，通話的順暢與否決定了車輛是否能夠順利的運(yùn)行，由此可以看出它是行車通信系統(tǒng)的重要組成，保證列車運(yùn)營(yíng)的各類人員通信暢通，是非常有必要的，確保安全。

3、機(jī)車同步控制 。有時(shí)列車在運(yùn)行的過程中，尤其特殊性，它需要多個(gè)機(jī)車牽引，這個(gè)時(shí)候就要對(duì)多個(gè)機(jī)車的運(yùn)行提出了更高的要求，例如一些減速、加速和制動(dòng)等一系列行為的數(shù)據(jù)，必需要同步操縱，這樣該系統(tǒng)的應(yīng)用恰恰可以實(shí)現(xiàn)機(jī)車間信息的傳遞和交換等要求，使列車安全運(yùn)行。

4、列車停穩(wěn)信息傳送 。利用數(shù)據(jù)采集傳輸應(yīng)用系統(tǒng)，及時(shí)有效的對(duì)其列車是否停穩(wěn)信息進(jìn)行判斷，最終得出有效的結(jié)論，這對(duì)提高車輛運(yùn)行的安全性就有了更高的保證。

5、 車次號(hào)傳輸 。通過對(duì)列車車次號(hào)在該系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，其系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，這個(gè)時(shí)候大腦中樞對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的管控，對(duì)車輛運(yùn)輸業(yè)務(wù)的監(jiān)控機(jī)辦理，這樣就能保證車輛調(diào)度指揮的順利進(jìn)行。

6、旅客業(yè)務(wù)信息收集 。數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)使用對(duì)旅客業(yè)務(wù)信息收集發(fā)揮著重要的作用，每輛客車都與控制中心進(jìn)行信息的傳播是雙向的，雙向的數(shù)據(jù)傳輸通道使傳播的信息時(shí)非常通暢的，信息能夠得到有效的反饋，這樣一來就對(duì)旅客增加了便利性，二來可以為旅客提供各種信息，提供各種人性化服務(wù)。

四、GSM-R技術(shù)在鐵路通信中的發(fā)展分析

為更好的促進(jìn)鐵路通信過程中GSM-R技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與完善，一方面需要盡快構(gòu)建與我國(guó)鐵路通信應(yīng)用情況相適應(yīng)的GSM-R技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)；另一方面需要妥善處理GSM-R技術(shù)與3G技術(shù)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。其中，為促進(jìn)GSM-R技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)的完善，就要求以通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、規(guī)劃以及管理為技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜資源、以及碼號(hào)資源的均衡利用；而為協(xié)調(diào)GSM-R技術(shù)與3G技術(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，就需要從網(wǎng)絡(luò)自身的演進(jìn)、業(yè)務(wù)演進(jìn)、以及接口演進(jìn)等多個(gè)方面入手，盡可能的實(shí)現(xiàn)GSM-R技術(shù)與3G技術(shù)的可靠兼容。

五、結(jié)束語(yǔ)

在高速鐵路突飛猛進(jìn)發(fā)展的背景之下，傳統(tǒng)通信系統(tǒng)與鐵路通信需求之間的矛盾進(jìn)一步激化，亟待通過引入GSM-R技術(shù)的方式加以妥善解決。本文從應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展展望這兩方面入手，對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)其GSM-R技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的解說，希望有助于整個(gè)鐵路GSM-R系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展與完善。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 黃鵬. GSM-R系統(tǒng)在鐵路中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)新通信. 2012（09）

[2] 王令朝. 我國(guó)鐵路通信的現(xiàn)狀及未來[J]. 現(xiàn)代通信. 2002（07）