GSM-R網絡鐵路緊急呼叫和組呼測試方法探討

張弘毅 蔣志勇 王祖元

列車調度通信是GSM-R系統應用必選項目，而鐵路緊急呼叫和語音組呼是其重要的組成部分。在工程建設、驗收階段和運營維護中，組織安排鐵路緊急呼叫和同一區域內司機間的語音組呼的動態測試非常困難，而運營線路安排動態復測則更難。為此，根據通信流程、測試方法和要求，探討鐵路緊急呼叫和語音組呼新的測試方案。

1 鐵路緊急呼叫和組呼

210和299的主要特征見表1，移動終端發起過程如圖1所示。

1.鐵路緊急呼叫 (299)。在緊急情況下，用來呼叫預先定義區域內的司機、調度員和其他相關人員，是GSM-R列車調度通信必須具備的業務功能，是機車司機、助理值班員、工務巡道人員、道口值班人員，向所屬調度轄區的調度員、相鄰車站的一種組呼，它具有最高優先級。

表1 210和299的主要特征

2.同一區域內司機間的語音組呼 (210)。這是車站值班員、車站基站區范圍內機車司機、運轉車長和其他移動終端之間按組呼方式通話。

圖1 299、210組呼移動端起呼示意圖

2 動態測試

299和210的動態測試包括GSM-R網絡服務質量測試和調度通信系統功能測試。

2.1 GSM-R網絡服務質量

GSM-R網絡服務質量測試，是考察鐵路沿線發起299、210組呼時，GSM-R網絡針對299、210建立時間和成功發起概率的性能，具體檢測項目為：①緊急呼叫建立時間和呼叫建立失敗概率;②車站組呼建立時間和呼叫建立失敗概率。

《高速鐵路工程動態驗收技術規范》(TB10761-2013)和《客貨共線鐵路工程竣工驗收動態檢測指導意見》(鐵建設 ［2008］133號)等標準中，明確規定GSM-R服務質量需要達到的指標，如表2所示。

表2 GSM-R系統電路域語音業務服務質量指標

《GSM-R無線網絡覆蓋和服務質量 (QoS)測試方法 (V1.0)》(科技運 ［2008］170號)，鐵路緊急呼叫、同一區域內司機間的組呼建立時間測試結構見圖2、圖3所示，圖中Igsm(t)為測試接口、Ium為測試點;測試方法要求見表3。

圖2 鐵路緊急呼叫連接建立時間測試結構圖

圖3 同一區域內司機間的組呼連接建立時間測試結構圖

2.2 調度通信系統

調度通信系統功能測試，是為驗證鐵路運營中299、210的可用性，必須結合FAS系統一起進行功能驗證，同時驗證299、210呼叫過程中GSM-R系統與FAS系統間接口是否正常，其功能是否符合本線GSM-R用戶編號方案和《GSM-R數字移動通信應用技術條件第一分冊：調度通信系統》(科技運〔2007〕116號)。

299：在列車高速運行條件下，由測試人員依據GSM-R用戶編號方案，使用移動終端發起鐵路緊急呼叫，驗證編號方案中小區成員 (移動終端、車站FAS臺、調度臺)是否響應鐵路緊急呼叫，并與其他移動終端、沿線車站、調度臺等配合人員進行通話，主觀評價通話質量等。

210：組呼發起方可以是移動終端，也可以是車站值班臺。功能測試分為二部分：①列車在高速運行條件下，由測試人員依據編號方案，使用移動終端發起鐵路緊急呼叫，驗證編號方案中小區成員(移動終端、車站FAS臺)是否響應組呼，并與其他移動終端和沿線車站的配合人員進行通話，主觀評價通話質量;②由車站值班臺發起組呼，驗證編號方案中小區成員是否響應組呼，并與其他移動終端配合人員進行通話，主觀評價通話質量。

表3 鐵路緊急呼叫、同一區域內司機間的組呼建立時間測試方法

3 動態測試的實施難度

依據現行頒布的測試規范和評價標準，299和210的性能和功能動態測試特點對比見表4。

表4 299和210的性能和功能動態測試特點對比

從表4可知，動態測試時，由于檢測目的和檢測要求的不同，對測試列車的CIR設備、車站值班臺和行車調度臺正常運營影響也是不同的，功能測試影響較小，性能測試影響較大。

根據多條線路動態檢測數據統計，以SAGEM模塊為例，鐵路緊急呼叫建立平均時間為1.92 s，組呼建立時間為2.65 s，根據《GSM-R無線網絡覆蓋和服務質量 (QoS)測試方法 (V1.0)》 (科技運 ［2008］170號)的測試要求，可得：

299建立時間測試周期=1.92+5+30=36.92 s

210建立時間測試周期=2.65+5+30=37.65 s

在動態檢測和維護測試中，檢測列車以運營速度在測試區段進行測試，若滿足每個小區至少包含3個測試樣本的標準要求，就需要在測試區段至少安排一個往返的測試;部分較短線路 (少于33個GSM-R基站覆蓋)，需要安排3～4個單程的動態測試，才能滿足測試總樣本數應不小于100次的標準要求。

新建高速鐵路，只有GSM-R系統來實現車-地之間語音、數據通信，列控系統指揮行車時，缺少車-地語音通信，不利于應對突發事件，增加了不安全因素;列控系統不能指揮行車時，缺少車-地語音通信，列車無法正常運營。性能測試要求不足40 s的測試周期，導致列車與地面無法通過GSMR系統實現語音通信，這對檢車列車的行車組織提出了較高要求，也給動態檢測組織安排帶來了困難。

以下幾種情況下動態性能檢測還會對其他既有線路上行駛的列車產生影響：對于新建線路與既有線相交、相鄰的區段;新建線路的部分 (或全部)區段為既有調度臺管轄;既有線路的GSM-R系統改造;新建線路的車站臺為既有車站FAS。

對既有線路上行駛的列車產生影響時，動態性能測試只能安排在既有線路“天窗”點內進行，但部分既有線路沒有較長“天窗”點，或上、下行方向線路的“天窗”點不統一，如京九鐵路、武九鐵路。而且線路“天窗”點是鐵路運營各專業 (工務、電務等)維護、養護時間，如果安排此類項目，必然要停掉其他專業的維護、養護工作，更增加了測試組織安排的難度。

4 改進測試方法

為了解決新建線路299和210性能測試和既有線路維護復測中組織安排中遇到的困難，可以從改進測試方案的角度，減小測試影響的范圍，降低組織安排的難度。

方案一 GCR不添加固定終端數據或修改FAS系統虛擬組呼號碼數據

未開通線路，根據編號方案分2次配置299、210數據;第一次配置數據時GCR中不配置固定終端的ISDN號碼或虛擬組呼號碼，進行鐵路緊急呼叫和組呼時，不影響車站FAS臺、調度臺的語音個呼、短號碼的正常使用，但相應小區的移動用戶仍受到測試影響;檢測列車行車指揮需專門配置未開通299、210組呼功能的移動終端，或使用公網手機與車站FAS和調度臺通信;待性能測試完成后，將固定終端的ISDN號碼和虛擬號碼在GCR補充配置完成。

已開通線路，進行299性能測試前修改FAS系統的虛擬組呼號碼的指向，指向測試FAS臺;進行210性能測試前，將GCR中預定義固定終端車站FAS的ISDN號碼修改為測試FAS臺的ISDN號碼，或修改虛擬組呼號碼數據，指向至測試FAS臺;測試結束后，恢復原數據。

方案二 在MSC中新增測試399、310呼叫數據

在GSM-R核心網中配置399、310測試用網絡數據，在MSC中除了不配置與FAS有關的虛擬組呼號碼、ISDN號碼等數據外，其他數據與299/210配置數據相同。

采用開通399、310功能的SIM卡進行測試，只有具有310、399功能SIM卡的移動用戶才能接收。鐵路運營、維護移動用戶 (CIR、GPH、OPH)使用的SIM卡沒有399、310功能，不受399、310性能測試的影響，GCR沒有配置相應的ISDN號碼和虛擬號碼，所以固定終端 (車站FAS、調度臺)也不會受測試影響。

方案一與方案二實施特點對比見表5。

方案二，由于310、399與210、299通信流程一致，測試接口、測試點一致，399、310測試數據能完全反映299、210在GSM-R網絡中的性能。只需要在編號方案中增加相應的399、310數據說明，在MSC中配置相應數據，使用測試專用SIM卡就可以解決299、210測試安排中的困難。

表5 方案一與方案二實施特點對比

5 小結

針對299、210動態性能測試中遇到的困難，提出了代替299、210的399、310測試組呼，完全可以避免測試安排中的困難，而且完全可以反映GSM-R網絡服務質量性能，建議GSM-R系統設計單位編寫GSM-R編號方案時增加399、310的數據，各鐵路局GSM-R核心網數據室在MSC配置新建GSM-R系統的399、310數據，方便鐵路緊急呼叫和組呼的測試安排。

［1］ TB10761-2013.高速鐵路工程動態驗收技術規范［S］.2013.

［2］ 中華人民共和國鐵道部.鐵建設［2008］133號.客貨共線鐵路工程竣工驗收動態檢測指導意見.2008.

［3］ 中華人民共和國鐵道部.科技運［2008］170號.GSMR無線網絡覆蓋和服務質量(QoS)測試方法(V1.0)［S］.2008.

［4］ 中華人民共和國鐵道部.科技運〔2007〕116號.GSMR數字移動通信應用技術條件第一分冊：調度通信系統［S］.2007.