淺談GSM—R系統(tǒng)技術(shù)分析及在我國鐵路通信中的具體應(yīng)用

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國的鐵路列車在不斷提升運(yùn)行速度的同時(shí)，也在不斷提高對(duì)通信系統(tǒng)的要求。隨著GSM-R系統(tǒng)——鐵路專用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的運(yùn)用，我國鐵路通信系統(tǒng)得到了很大程度的改善，滿足了高速鐵路發(fā)展的需求，而且在運(yùn)用中GSM-R系統(tǒng)也得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：GSM-R系統(tǒng);技術(shù)分析;鐵路通信;高速鐵路;現(xiàn)代化鐵路 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U285 文章編號(hào)：1009-2374（2015）02-0060-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0128

如何建設(shè)高效、安全、高度信息化、節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)代化鐵路，是我國鐵路面臨的重大問題，因?yàn)檫@些都是保障鐵路的生產(chǎn)調(diào)度和運(yùn)輸指揮的安全穩(wěn)定的前提。GSM-R系統(tǒng)具有傳輸可靠、容量大、交換靈活、支持高速移動(dòng)、功能完善等諸多優(yōu)勢(shì)，而且涉及了車、工、機(jī)、電、輛以及整個(gè)鐵路運(yùn)輸?shù)幕顒?dòng)，能夠滿足鐵路通信的特殊要求，被我國引進(jìn)后，不但提高了運(yùn)輸效率，而且保障了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩a(chǎn)，并進(jìn)一步地改善了鐵路運(yùn)輸?shù)姆?wù)品質(zhì)。

1 GSM-R系統(tǒng)和我國鐵路事業(yè)的發(fā)展對(duì)GSM-R系統(tǒng)的需求

1.1 GSM-R系統(tǒng)

這個(gè)系統(tǒng)的全稱是Global System of Mobile Communication for Railway，翻譯成中文就是全球鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)。GSM-R系統(tǒng)是一種綜合的專用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，是專門為鐵路的移動(dòng)通信設(shè)計(jì)的。

GSM-R系統(tǒng)針對(duì)鐵路獨(dú)有的移動(dòng)通信、列車的調(diào)度和控制等應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)，包含了諸多的功能，比如編組調(diào)車通信、功能尋址、無線列調(diào)、位置尋址、隧道通信、應(yīng)急通信等，滿足了鐵路的移動(dòng)通信，尤其是高鐵的專用調(diào)度通信方面的需求。

在GSM-R系統(tǒng)中，主要的業(yè)務(wù)被劃分成了四個(gè)層次（見圖1）：第一層，也就是底層業(yè)務(wù)，為鐵路運(yùn)輸提供基礎(chǔ)性的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)，而該項(xiàng)業(yè)務(wù)是以GSM和GPRS為基礎(chǔ);第二層主要是以高級(jí)語音呼叫業(yè)務(wù)，也就是ASCI為主，這一層次的業(yè)務(wù)主要包括了強(qiáng)拆、優(yōu)先級(jí)、語音廣播以及語音的組織呼叫等內(nèi)容;第三層主要是以鐵路常規(guī)性的業(yè)務(wù)為主，包括了基本的功能尋址、功能號(hào)表示、基于位置尋址以及接入矩陣等內(nèi)容;第四層業(yè)務(wù)是在鐵路的基本常規(guī)性的業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上開發(fā)獲取的各種類型的鐵路應(yīng)用，包含了通信調(diào)度、調(diào)度命令傳輸、無線車次號(hào)和列車停穩(wěn)信息傳送、列車尾部裝置信息傳送、機(jī)車調(diào)車信號(hào)和監(jiān)控信息傳送、列車控制數(shù)據(jù)傳輸、區(qū)間通信以及應(yīng)急指揮等內(nèi)容。

圖1 GSM-R系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)層次圖

1.2 我國鐵路事業(yè)的發(fā)展對(duì)GSM-R系統(tǒng)的需求

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)鐵路運(yùn)輸也提出了越來越高的要求。我國鐵路在運(yùn)營(yíng)方面的需求不斷增多，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，我國鐵路已經(jīng)具備了高速的移動(dòng)性、信息傳輸?shù)奶厥庑砸约熬C合的服務(wù)性，所以GSM-R也要在使用中滿足我國鐵路事業(yè)的多樣化業(yè)務(wù)需求。

GSM-R在我國青藏鐵路的建設(shè)中也發(fā)揮了巨大的作用。由于青藏鐵路是海拔最高的鐵路，青藏高原的地理?xiàng)l件和氣候條件都非常惡劣，為鐵路的施工包括后來的運(yùn)行都造成了很大的不便。青藏鐵路通過引進(jìn)GSM-R系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了偏遠(yuǎn)地區(qū)列車的無線通信。

2 GSM-R系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸中的功能分析

完善的鐵路通信系統(tǒng)才能促進(jìn)鐵路的發(fā)展和安全，才能保證旅客的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以GSM-R系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)都嚴(yán)格遵守了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，從而為鐵路通信提供高效便捷的環(huán)境。

2.1 調(diào)度列車的功能

GSM-R系統(tǒng)包含了站臺(tái)通信、貨運(yùn)列車的調(diào)度通信以及專用通信等功能，對(duì)列車的調(diào)度中發(fā)揮了重要作用。由于運(yùn)輸量的增加，常常會(huì)出現(xiàn)多輛列車共用同一個(gè)鐵軌的現(xiàn)象，所以在列車行駛時(shí)需要進(jìn)行有效的調(diào)度，以確保列車的正常運(yùn)行。

2.2 命令的傳輸功能

GSM-R系統(tǒng)中包含的通道傳輸功能實(shí)現(xiàn)了鐵路調(diào)度命令的傳輸。鐵路調(diào)度人員通過這項(xiàng)功能根據(jù)鐵路干線上的實(shí)際運(yùn)行情況直接對(duì)列車的司機(jī)傳輸調(diào)度命令，不但保證了列車的行車安全，而且也節(jié)省了時(shí)間，提高了鐵路的運(yùn)輸效率。

2.3 語音功能

語音功能是利用了GSM-R系統(tǒng)中包含的智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，每一輛列車都會(huì)在該智能網(wǎng)絡(luò)中注冊(cè)相應(yīng)的編碼，從而使調(diào)度員可以根據(jù)列車的編碼與其進(jìn)行直接的通話，而且由于每輛列車注冊(cè)的編碼都不同，使列車的調(diào)度能夠更加準(zhǔn)確。

2.4 區(qū)間公務(wù)通信

鐵路運(yùn)輸在建造時(shí)會(huì)包含許多區(qū)間的建設(shè)和操作，而且施工人員在進(jìn)行鐵路地基、橋梁、水電的施工時(shí)，必須要做好各個(gè)工種的協(xié)調(diào)工作，這樣工程才能夠順利進(jìn)行。通過GSM-R系統(tǒng)，施工人員實(shí)現(xiàn)了區(qū)間多組的公務(wù)通信，他們利用GSM-R技術(shù)與區(qū)間工務(wù)、信號(hào)、供電、水電、橋梁守護(hù)以及通信等不同的部門之間都可以取得有效的通信，保證了工程的順利進(jìn)行和完成。而且在緊急狀況下，施工人員還能通過GSM-R系統(tǒng)直接與列車司機(jī)取得聯(lián)系。

2.5 列車尾部的信息傳輸裝置

在鐵路列車行駛時(shí)，由于高速的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生對(duì)列車尾部的風(fēng)壓，因此鐵路列車在尾部除了安裝了接受裝置和警醒裝置之外，還安裝了風(fēng)壓的數(shù)據(jù)反饋裝置。所以當(dāng)列車在運(yùn)行時(shí)，GSM-R系統(tǒng)就會(huì)利用尾部的數(shù)據(jù)反饋裝置將風(fēng)壓數(shù)據(jù)通過傳輸通道傳送到列車的機(jī)車電臺(tái)上，并根據(jù)反饋的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在列車行進(jìn)時(shí)對(duì)其尾部進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)控，從而保證行車的安全。

3 GSM-R系統(tǒng)在我國的發(fā)展前景

3.1 GSM-R系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)與3G、GPRS的有機(jī)結(jié)合

在我國的鐵路通信中，主要是列車控制信息的傳輸和列車調(diào)度的通信。所以GSM-R系統(tǒng)的發(fā)展要結(jié)合我國的實(shí)際情況，通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)GSM-R系統(tǒng)與3G、GPRS網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)結(jié)合，從而充分地利用3G網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)更好地為鐵路通信服務(wù)。

3.2 在GSM-R系統(tǒng)中接入FAS系統(tǒng)

FAS系統(tǒng)主要是由調(diào)度主機(jī)系統(tǒng)、操作臺(tái)系統(tǒng)以及維修系統(tǒng)這三大系統(tǒng)組成，每個(gè)系統(tǒng)都在鐵路的通信中發(fā)揮出了巨大的作用。通過加強(qiáng)FAS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，使鐵路的調(diào)度所都采用星形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接，在路由方式上采用迂回的路徑。這一系統(tǒng)與GSM-R系統(tǒng)相融合之后，能夠極大地提高鐵路通信的質(zhì)量。

4 結(jié)語

GSM-R系統(tǒng)具備了傳輸可靠、容量大、交換靈活、支持高速移動(dòng)、功能完善等諸多優(yōu)勢(shì)，在世界各國的鐵路事業(yè)中都占據(jù)了舉足輕重的地位，使鐵路運(yùn)輸?shù)墓芾黹_始朝著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化的方向發(fā)展。我國對(duì)于GSM-R系統(tǒng)的引進(jìn)較晚，在該系統(tǒng)的應(yīng)用方面還處在初級(jí)階段，必須在鐵路通信建設(shè)的過程中結(jié)合我國的實(shí)際情況對(duì)GSM-R系統(tǒng)進(jìn)行完善、改革和創(chuàng)新，才能使GSM-R系統(tǒng)發(fā)揮出最大的作用，不斷地推動(dòng)我國的鐵路事業(yè)的前進(jìn)。

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作者簡(jiǎn)介：林浩，男，重慶人，中鐵電氣化局集團(tuán)第三工程有限公司通信工程二部工程師，研究方向：鐵路通信。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）