基于位置呼叫限制在鐵路GSM-R功能尋址中的作用

沙娜

【摘要】 功能尋址是實現GSM-R集群調度通信的主要手段，引入GSM-R基于位置呼叫范圍限制，使列車調度員或車站值班員用功能尋址（車次功能號）方式呼叫管轄范圍內運行的機車，能有效的避免不同調度轄區使用相同車次號呼叫機車司機時通信受阻情況，為列車的調度指揮作業提供了安全保證。

【關鍵詞】 功能尋址 基于位置呼叫限制 調度指揮 安全保證

一、緒論

功能尋址（車次功能號）是鐵路GSM-R網絡中一個非常重要的先進尋址功能，是實現集群調度通信的關鍵技術和必要手段。但由于功能尋址存在列車調度員或車站值班員等調度用戶使用相同車次號呼叫到非管轄范圍內的機車，為行車安全造成很大隱患。本文針對 GSM-R 網絡引入基于位置呼叫限制功能在功能尋址（車次功能號）中的應用進行了探討與研究。

二、功能尋址

2.1功能尋址簡介

功能尋址是GSM-R中非常重要的先進尋址功能，是實現集群調度通信的關鍵技術和必要手段。功能尋址指用戶可以根據它們當時所擔當的功能角色（功能號），而不是它們所使用的終端設備的號碼（ISDN）來進行尋址。功能號是 GSM-R為了實現功能尋址而統一制定的，具有相對唯一性的號碼，根據用戶擔任的職務、角色分配用戶號。

2.2功能號的構成

GSM-R的功能號由呼叫類型和用戶號碼組成，呼叫類型有車次功能號、機車功能號、車號功能號、調度功能號和調車及維修功能號等類型；用戶號碼由用戶識別碼和功能碼組成。用戶識別號碼是用于包含此號碼用戶包含的用戶信息，例如車次功能號的用戶識別號碼是列車的車次。機車功能號的用戶識別號碼是機車的車號。不同的呼叫類型對應不同的用戶識別號碼。功能碼表示不同用戶的具體身份，如本務司機（車載臺）、本務司機（手持終端）、列車長、乘警長功能號等，都有相應的功能碼進行標識。

2.3功能尋址應用中存在的問題

根據鐵路運輸組織的相關規定，鐵路是按鐵路局為單位進行運輸組織管理，各個鐵路局的調度員指揮自己調度區內運行的機車。在列車運行中，由于機車長交路或機械故障而導致列車長時間運行，會導致不同鐵路局出現同一個車次號的情況，從而引起的列車調度員或車站值班員等調度用戶使用相同車次號呼叫到非管轄范圍內其他機車的問題。

三、基于位置的呼叫限制

3.1基于位置的呼叫限制簡介

基于位置的呼叫限制，是指主叫用戶發起呼叫后，網絡需要根據被叫用戶的位置來判斷是否進行呼叫接續，判斷的依據是被叫用戶當時所在的位置是否處于主叫用戶所管轄的范圍。位置呼叫限制是將某一用戶發起呼叫的范圍限制在其管轄的范圍內，從而避免了無關呼叫的發起，保障了鐵路通信的可靠性和安全性。

在GSM-R網絡中，調度員和車站值班員的管轄范圍是依據小區來劃分的，即基于位置呼叫限制中的位置信息采用小區信息。其中，全球小區識別碼（CGI）是用來識別一個基站小區所覆蓋的區域，在LAI（MCC+MNC+LAC）的基礎上再加小區識別碼CI構成。其結構如下：

3.2基于位置呼叫限制的必要性

為保證運輸的安全性與管理的可靠性，鐵路使用區段管理的制度，每位行車調度員或車站值班員都管轄了一定長度的調度區段。基于位置呼叫限制的應用，使得行車調度員只能與其管轄范圍內的機車司機、運轉車長、車站值班員、車站助理值班員通話；車站值班員、車站助理值班員只能與進入其車站范圍內的機車司機、運轉車長通話，一旦列車出了管轄的范圍，呼叫就需要被限制。具有調度身份的用戶使用功能號呼叫移動用戶，網絡根據主叫用戶功能號和被叫用戶位置信息進行判斷篩選，篩選通過的呼叫被正常接續，未通過的呼叫被釋放。這種限制即保證了調度通信的可靠性，但又不會簡單地、永久地進行通訊限制，有效解決了功能尋址在應用中存在的問題。

四、智能網的實現方式

4.1基于位置的呼叫限制業務的設計

目前主要采用GSM-R智能網技術方案來實現基于位置尋址的呼叫限制。首先需在SCP中針對每個調度員或車站值班員設計一張管轄范圍的表格，在表中設定好該調度或車站所管轄的所有小區ID，此表由鐵路運輸管理部門確定，并作為SCP判斷主叫用戶與被叫用戶之間是否能建立呼叫的依據。其次當主叫用戶發起呼叫時，SCP需要知道被叫用戶的當前位置信息。這就需要發起一個ATI（Any Time Interogation，即時查詢）的消息向HLR請求被叫用戶的當前位置信息。獲得位置信息后再由SCP根據表1判斷呼叫是否能夠建立，以此實現了基于位置的呼叫限制業務。

4.2以瓦日線上的運行的某貨物列車為例進行詳解

瓦日線是連接我國東西部的重要煤炭資源運輸通道，西起山西省呂梁市興縣瓦塘鎮，東至山東省日照港，橫跨太原、鄭州、濟南鐵路局。貨運交路也比較復雜，運輸時間比較長，必然出現某一時刻在不同局管轄區出現相同車次的問題，如果不進行基于位置的呼叫限制，調度員或車站值班員將無法將自己管界的車次正確喚起。針對不同區域相同車次號的問題，在 SCP（智能網）中定義 DA值與管轄基站小區 CGI值與固定用戶（調度臺、車站值班臺）的功能號數據關聯。表4為瓦日線鄭州鐵路局和濟南鐵路局的調度員管轄的其中兩個車站范圍，小區信息為LAC+CI。

當范縣車站值班員使用FAS設備呼叫某車次的機車司機時，FAS設備將該呼叫信息送至 MSC，MSC 根據呼叫類型判斷為功能號呼叫同時向 SCP 發送 Initial DP 消息，SCP根據范縣車站值班員的用戶功能號信息對應其調度DA 值，得知是晉中南列車調臺（鄭州）的調度用戶管轄范圍；同時，SCP 根據將在瓦日線上運行的火車車次功能號對應的MSISDN 號向 HLR發送 ATI消息，HLR 根據該 MSISDN 號碼對應的 IMSI 號碼向該用戶所在的 VLR 發送PSI（Provide Subscriber Info，提供用戶信息）消息，MSC將獲取到的被叫用戶位置信息通過 HLR 返回 SCP，SCP 根據返回的被叫用戶小區信息（LAC+CI）與晉中南列車調度臺（鄭州）的管轄范圍做一個比對，當鄭州局主叫調度用戶的管轄范圍包含在線車次號所在鄭州局的基站小區，則建立呼叫，否則將會釋放本次呼叫。

因此，濟南局調度員就不會對鄭州局管轄的基站小區運行的車次進行呼叫。就有效避免了當同一個車次的貨物列車已經駛入濟南局區段后，再次被鄭州局調度員叫起，影響列車的正常調度指揮工作。

五、小結

GSM-R網絡功能尋址作為現階段鐵路GSM-R網絡中非常重要的先進尋址功能，有效解決了功能尋址中的存在的問題，是實現集群調度通信的關鍵技術和必要手段，必將在鐵路的大跨越式發展中發揮重要的作用。

參 考 文 獻

[1]鐘章隊等編著，鐵路數字移動通信系統（GSM-R）應用基礎理論， 北京交通大學出版社

[2]2009年7月 MORANE，FFFS for functional addressing，UIC ERTMS/GSM-R Operators Group， 2012

[3]GSM-R數字移動通信網編號計劃（V3.0）鐵道部技術規范