何召舜

【摘要】 GSM-R是鐵路專用移動通信系統(tǒng)。針對鐵路運輸?shù)奶攸c，在空中接口中引入了語音廣播呼叫、話音通話組呼叫和用戶優(yōu)先級等功能，實現(xiàn)了調(diào)度員與司機間通信、調(diào)車作業(yè)通信、遠程遙控傳輸，車站和維修段的地區(qū)通信、旅客服務通信，也可實現(xiàn)與公網(wǎng)的互聯(lián)互通。

【關鍵詞】 GSM-R 應用

武九鐵路（武漢局管段）線路相對較長，西起武昌火車站、東至武漢局與南昌局交界口。正線長183公里，還有30多公里的繞行段（鄂州段繞行線、大冶段繞行線）。正線沿線16個小站，其中有隧道7座，總長8.5公里。

武九鐵路電氣化工程雖然為普通既有線改造，但GSM-R系統(tǒng)是按客專的標準建設的。靠近局界段周邊多為山區(qū)，彎道較多，橋隧相連，沿線無線干擾源多，網(wǎng)絡建設比較復雜，網(wǎng)絡規(guī)劃、網(wǎng)絡優(yōu)化難度較大。

一、GSM-R的特點

GSM-R沿軌道方向設定天線，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)字移動通信和與位置無關的接續(xù)功能。它采用了較高的冗余技術和可靠性技術，移動話務呼叫的時間不超過2s，是普通移動電話的一半。通信蜂區(qū)覆蓋鐵路沿線和車站，每個蜂區(qū)有一個或多個用于傳輸和接受數(shù)據(jù)的基站，一個基站響應幾個蜂區(qū)的訪問。

二、GSM-R系統(tǒng)的優(yōu)勢

GSM-R是一個比較完善的、綜合業(yè)務的鐵路數(shù)字移動通信平臺。它可以囊括目前各種無線通信系統(tǒng)業(yè)務，包括無線列調(diào)、平面調(diào)車以及各部門各工種的對講機通信系統(tǒng)，提供列車調(diào)度、編組場調(diào)車、區(qū)間維修、工程施工、應急搶險以及普通話音（即公務通信）等需要的移動通信功能；可以取代傳統(tǒng)的電纜加通話柱的區(qū)間通信方式，能夠給鐵路運輸指揮帶來更多的好處、提供更多的先進功能，滿足鐵路運輸生產(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行時的傳輸列控信息的任務。

列車無線調(diào)度電話是為列車調(diào)度員、車站值班員指揮列車運行而設置的專用電話。根據(jù)《鐵路技術管理規(guī)程》規(guī)定，系統(tǒng)用戶包括列車調(diào)度員、機車調(diào)度員、車站值班員、助理值班員、機車司機等。傳統(tǒng)的無線列調(diào)由于技術限制已經(jīng)越來越不能滿足運輸需要了。GSM-R以其豐富的功能，不但完全具有傳統(tǒng)的業(yè)務和功能，還在功能和性能各方面比原有基礎上又有了大大的提升。GSM-R能夠在一個綜合平臺上提供豐富的綜合調(diào)度通信業(yè)務，尤其能夠為列車控制提供無線數(shù)據(jù)傳輸。GSM-R不是無線列調(diào)的簡單升級，而是具有強大調(diào)度功能的、綜合業(yè)務的鐵路數(shù)字移動通信平臺，是鐵路現(xiàn)代化和信息化必不可少的基礎設施。

三、GSM-R結(jié)構(gòu)組成

GSM-R系統(tǒng)包括網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、運行與管理子系統(tǒng)（OSS）和移動終端設備等4部分。其中網(wǎng)絡子系統(tǒng)包括移動交換子系統(tǒng)（SSS）、移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN）和通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)（GPRS），是GSM-R系統(tǒng)的核心組成部分。

四、基站覆蓋規(guī)劃

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

依據(jù)設計方案，綜合諾西基站設備參數(shù)確認方案的合理性和安全性，需要進行基站的現(xiàn)場勘測工作，基站勘測從無線的角度出發(fā)，現(xiàn)場確認和評估站址的合理性，確認基站的塔高、天線的俯仰角和方位角，評估無線信號場強的覆蓋，現(xiàn)場確認設計方案等等，如果發(fā)現(xiàn)問題，結(jié)合現(xiàn)場情況修改方案，解決問題，提升網(wǎng)絡的質(zhì)量，降低風險。同時在基站勘測是也會對工程安裝方面的條件進行確認，提出合理方案，這樣以便于在后期的安裝、調(diào)試過程中避免出現(xiàn)問題，加快通信工程建設。

現(xiàn)場勘查工作結(jié)束后，再次對基站的站址、站高、天線方向、天線俯仰角等信息進行比對，使用網(wǎng)絡規(guī)劃攻擊導入數(shù)據(jù)，進行工具的參數(shù)設置并覆蓋仿真，覆蓋仿真后對全網(wǎng)進行頻率分配、相鄰關系分配并分配BCC等參數(shù)。并對全網(wǎng)頻率作網(wǎng)內(nèi)頻率干擾仿真，對于存在干擾的地方，或者C/I不達標的地方，進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)頻率干擾問題，最終提交網(wǎng)絡規(guī)劃報告。發(fā)現(xiàn)覆蓋問題提出解決方案。

五、網(wǎng)絡優(yōu)化

GSM-R網(wǎng)絡的服務質(zhì)量（QoS）測試和性能保證服務是網(wǎng)絡優(yōu)化服務的一種，它是針對GSM-R網(wǎng)絡系統(tǒng)工程后，對GSM-R網(wǎng)絡進行覆蓋改進、業(yè)務服務質(zhì)量測試和性能保障為目的的網(wǎng)絡優(yōu)化活動，保障GSM-R網(wǎng)絡高質(zhì)量運行和正常使用。通過網(wǎng)絡優(yōu)化使得達到鐵道部所要求的驗收標準。

5.1 GSM-R無線場強覆蓋調(diào)整

（1）電磁環(huán)境測試。通過場強測試對鐵路沿線電磁環(huán)境進行檢測，對發(fā)現(xiàn)外部運營商電磁干擾，協(xié)調(diào)無線電管理委員會清除外來干擾，保障鐵路專網(wǎng)電磁環(huán)境質(zhì)量達標。

（2）無線場強覆蓋測試。通過對GSM-R網(wǎng)絡現(xiàn)場的測試，收集GSM-R鐵路沿線無線信號電平和無線場強質(zhì)量的現(xiàn)場覆蓋數(shù)據(jù)。

（3）無線場強覆蓋分析及調(diào)整。分析無線場強覆蓋質(zhì)量對發(fā)現(xiàn)問題的無線覆蓋進行硬件（天饋系統(tǒng)）調(diào)整或者參數(shù)的調(diào)整。在測試前期主要是天饋系統(tǒng)的調(diào)整，中后期主要對參數(shù)進行調(diào)整以達到標準要求。

（4）無線場強覆蓋調(diào)整的驗證。通過以上調(diào)整等情況，再次對覆蓋質(zhì)量進行測試驗證。

5.2 GSM-R網(wǎng)絡語音業(yè)務服務質(zhì)量測試和優(yōu)化

（1）語音業(yè)務服務質(zhì)量測試?，F(xiàn)場語音業(yè)務服務質(zhì)量的測試和數(shù)據(jù)收集。

（2）網(wǎng)絡參數(shù)檢查和調(diào)整。對BSS無線控制參數(shù)的分析和調(diào)整。

（3）語音業(yè)務服務質(zhì)量分析和改進。語音業(yè)務服務質(zhì)量的綜合分析和優(yōu)化建議。

六、GPRS業(yè)務性能服務質(zhì)量測試和優(yōu)化

6.1 GPRS業(yè)務服務質(zhì)量測試

現(xiàn)場通過大量GPRS基礎數(shù)據(jù)服務質(zhì)量的測試和數(shù)據(jù)收集。

6.2 GPRS網(wǎng)絡參數(shù)優(yōu)化

通過現(xiàn)場實測并大量采集數(shù)據(jù)，對GPRS控制參數(shù)進行分析和調(diào)整。

6.3 GPRS業(yè)務服務質(zhì)量性能分析

GPRS業(yè)務性能服務質(zhì)量的綜合分析和性能優(yōu)化。

七、測試儀表

網(wǎng)優(yōu)測試期間結(jié)合廠家及鐵科研、第三方測試單位利用多套專業(yè)測試儀表進行測試，測試現(xiàn)場所采集的數(shù)據(jù)當天進行分析，在第二天開始測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。保障第二天的測試，同時可以驗證調(diào)整完成后的效果。

采用一體化測試儀表，可支持所有的GSM-R/GPRS/GMS功能測試。采用高速以太網(wǎng)接口GSM-R掃頻，每秒可測試多達1000個信道以及每秒采集10萬個樣本讀數(shù)。

八、順利地實施優(yōu)化確保了武九線GSM-R的開通運行

經(jīng)過幾個月的網(wǎng)絡優(yōu)化及靜態(tài)、動態(tài)測試，進行了大量數(shù)據(jù)分析，并利試驗車全程進行多次往返測試，測試結(jié)果完全符合設計的要求，從而確保武九線GSM-R系統(tǒng)順利開通運行。