浅铁路通信中GSM-R技术应用分析

朱爱明

（上海铁路局上海通信段徐州高铁车间，江苏 徐州 221004）

随着铁路的提速及高速列车的下线运行，对铁路通信系统提出了更高的需求，铁路通信系统是保证行车安全的重要信息传递，所以通信系统的完善和技术的进步是提升铁路列车发展步伐的重要基础。所以在我国铁路列车向高速化、标准化迈进的发展途中，更需要一个先进的通信技术来支撑。

1 铁路通信的发展

铁路通信在最初发展时期，传输采用了明线和电缆，交换设备使用的是落后的步进制及后来的纵横制交换机，铁路专用通信则以人工台方式为主，随着通信技术的发展，铁路通信也随之更新换代，到90年代数字光纤通信已经被广泛的使用，随着程控及软交换技术的成熟，电话进行了全面升级，形成基本的长途骨干交换网，铁路专用分组交换数据网初步建立，行车电话也推广采用了数字调度设备，在技术先进性、设备稳定性等方面都有了大幅度的提高。随着科技技术的发展，数字移动通信系统技术日趋成熟，经过长期的推广和使用，现GSM-R成为铁路正在使用的专用数字移动系统，成为铁路通信的重要组成部分。

2 铁路无线通信的特点

2.1 由于我国的幅员辽阔，地域范围比较广阔，所以铁路线所跨经的省市比较多。在列车经过的省市中，每个铁路集团都有自己的调度中心来对列车进行指挥。那么要想对列车进行有效的协调控制，就需要一个统一的指挥中心来对列车进行掌控。在列车运行的过程中，指挥中心要根据列车运行的省间距离来确定列车的具体位置和路由，这是一项科学性技术性的工作，列车所行驶的路程较远，那么无线通信的覆盖范围就比较广。

2.2 列车在运行的时候，不仅需要有语音上的传输功能，同时还需要有数据的传输，那么就需要列车具备传输数据所需要的数据接口。因为列车在运行的过程中，会有各种不同的信息需求，需要进行及时的沟通，保证信息的及时性和有效性。

2.3 由于在列车的运行过程中需要多个部门的有效协调和沟通，而每个部门的需求又是不同的，那么就需要信息的传递可以满足不同部门的需求，为各部门的正常运转提供有力的支持。基于以上要素，通信设备需要具有很强大的功能，不仅要有语音传递的功能还要有数据的传输功能，将各部门有效的进行连接沟通，适应各部门的需求，为列车的正常运行打下良好的基础。

3 铁路移动通信系统介绍

GSM-R(GSM for Railway)为铁路专用数字移动通信系统，随着GSM技术的成熟，使用范围逐渐扩大且造价不断降低，欧洲的科技人员在GSM标准上加入了一些适合高速移动环境使用的要素，开发出了适合铁路使用的移动通信系统，并迅速在欧洲得到了推广。GSM-R是基于GSM技术平台，针对铁路无线通信的特点，专门为铁路设计的数字移动通信系统，提供特色的附加功能的高效综合无线通信系统，并增加铁路移动通信所需业务（组呼、群呼、强插、强拆、优先级别等功能），构成整体的解决方案。GSM-R同时还具备数字集群的功能，满足列车高速运行时的无线通信要求，可以提供应急通信、无线列调等语音通信功能，安全可靠。随着铁路运输事业的不断发展，信息化建设需求越来越多，使得无线通信系统在铁路有着广阔的发展前景，GSM-R技术利用其固有的网络特性，很好的顺应了科技的发展，利用其先进的通信手段实现了铁路移动设施和固定设施的无缝隙连接,确保列车安全、平稳的运行，为铁路自动化和信息化发展奠定了良好的基础。

4 GSM－R技术的应用

4.1 调度命令传送：TDCS根据调度命令中的机车编号查找对应的目的IP地址，将命令从无线列调车站台发出，经过GSM－R网络组成的数据链路传送到车载无线通信设备，机车就能接收到调度下发的命令。调度命令是各级调度指挥人员向列车司机下达的书面指令，是列车运行指挥系统的重要组成部分。

4.2 列车调度指挥：调度与司机之间的通话是行车通信系统的重要组成，负责指挥各种车辆的运行，保证机车司机、车站值班员、列车调度员之间以及车站值班员、机车司机、运转车长之间的通信畅通，确保安全。

4.3 机车同步控制：有时列车需要多个机车牵引，在运行过程中，两台机车之间包括加速、减速和制动等一系列行为必需同步操纵，利用本业务可实现机车间信息的传递和交换。

4.4 列车自动控制：通过GSM－R提供车地之间双向安全数据传输通道，接收由GPS或其他的定位工具提供的位置信息，控制列车运行，可代替以前的信号灯指示，保证列车运行安全。

4.5 机车信号和监控信息传送：实现车载设备和地面间的数据传输，提供机车信号和监控信息传输，储存调车模式的相关信息，构成站场通信系统重要组成部分。

4.6 列车停稳信息传送:利用数据采集传输应用系统，可传送列车是否停稳信息，提高车辆运行的安全性。

4.7 车次号传输：车次号传送是实现车辆调度指挥的重要一环，通过对列车车次号的自动跟踪，实现调度中心对车辆运输业务的监控机办理。

4.8 列车尾部监控数据传输：在列车行进当中，司机应当准时了解列车性能变化。列车监控系统可以提供车尾风压数值，电池电压情况，主风管风压情况等等，实现对车辆状态进行实时监控。

4.9 区间无线通信：在区间作业可以使用GS M－R作业手持终端，包括机务、车务、工务、电务、公安等单位可根据需要进行内部的业务联系，在有特殊情况时可与列车调度人员或其他用户联系，在遇到突发状况时，还可通过无线终端直接与司机通话。

4.10 旅客业务信息收集：每辆客车都与控制中心保持一条实时双向数据传输通道，作为数据通信业务使用，与旅客相关的所有移动信息通过此通道进行传输，为旅客提供各种信息，增加旅客的便利性，提供各种人性化服务。

5 铁路无线通信技术的发展方向

随着LTE在公众运营网的引入，在强化GSM-R系统应用的同时，铁路部门也应大胆创新，向LTE-R演进是GSM-R发展的必然趋势，越早地适应新技术，就可以更灵活地应对内部及外部的通信需求，为未来的运营发展做好准备。

目前，国际铁路联盟（UIC）正在积极研究GSM-R向LTE-R的行业演进标准，确保GSM-R技术随电信科技的不断发展，使用的生命周期可以获得延长。从发展情况看，无线技术在铁路专用通信中拥有广大的发展前景，有了GSM-R的成功运营及研发经验，我们必将开发出新一代的适合国内实际的铁路移动通信系统，为铁路安全运营提供有力保障。

[1]刘柯.铁路通信录音设备设计分析[J].计算机与网络，2010.

[2]王令朝.展望我国铁路通信的发展趋势[J].铁道通信信号，2001-09-17.