鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案設(shè)計(jì)基本方法的研究

狄彩虹

北京鐵路通信技術(shù)中心 北京 100000

隨著我國鐵路技術(shù)應(yīng)用的不斷推進(jìn)，以GSM-R技術(shù)為標(biāo)志，鐵路通信技術(shù)應(yīng)用突破了以“語音傳遞”為主的傳統(tǒng)技術(shù)，以數(shù)字化、數(shù)據(jù)化的現(xiàn)代通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)為載體的新一代鐵路GSM-R通信網(wǎng)，已廣泛應(yīng)用于我國高速鐵路、客運(yùn)專線、重載鐵路，在鐵路運(yùn)營系統(tǒng)中發(fā)揮越來越重要的作用。在鐵路通信工程建設(shè)過程中，鐵路GSM-R 網(wǎng)絡(luò)編號方案設(shè)計(jì)是GSM-R網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)的重要組成部分，在GSM-R網(wǎng)絡(luò)的工程建設(shè)階段與后期維護(hù)過程中，GSM-R編號方案設(shè)計(jì)貫穿全程，其準(zhǔn)確性、完整性、合理性，是鐵路通信工程建設(shè)質(zhì)量、鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的有力保障[1]。

1 鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案設(shè)計(jì)的重要作用

鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)的工程建設(shè)一般要五個階段，具體包括：鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)的總體設(shè)計(jì)階段、GSM-R網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段、GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案的設(shè)計(jì)階段、GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案實(shí)施階段、GSM-R網(wǎng)絡(luò)支撐能力綜合測試階段。

GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案的設(shè)計(jì)，只是鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)工程建設(shè)相對意義上的的一個獨(dú)立階段，編號方案設(shè)計(jì)的大部分操作性工作在本階段實(shí)施。實(shí)際上，GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案的設(shè)計(jì)貫穿于鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)的工程建設(shè)的各個階段，發(fā)揮著“穿針引線”的作用，是保證鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)工程質(zhì)量、保證網(wǎng)絡(luò)高效穩(wěn)定運(yùn)行的有力保障。

在GSM-R網(wǎng)絡(luò)的總體設(shè)計(jì)階段,包含了在一系列相關(guān)的技術(shù)體制要求下完成的GSM-R建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)確定（單網(wǎng)、雙網(wǎng)、交織等）、工程建設(shè)范圍的確定（哪些區(qū)段需要完成網(wǎng)絡(luò)覆蓋）等工作內(nèi)容。在總體設(shè)計(jì)階段，就應(yīng)該同時考慮編號方案設(shè)計(jì)，包括既有線路基站以及新增基站分布情況，尤其是樞紐地區(qū)、線路交越并線等特殊區(qū)段的無線網(wǎng)覆蓋、頻率規(guī)劃等，結(jié)合鐵路運(yùn)輸組織方式實(shí)際運(yùn)用情況，必須考慮編號方案設(shè)計(jì)的原則，將編號方案設(shè)計(jì)的框架納入總體設(shè)計(jì)方案。

在GSM-R網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)階段,設(shè)備型號的確定、采購、安裝，GSM-R設(shè)備機(jī)房、電力、纜線施工等環(huán)節(jié)，都要為后期的編號方案實(shí)施做好準(zhǔn)備，包括物理空間的保障、選擇匹配的設(shè)備型號、軟件版本等。

在GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案的設(shè)計(jì)階段，是在GSM-R網(wǎng)絡(luò)的總體設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，依據(jù)已經(jīng)確定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備型號、設(shè)備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)方案、鐵路運(yùn)輸組織方式、GSM-R網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求等內(nèi)容、相關(guān)技術(shù)條件要求等，形成的邏輯結(jié)構(gòu)嚴(yán)密的以表格形式呈現(xiàn)的GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案數(shù)據(jù)[2]。

在GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案實(shí)施階段，GSM-R編號方案數(shù)據(jù)批復(fù)后，數(shù)據(jù)制作單位按照管內(nèi)設(shè)備具體的操作命令，在特定時間節(jié)點(diǎn)完成的將表格形式數(shù)據(jù)制作到相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)的過程。

在GSM-R網(wǎng)絡(luò)支撐能力綜合測試階段，由專業(yè)測試單位對GSM-R網(wǎng)絡(luò)的各類技術(shù)指標(biāo)及業(yè)務(wù)支撐能力進(jìn)行綜合性測試的過程。例如線路無線場強(qiáng)測試，組呼、短號碼呼叫測試，單點(diǎn)呼叫測試，分組域業(yè)務(wù)測試等。測試完成，檢驗(yàn)編號方案的有效性，是GSM-R網(wǎng)絡(luò)具備開通運(yùn)營的基本條件。

GSM-R編號方案的設(shè)計(jì)在整個GSM-R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，是承上啟下的重要環(huán)節(jié)，GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案設(shè)計(jì)及編制質(zhì)量的高低，直接決定了GSM-R網(wǎng)絡(luò)工程能否按期、按質(zhì)完工，并決定其在運(yùn)行過程中是否能為鐵路運(yùn)輸提供準(zhǔn)確、及時、高效的運(yùn)營支撐。

2 鐵路GSM-R編號方案設(shè)計(jì)的基本方法

鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)編號方案設(shè)計(jì)是一個用復(fù)雜的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)為鐵路運(yùn)輸組織現(xiàn)場服務(wù)的體系，通過近幾年的工程實(shí)際案例，并進(jìn)行提煉分析，摸索出一套行之有效的GSM-R編號方案設(shè)計(jì)方法。即通過邏輯模型設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制、數(shù)據(jù)分篩、數(shù)據(jù)與表格關(guān)系對應(yīng)等方法，可以直觀、清晰、準(zhǔn)確地完成GSM-R編號方案設(shè)計(jì)工作。

GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類眾多，鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案設(shè)計(jì)涉及到GSM-R網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案設(shè)計(jì)和相關(guān)數(shù)據(jù)表格編制，通過不同種類的表格內(nèi)容及表格間相互邏輯關(guān)系反映出GSM-R網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方案。如何按照一種通行的方法對整個GSM-R工程所涉及的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行梳理、整理，最終完成編號方案數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)編制工作？利用GSM-R數(shù)據(jù)三層邏輯模型可以很好解決這個問題。

2.1 鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案設(shè)計(jì)的三層邏輯模型

第一層：硬件設(shè)備及鏈路關(guān)系層

鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)是由各種不同類型的硬件設(shè)備實(shí)體組成的。GSM-R網(wǎng)絡(luò)下的SCP、HLR、MSC、BSC、BTS、FAS等硬件設(shè)備實(shí)體，以及這些設(shè)備之間的物理鏈路互聯(lián)關(guān)系，構(gòu)成了整個鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)硬件實(shí)體。硬件設(shè)備的存在以及各硬件設(shè)備的互聯(lián)互通，是GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的最基本條件。

因此，GSM-R網(wǎng)絡(luò)硬件的基本配置數(shù)據(jù)與各類硬件之間的互聯(lián)關(guān)系，就構(gòu)成了硬件設(shè)備及其鏈路關(guān)系層，即包括與編號方案相對應(yīng)的技術(shù)方案。

第二層：運(yùn)輸組織與設(shè)備對應(yīng)關(guān)系層

鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)下的各類設(shè)備所提供的點(diǎn)對點(diǎn)呼叫業(yè)務(wù)、組呼業(yè)務(wù)、短號碼呼叫業(yè)務(wù)、GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，均是為鐵路運(yùn)輸組織服務(wù)，因此，各條鐵路線與上述硬件設(shè)備實(shí)體對應(yīng)關(guān)系等數(shù)據(jù)，就是GSM-R呼叫業(yè)務(wù)生成邏輯的基本要素條件[3]。

第三層：業(yè)務(wù)呼叫關(guān)系層

在明確了硬件設(shè)備及鏈路關(guān)系、運(yùn)輸組織與設(shè)備對應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上，鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)所提供的業(yè)務(wù)呼叫等服務(wù)，最終是需要按照鐵路運(yùn)輸組織要求、機(jī)車CIR設(shè)備技術(shù)規(guī)范、緊急情況下的組呼需求等多方面因素綜合考慮后，將短號碼業(yè)務(wù)、車站基站區(qū)組呼、緊急組呼等業(yè)務(wù)按一定邏輯規(guī)則輔助生成等方式完成數(shù)據(jù)編制。

2.2 GSM-R網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)方案（第一層）與GSM-R數(shù)據(jù)表格建立對應(yīng)關(guān)系的基本方法

上述GSM-R數(shù)據(jù)三層邏輯模型與GSM-R數(shù)據(jù)表格均可以找到明確的對應(yīng)關(guān)系，那么接下來所要解決的問題就是，如何在將與GSM-R編號方案相關(guān)的各類信息與數(shù)據(jù)，在三層邏輯模型的體系下，與GSM-R數(shù)據(jù)表格建立對應(yīng)關(guān)系，同時完成編號方案設(shè)計(jì)并完成數(shù)據(jù)表格的編制。

（1）明確與本次GSM-R編號相關(guān)的技術(shù)方案。查閱所有與本次GSM-R編號設(shè)計(jì)相關(guān)的工程設(shè)計(jì)圖紙、資料；了解工程項(xiàng)目名稱、范圍、實(shí)施界面、線路里程；車站及線路走向情況；本工程無線覆蓋方案；庫檢基站的設(shè)置方案；走行線、聯(lián)絡(luò)線情況；既有線路無線覆蓋情況等。此次工程無線覆蓋技術(shù)方案，是否與既有線有交叉并線，是否包含樞紐等特殊區(qū)段的無線覆蓋,從而明確與本次GSM-R編號相關(guān)的無線技術(shù)方案。

在進(jìn)行樞紐及并線區(qū)段編號方案設(shè)計(jì)時主要考慮以下內(nèi)容：

①話務(wù)容量測算

②已開通和預(yù)期開通線路的走向

③基站站點(diǎn)設(shè)置及頻率規(guī)劃

④BSC設(shè)置規(guī)劃

⑤業(yè)務(wù)應(yīng)用規(guī)劃

⑥覆蓋的仿真及重點(diǎn)區(qū)域的現(xiàn)場覆蓋測試

（2）梳理本工程所涉及的全部設(shè)備及需要互聯(lián)的鏈路。按照工程相關(guān)資料及已明確的設(shè)備基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)、設(shè)備互聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)，將本工程所涉及的全部設(shè)備及需要互聯(lián)的鏈路進(jìn)行完整梳理。

確認(rèn)GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的組網(wǎng)設(shè)計(jì)方案，即GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號數(shù)據(jù)相關(guān)的設(shè)備，本局無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組網(wǎng)、無線網(wǎng)與核心網(wǎng)設(shè)備組網(wǎng)、核心網(wǎng)與固定用戶網(wǎng)組網(wǎng)方案，設(shè)備的廠家、設(shè)備類型、版本情況等。

需要注意的是，互聯(lián)電路以及鏈路數(shù)量需要根據(jù)本工程預(yù)期的話務(wù)量進(jìn)行測算，如果為既有互聯(lián)電路擴(kuò)容，則同時需要考慮既有業(yè)務(wù)話務(wù)量情況。

（3）建立本線路與基站小區(qū)的對應(yīng)關(guān)系。明確本工程所包含的所有鐵路線（含聯(lián)絡(luò)線），以及這些鐵路線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、車站等相關(guān)信息。以線路起點(diǎn)為基準(zhǔn)，沿著鐵路線，將所有與本線路相關(guān)的基站小區(qū)進(jìn)行總體排序，建立本線路與基站小區(qū)的對應(yīng)關(guān)系。

需要特別說明的是：線路相關(guān)基站可以是本工程新增基站，也可以是已經(jīng)在網(wǎng)的其他線路的基站，甚至可以是其他局管轄下的基站。

如果工程存在多條線路，則需要以線路為單位，將每條線路按上述步驟進(jìn)行梳理，逐一建立線路與基站小區(qū)的對應(yīng)關(guān)系。在這個過程中，某些基站小區(qū)可能會在多條線路中多次反復(fù)出現(xiàn)。

（4）明確所有基站的屬性信息。基站按照屬性可以分為：車站基站、區(qū)間基站等。

明確基站屬性信息后，就按照基站的不同屬性，賦予它們不同的業(yè)務(wù)呼叫數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)。

2.3 鐵路運(yùn)輸組織方案（第二層與第三層）與GSM-R數(shù)據(jù)表格建立對應(yīng)關(guān)系的基本方法

（1）短號碼呼叫路由數(shù)據(jù)表（第三層）設(shè)計(jì)的原則及基本方法。短號碼選取，按照如下原則：

①短號碼設(shè)計(jì)，首先選擇合適的短號碼。短號碼選取，按照如下原則進(jìn)行：

a同一個基站小區(qū)下，同一短號碼不能對應(yīng)2個路由對象。

b同一個基站小區(qū)下，同一路由對象可由兩個短號碼進(jìn)行對應(yīng)。

c長干線鐵路盡可能采用統(tǒng)一短號碼體系。

d樞紐區(qū)域，分布式基站較多區(qū)域，鐵路線交叉、并線區(qū)域，不同線路的短號碼盡可能分開設(shè)置。

e為最大限度避免短號碼重復(fù)的可能性，建議干線短號碼正序使用，短線及聯(lián)絡(luò)線倒序使用。

f線路短號碼設(shè)置后，應(yīng)盡可能避免頻繁修改。

②短號碼呼叫路由數(shù)據(jù)表（第三層）設(shè)計(jì)的基本方法

a短號碼數(shù)據(jù)表的小區(qū)列表，應(yīng)該與基站所有小區(qū)數(shù)據(jù)一致。如果存在多條線路，那么也需按不同線路分別設(shè)置短號碼數(shù)據(jù)。

b依據(jù)運(yùn)輸組織呼叫相關(guān)原則，將小區(qū)依次對應(yīng)列出相應(yīng)短號碼的路由對象。

（2）完成小區(qū)和FAS 臺DA值的設(shè)置。按照運(yùn)輸組織呼叫需求，合理設(shè)置FAS臺與小區(qū)的DA值。

需掌握的原則：

①FAS臺只可以設(shè)置一個DA值，不能設(shè)置多個DA值。

②小區(qū)可以設(shè)置多個DA 值。

③不是所有的固定用戶都需要設(shè)置DA 值，例如測試FAS臺等不受基于位置呼叫的限制，不需設(shè)置DA值。

（3）GRIS 設(shè)備配置數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)編制。將所有新增加的基站小區(qū)數(shù)據(jù)提取出來，按照調(diào)度界歸屬，而非無線網(wǎng)設(shè)備歸屬M(fèi)SC設(shè)備界面，完成相關(guān)內(nèi)容的編制。

需注意的是：

不同局的兩條線路部分區(qū)段并線采用其中一個局的基站覆蓋時，基站需要按照不同線路分別歸屬到不同局相應(yīng)的GRIS。

（4）車站基站區(qū)組呼業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)的基本原則。車站基站區(qū)組呼設(shè)計(jì)時需要把所有車站基站列出，按照相應(yīng)規(guī)則對這些車站基站數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置。

①只對屬性為車站的基站小區(qū)進(jìn)行編制。

②組呼業(yè)務(wù)編碼在MSC管轄范圍內(nèi)統(tǒng)一分配，在本MSC 內(nèi)唯一。

③組呼發(fā)起方和組呼接收方是一致的。

2.4 相鄰三小區(qū)組呼業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)生成的基本原則

相鄰三小區(qū)組呼數(shù)據(jù)針對的是全部小區(qū)，依據(jù)短號碼數(shù)據(jù)完成相應(yīng)數(shù)據(jù)編制。

①基準(zhǔn)小區(qū)是全部小區(qū)中的任意一個，組呼發(fā)起小區(qū)與基準(zhǔn)小區(qū)一致。

②相鄰三小區(qū)是指基準(zhǔn)基站及與基準(zhǔn)基站相鄰的兩個基站小區(qū)。

③組呼業(yè)務(wù)編碼，在本MSC范圍內(nèi)唯一設(shè)置；若涉及到跨局，需在全路范圍唯一設(shè)置。

④虛擬組呼號，基本上都需要設(shè)置，組呼中至少涉及到兩個及以上固定用戶。

⑤組呼發(fā)起方和組呼接收方不一致，需要分別設(shè)置。

至此，GSM-R網(wǎng)絡(luò)編號方案的設(shè)計(jì)編制工作全部完成。

3 結(jié)語

鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)是一個為鐵路運(yùn)輸組織服務(wù)的、復(fù)雜龐大的網(wǎng)絡(luò)體系。隨著高速鐵路的快速建設(shè)，鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)也在高速發(fā)展，線路交越、并線、共線區(qū)段以及鐵路樞紐地區(qū)越來越多，越來越復(fù)雜，GSM-R網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)也越來越復(fù)雜，限于自身研究水平及客觀角度所限，在實(shí)際實(shí)施過程中仍會出現(xiàn)很多不可預(yù)知的風(fēng)險與問題，仍需要不斷探索與嘗試，以期進(jìn)一步做好GSM-R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運(yùn)營維護(hù)管理。