新时期铁路通信技术及其发展研究

马 琳



新时期铁路通信技术及其发展研究

马 琳

中铁十二局集团电气化工程有限公司 天津300308

在铁路运输系统中，假如没有有效的通信技术作为支持，形成可以保障铁路系统各个要素正常工作的技术，则铁路运输系统无法实现正常、稳定、安全运行。在铁路运输系统中，通信技术可以真实、有效、准确的反应铁路运输系统中的状况，以及针对交通运输情况来发布有效的命令。在铁路运输高速化发展的当下，铁路通信技术也需要跟上步伐，朝着更加便利、更加智能的方向发展。基于此，对新时期铁路通信技术及其发展进行了分析，仅供业内人士参考。

新时期；铁路通信技术；发展

1 铁路通信技术及其特点

通信技术在铁路运输系统中占据着重要的作用，铁路通信技术已经从初期的对话调度，报文调度直至现代的通信技术。铁路通信技术的运用主要是针对铁路系统中的各个环节进行控制与管理，通过人机操作的形式来对反馈的数据进行处理与管理，并且制定合理的应对策略，以实现铁路行车安全、行车自动化调动控制、故障报警。铁路通信技术并不是单独存在的，而是结合了现代计算机技术、信息技术等一系列学科，使用人机互动的方式来对铁路运输系统中的信息进行采集、传输、处理、反馈与共享。

2 新时期铁路通信技术——GSM-R 技术

GSM-R 技术全称为 Global System of Mobile Communications for Railways，意为全球铁路通讯系统，GSM- R 系统是在 GSM 技术的基础上发展而来的，专门为铁路通信工作设计的综合性数字移动通信系统。GSM- R 技术工作频段为900MHz，不仅增加了调动通信功能，而且较为适合在高速运动环境下进行通信工作。GSM- R 技术在传统广播呼叫等语音功能基础上，增添了 GPS 遥感功能，可以有效地满足铁路专用调度通信的需要。

2.1 GSM-R系统的结构

GSM-R技术是调度和指挥铁路日常运营的专用移动通信技术，是一种基于分组数据的通信方式。GSM-R技术是由多个子系统组成的， 分别为网络、 基站、运行与业务支撑等子系统。不同的子系统中，网络子系统又可以分为移动交换、移动智能网与通用分组无线业务。

（1）网络交换系统，即为辅助通信系统完成业务的交换与用户数据，并且对用户数据进行实时安全管理。实现网络交换系统功能的实体设备包括定位寄存器、移动智能网、组呼寄存器等，不同设备均利用 ON.7 信令协议开展通信。

（2）基站系统。基站系统利用无线接口与移动台来进行连接，主要实现无线信号的接收与发送，其实体设备包括控制器、发动信息设备、弱场设备等。

（3）运行、支持子系统与终端。运行、支持子系统囊括了网络设备维护管理以及对用户管理的两个系统，而终端则是为 GSM-R 通信系统的用户提供直观的操作与处理，使得设备可以接入至 GSM-R 网中，终端的实体设备包括了无线固体与移动台[1]。

2.2 GSM-R技术特点

GSM-R通信技术是基于GSM的，因此GSM-R通信技术不单单拥有GSM的漫游、切换等特点，同时还拥有以下功能：（1）功能寻址。提升固定或移动用户呼叫正在行驶列车中移动用户稳定性的功能；（2）基于位置寻址。提升行驶列车中移动用户呼叫地面用户便捷性的功能；（3）列车操控系统。该系统是基于GSM-R技术下的对列车进行自动控制的系统，其甚至可以实现列车的自动驾驶；

3 GSM-R铁路通信系统建设现状

3.1 青藏线GSM-R铁路通信系统的应用

青藏线铁路是我国以GSM-R通信系统建设的高原铁路，GSM-R系统的引入为冻土地区传输电缆的铺设困难问题提供了有效的解决方案，降低了维护成本。GSM-R比传统铁路通信系统传输信号更为可靠、安全、速度更快，我国结合青藏高原的实际环境，自行研发CIR列车通讯设备结合调度指挥系统，建设了GPRS无线信息连接网络。

3.2 大秦线货运铁路GSM-R铁路通信系统的应用

大秦线铁路为货运铁路，专线运行速度慢，山区密布。大秦线铁路的GSM-R系统建设中采用的GSM-R核心网及无线网络采用国产化设备，标志着我国已经掌握GSM-R的核心技术，在GSM-R应用方面走在了世界前列，大秦线20000t重载运输技术不仅使大秦线2006年年运输量达到了2.5×108t，也使我国铁路重载运输领域迈进了世界先进行列，同时大秦线具备了进一步发展的潜力。

4 GSM-R 技术在铁路通信中的应用策略

4.1 加强 GSM-R 技术的理论研究

虽然西方发达国家的 GSM-R 技术已经经历了较长的研究周期，GSM-R 技术理论体系已经趋于成熟，然而我国 GSM-R 技术的研究仍处于起步阶段，虽然在发展过程中突破了很多巨大的难关，但 GSM-R 技术实际应用过程中仍存在着很多问题。现阶段我国铁路运输对于通信业务的需求量较为巨大，同时对于通信质量的要求较高，面对频率资源较为紧张的实际发展情况，我国绝大多数铁路部门采用 GPRS 分组数据作为传输平台传输一些非安全数据信息，但是这种传输模式仍难以满足我国铁路运输的庞大信息需求。

4.2 加强信息化网络平台建设

与传统无线通信的对讲方式不同，GSM-R 系统网络主要是基于互联网交互技术的通信网络。基于互联网交互技术的 GSM-R 通信网络包括智能网络与交换机能通信设备，GSM-R 通信网络并不是区域范围内或某条铁路线路内的专用通信网络，而是以互联网交互技术为依托，覆盖全国范围的现代化通信网络。铁路系统中的数字化 GSM-R 通信网络通过将传统固定通信网络与综合性数字移动网络进行结合，提升了铁路通信网络的灵活性与便捷性，使 GSM-R 通信网络可以在高速运动环境下进行良好通信。

4.3 推动互通互联现场测试工作

在铁路通信工作中建设 GSM-R 通信网路时，为了在保证 GSM-R 通信网络运行的可靠性的基础上尽可能地降低通信系统的建设成本，相关设计部门应当深入考虑不同厂家设备间的互通互联问题，并对 GSM-R 通信系统的开放性进行现场测试。推动互通互联现场测试工作一方面有利于 GSM-R 设备供货市场形成良性的市场竞争，尽可能地降低通信系统的建设成本，降低通信系统建设风险；另一方面，可以保证 GSM-R 通信网络更好地服务于铁路信息通信工作，按照目标网络进行通信网络的建设与规划工作，从 GSM-R 网络的长远发展考虑尽可能地发挥通信网络的整体效益。通过推动互通互联现场测试工作可以保证不同厂家设备的主要网元之间能否实现互换。

4.4 对 GSM-R 技术的电磁环境进行控制

现阶段GSM-R 通信网络运营过程中，一般会受到系统内部干扰与外部环境干扰等两大干扰源的影响。GSM-R 系统内部干扰主要是由于系统内部通信频率规划不当，导致在实际通信过程中出现邻频、同频现象，影响 GSM-R 通信的可靠性。外部环境干扰一般分为人为故意大信号堵塞干扰、GSM 移动通信网络干扰以及下行链路对上行链路的干扰三种情况。基于GSM-R 技术的铁路通信的电磁环境较为复杂，干扰源存在多元化现象，对 GSM-R 通信网络的可靠性存在着很大的影响。因此，在 GSM-R 通信网络实际运行过程中，应对 GSM-R 技术的电磁环境进行控制，通过与移动通信网络进行协商等方式，保证基于 GSM-R 技术的铁路通信网络得以正常运行[2]。

5 我国GSM-R技术的发展方向

为了进一步推动铁路通信过程中 GSM-R 技术的完善与优化，不单单要加快建立与我国铁路通信情况相匹配的GSM-R 技术规范与相关标准，同时还需要妥善平衡 GSM-R技术与 4G 技术之间的关系。尽量实现 GSM-R 技术与 4G 技术的兼容性与安全性。

6 结束语

总之，铁路通信技术对于铁路运输系统来说是不可或缺的，其能够显著提升铁路的运行效率、增强铁路运行的稳定性与安全性。伴随着我国铁路运输系统的繁荣发展，铁路通信技术也正在朝着信息化、数字化的方向发展，因此有需要对其进行研究探析，以便推动其为铁路运输系统提供更可靠的服务。

[1]傅鑫.浅谈GSM-R技术在我国铁路通信中的应用及发展[J].科技创新导报，2015，1（2）：73.

[2]谢炳勋.GSM-R技术在我国铁路通信中的应用与发展研究[J].电子技术与软件工程，2015，23（1）：45-45.

Research on railway communication technology and its development in the new period

Ma Lin

China Railway twelve Bureau Group Electric Engineering Co., Ltd., Tianjin 300308

in the railway transportation system，if there is no effective communication technology as the support，to ensure the normal work of railway system can form the various elements of the technology， is the railway transportation system can not achieve normal，stable and safe operation. In the railway transportation system，communication technology can be a real， effective and accurate response to the status of the railway transport system， as well as for the traffic and transport situation to issue an effective order. In the current development of high-speed rail transport， railway communication technology also need to keep up with the pace，towards a more convenient，more intelligent direction. Based on this，the paper analyzes the railway communication technology and its development in the new period，only for reference.

new era；railway communication technology；development

U285

A

1009-6434(2016)09-0047-03