基于位置呼叫限制在鐵路GSM-R功能尋址中的作用

沙娜

【摘要】 功能尋址是實現(xiàn)GSM-R集群調(diào)度通信的主要手段，引入GSM-R基于位置呼叫范圍限制，使列車調(diào)度員或車站值班員用功能尋址（車次功能號）方式呼叫管轄范圍內(nèi)運行的機車，能有效的避免不同調(diào)度轄區(qū)使用相同車次號呼叫機車司機時通信受阻情況，為列車的調(diào)度指揮作業(yè)提供了安全保證。

【關(guān)鍵詞】 功能尋址 基于位置呼叫限制 調(diào)度指揮 安全保證

一、緒論

功能尋址（車次功能號）是鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)中一個非常重要的先進(jìn)尋址功能，是實現(xiàn)集群調(diào)度通信的關(guān)鍵技術(shù)和必要手段。但由于功能尋址存在列車調(diào)度員或車站值班員等調(diào)度用戶使用相同車次號呼叫到非管轄范圍內(nèi)的機車，為行車安全造成很大隱患。本文針對 GSM-R 網(wǎng)絡(luò)引入基于位置呼叫限制功能在功能尋址（車次功能號）中的應(yīng)用進(jìn)行了探討與研究。

二、功能尋址

2.1功能尋址簡介

功能尋址是GSM-R中非常重要的先進(jìn)尋址功能，是實現(xiàn)集群調(diào)度通信的關(guān)鍵技術(shù)和必要手段。功能尋址指用戶可以根據(jù)它們當(dāng)時所擔(dān)當(dāng)?shù)墓δ芙巧üδ芴枺皇撬鼈兯褂玫慕K端設(shè)備的號碼（ISDN）來進(jìn)行尋址。功能號是 GSM-R為了實現(xiàn)功能尋址而統(tǒng)一制定的，具有相對唯一性的號碼，根據(jù)用戶擔(dān)任的職務(wù)、角色分配用戶號。

2.2功能號的構(gòu)成

GSM-R的功能號由呼叫類型和用戶號碼組成，呼叫類型有車次功能號、機車功能號、車號功能號、調(diào)度功能號和調(diào)車及維修功能號等類型；用戶號碼由用戶識別碼和功能碼組成。用戶識別號碼是用于包含此號碼用戶包含的用戶信息，例如車次功能號的用戶識別號碼是列車的車次。機車功能號的用戶識別號碼是機車的車號。不同的呼叫類型對應(yīng)不同的用戶識別號碼。功能碼表示不同用戶的具體身份，如本務(wù)司機（車載臺）、本務(wù)司機（手持終端）、列車長、乘警長功能號等，都有相應(yīng)的功能碼進(jìn)行標(biāo)識。

2.3功能尋址應(yīng)用中存在的問題

根據(jù)鐵路運輸組織的相關(guān)規(guī)定，鐵路是按鐵路局為單位進(jìn)行運輸組織管理，各個鐵路局的調(diào)度員指揮自己調(diào)度區(qū)內(nèi)運行的機車。在列車運行中，由于機車長交路或機械故障而導(dǎo)致列車長時間運行，會導(dǎo)致不同鐵路局出現(xiàn)同一個車次號的情況，從而引起的列車調(diào)度員或車站值班員等調(diào)度用戶使用相同車次號呼叫到非管轄范圍內(nèi)其他機車的問題。

三、基于位置的呼叫限制

3.1基于位置的呼叫限制簡介

基于位置的呼叫限制，是指主叫用戶發(fā)起呼叫后，網(wǎng)絡(luò)需要根據(jù)被叫用戶的位置來判斷是否進(jìn)行呼叫接續(xù)，判斷的依據(jù)是被叫用戶當(dāng)時所在的位置是否處于主叫用戶所管轄的范圍。位置呼叫限制是將某一用戶發(fā)起呼叫的范圍限制在其管轄的范圍內(nèi)，從而避免了無關(guān)呼叫的發(fā)起，保障了鐵路通信的可靠性和安全性。

在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中，調(diào)度員和車站值班員的管轄范圍是依據(jù)小區(qū)來劃分的，即基于位置呼叫限制中的位置信息采用小區(qū)信息。其中，全球小區(qū)識別碼（CGI）是用來識別一個基站小區(qū)所覆蓋的區(qū)域，在LAI（MCC+MNC+LAC）的基礎(chǔ)上再加小區(qū)識別碼CI構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)如下：

3.2基于位置呼叫限制的必要性

為保證運輸?shù)陌踩耘c管理的可靠性，鐵路使用區(qū)段管理的制度，每位行車調(diào)度員或車站值班員都管轄了一定長度的調(diào)度區(qū)段?；谖恢煤艚邢拗频膽?yīng)用，使得行車調(diào)度員只能與其管轄范圍內(nèi)的機車司機、運轉(zhuǎn)車長、車站值班員、車站助理值班員通話；車站值班員、車站助理值班員只能與進(jìn)入其車站范圍內(nèi)的機車司機、運轉(zhuǎn)車長通話，一旦列車出了管轄的范圍，呼叫就需要被限制。具有調(diào)度身份的用戶使用功能號呼叫移動用戶，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)主叫用戶功能號和被叫用戶位置信息進(jìn)行判斷篩選，篩選通過的呼叫被正常接續(xù)，未通過的呼叫被釋放。這種限制即保證了調(diào)度通信的可靠性，但又不會簡單地、永久地進(jìn)行通訊限制，有效解決了功能尋址在應(yīng)用中存在的問題。

四、智能網(wǎng)的實現(xiàn)方式

4.1基于位置的呼叫限制業(yè)務(wù)的設(shè)計

目前主要采用GSM-R智能網(wǎng)技術(shù)方案來實現(xiàn)基于位置尋址的呼叫限制。首先需在SCP中針對每個調(diào)度員或車站值班員設(shè)計一張管轄范圍的表格，在表中設(shè)定好該調(diào)度或車站所管轄的所有小區(qū)ID，此表由鐵路運輸管理部門確定，并作為SCP判斷主叫用戶與被叫用戶之間是否能建立呼叫的依據(jù)。其次當(dāng)主叫用戶發(fā)起呼叫時，SCP需要知道被叫用戶的當(dāng)前位置信息。這就需要發(fā)起一個ATI（Any Time Interogation，即時查詢）的消息向HLR請求被叫用戶的當(dāng)前位置信息。獲得位置信息后再由SCP根據(jù)表1判斷呼叫是否能夠建立，以此實現(xiàn)了基于位置的呼叫限制業(yè)務(wù)。

4.2以瓦日線上的運行的某貨物列車為例進(jìn)行詳解

瓦日線是連接我國東西部的重要煤炭資源運輸通道，西起山西省呂梁市興縣瓦塘鎮(zhèn)，東至山東省日照港，橫跨太原、鄭州、濟南鐵路局。貨運交路也比較復(fù)雜，運輸時間比較長，必然出現(xiàn)某一時刻在不同局管轄區(qū)出現(xiàn)相同車次的問題，如果不進(jìn)行基于位置的呼叫限制，調(diào)度員或車站值班員將無法將自己管界的車次正確喚起。針對不同區(qū)域相同車次號的問題，在 SCP（智能網(wǎng)）中定義 DA值與管轄基站小區(qū) CGI值與固定用戶（調(diào)度臺、車站值班臺）的功能號數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。表4為瓦日線鄭州鐵路局和濟南鐵路局的調(diào)度員管轄的其中兩個車站范圍，小區(qū)信息為LAC+CI。

當(dāng)范縣車站值班員使用FAS設(shè)備呼叫某車次的機車司機時，F(xiàn)AS設(shè)備將該呼叫信息送至 MSC，MSC 根據(jù)呼叫類型判斷為功能號呼叫同時向 SCP 發(fā)送 Initial DP 消息，SCP根據(jù)范縣車站值班員的用戶功能號信息對應(yīng)其調(diào)度DA 值，得知是晉中南列車調(diào)臺（鄭州）的調(diào)度用戶管轄范圍；同時，SCP 根據(jù)將在瓦日線上運行的火車車次功能號對應(yīng)的MSISDN 號向 HLR發(fā)送 ATI消息，HLR 根據(jù)該 MSISDN 號碼對應(yīng)的 IMSI 號碼向該用戶所在的 VLR 發(fā)送PSI（Provide Subscriber Info，提供用戶信息）消息，MSC將獲取到的被叫用戶位置信息通過 HLR 返回 SCP，SCP 根據(jù)返回的被叫用戶小區(qū)信息（LAC+CI）與晉中南列車調(diào)度臺（鄭州）的管轄范圍做一個比對，當(dāng)鄭州局主叫調(diào)度用戶的管轄范圍包含在線車次號所在鄭州局的基站小區(qū)，則建立呼叫，否則將會釋放本次呼叫。

因此，濟南局調(diào)度員就不會對鄭州局管轄的基站小區(qū)運行的車次進(jìn)行呼叫。就有效避免了當(dāng)同一個車次的貨物列車已經(jīng)駛?cè)霛暇謪^(qū)段后，再次被鄭州局調(diào)度員叫起，影響列車的正常調(diào)度指揮工作。

五、小結(jié)

GSM-R網(wǎng)絡(luò)功能尋址作為現(xiàn)階段鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)中非常重要的先進(jìn)尋址功能，有效解決了功能尋址中的存在的問題，是實現(xiàn)集群調(diào)度通信的關(guān)鍵技術(shù)和必要手段，必將在鐵路的大跨越式發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]鐘章隊等編著，鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）應(yīng)用基礎(chǔ)理論， 北京交通大學(xué)出版社

[2]2009年7月 MORANE，F(xiàn)FFS for functional addressing，UIC ERTMS/GSM-R Operators Group， 2012

[3]GSM-R數(shù)字移動通信網(wǎng)編號計劃（V3.0）鐵道部技術(shù)規(guī)范