GSM-R系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中的應(yīng)用

芮東峰

（哈爾濱鐵路局建設(shè)處，哈爾濱 150001）

隨著科技水平的不斷發(fā)展，我國鐵路信息化建設(shè)也在逐漸完善更新，為了更好地實(shí)現(xiàn)鐵路建設(shè)的發(fā)展，鐵道部決定采用GSM-R系統(tǒng)作為我國鐵路信息化建設(shè)的主要通信系統(tǒng)。自確定這一系統(tǒng)以來，我國相繼建立了相應(yīng)的鐵路GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展建設(shè)規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)，并且先后在大秦線、膠濟(jì)線等線路上建立了GSM-R網(wǎng)絡(luò)，逐步開展對我國鐵路GSM-R系統(tǒng)的完善和實(shí)施工作。

1 GSM-R系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

GSM-R系統(tǒng)主要由7個(gè)子系統(tǒng)組合而成。分別是基站子系統(tǒng)、交換子系統(tǒng)、運(yùn)行與維護(hù)子系統(tǒng)、通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)、固定用戶接入交換機(jī)子系統(tǒng)、移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)以及終端子系統(tǒng)。

基站子系統(tǒng)主要有兩方面作用，一方面是基站子系統(tǒng)通過無線接口與移動(dòng)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)相連，相連之后負(fù)責(zé)無線的發(fā)送、接收以及無線資源的管理。另一方面，基站子系統(tǒng)與交換子系統(tǒng)相連，從而實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)用戶之間的通信連接。基站子系統(tǒng)是一個(gè)比較大的設(shè)備聚集系統(tǒng)，它包含了基站的收發(fā)信機(jī)、基站的控制器以及小區(qū)廣播短消息中心等設(shè)備。

交換子系統(tǒng)。交換子系統(tǒng)主要的負(fù)責(zé)區(qū)域是用戶的數(shù)據(jù)管理、移動(dòng)管理以及與其他相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的連接，主要包括網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心、訪問位置寄存器、鑒權(quán)中心、消息中心、確認(rèn)中心等設(shè)備。

運(yùn)行與維護(hù)子系統(tǒng)。它的主要功能是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中操作與維護(hù)，從而完成移動(dòng)用戶管理、網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)等功能，主要包括交換網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)、數(shù)字業(yè)務(wù)管理子系統(tǒng)、FAS網(wǎng)管系統(tǒng)等。

通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。這一子系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的是GSM-R系統(tǒng)的分組無線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，主要包含了網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN、分組控制單元PCU等設(shè)備。

固定用戶接入交換機(jī)子系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要包括鐵道部FAS、鐵路局FAS、站段FAS。

移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)。這一子系統(tǒng)主要提供的業(yè)務(wù)包括：基于位置的尋址、自動(dòng)獲取調(diào)度中心地址、呼叫限制靈活等，主要包含業(yè)務(wù)交換點(diǎn)、智能外設(shè)以及業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)等設(shè)備。

終端子系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要包括固定終端、移動(dòng)終端等設(shè)備。其中固定終端主要包括調(diào)度終端、呼叫記錄和錄音系統(tǒng)等設(shè)備，而移動(dòng)終端則包括綜合通信設(shè)備、便攜臺等設(shè)備。

2 GSM-R系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 語音業(yè)務(wù)

GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的語音業(yè)務(wù)主要是由交換子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、固定用戶接入交換機(jī)子系統(tǒng)以及移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。它可以為鐵路運(yùn)輸指揮提供調(diào)度信息和專用通信等通信業(yè)務(wù)。現(xiàn)階段我國鐵路通信主要的業(yè)務(wù)有：

第一，列車調(diào)度通信。列車調(diào)度通信是目前我國主要的鐵路行車通信系統(tǒng)之一，主要負(fù)責(zé)的是列車的位置和運(yùn)行的方向，列車調(diào)度通信系統(tǒng)主要用戶包括列車調(diào)度員、司機(jī)、助理值班員、列車段值班員、救援列車主任以及其他的列車相關(guān)人員。而為了更好地滿足鐵路調(diào)度指揮的需求，GSM-R出現(xiàn)了一些鐵路獨(dú)有的功能，比如優(yōu)先業(yè)務(wù)，這一業(yè)務(wù)為鐵路的調(diào)度提供了一種強(qiáng)制能力，比較符合列車調(diào)度通信的特點(diǎn)。而語音呼叫業(yè)務(wù)則突破了點(diǎn)對點(diǎn)通信的局限性，可以利用更為簡潔的方式建立呼叫組，這一功能對于鐵道部門實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮來說是非常有益的。此外，GSM-R新增的功能尋址可以通過編輯功能號來實(shí)現(xiàn)呼叫用戶，這樣就有效避免了一般情況下用戶需要使用終端設(shè)備進(jìn)行尋址。

第二，專用通信。專用通信業(yè)務(wù)所涵蓋的范圍較廣，主要包括電務(wù)、供水、水電、公安等專用的通信業(yè)務(wù)，以便為各個(gè)部門提供使用具有調(diào)度功能的專業(yè)通信業(yè)務(wù)。其主要的通信方式有三種：一是調(diào)度員或者值班員可以接受所屬用戶的個(gè)別呼叫并通話。二是調(diào)度員或者值班員可以進(jìn)行個(gè)別呼叫所屬用戶并通話。三是與列車等行車有關(guān)的調(diào)度員可以按功能號呼叫司機(jī)等用戶并通話。

2.2 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

現(xiàn)階段我國鐵路通信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)有：第一，調(diào)度命令的傳送，這也是列車安全行駛的保證。第二，機(jī)車同步控制傳輸。這一業(yè)務(wù)可以在很大程度上實(shí)現(xiàn)本務(wù)機(jī)與補(bǔ)機(jī)之間信息的交換與傳遞。第三，列尾裝置信息傳送。這是檢查列車在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中是否完整的最為重要的依據(jù)之一，我們通過這一系統(tǒng)可以及時(shí)地將列尾壓數(shù)據(jù)傳送到列車中，這些數(shù)據(jù)供司機(jī)進(jìn)行檢測。此外，尾部風(fēng)壓的狀態(tài)能夠隨時(shí)通過列尾主機(jī)進(jìn)行傳輸，機(jī)車也能夠隨時(shí)進(jìn)行查詢，從而更好地反饋車尾的工作情況以及狀態(tài)，我們采用這種方式可以在一定程度上擺脫原有系統(tǒng)抗干擾性差等缺點(diǎn)。

3 結(jié)語

GSM-R系統(tǒng)是為鐵路而專門開發(fā)的數(shù)字式無線通信系統(tǒng)，所以它對于鐵路的運(yùn)輸而言，特點(diǎn)更為明顯。其發(fā)展前景也是非常可觀的，GSM-R系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中的發(fā)展前景主要包括以下幾個(gè)方面：

第一，能夠適應(yīng)我國鐵路的發(fā)展需求，在高速列車和地面調(diào)度中心之間進(jìn)行相互的信息傳輸。

第二，使我國鐵路的安全性、可靠性以及路線的保密性得到相應(yīng)的提高。

第三，能夠適應(yīng)不同地區(qū)和復(fù)雜的地形，而且對基站的部署也能夠更加靈活。

第四，以后可以建造一個(gè)全國范圍內(nèi)的、統(tǒng)一的無線通信平臺，以便在行業(yè)內(nèi)實(shí)現(xiàn)漫游。

第五，以后可以提供更多的有利于鐵路發(fā)展的業(yè)務(wù)，比如多媒體業(yè)務(wù)、電子商務(wù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)對貨物的實(shí)時(shí)跟蹤、網(wǎng)絡(luò)售票，不斷發(fā)展鐵路業(yè)務(wù)，其根本的目的是為了讓廣大群眾能夠出行更加舒適、方便。

隨著GSM-R系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中的應(yīng)用，相信以后這一系統(tǒng)必然會更加全面地適應(yīng)我國鐵路的發(fā)展方向，從而使其發(fā)展的領(lǐng)域更為廣泛。

［1］ 李旭，蔣文怡.鐵路綜合數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)［M］.北京：中國鐵道出版社，2003．

［2］ 朱惠忠，張亞平，蔣笑冰.GSM-R通信技術(shù)及與應(yīng)用［M］.北京：中國鐵道出版社，2005.