GSM-R在鐵路通信中的應用

馮良儒

摘? 要：鐵路在我國的陸上交通體系中一直占有極為重要的地位，近年來我國通過建設高鐵網絡已將我國鐵路產業由原先的跟隨者向領跑者方向轉變。鐵路系統的升級是全方位的，囊括了鐵路基礎設施、通信系統、供電系統等。GSM-R技術是鐵路通信系統升級和換代的新一代技術，通過GSM-R技術不僅能夠改善現有的鐵路語音通信質量同時也能夠作為數據交換業務的基礎平臺。文章在分析GSM-R技術特點的基礎上就GSM-R技術在鐵路通信中的應用進行了分析闡述。

關鍵詞：鐵路通信系統;GSM-R技術;應用

中圖分類號：TN929.5 ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）09-0172-02

Abstract： Railway has always played a very important role in China's land transportation system. In recent years， through the construction of high-speed rail network， China's railway industry has changed from a follower to a leader. The upgrading of the railway system is omni-directional， including railway infrastructure， communication system， power supply system and so on. GSM-R technology is a new generation technology for upgrading and upgrading of railway communication system. GSM-R technology can not only improve the quality of existing railway voice communication， but also serve as a basic platform for data exchange services. Based on the analysis of the characteristics of GSM-R technology， this paper analyzes and expounds the application of GSM-R technology in railway communication.

Keywords： railway communication system; GSM-R technology; application

前言

GSM-R技術的應用在提高語音通話質量的同時也為鐵路通信系統發展無線通信提供了良好的作業平臺，GSM-R技術的應用能夠使得鐵路系統原有的列車診斷、車輛通信得到較大的提升，同時還發展了列車的車輛跟蹤、貨物定位跟蹤等的新業務。GSM-R技術正在逐步應用于鐵路通信系統中，GSM-R技術的應用將會使得鐵路通信以及鐵路信息化建設進入一個新的階段，更好地保障鐵路運行安全。

1 GSM-R技術的特點

GSM-R技術是一種應用于鐵路通信系統中的先進技術，其開發之初旨在為鐵路的建設、管理和運營提供通信調度和指揮，此外，在上述功能的基礎上添加了優先級和廣播呼叫功能，從而使得鐵路通信系統不僅能夠在語音通信領域，同時在信息數據傳輸、處理能力等方面都得到了較大幅度提升，從而使得鐵路運營調度更加方便、安全。GSM-R系統所采用的通信頻段在915MHz±945MHz之間，其中基站所接收的上行頻段為885MHz-889MHz之間，而下行頻段則為930MHz-934MHz之間，采用上述頻段是由于該頻段不僅安全、抗干擾能力強，同時使用成本也較低。GSM-R系統能夠滿足高速鐵路的運行需求，尤其是現代高鐵系統運行速度極快，以往的通信技術在高鐵高速運行過程中將無法滿足通信需求，GSM-R技術有效解決了這一問題，據相關測試試驗表明，GSM-R技術能夠在高鐵列車以350km/h運行時仍保持良好的通信效果，且抗干擾能力極強，能夠滿足山區、城區等各種復雜地形。

GSM-R系統是依托GSM所發展起來的，囊括有線、無線及其他網絡通信接口，采用的是GMSK調制，其最大調制速度能夠達到279kb/s。相較于GSM技術GSM-R系統不僅兼具GSM所有的功能和特性同時在鐵路通信系統的應用中還具有良好的應用性，及GSM標準為基礎的數據傳輸將固定傳輸拓展為移動傳輸的自動化數據傳輸，從而使得地面控制中心所接收到的數據更加快捷、可靠。GSM-R最大的優點是將GSM、PDN、IP和TETEA有機結合在了一起，具備多種信息數據接口，鐵路系統可以依托GSM-R技術搭建起運營管理信息平臺。需要注意的是GSM-R系統所加入的語音廣播、語音組呼和優先級功能能夠更好地服務于鐵路運輸系統，囊括以往所無法囊括的一些特殊要求。

GSM-R系統由網絡子系統（NSS）、基站子系統（BSS）、運行和業務支撐子系統（OSS/BSS）和終端設備等四個部分所組成。其中網絡子系統是依托與移動交換中心而建立起來的，其與基站之間的連接借助于各種數據接口，能夠傳輸各種數據和語音呼叫，是承擔著數據和通信管理的重要組成部分。基站子系統主要囊括數據基站控制器和信息收發機構等兩大部分，其中基站控制器主要是用于管理收發機和MSC之間的數據傳輸，其有多通道能夠連接多臺收發機。而基站收發信機則主要用于對無線網絡和動態通信的接口管理。

2 GSM-R系統在鐵路通信中的應用

2.1 GSM-R系統在通信調度領域中的應用

TDCS系統是用于列車調度管理的系統，其通過收錄列車編號與運行方向，并對沿線所運行的列車按照速度、通行情況進行適時調度，TDCS系統具有極其強大的運算與監控功能，能夠結合需求對運行在鐵路線上的各列車進行監控、調度。在調度指令下發后就需要借助與GSM-R系統的網絡進行無線信號的傳輸，通過GSM-R網絡數據能夠確保列車上的無線通信設備及時、準確接收到所傳輸的調度數據。調度指令是由TDCS系統所下發的，其具有較高的優先級，從而要求列車通信系統能夠清晰、準確、及時地收到調度信息并予以響應。此外，GSM-R系統應用在鐵路通信系統中時，還能夠建立起調度員與列車駕駛員之間的直接聯系，保障兩者之間的無障礙通話需求，尤其是高速列車的通話需求，高速列車運行速度較高，傳統的通信方式將使得通信遭受極大干擾，通信的可靠性和穩定性都無法滿足要求。GSM-R系統則克服了這些缺陷，有力地保障了列車司機與調度之間的信息通暢，從而為列車的安全運行打下了良好的基礎。

2.2 GSM-R系統在機車同步控制領域中的應用

列車運行主要依靠機頭的牽引，對于一些重載、高速的線路更是需要多個機頭協同運作共同對列車車廂進行牽引，為最大限度地發揮出各個機頭的作用，在多機頭牽引作業中要確保各機頭具有高度的一致性，避免各機頭因協同問題而影響牽引效果。借助于GSM-R系統指揮中心可以對列車的運行數據進行同步操縱，通過GSM-R網絡可以實現不同機車之間的信息交互，通過信息化的交互處理提高對于機車運行的協調管控。

2.3 GSM-R系統為旅客服務提供方便

GSM-R系統的應用將能夠有效提升鐵路系統的信息化水平，在將其應用于客票系統時能夠更好地為旅客在信息查詢、車票購買提供便利，旅客的車票查詢和車票購買等操作都將更加方便，借助于GSM-R技術旅客可以更好地對列車的運行信息進行查詢，掌握列車運行的相關信息，以便結合自身需求完成車票的購買。此外，GSM-R技術所帶來的列車信息更加完善，列車調度系統可以結合列車的運行信息適時的調整列車的進站順序，調成列車運行強度。GSM-R系統所建立的無線通信網絡能夠保障列車具有良好的應急通信，GSM-R技術的應用不僅能夠有效提升列車自動化控制水平，同時能夠建立起另一條通信線路，在列車通信出現問題時能夠借助于無線通信系統進行緊急呼叫。尤其是在某一無線電通道發生堵塞時，借助于GSM-R技術能夠快速完成應急通訊的連接，且這一通訊線路享有較高的優先權，確保鐵路通信線路的通暢。

GSM-R系統是一種與我國鐵路系統相契合的通信技術，早在2000年年底我國就已經確定了以GSM-R技術為技術路線的鐵路通信系統發展路線，經過不斷研究發展形成了良好的GSM-R技術體系，同時高速鐵路的發展對于鐵路通信系統提出了新的要求，GSM-R系統所具有的前瞻性良好地補充了這一需求，GSM-R系統具有良好的通信效果和抗干擾性，將GSM-R系統應用于高鐵通信時能夠滿足通信需求。GSM-R技術的通信網絡由GSM業務、基本信息業務和語音調度業務組成，這一組成系統良好地滿足了鐵路通信需求。

3 GSM-R系統的發展方向

GSM-R系統有著良好的發展前景，隨著GSM-R技術體系中的GPRS應用研發得到突破，使得GSM-R技術的發展應用進入了一個嶄新的階段。新時期，鐵路運輸業務將更加繁忙，其對于良好的高效的通信系統的需求也更加強烈，但是在通信頻率資源日趨緊張的情況下，GPRS技術的突破在實現通信數據高效、安全傳輸的情況下還能夠借助于GPRS分組功能完成通信資源的高效整合，實現在現有頻率資源不變的情況下完成各種通信資源的整合和高效利用，為鐵路通信系統的建設提供良好的數據通信平臺。

GSM-R技術的發展應用需要良好的開放性，在增強GSM-R技術開放性方面要求GSM-R設備的生產廠商加強互聯互通，做好不同設備廠商之間的協調溝通，通過建立起通用性的標準和體系，構建通用的接口和網絡增強GSM-R技術的開放性。充分利用全程化網絡解決方案，按照現有多目標網絡實現網絡的規劃和建設，以總體效益為目標完成鐵路通信網絡的建設，實現網絡的長遠健康發展。

GSM-R技術的發展應用還需注意信息數據的安全問題。在信息化越來越發達的今天，良好的通信網絡需要強力的信息安全防護。在GSM-R技術的發展應用中需要做好信息安全平臺的建設，從信息傳輸、互聯通信環節入手，做好信息數據的加密防護，保障通信安全。鐵路通信專用網絡和共用網絡及GSM-R技術所帶來的無線網絡和有線網絡之間的信息通信都需要加強防護。在完成基于GSM-R技術的信息平臺優化的基礎上，才能完成鐵路通信的一體化建設，保障鐵路信息系統中所傳輸的各項數據能夠有效傳達和發送。

4 結束語

GSM-R技術是基于現代快速發展的通信、自動化技術所發展起來的新一代網絡通信技術，其在鐵路通信領域能夠發揮出極好的效果。本文在分析GSM-R技術特點的基礎上就GSM-R技術在鐵路通信系統中的應用進行了分析介紹。做好GSM-R技術的應用將有助于實現鐵路通信系統的升級換代，提高鐵路通信系統的運行保障水平。

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