GSM-R技術在高速鐵路通信系統(tǒng)中應用

楊 銳

摘要:GSM-R具有適應鐵路運輸特點的優(yōu)勢,及更符合通信信號一體化技術發(fā)展的需要, GSM-R屬于專用移動通信,專用于鐵路的運營管理,是有效的調度指揮通信工具。

關鍵詞:GSM-R;鐵路通信;高速鐵路

中圖分類號:TN929.5文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)18-0062-01

GSM-R(GSM for Railways)是專為鐵路通信設計的綜合專用數字移動通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)滿足國際鐵路聯(lián)盟提出的鐵路專用調度通信要求,在GSM Phase2+規(guī)范協(xié)議的高級語音呼叫功能:組呼、廣播呼叫、多優(yōu)先級搶占和強拆業(yè)務的基礎上,加入了基于位置尋址和功能尋址等功能,適用于鐵路專用調度通信的需要。主要提供列車調度、養(yǎng)護維修作業(yè)通信、應急通信等語音通信功能,可為列車自動控制與檢測信息提供數據傳輸通道。

1GSM-R系統(tǒng)組成

GSM-R系統(tǒng)包括網絡子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、運行和業(yè)務支撐子系統(tǒng)和終端設備等四個部分。其中,網絡子系統(tǒng)包括移動交換子系統(tǒng)、移動智能網子系統(tǒng)和通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)。

①網絡交換子系統(tǒng)。主要完成業(yè)務交換及用戶數據、移動性管理、安全性管理功能,由一系列功能實體構成:移動業(yè)務交換中心(MSC)、拜訪位置寄存器(VLR)、歸屬位置寄存器(HLR)、鑒權中心(AuC)、互連功能單元(IWF)、組呼寄存器(GCR)、短消息服務中心(SMSC)、確認中心(AC)、移動智能網(IN)。各功能實體之間通過No.7信令協(xié)議互相通信。②通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)。GPRS子系統(tǒng)負責為無線用戶提供分組數據承載業(yè)務。GPRS子系統(tǒng)包括核心層和無線接入層。核心層由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能實體組成。無線接入層由PCU、基站、終端等組成。GPRS無線接入層組網應充分利用GSM-R系統(tǒng)的設備資源,保護投資;與GSM-R系統(tǒng)共用頻率資源;利用GSM-R系統(tǒng)的基站實現無線覆蓋,不單獨增加GPRS系統(tǒng)基站。③基站子系統(tǒng)。BSS通過無線接口直接與移動臺相接,負責無線信號發(fā)送接收和無線資源管理;與MSC相連,實現移動用戶之間或移動用戶與固定網路用戶之間的通信連接,傳送系統(tǒng)信號和用戶信息等。BSS由基站控制器(BSC)、編譯碼和速率適配單元(TRAU)、基站收發(fā)信機(BTS)、弱場設備等功能實體構成。④運行與支持子系統(tǒng)。OSS包括網絡設備維護管理系統(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網的設備,包括移動臺和無線固定臺。

2基于GSM-R系統(tǒng)的鐵路通信業(yè)務

基于GSM-R技術開發(fā)的鐵路應用業(yè)務可以分為兩大類:調度與司機通信業(yè)務、列車控制業(yè)務。

2.1調度與司機通信業(yè)務

2.1.1調度語音業(yè)務

①調度臺呼叫機車臺,該業(yè)務利用了網絡中智能網。在線運行的機車臺通過智能網注冊車次功能號碼,車次功能號在機車擔當牽引任務時有效。列車在線運行期間,調度員需要和司機通話時通過撥打機車臺注冊的車次功能號呼叫司機,這種方式調度免去了記憶繁瑣的機車臺MSISDN號碼。②司機呼叫調度員,該業(yè)務也是通過智能網來實現的。司機撥打短號碼1200呼叫調度員,省去了記憶每個調度臺的ISDN號碼,智能網根據司機當前所在的位置,自動接續(xù)當前位置對應的調度臺。③語音組呼類業(yè)務,網絡可以把不同專業(yè)的鐵路運維人員進行編組,根據業(yè)務需要分組、分區(qū)域進行通話。

2.1.2GPRS數據業(yè)務

在機車運行過程中,調度員會不斷的根據線路的運行情況向機車發(fā)送調度命令,根據線路等級不同調度命令發(fā)送方式也不同。傳統(tǒng)方式是進行語音呼叫通過對話方式傳達調度命令。GSM-R系統(tǒng)應用后,利用GRRS技術實現了調度臺給機車臺發(fā)送調度命令數據。目前利用GPSR數據業(yè)務的除調度命令外還有無線車次號校核、CIR出入庫檢測等。

2.2列車控制業(yè)務

我國鐵路基于GSM-R傳遞列車控制信號的有青藏線的ITCS、大秦線的LOCOTROL,還有目前正在武廣、鄭西線進行試驗的CTCS-3, 這種業(yè)務方式需要給通信雙方分配一條永久在線的數據電路,來保證數據傳輸的實時可靠,傳輸速率為4.8或9.6 kbps。這種方式適用于數據量不大但對數據的實時性要求高的列控業(yè)務。

3結語

通信技術在飛速的發(fā)展,作為鐵路專用通信的GSM-R系統(tǒng)也可以在GSM的基礎之上持續(xù)發(fā)展,依照GSMR-C /GPRS/WCDMA-R/LTE-R發(fā)展的道路,與通信產業(yè)保持一致,能夠持續(xù)穩(wěn)步的超這移動分組數據、寬帶多媒體、基于IP的核心網絡方向融合發(fā)展。

參考文獻:

[1] 鐘章隊.路數字移動通信系統(tǒng)(GSM-R)應用基礎理論[M].

北京:鐵道出版社,2009.