楊震

摘 要：在我國社會經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步發(fā)展以及人們生活水平逐步提高的今天，鐵路運(yùn)輸量日益增加，新時(shí)代的鐵路運(yùn)輸發(fā)展需要更高水平的無線通信技術(shù)，適應(yīng)新形勢下的安全、可靠、高效運(yùn)行要求。GSM-R技術(shù)是一種專用于鐵路運(yùn)行的數(shù)字式移動無線通信技術(shù)，對鐵路的運(yùn)行起著調(diào)控及指揮的作用。本文將對GSM-R技術(shù)在我國鐵路通信中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行分析，希望對業(yè)內(nèi)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：鐵路通信；GSM-R技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展

1 GSM-R系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

GSM-R技術(shù)是調(diào)度和指揮鐵路日常運(yùn)營的專用移動通信技術(shù)，是一種基于分組數(shù)據(jù)的通信方式。其主要由四部分組成：第一，基站子系統(tǒng)，BSS借助無線接口直接連通移動臺且承擔(dān)著無線信號的發(fā)送接收與無線資源管理工作。BSS主要是由編譯碼和速率適配單元（TRAU）、基站控制器（BSC）、基站收發(fā)信機(jī)（BTS）和弱場設(shè)備這幾個(gè)功能實(shí)體構(gòu)成的。第二，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)又涉及網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)、移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)以及通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。一是，其中網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)主要是由VLR、MSC、HLR、AUC、IWF、GCR、SMSC、AC與IN等功能實(shí)體構(gòu)成，進(jìn)行交換業(yè)務(wù)與用戶數(shù)據(jù)的安全和移動管理。這些實(shí)體是借助No.7信令協(xié)議來實(shí)現(xiàn)之間的通信；二是，通用分組無線業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，GPRS子系統(tǒng)是分組無線業(yè)務(wù)的重要部分。GPRS子系統(tǒng)主要包括兩層結(jié)構(gòu)：一是核心層，核心層主要是由SGSN、GGSN、DNS和RADIUS的功能實(shí)體構(gòu)成；二是無線接入層，無線接入層主要包括基站、PCU與終端等結(jié)構(gòu)。為了降低投入成本，GPRS無線接入層組網(wǎng)必須高效利用GSM—R系統(tǒng)所提供的設(shè)備資源；跟GSM—R系統(tǒng)同用一個(gè)頻率資源；利用GSM—R系統(tǒng)的基站來完成無線覆蓋，不增設(shè)單獨(dú)的GPRS系統(tǒng)基站。GPRS子系統(tǒng)的功能主要是為無線用戶提供分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。第三，運(yùn)行和業(yè)務(wù)支撐子系統(tǒng)，OSS主要包括用戶管理系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)。第四，終端設(shè)備，終端設(shè)備是用來接入GSM-R網(wǎng)的移動臺和無線固定臺等設(shè)備，具有讓用戶直接使用的功能。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 GSM-R技術(shù)在我國鐵路通信中的應(yīng)用

2.1 調(diào)度命令傳送

TDCS系統(tǒng)通過查找機(jī)車編號以及對應(yīng)的目的IP地址，將其調(diào)度命令適時(shí)發(fā)布，具有強(qiáng)大的功能，此時(shí)GSM-R系統(tǒng)經(jīng)過GSM-R網(wǎng)絡(luò)組成的數(shù)據(jù)鏈路將調(diào)度指令傳送到車載無線通信設(shè)備上，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)行機(jī)車準(zhǔn)確、及時(shí)地接收到調(diào)度指令。這種調(diào)度命令是鐵路調(diào)度指揮中樞系統(tǒng)發(fā)布的，具有較高的權(quán)威性，是列車運(yùn)行指揮系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)以及列車信號傳輸?shù)膶蛹壒芾怼?/p>

2.2 列車調(diào)度指揮

GSM-R系統(tǒng)在鐵路通信中的應(yīng)用，還包括使調(diào)度與司機(jī)之間進(jìn)行順暢的通話，從而有效指揮各種列車的順利運(yùn)行。調(diào)度與列車司機(jī)的通話是否順暢，決定了列車運(yùn)行的有序和安全，由此可以看出GSM-R系統(tǒng)在行車通信系統(tǒng)的重要地位，其有效的應(yīng)用提高了列車運(yùn)營各部門之間的通信暢通度，進(jìn)一步促進(jìn)了列車運(yùn)行的安全性。

2.3 機(jī)車同步控制

鐵路的列車運(yùn)行具有特殊性，需要多個(gè)機(jī)車牽引，那么就要求多個(gè)機(jī)車的運(yùn)行例如加減速、制動等一系列行為必須保持高度的一致，鐵路指揮部門必須同步操縱這些數(shù)據(jù)，GSM-R系統(tǒng)的應(yīng)用極大地實(shí)現(xiàn)了各個(gè)機(jī)車間信息的傳遞和交換等要求，提高了列車運(yùn)行的安全性和高效性。

2.4 多種旅客服務(wù)功能的應(yīng)用

在鐵路通信系統(tǒng)中應(yīng)用GSM-R技術(shù)可以便捷、高效的為旅客提供售票以及相關(guān)的查詢等服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行動態(tài)的實(shí)時(shí)更新。另外，GSM-R技術(shù)的應(yīng)用還具有跟蹤貨運(yùn)的服務(wù)，通過對貨車的定位實(shí)時(shí)掌握和了解所運(yùn)貨物的精確位置。此外，GSM-R技術(shù)在我國鐵路通信系統(tǒng)中還具備按近連續(xù)式傳輸機(jī)車信號、無線列調(diào)、區(qū)間移動通信以及據(jù)實(shí)況進(jìn)行GSM-R場強(qiáng)合理覆蓋的功能。

2.5 多優(yōu)先級搶占呼叫權(quán)

鐵路通訊網(wǎng)絡(luò)不僅要具備列車自動化控制作用，還要具有緊急呼叫系統(tǒng)，若某個(gè)無線電信道出現(xiàn)擁堵的情況，可以及時(shí)建立新的高優(yōu)先權(quán)的通訊連接，中斷低優(yōu)先權(quán)呼叫，保障鐵路通訊系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和有效性。

3 GSM-R技術(shù)的發(fā)展

關(guān)于GSM-R技術(shù)的今后的發(fā)展，我們還要注意幾個(gè)重要的問題。首先是要全面、系統(tǒng)的考慮GSM-R設(shè)備間的互聯(lián)、互通性，以安全、穩(wěn)定以及高效實(shí)用為目標(biāo)進(jìn)行鐵路移動通信的構(gòu)建，并適時(shí)改進(jìn)不適應(yīng)現(xiàn)代鐵路運(yùn)輸需求的移動信息傳送平臺。其次是為了保障鐵路通信系統(tǒng)在電磁復(fù)雜環(huán)境里的穩(wěn)定和有序，GSM-R系統(tǒng)可采用空中無線管控為列車運(yùn)行控制系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)無干擾、無污染的環(huán)境。另外，還應(yīng)充分運(yùn)用。例如GPRS技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)，優(yōu)化數(shù)據(jù)信息傳輸容量，靈活配置各種資源并實(shí)現(xiàn)各種類型數(shù)據(jù)信息的傳輸。最后是建立健全鐵路網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)管理機(jī)制，實(shí)時(shí)研發(fā)GSM-R技術(shù)的新應(yīng)用、新業(yè)務(wù)，比如構(gòu)建調(diào)度命令、站場圖形等，促進(jìn)鐵路事業(yè)的深層次發(fā)展。

4 結(jié)束語

總之，目前鐵路事業(yè)的蓬勃發(fā)展，需要較高技術(shù)水平的通信系統(tǒng)做保障，GSM-R技術(shù)作為專用于鐵路日常運(yùn)行管理的關(guān)鍵技術(shù)，對鐵路的高效、安全、快捷運(yùn)行具有重要的推動作用，鐵路運(yùn)營管理人員，應(yīng)加強(qiáng)對其的分析研究，為鐵路事業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李晟陽.融合GSM-R技術(shù)的鐵路無線列調(diào)系統(tǒng)[D].西安工業(yè)大學(xué)，2012.

[2]吳端坡.GSM-R多普勒效應(yīng)與切換掉話分析及車載分析系統(tǒng)研究[D].浙江大學(xué)，2014.

[3]李竑.GSM-R通信系統(tǒng)及其應(yīng)用與建設(shè)[D].北京郵電大學(xué)，2010.