高速鐵路GSM-R工程性網(wǎng)絡優(yōu)化關鍵技術研究

◎周初松

高速鐵路GSM-R工程性網(wǎng)絡優(yōu)化關鍵技術研究

◎周初松

隨著我國現(xiàn)代鐵路技術與通信技術的結合，GSM-R工程網(wǎng)絡在鐵路的運輸和使用之中得到了很大的優(yōu)化和研究，提高了傳統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡的通信質(zhì)量和通信效率，本文對于高速鐵路運輸之中的網(wǎng)絡優(yōu)化技術進行了介紹和研究。

為了滿足人們在出行過程之中對網(wǎng)絡連接的需求，我國的鐵路建設部門開始將GSM-R移動網(wǎng)絡技術應用到了新時代的高速鐵路列車的建設之中，該技術的加入不僅方便了乘客在鐵路出行的過程之中的網(wǎng)絡需求，也加強了鐵路網(wǎng)絡的管理的便捷性，給鐵路的安全運輸和安全形式帶來了保障。

GSM-R 網(wǎng)絡的組成和應用現(xiàn)狀

所謂GSM-R網(wǎng)絡是國家鐵路管理部門與網(wǎng)絡技術部門針對鐵路的運行特點而專門設計的通訊網(wǎng)絡。這種網(wǎng)絡技術支持語音通信和網(wǎng)絡連接等功能，可以滿足在高速列車運行過程之中的通信和調(diào)度命令的接收與發(fā)送要求，為列車的安全行駛提供了網(wǎng)絡保障。GSM-R網(wǎng)絡在使用之中包括網(wǎng)絡系統(tǒng)、基站系統(tǒng)、運行系統(tǒng)以及業(yè)務系統(tǒng)，各個系統(tǒng)共同合作，完成鐵路運輸過程之中的網(wǎng)絡連接工作。

網(wǎng)絡系統(tǒng)只要用于在列車的行駛過程之中的信息交換和信息安全保護工作，這一系統(tǒng)從構成上來說，主要是由定位寄存器、網(wǎng)絡交換器、信息寄存器、等結構所組成，在功能層面，網(wǎng)絡系統(tǒng)的功能可以通過分層來進行表述，主要可以分為無線接入層、核心層兩種功能層面，其核心功能層主要是用于滿足在網(wǎng)絡使用過程之中的通信和寄存功能的要求，無線接入層主要是在網(wǎng)絡通訊之中的各種信號傳播基礎設施的總稱，主要包括基站等信號傳輸設施。

基站系統(tǒng)主要是為了網(wǎng)絡通訊之中的信號傳播而服務，在鐵路交通的網(wǎng)絡基站設置之中。通過GSM-R基站的設置就可以滿足在列車行駛過程之中的信號傳輸要求，不必再設置GPRS信號基站。

在當今的鐵路建設之中，為了滿足人民出行的網(wǎng)絡要求和鐵路安全行駛要求的網(wǎng)絡通信情況，GSM-R網(wǎng)絡通信技術在我國的高速鐵路建設之中得到了非常廣泛的應用，且其網(wǎng)絡通信和信息傳遞功能在鐵路列車的安全行駛方面有著巨大的價值。目前，我國的高速鐵路建設比如青藏鐵路、京津高鐵等建設項目之中，列車均使用了GSM-R網(wǎng)絡作為列車與鐵路管理部門之間的聯(lián)系手段，在我國鐵路建設之中發(fā)揮著非常重要的作用。

通過將GSM-R網(wǎng)絡在鐵路列車上的應用，列車與交通管制部門之間的信息交流變得方便，管制部門對于列車運行狀況的信息收集和監(jiān)控也變得更為順利，GSM-R網(wǎng)絡在速度和網(wǎng)絡帶寬方面具有優(yōu)勢，滿足了在列車的行駛管理和監(jiān)控之中的網(wǎng)絡需求，加強了國家鐵路管理部門對于列車行駛的安全管理。

先進且快速的網(wǎng)路技術的應用加強了列車之間的信息交流。在傳統(tǒng)的裂成行駛之中，假如列車進入隧道之中，列車之間的信息交流就會受到阻礙，可能產(chǎn)生事故。在GSM-R網(wǎng)絡技術在列車之中得到應用之后，該網(wǎng)絡技術可以降低在列車的行駛之中，列車通信受到周圍環(huán)境的影響的程度，進而提高列車的行駛的安全性。

GSM-R網(wǎng)絡技術的優(yōu)化設計

網(wǎng)絡通信頻率的優(yōu)化。列車行駛之中，列車駕駛信息的傳輸以及列車駕駛與鐵路管理人員的聯(lián)絡對于網(wǎng)絡的傳輸效率有較高的要求，但是，在列車的行駛之中，當列車經(jīng)過交通樞紐等車流量較大的站點時，由于各個列車的信息傳遞都較為頻繁，傳輸?shù)碾姴〝?shù)量較多就影響了列車的網(wǎng)絡頻率的設定，從而影響了列車之間的信息交流。除了列車通訊的互相干擾之外，列車行駛之中網(wǎng)絡基站環(huán)境也會影響列車之間的正常信息交流，受到環(huán)境之中山體、海拔等因素的影響，列車之間的通信會變得困難。

為了減少在列車的行駛過程之中，雜波較多對列車正常網(wǎng)絡通訊的影響，國家網(wǎng)絡部門應該在列車的建設之中對其所使用的GSM-R網(wǎng)絡系統(tǒng)進行優(yōu)化設計，以減小雜波影響。網(wǎng)絡建設部門在列車信號基站的建設過程之中，應該對雜波的影響作出優(yōu)化，并針對周邊環(huán)境，對于基站的設立地點進行設計。列車的網(wǎng)絡設計上，網(wǎng)絡設計技術人員可以采用較為抗干擾的線路以及頻率較高的通信電波，以減少環(huán)境雜波以及通信雜波的影響，除此之外，不同列車的通信頻率設計應該盡量避免出現(xiàn)同頻、鄰頻現(xiàn)象，降低列車通訊的互相干擾。

對數(shù)據(jù)傳輸進行優(yōu)化。GSM-R網(wǎng)絡通訊網(wǎng)絡在列車運行之中的一大應用就是對列車的行駛情況的記錄和傳輸，以保證鐵路管理人員對列車的運行狀況有全面的了解。但是，在實際的應用之中，由于行駛狀態(tài)對于網(wǎng)絡傳輸性能的影響，其所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在向管理部門進行通信的過程之中會出現(xiàn)數(shù)據(jù)的損壞和丟失現(xiàn)象。為了避免對于網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的影響，鐵路網(wǎng)絡建設人員應該對該網(wǎng)絡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行優(yōu)化設計。

在優(yōu)化之中，技術人員應該首先對數(shù)據(jù)的傳輸過程進行全面的模擬和檢驗，以發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸之中的故障點，以便于后續(xù)工作的進行。在發(fā)現(xiàn)傳輸故障點之后，可以對數(shù)據(jù)交換機進行對應的改造和重新設計，優(yōu)化其數(shù)據(jù)傳輸性能。技術人員還可以定期對網(wǎng)絡底層的不必要數(shù)據(jù)進行清理，以保證網(wǎng)絡通信系統(tǒng)的工作效率。

升級通訊網(wǎng)絡軟件。在現(xiàn)代的信息技術的發(fā)展之中，操控的效率與系統(tǒng)操作軟件的性能有很大的關系，操作軟件的操作性能較好，其本身的操作難易度適中，對于列車駕駛?cè)藛T的操作效率有很大的推進作用。因此，在當前的網(wǎng)絡優(yōu)化之中，技術人員可以加強和優(yōu)化列車網(wǎng)絡操控軟件的性能。列車網(wǎng)絡的主要作用在于對外界環(huán)境和自身運行狀態(tài)的收集和記錄，并與管理部門進行聯(lián)系以傳輸所記錄的信息。完成上述的工作也需要系統(tǒng)軟件的參與，優(yōu)化軟件性能可以加強列車收集信息的能力和列車工作情況的記錄傳輸，對于列車的安全行駛和網(wǎng)絡的正常使用有很大的價值。

列車網(wǎng)絡傳輸性能的優(yōu)化對于提高列車的舒適性和運行的安全性有很大的價值，對于鐵路行業(yè)的未來發(fā)展和創(chuàng)新有極大的推動作用，是我國現(xiàn)階段列車改革的重點之一。

（作者單位：中國鐵建電氣化局集團第五工程有限公司）