林周讓

（西安鐵路局黃韓侯鐵路工程指揮部，陜西 西安 710054）

1 GSM-R的特點(diǎn)

GSM-R沿軌道方向設(shè)定天線，形成橢圓狀的小蜂區(qū)，覆蓋軌道兩側(cè)100-200m的范圍。在車站地區(qū)，通信量大，但速度要求低，多采用扇形覆蓋方式。這種鐵路專用通信網(wǎng)具有數(shù)字移動(dòng)通信和與位置無(wú)關(guān)的接續(xù)功能。它采用了較高的冗余技術(shù)和可靠性技術(shù)，移動(dòng)話務(wù)呼叫的時(shí)間不超過(guò)2s，是普通移動(dòng)電話的一半。通信蜂區(qū)覆蓋鐵路沿線和車站，每個(gè)蜂區(qū)有一個(gè)或多個(gè)用于傳輸和接受數(shù)據(jù)的基站，一個(gè)基站響應(yīng)幾個(gè)蜂區(qū)的訪問(wèn)。

1.1 與傳統(tǒng)的無(wú)線列調(diào)比較

1.1.1 現(xiàn)有鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)存在許多問(wèn)題

（1）投資方面：系統(tǒng)分散建設(shè)，投資浪費(fèi)

各分散系統(tǒng)主要有：無(wú)線列調(diào)、站場(chǎng)調(diào)車、客運(yùn)、貨運(yùn)、列檢、商檢、車號(hào)、公務(wù)維修、公安等。功能主要為語(yǔ)音業(yè)務(wù)，少量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這些系統(tǒng)均為自行投資建設(shè)、獨(dú)立使用、分散維護(hù)，造成設(shè)備型號(hào)各異，種類繁多，相互間無(wú)法互通，維護(hù)運(yùn)營(yíng)成本較高。

（2）系統(tǒng)功能方面：功能單一，不具備網(wǎng)絡(luò)能力

所有容量有限，話音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爭(zhēng)搶信道，傳輸可靠性低，數(shù)據(jù)傳輸能力差。移動(dòng)終端對(duì)講距離受限，鄰站交界區(qū)易發(fā)生業(yè)務(wù)中斷。 鐵路各個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)分散，不能聯(lián)合組網(wǎng)，使得各系統(tǒng)之間用戶無(wú)法進(jìn)行聯(lián)絡(luò)。鐵路無(wú)線、有線調(diào)度網(wǎng)基本獨(dú)立，無(wú)法形成有機(jī)融合的整體。

（3）頻率資源方面：浪費(fèi)嚴(yán)重，不能有效利用

原有鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)主要使用450M頻段，共58對(duì)頻點(diǎn)，固定分配給了無(wú)線列調(diào)、站調(diào)、公安等無(wú)線系統(tǒng)使用，各個(gè)部門間不能相互共享，造成頻率資源的極大浪費(fèi)。目前，國(guó)內(nèi)部分重點(diǎn)樞紐等地已無(wú)頻點(diǎn)可供申請(qǐng)使用。既有無(wú)線通信系統(tǒng)采用頻點(diǎn)（信道）固定分配的方式，信道長(zhǎng)期指配給某一系統(tǒng)（通常按專業(yè)劃分）用戶使用，當(dāng)一個(gè)信道遇忙時(shí)，其它用戶只能等待，往往造成該信道上的用戶爭(zhēng)搶或者出現(xiàn)阻塞，通信質(zhì)量得不到保證；而信道空閑時(shí)，別的系統(tǒng)用戶也并不能利用該信道進(jìn)行通信。這無(wú)疑是對(duì)頻率資源的一種浪費(fèi)，也制約了用戶數(shù)量的進(jìn)一步發(fā)展。

（4）干擾嚴(yán)重，保密性差

樞紐站往往是多條線路的交匯處，通話的無(wú)序性，使各個(gè)機(jī)車臺(tái)終端會(huì)對(duì)無(wú)線列調(diào)信道進(jìn)行爭(zhēng)搶，造成各種信號(hào)的相互干擾。目前，在樞紐車站設(shè)置多套車站電臺(tái)，其中部分車站臺(tái)使用同頻工作，這些電臺(tái)在車站附近形成一個(gè)大范圍內(nèi)的同頻干擾，降低了車站值班員的行車指揮效率。無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)是開(kāi)放系統(tǒng)，并未做任何鑒權(quán)加密處理，對(duì)用戶無(wú)需進(jìn)行身份識(shí)別，只要無(wú)線終端用戶頻點(diǎn)和調(diào)制方式與無(wú)線列調(diào)相同，便可以加入到無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的通信。因此，話音業(yè)務(wù)可以被接收或竊聽(tīng)，給行車安全帶來(lái)極大的隱患。此外，公安系統(tǒng)對(duì)保密性的要求也很高，現(xiàn)有系統(tǒng)無(wú)法達(dá)到。

1.1.2 GSM-R系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

（1）GSM-R是一個(gè)比較完善的、綜合業(yè)務(wù)的鐵路數(shù)字移動(dòng)通信平臺(tái)。它可以囊括目前各種無(wú)線通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)，包括無(wú)線列調(diào)、平面調(diào)車以及各部門各工種的對(duì)講機(jī)通信系統(tǒng)，提供列車調(diào)度、編組場(chǎng)調(diào)車、區(qū)間維修、工程施工、應(yīng)急搶險(xiǎn)以及普通話音（即公務(wù)通信）等需要的移動(dòng)通信功能；可以取代傳統(tǒng)的電纜加通話柱的區(qū)間通信方式，能夠給鐵路運(yùn)輸指揮帶來(lái)更多的好處、提供更多的先進(jìn)功能，滿足鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)各種基本要求；另外由于其組網(wǎng)方式和系統(tǒng)功能，完全具備了目前的有線調(diào)度通信系統(tǒng)功能；特別是GSM-R還滿足了列車高速運(yùn)行時(shí)的傳輸列控信息的任務(wù)。

（2）列車無(wú)線調(diào)度電話是為列車調(diào)度員、車站值班員指揮列車運(yùn)行而設(shè)置的專用電話。根據(jù)《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定，系統(tǒng)用戶包括列車調(diào)度員、機(jī)車調(diào)度員、車站值班員、助理值班員、機(jī)車司機(jī)等。傳統(tǒng)的無(wú)線列調(diào)由于技術(shù)限制已經(jīng)越來(lái)越不能滿足運(yùn)輸需要了。GSM-R以其豐富的功能，不但完全具有傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)和功能，還在功能和性能各方面比原有基礎(chǔ)上又有了大大的提升。GSM-R能夠在一個(gè)綜合平臺(tái)上提供豐富的綜合調(diào)度通信業(yè)務(wù)，尤其能夠?yàn)榱熊嚳刂铺峁o(wú)線數(shù)據(jù)傳輸。GSM-R不是無(wú)線列調(diào)的簡(jiǎn)單升級(jí)，而是具有強(qiáng)大調(diào)度功能的、綜合業(yè)務(wù)的鐵路數(shù)字移動(dòng)通信平臺(tái)，是鐵路現(xiàn)代化和信息化必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。

1.2 GSM-R 結(jié)構(gòu)組成

圖1 GSM-R系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖2 GSM-R位置示意圖

GSM-R系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、運(yùn)行與管理子系統(tǒng)（OSS）和移動(dòng)終端設(shè)備等4部分。其中網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）、移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN）和通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS），是GSM-R系統(tǒng)的核心組成部分。

1.3 利用GPRS解決了鐵路運(yùn)輸對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的要求

1.3.1 GPRS（通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)）在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的重要作用是高效、低成本、資源配置靈活，特別適用于間斷、突發(fā)性、頻繁、數(shù)據(jù)量小的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。將GPRS分組交換模式引入到GSM-R網(wǎng)絡(luò)中，GSM-R在數(shù)據(jù)傳輸上產(chǎn)生了由電路交換到分組交換的質(zhì)的飛躍，數(shù)據(jù)傳輸速率從原來(lái)的9.6kb/s提高到最大傳輸速率171.2kb/s（理論上）。GPRS方式的數(shù)據(jù)傳輸鏈路，可以為鐵路運(yùn)輸行車指揮提供數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，包括列車控制系統(tǒng)信息傳輸、機(jī)車同步控制信息傳輸、調(diào)度命令傳輸、調(diào)車無(wú)線機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控信息傳輸、無(wú)線車次號(hào)傳輸、進(jìn)站停穩(wěn)信息及接車進(jìn)路信息的傳輸?shù)葦?shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。

1.3.2 在高鐵CTCS-3級(jí)模式下車載設(shè)備通過(guò)GSM-R無(wú)線通信GPRS子系統(tǒng)向RBC發(fā)送司機(jī)選擇輸入和確認(rèn)的數(shù)據(jù)（如車次號(hào)）、列車固有性質(zhì)數(shù)據(jù)（列車類型、列車最大允許速度、牽引類型等），車載設(shè)備在RBC的注冊(cè)、注銷信息，定期向RBC報(bào)告列車位置、列車速度、列車狀態(tài)（正常時(shí)）和車載設(shè)備故障類型（非正常時(shí)）信息，列車限制性信息以及文本信息等。

2 GSM-R在鐵路運(yùn)輸中的作用

2.1 實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸指揮調(diào)度系統(tǒng)的語(yǔ)音及數(shù)據(jù)傳送

GSM-R系統(tǒng)具有功能號(hào)呼叫、語(yǔ)音廣播和組呼業(yè)務(wù)、基于列車位置尋址等高級(jí)語(yǔ)音呼叫功能，不僅可以替代目前各種無(wú)線通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)列車調(diào)度、區(qū)間維修、工程施工、應(yīng)急搶險(xiǎn)等移動(dòng)通信功能，還可以取代傳統(tǒng)的電纜加通話柱的區(qū)間通信方式，能夠給鐵路運(yùn)輸指揮提供更多的先進(jìn)通信功能。

2.2 為現(xiàn)代信號(hào)控制技術(shù)提供強(qiáng)有力的通信支持

傳統(tǒng)的功能單一、控制分散、獨(dú)立運(yùn)行的信號(hào)控制技術(shù)，正向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和綜合化方向發(fā)展。以新一代分散自律調(diào)度集中（CTC）和列車控制系統(tǒng)（CTCS）為代表的現(xiàn)代化信號(hào)控制技術(shù)，是中國(guó)鐵路提高裝備水平、確保行車安全和實(shí)現(xiàn)鐵路跨越式發(fā)展的重要內(nèi)容。這些技術(shù)都將基于移動(dòng)通信技術(shù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)。GSM-R系統(tǒng)承擔(dān)地面控制中心和移動(dòng)機(jī)車之間車次號(hào)、列車位置及完整性信息、列車速度信息等控車信息的傳輸任務(wù)。

3 GSM-R的主要業(yè)務(wù)功能

3.1 語(yǔ)音組呼業(yè)務(wù)

為適應(yīng)專用移動(dòng)通信網(wǎng)的要求，在GSM-R中引入了組呼業(yè)務(wù)，允許一種由多方參加（GSM-R移動(dòng)臺(tái)或固定電話），一人講話、多方聆聽(tīng)的語(yǔ)音通信方式，工作于半雙工模式下。語(yǔ)音組呼業(yè)務(wù)突破了GSM網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的局限性，能夠以簡(jiǎn)捷的方式建立組呼叫，實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮、緊急通信等特定功能，尤其適用于鐵路的行車指揮調(diào)度部門，用以完成一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的組呼業(yè)務(wù)和群呼業(yè)務(wù)。

3.2 語(yǔ)音廣播呼叫業(yè)務(wù)

允許-個(gè)業(yè)務(wù)用戶，將話音或其他用話音編碼傳輸?shù)男盘?hào)發(fā)送到某一個(gè)預(yù)先定義的地理區(qū)域內(nèi)的所有用戶或者用戶組。同語(yǔ)音組呼業(yè)務(wù)一樣，語(yǔ)音廣播呼叫也提供了一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)呼叫的能力，適用于鐵路的行車調(diào)度。

3.3 增強(qiáng)多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆業(yè)務(wù)

GSM-R還具有增強(qiáng)多優(yōu)先級(jí)與強(qiáng)拆功能，規(guī)定了在呼叫建立或越區(qū)切換時(shí)呼叫接續(xù)的不同優(yōu)先級(jí)，以及資源不足時(shí)的資源搶占能力。這種業(yè)務(wù)為滿足鐵路對(duì)于某些類型通信的高性能要求，保證高等級(jí)呼叫或緊急呼叫快速可靠地建立，提供了一種強(qiáng)制能力，符合無(wú)線列車調(diào)度通信的特點(diǎn)。

3.4 其它功能

3.4.1 車控制系統(tǒng)（Train Control System，TCS）：是以GSM-R作為傳輸手段的列車自動(dòng)防護(hù)/列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，甚至可以實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)操作（駕駛）。

3.4.2 鐵路維護(hù)通信：利用GSM-R建立鐵路沿線維護(hù)人員的業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)通信（新的路邊電話和隧道電話），并能夠根據(jù)維護(hù)人員的職能和所在的場(chǎng)所很快地確定他們的位置。

3.4.3 列車診斷：如果列車發(fā)生故障，診斷數(shù)據(jù)將通過(guò)GSM-R傳輸?shù)较乱粋€(gè)維修中心。使維修站能夠及時(shí)為維修做好相關(guān)準(zhǔn)備，因而大大縮短維修時(shí)間。

3.4.4 旅客服務(wù)：包括列車時(shí)刻信息、在線售票（訂座）服務(wù)?；诹熊囎詣?dòng)控制和GSM-R的列車時(shí)刻信息服務(wù)，能夠隨時(shí)為旅客和乘客提供列車的動(dòng)態(tài)位置和時(shí)刻信息；基于GSM-R連接的售票機(jī)可提供在線售票（訂座）服務(wù)。

3.4.5 貨運(yùn)跟蹤服務(wù)：利用一個(gè)帶有GPS接收器的簡(jiǎn)單GSM模塊，可指示該貨車（集裝箱）的精確位置，可實(shí)時(shí)掌握所運(yùn)貨物的確切位置，并可將這一數(shù)據(jù)發(fā)送給其客戶。

4 GSM-R系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展方向

GSM-R平臺(tái)實(shí)現(xiàn)機(jī)車同步操作控制系統(tǒng)、列車控制系統(tǒng)CTC3/CTC4的安全信息傳輸，替代無(wú)線列調(diào)，建立有無(wú)線融合的調(diào)度通信，實(shí)現(xiàn)列車尾部風(fēng)壓的信息傳送；在旅客列車上、機(jī)車上實(shí)現(xiàn)移動(dòng)信息綜合接入系統(tǒng)，滿足車、機(jī)、工、電、輛、運(yùn)輸、服務(wù)等的需要；在編組站、動(dòng)車所、大型車站等建立移動(dòng)信息綜合服務(wù)系統(tǒng)，滿足自動(dòng)控制、調(diào)度指揮、移動(dòng)作業(yè)、電子商務(wù)等的需求；逐步取代區(qū)間話柱，提供區(qū)間移動(dòng)和公務(wù)移動(dòng)通信的手段。前期的發(fā)展，主要是將GSM-R網(wǎng)絡(luò)引入中國(guó)鐵路并與中國(guó)鐵路的實(shí)際相結(jié)合，配套國(guó)內(nèi)自主研究開(kāi)發(fā)成果，實(shí)現(xiàn)中國(guó)鐵路特有的應(yīng)用?，F(xiàn)階段的建設(shè)為中國(guó)鐵路的全部推廣應(yīng)用積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。后期主要將加快核心網(wǎng)建設(shè)、無(wú)線電資源建設(shè)、GSM-R與3G的發(fā)展關(guān)系、進(jìn)一步探索GPRS在鐵路中的應(yīng)用。

4.1 加快建成核心網(wǎng)

GSM-R是一個(gè)基于交換技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò)，與分散設(shè)置、直接對(duì)講無(wú)線通信有很大區(qū)別。GSM-R網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)、智能網(wǎng)等許多設(shè)備，不僅僅屬于某一段專用，而是許多線路、甚至全網(wǎng)共用。因此，必須統(tǒng)籌合理安排核心網(wǎng)交換機(jī)的建設(shè)，統(tǒng)一規(guī)劃，分層次、分階段進(jìn)行，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)資源配置，降低工程總體造價(jià)。

4.2 管好用好無(wú)線電頻率資源

GSM-R頻率帶寬目前只有4MHz，相對(duì)于鐵路需求而言，無(wú)線頻率資源是非常緊張的。我們必須合理規(guī)劃，嚴(yán)格高效地利用有限的頻率資源，以保證GSM-R系統(tǒng)不受到干擾，保證通信的高安全性。無(wú)線電管理包括兩個(gè)面：GSM-R系統(tǒng)內(nèi)部無(wú)線電規(guī)劃管理和GSM-R系統(tǒng)外部無(wú)線電干擾的監(jiān)測(cè)和處理。而GSM-R系統(tǒng)外部干擾中最為突出的問(wèn)題是與中國(guó)移動(dòng)按地域復(fù)用頻率資源的邊界場(chǎng)強(qiáng)協(xié)調(diào)及干擾協(xié)調(diào)工作。

4.3 GSM-R與3G的關(guān)系

GSM-R能夠滿足鐵路應(yīng)用的可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全的苛刻要求，目前3G規(guī)范中還未考慮鐵路特色業(yè)務(wù)，其應(yīng)用在國(guó)內(nèi)也未開(kāi)著。但是，GSM-R與固定通信網(wǎng)（PSTN、PDN、IP、衛(wèi)星）的發(fā)展是緊密關(guān)聯(lián)的，與先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（軟交換、智能網(wǎng)、全光技術(shù)）是同步發(fā)展的，與3G移動(dòng)通信有著良好的后向兼容性。

4.4 繼續(xù)探索GPRS在鐵路中的應(yīng)用

GPRS是一項(xiàng)以分組交換技術(shù)為基礎(chǔ)的高速數(shù)據(jù)處理技術(shù)，由于其資源利用率高、突發(fā)速度高等特性，在鐵路上引入GPRS可提高GSM-R系統(tǒng)的容量，滿足工作非安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。目前，已?jīng)利用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送調(diào)度命令和車次號(hào)信箱，對(duì)于GPRS業(yè)務(wù)的發(fā)展和應(yīng)用還需要進(jìn)一步結(jié)合鐵路的特點(diǎn)，發(fā)展其優(yōu)勢(shì)。

5 采取多種措施高質(zhì)量的建成包西線（陜西段）GSM-R網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

包西鐵路（陜西段）線路相對(duì)較長(zhǎng)，北起陜西、內(nèi)蒙古交界，南至侯西線的張橋車站，縱貫西安、渭南、延安、榆林四個(gè)城市的18個(gè)區(qū)縣，其中有隧道94座，特大橋70座，周邊多為山區(qū)，相對(duì)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)比較復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化難度較大。

5.1 基站覆蓋規(guī)劃

良好的信號(hào)覆蓋有利于提高網(wǎng)絡(luò)性能和抵御網(wǎng)外干擾。在一定的網(wǎng)絡(luò)投資、一定數(shù)量的基站設(shè)備的條件下，合理的布置基站站址，可以更好的提高基站信號(hào)的覆蓋場(chǎng)強(qiáng)，從而提升網(wǎng)絡(luò)性能。

5.1.1 依據(jù)設(shè)計(jì)方案，綜合諾西基站設(shè)備參數(shù)確認(rèn)方案的合理性和安全性，需要進(jìn)行基站的現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)工作，基站勘測(cè)從無(wú)線的角度出發(fā)，現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)和評(píng)估站址的合理性，確認(rèn)基站的塔高、天線的俯仰角和方位角，評(píng)估無(wú)線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的覆蓋，現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)設(shè)計(jì)方案等等，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況修改方案，解決問(wèn)題，提升網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量，降低風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)在基站勘測(cè)是也會(huì)對(duì)工程安裝方面的條件進(jìn)行確認(rèn)，提出合理方案，這樣以便于在后期的安裝、調(diào)試過(guò)程中避免出現(xiàn)問(wèn)題，加快通信工程建設(shè)。

5.1.2 現(xiàn)場(chǎng)勘查工作結(jié)束后，再次對(duì)基站的站址、站高、天線方向、天線俯仰角等信息進(jìn)行比對(duì)，使用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃攻擊導(dǎo)入數(shù)據(jù)，進(jìn)行工具的參數(shù)設(shè)置并覆蓋仿真，覆蓋仿真后對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行頻率分配、相鄰關(guān)系分配并分配BCC等參數(shù)。并對(duì)全網(wǎng)頻率作網(wǎng)內(nèi)頻率干擾仿真，對(duì)于存在干擾的地方，或者C/I不達(dá)標(biāo)的地方，進(jìn)行頻率修改或天線調(diào)整。仿真頻率干擾，提前解決網(wǎng)內(nèi)頻率干擾問(wèn)題，最終提交網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃報(bào)告。發(fā)現(xiàn)覆蓋問(wèn)題提出解決方案。

5.2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

GSM-R網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）測(cè)試和性能保證服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化服務(wù)的一種，它是針對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工程后，對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋改進(jìn)、業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量測(cè)試和性能保障為目的的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化活動(dòng)，保障GSMR網(wǎng)絡(luò)高質(zhì)量運(yùn)行和正常使用。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化使得達(dá)到鐵道部所要求的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

5.2.1 GSM-R無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋調(diào)整

（1）電磁環(huán)境測(cè)試。通過(guò)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試對(duì)鐵路沿線電磁環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)外部運(yùn)營(yíng)商電磁干擾，協(xié)調(diào)無(wú)線電管理委員會(huì)清除外來(lái)干擾，保障鐵路專網(wǎng)電磁環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

（2）無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋測(cè)試。通過(guò)對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試，收集GSM-R鐵路沿線無(wú)線信號(hào)電平和無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)覆蓋數(shù)據(jù)。

（3）無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋分析及調(diào)整。分析無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋質(zhì)量對(duì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的無(wú)線覆蓋進(jìn)行硬件（天饋系統(tǒng)）調(diào)整或者參數(shù)的調(diào)整。在測(cè)試前期主要是天饋系統(tǒng)的調(diào)整，中后期主要對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整已達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

（4）無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋調(diào)整的驗(yàn)證。通過(guò)以上調(diào)整等情況，再次對(duì)覆蓋質(zhì)量進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。

5.2.2 GSM-R網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量測(cè)試和優(yōu)化

（1）語(yǔ)音業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的測(cè)試和數(shù)據(jù)收集。

（2）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)檢查和調(diào)整。對(duì)BSS無(wú)線控制參數(shù)的分析和調(diào)整。

（3）語(yǔ)音業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量分析和改進(jìn)。語(yǔ)音業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量的綜合分析和優(yōu)化建議。

5.3 GPRS業(yè)務(wù)性能服務(wù)質(zhì)量測(cè)試和優(yōu)化

5.3.1 GPRS業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量測(cè)試

現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)大量GPRS基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量的測(cè)試和數(shù)據(jù)收集。

5.3.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)并大量采集數(shù)據(jù)，對(duì)GPRS控制參數(shù)進(jìn)行分析和調(diào)整。

5.3.3 GPRS業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量性能分析

GPRS業(yè)務(wù)性能服務(wù)質(zhì)量的綜合分析和性能優(yōu)化。

5.4 測(cè)試儀表

網(wǎng)優(yōu)測(cè)試期間結(jié)合廠家及鐵科研利用多套專業(yè)測(cè)試儀表進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)所采集的數(shù)據(jù)當(dāng)天進(jìn)行分析，在第二天開(kāi)始測(cè)試前施工單位完成天饋系統(tǒng)的調(diào)整，廠家完成數(shù)據(jù)參數(shù)的調(diào)整。保障第二天的測(cè)試，同時(shí)可以驗(yàn)證調(diào)整完成后的效果。

采用一體化測(cè)試儀表，可支持所有的GSM-R/GPRS/GMS功能測(cè)試。采用高速以太網(wǎng)接口GSM-R掃頻，每秒可測(cè)試多達(dá)1000個(gè)信道以及每秒采集10萬(wàn)個(gè)樣本讀數(shù)。

5.5 順利地實(shí)施并優(yōu)化了包西線與鄭西客專跨BSC切換

鄭西客專GSM-R工程，早于包西線兩年運(yùn)營(yíng)。包西線GSM-R按照設(shè)計(jì)由北向南終止于何寨基站，何寨至西安區(qū)段將不設(shè)計(jì)包西線GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋，此段網(wǎng)絡(luò)由既有鄭西客專覆蓋。在設(shè)計(jì)之初就考慮到包西線何寨基站要與鄭西客?；鹃g存在跨BSC切換以滿足列車的正常行駛。

5.5.1 并線區(qū)段

西安-窯村區(qū)段（隴海線）：GSM-R網(wǎng)絡(luò)采用單層網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

鄭西客運(yùn)專線：GSM-R網(wǎng)絡(luò)采用交織單網(wǎng)覆蓋方案。

包西線在西安-窯村區(qū)段（隴海線）經(jīng)窯村聯(lián)絡(luò)線到達(dá)臨潼東，在臨潼東<->WNBLTD06區(qū)段是何寨至臨潼東客專聯(lián)絡(luò)線與鄭西客專線路并行，該段GSM-R無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋利用鄭西客專既有基站實(shí)現(xiàn)。

5.5.2 分岔區(qū)段

包西線何寨車站基站和鄭西客專區(qū)間WNB-LTD04、WNB-LTD05、LNB-LTD06 基站構(gòu)成相鄰小區(qū)，這些基站中的某些基站需要與何寨基站在區(qū)間完成跨BSC切換。何寨車站基站距WNB-LTD04基站4公里，距WNB-LTD05基站3公里，WNB-LTD06基站6公里（如圖2）。

其中，WNB-LTD05、WNB-LTD06、Lin－TongDong基站采用載波瓣30°天線。

（1）通過(guò)前期仿真、優(yōu)化，為減少何寨車站對(duì)鄭西客專的影響，將何寨車站天線改為載波瓣30°18.5dBi，并將上行天線下傾角調(diào)整為 4°，下線調(diào)整為 6°。

（2）為了不影響鄭西客專的正常運(yùn)行及影響，利用網(wǎng)上的鄭西客專天窗點(diǎn)在何寨至WNB-LTD06、WNB-LTD06 至WNB-LTD02區(qū)間分別對(duì)各個(gè)基站的場(chǎng)強(qiáng)進(jìn)行測(cè)試，采集所有場(chǎng)強(qiáng)及覆蓋測(cè)試記錄數(shù)據(jù)。并合理調(diào)整天線俯仰角、方位角、BSC數(shù)據(jù)參數(shù)，達(dá)到最為理想的效果。

通過(guò)以上測(cè)試、分析，使WNB-LTD04、WNB-LTD05、WNB-LTD06 與何寨兩天線的基站完成平滑切換，并將數(shù)據(jù)分別寫入對(duì)應(yīng)的BSC中。同時(shí)通過(guò)測(cè)試WNB-LTD04基站在包西線的場(chǎng)強(qiáng)值在-65dBm以上，與何寨基站行成覆蓋，在BSC中添加何寨<->WNB-LTD04之間的相鄰關(guān)系,從而與各種相鄰的下一個(gè)小區(qū)覆蓋形成重疊區(qū),滿足切換的需要。

（3）經(jīng)過(guò)測(cè)試及大量數(shù)據(jù)分析，并在天窗點(diǎn)內(nèi)利試驗(yàn)車進(jìn)行多次往返測(cè)試，測(cè)試結(jié)果完全符合鄭西客專的要求，從而確保在切換區(qū)段完全實(shí)現(xiàn)平滑切換。

6 GSM-R 新業(yè)務(wù)的應(yīng)用

6.1 智能網(wǎng)系統(tǒng)

基于智能網(wǎng)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)具有快速、有效、經(jīng)濟(jì)、靈活等特點(diǎn)。GSM-R智能網(wǎng)主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)鐵路特定業(yè)務(wù)，同時(shí)，能夠解決多廠家設(shè)備組網(wǎng)環(huán)境下業(yè)務(wù)互聯(lián)互通的問(wèn)題。根據(jù)互聯(lián)互通需要，同時(shí)考慮今后業(yè)務(wù)的發(fā)展，我國(guó)GSM-R智能網(wǎng)基于CAMEL3技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。該規(guī)范應(yīng)根據(jù)3GPP和國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)規(guī)范，結(jié)合我國(guó)鐵路實(shí)際需求，從系統(tǒng)構(gòu)成、業(yè)務(wù)技術(shù)要求及信令流程、服務(wù)質(zhì)量要求、管理和維護(hù)、軟件要求、主要設(shè)備技術(shù)要求等方面做出具體的規(guī)定。

6.2 感應(yīng)通信的特色

從感應(yīng)通信的傳播過(guò)程來(lái)說(shuō)，它既具有移動(dòng)無(wú)線通信的靈活性，又具有有線傳輸?shù)奶匦裕ㄟ^(guò)選擇適當(dāng)?shù)念l率和耦合空間，減少耦合衰耗，經(jīng)波導(dǎo)線的引導(dǎo)傳輸，解決了山區(qū)、隧道內(nèi)、井下等弱電場(chǎng)問(wèn)題，保證了在這些地區(qū)建立可靠的移動(dòng)通信。感應(yīng)通信雖然不是最先進(jìn)的移動(dòng)通信技術(shù)，但有它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)現(xiàn)采用接觸網(wǎng)導(dǎo)線做波導(dǎo)線的鐵路感應(yīng)通信比漏泄電纜方式（LCX方式）和國(guó)外的感應(yīng)通信方式（IR方式）相比較，具有投資少、施工快、操作簡(jiǎn)單、維修方便、效果好，符合我國(guó)路情、國(guó)情的特點(diǎn)。盡管這種方式必須依靠電氣化鐵路的接觸網(wǎng)設(shè)備才能進(jìn)行傳輸，有一定的局限性，但在目前為止，它在我國(guó)某些區(qū)段鐵路的使用中為提高運(yùn)輸效率，保證行車安全，發(fā)揮了很大的作用，從而為解決山區(qū)電氣化鐵路無(wú)線通信建立了一種新制式。

結(jié)語(yǔ)

為保證GSM-R在我國(guó)健康、順利發(fā)展。目前，急需建立健全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系，嚴(yán)格執(zhí)行并不斷完善標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，從而為GSM-R發(fā)展、建設(shè)提供有利支撐條件。

[1]許丹丹.GSM-R系統(tǒng)在鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用與發(fā)展[J].價(jià)值工程，2010.

[2]任靜.GSM-R網(wǎng)絡(luò)中越區(qū)切換失效和優(yōu)化的研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2007.