GSM-R網絡在鐵路通信中的應用

文/張成

隨著我國鐵路運輸事業(yè)的不斷發(fā)展壯大，鐵路通信成為了決定鐵路運輸作業(yè)的關鍵環(huán)節(jié)。GSM-R技術為鐵路通信專用技術，我國鐵路系統(tǒng)很早就開始跟蹤GSM-R無線網絡技術，并在2013年確定為鐵路既有無線列調通信換代產品。并在全國各鐵路段進行了實踐應用。本論文基于GSM-R無線網絡技術的系統(tǒng)構成對應用情況進行分析探討，為完善GSM-R技術的實踐應用以及全面發(fā)展提供相應的技術支持。

1 GSM-R無線網絡技術

GSM-R技術意為全球鐵路通訊系統(tǒng)，是基于GSM技術發(fā)展來而，具有完善的標準組織體系，可以隨GSM的演進而演進。GSM-R技術工作頻率及覆蓋移動站到基站為885～889MHz，基站到移動站為930～934MHz。GSM-R技術的覆蓋方式可以是面狀覆蓋、鏈狀覆蓋和地區(qū)性覆蓋，全面適合鐵路通訊信號的傳輸需求。GSM-R技術一經采用，就受到了鐵路部門的大力歡迎。

2 GSM-R系統(tǒng)構成分析

一個GSM-R移動通信網絡通常由多個功能實體構成，各功能實體為GSM-R網絡提供全部的業(yè)務。當前一般主要有基站子系統(tǒng)、網絡子系統(tǒng)和操作與維護子系統(tǒng)三大部分構成。

基站控制器和基站收發(fā)信臺構成基站子系統(tǒng)，通過無線接口與移動臺相連，A接口與網絡子系統(tǒng)相連。基站收發(fā)信臺是網絡信號進行中繼區(qū)域，通過移動臺與基站收發(fā)信臺進行連接。通常一個基站控制器服務于幾個基站收發(fā)信臺，為服務區(qū)域內的無線信號進行相應的運營、維護和管理。網絡子系統(tǒng)有移動交換中心、歸屬位置寄存器、拜訪位置寄存器、鑒權中心、設備識別寄存器、組呼寄存器共六大功能實體，全面負責端到端的呼叫、用戶數(shù)據管理、移動性管理和固定網絡的連接。維護子系統(tǒng)主要是實現(xiàn)通信設備與操作技術人員之間的聯(lián)系，實現(xiàn)系統(tǒng)的維護、管理和操作。

3 GSM-R技術在鐵路通信中的實踐應用

從2002年至今，GSM-R技術在我國的鐵路通信中得到了大量應用，主要是在青藏鐵路、膠濟線、合武客運專線等鐵路通信中進行了實踐應用，從當前的表現(xiàn)來看GSM-R技術性能良好，能有效的提高工作效率。

3.1 在青藏鐵路當中的應用

青藏鐵路連接青海西寧市至西藏拉薩市，在建設過程中面臨著多方面的世界性難題，惡劣的自然環(huán)境造成了青藏鐵路通信信號受到嚴重的影響。技術人員通過實踐摸索，在該鐵路運輸線中應用了GSM-R技術，用來實現(xiàn)列車運行控制系統(tǒng)。這是我國第一條基于無線通信實現(xiàn)列車運行控制系統(tǒng)的鐵路。有效的克服了存在的通信信號的問題，增加了傳輸信號的有效性，降低了通信系統(tǒng)的維修量。同時在建設過程當中首次采用了雙交換機、同站址雙基站的無線覆蓋方式，提升了GSM-R技術的有效性和安全性。

3.2 在膠濟線當中的應用

膠濟線橫跨于整個山東省內，客運繁忙，通信設施的電磁場環(huán)境較為復雜，原有的通信系統(tǒng)無法滿足需求?；贕SM-R應用的創(chuàng)新，通過和不同的運營商的協(xié)調和溝通，對GSM的電磁環(huán)境進行了有效的整理，開始了GSM-R技術的建設。膠濟線GSM-R采用邊建設、邊測試、邊優(yōu)化、邊試驗的建設方式，通過優(yōu)化設計方案，完善應用功能，滿足調度指揮、公務通信以及CTC系統(tǒng)車地之間信息傳輸?shù)男枰耗z濟線首次將GSM-R用于繁忙干線的調度指揮，進一步驗證中國鐵路制定的GSM-R技術規(guī)范，為既有線提速、開行時速200公里列車，以及高密度、大運量、客貨列車混合運行線路的通信系統(tǒng)運用積累了經驗。

3.3 在合武客運專線中的應用

合武客運專線為國鐵I級雙線鐵路，東起安徽合肥，西至湖北武漢，由中國鐵路總公司（原鐵道部）和地方政府合資建設，設計車速為200km/h．預留車速為250km/h。合武客運專線GSM-R系統(tǒng)和合寧客運專線共用1套基站子系統(tǒng)，合寧、合武線的核心網子系統(tǒng)暫時接入到既有濟南核心節(jié)點。合武客運專線地形復雜．隧道較多，為保證通信質量，GSM．R網絡沿線采用基站、光纖直放站和漏泄同軸電纜等多種設備進行弱場強區(qū)覆蓋，采用高增益天線、合理天線掛高等技術手段滿足系統(tǒng)功能需求。

當前針對GSM-R的技術，中國鐵路總公司制定了相應的技術標準了規(guī)范，針對GSM-R技術施工過程中常需要應用到的系統(tǒng)類、工程類、設備類、測試類、應用業(yè)務類和接口技術等都規(guī)范化，為GSM-R技術的推廣和應用打下了堅實的基礎。

4 結束語

綜上所述，GSM-R無線網絡技術能夠滿足當前鐵路通信系統(tǒng)信息化發(fā)展的需求，也是進一步推動鐵路運輸事業(yè)發(fā)展的基礎。在鐵路運輸通信工作中，應該積極的應用GSM-R無線網絡技術，不斷的完善和創(chuàng)新相應通信技術，確實列車運行的穩(wěn)定和安全。