GSM—R技術在我國鐵路通信中的應用和發展

楊震

摘 要：在我國社會經濟不斷進步發展以及人們生活水平逐步提高的今天，鐵路運輸量日益增加，新時代的鐵路運輸發展需要更高水平的無線通信技術，適應新形勢下的安全、可靠、高效運行要求。GSM-R技術是一種專用于鐵路運行的數字式移動無線通信技術，對鐵路的運行起著調控及指揮的作用。本文將對GSM-R技術在我國鐵路通信中的應用和發展進行分析，希望對業內人士有所幫助。

關鍵詞：鐵路通信；GSM-R技術；應用；發展

1 GSM-R系統的結構

GSM-R技術是調度和指揮鐵路日常運營的專用移動通信技術，是一種基于分組數據的通信方式。其主要由四部分組成：第一，基站子系統，BSS借助無線接口直接連通移動臺且承擔著無線信號的發送接收與無線資源管理工作。BSS主要是由編譯碼和速率適配單元（TRAU）、基站控制器（BSC）、基站收發信機（BTS）和弱場設備這幾個功能實體構成的。第二，網絡子系統，網絡子系統又涉及網絡交換子系統、移動智能網子系統以及通用分組無線業務子系統。一是，其中網絡交換子系統主要是由VLR、MSC、HLR、AUC、IWF、GCR、SMSC、AC與IN等功能實體構成，進行交換業務與用戶數據的安全和移動管理。這些實體是借助No.7信令協議來實現之間的通信；二是，通用分組無線業務的子系統，GPRS子系統是分組無線業務的重要部分。GPRS子系統主要包括兩層結構：一是核心層，核心層主要是由SGSN、GGSN、DNS和RADIUS的功能實體構成；二是無線接入層，無線接入層主要包括基站、PCU與終端等結構。為了降低投入成本，GPRS無線接入層組網必須高效利用GSM—R系統所提供的設備資源；跟GSM—R系統同用一個頻率資源；利用GSM—R系統的基站來完成無線覆蓋，不增設單獨的GPRS系統基站。GPRS子系統的功能主要是為無線用戶提供分組數據承載業務。第三，運行和業務支撐子系統，OSS主要包括用戶管理系統與網絡設備維護管理系統兩個系統。第四，終端設備，終端設備是用來接入GSM-R網的移動臺和無線固定臺等設備，具有讓用戶直接使用的功能。具體結構如圖1所示。

2 GSM-R技術在我國鐵路通信中的應用

2.1 調度命令傳送

TDCS系統通過查找機車編號以及對應的目的IP地址，將其調度命令適時發布，具有強大的功能，此時GSM-R系統經過GSM-R網絡組成的數據鏈路將調度指令傳送到車載無線通信設備上，從而實現運行機車準確、及時地接收到調度指令。這種調度命令是鐵路調度指揮中樞系統發布的，具有較高的權威性，是列車運行指揮系統的關鍵環節以及列車信號傳輸的層級管理。

2.2 列車調度指揮

GSM-R系統在鐵路通信中的應用，還包括使調度與司機之間進行順暢的通話，從而有效指揮各種列車的順利運行。調度與列車司機的通話是否順暢，決定了列車運行的有序和安全，由此可以看出GSM-R系統在行車通信系統的重要地位，其有效的應用提高了列車運營各部門之間的通信暢通度，進一步促進了列車運行的安全性。

2.3 機車同步控制

鐵路的列車運行具有特殊性，需要多個機車牽引，那么就要求多個機車的運行例如加減速、制動等一系列行為必須保持高度的一致，鐵路指揮部門必須同步操縱這些數據，GSM-R系統的應用極大地實現了各個機車間信息的傳遞和交換等要求，提高了列車運行的安全性和高效性。

2.4 多種旅客服務功能的應用

在鐵路通信系統中應用GSM-R技術可以便捷、高效的為旅客提供售票以及相關的查詢等服務功能，實現列車運行動態的實時更新。另外，GSM-R技術的應用還具有跟蹤貨運的服務，通過對貨車的定位實時掌握和了解所運貨物的精確位置。此外，GSM-R技術在我國鐵路通信系統中還具備按近連續式傳輸機車信號、無線列調、區間移動通信以及據實況進行GSM-R場強合理覆蓋的功能。

2.5 多優先級搶占呼叫權

鐵路通訊網絡不僅要具備列車自動化控制作用，還要具有緊急呼叫系統，若某個無線電信道出現擁堵的情況，可以及時建立新的高優先權的通訊連接，中斷低優先權呼叫，保障鐵路通訊系統的實時性和有效性。

3 GSM-R技術的發展

關于GSM-R技術的今后的發展，我們還要注意幾個重要的問題。首先是要全面、系統的考慮GSM-R設備間的互聯、互通性，以安全、穩定以及高效實用為目標進行鐵路移動通信的構建，并適時改進不適應現代鐵路運輸需求的移動信息傳送平臺。其次是為了保障鐵路通信系統在電磁復雜環境里的穩定和有序，GSM-R系統可采用空中無線管控為列車運行控制系統構建一個無干擾、無污染的環境。另外，還應充分運用。例如GPRS技術等先進的技術，優化數據信息傳輸容量，靈活配置各種資源并實現各種類型數據信息的傳輸。最后是建立健全鐵路網絡運營維護管理機制，實時研發GSM-R技術的新應用、新業務，比如構建調度命令、站場圖形等，促進鐵路事業的深層次發展。

4 結束語

總之，目前鐵路事業的蓬勃發展，需要較高技術水平的通信系統做保障，GSM-R技術作為專用于鐵路日常運行管理的關鍵技術，對鐵路的高效、安全、快捷運行具有重要的推動作用，鐵路運營管理人員，應加強對其的分析研究，為鐵路事業的長遠發展奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]李晟陽.融合GSM-R技術的鐵路無線列調系統[D].西安工業大學，2012.

[2]吳端坡.GSM-R多普勒效應與切換掉話分析及車載分析系統研究[D].浙江大學，2014.

[3]李竑.GSM-R通信系統及其應用與建設[D].北京郵電大學，2010.