GSM—R在铁路通信中的应用实践略述

周卫

摘要：铁路作为我国交通运输体系中重要组成部分，同时也是人们日常交通出行的主要方式之一，以其运输量达、速度快、安全性高的优势受到了广泛的喜爱。在信息时代背景下，越来越多先进的信息技术广泛应用在铁路通信中，建立一个大型的铁路通信网络，可以为铁路运输安全提供更为坚实的支持和保障。GSM-R作为一种前沿技术，属于专用移动通信范畴，在铁路通信网络中应用GSM-R技术，能够为铁路运营管理提供服务支持，为列车控制提供可靠的无线数据支持，可以有效提升铁路通信网络有效性和灵敏性，实现更加高质量、安全的数据传输要求。本文就GSM-R在他铁路通信中应用实践进行分析，结合实际情况，从多种角度展开分析。

关键词：GSM-R技术；铁路通信；应用；通信调度；通信系统

0引言

在铁路交通运输事业快速发展下，越来越多先进技术和设备应用其中，构成了大型的铁路交通网络。由于铁路运输特性，受到了人们的广泛欢迎和喜爱，出于安全角度考量，人们对于铁路运输交通网络建设提出了更高的要求。我国铁路在发展中，更多的是以数据和语音集成化服务作为现代化通信平台建设目标，为用户提供更加优质的服务信息。GSM-R作为一种新式的通信技术，在铁路交通运输网络中应用，有助于为铁路管理提供数据支持，满足通信系统调度和管理功能，促使系统可以稳定运行，提升系统运行效率和安全性。可以说，GSM-R技术同铁路运输组织、控制和安全方面存在密切联系，通过深入分析和把握市场规律，结合铁路运输实际情况，建立一种覆盖面积更广的铁路网，能够推动铁路交通运输事业发展。由此看来，GSM-R在铁路通信中应用研究很有必要，有助于充分发挥GSM-R技术优势，推动铁路交通运输事业发展。

1 GSM-R技术概述

1.1 GSM-R技术

就GSM-R技术来看，主要是用于铁路运输通信系统中的一项前沿通信技术，由国际铁路联盟开发和建设，为铁路建设、管理和运营提供通信调度和指挥，可以实现列车控制、调度，并且在系统终于加入了优先级和广播呼叫功能，可以实现更加高效的铁路运营管理成效。GSM-R系统通信频率大概在870MHz～960MHz之间，实际运行中移动台发射基站接收的上行频率和下行频率分别为885MHz～889MHz之间和930MHz～934MHz之间，两种频率具有较为突出的优势，尤其是低廉的成本，可以更有效地抵抗外界信号干扰，满足时速在500km/h以下的铁路运输管理要求。

1.2 GSM-R的构成和功能

①网络子系统。就网络子系统来看，是建立在移动交换中心基础上，通过接口实现同基站的有效连接。网络子系统中包括有码型变化器、组呼寄存器、设备识别寄存器和鉴权中心等多种，主要是实现数据和语音呼叫的通信管理。

②基站子系统。就内部构成来看，基站子系统主要是由基站控制器和收发信息机构成，在无线网络运行中，通过MSC具体控制。基站控制器主要是用于收发机和MSC之间信息传输的管理，并且可以实现多台收发信机的控制。基站收发信机的功能则表现在无线网络以动态通信和空中接口的管理。

③子系统的操作和维护。对于子系统的操作和维护，两者之间存在密切联系，同时又是彼此独立，操作系统主要是完成各项网络操作功能，维护系统则是对用户和设备的有效管理，尤其是在GSM-R通信系统的外部网络全面连接，可以实现专网、公网和移动网络之间的通信数据传输，联系变得更加密切。

2 GSM-R技术的优势和特殊业务

2.1 GSM-R技术的优势

GSM-R是在GSM技术基础上发展而来，同公众移动系统同步发展，有线通信网络、无线通信网络和其他通信网络接口构成，同样是采用GMSK调制，在200kHz带宽中有超过8个时隙的时分多址，调制速率大概在270Kb/s。GSM-R自身集合了GSM技术的优势和集群通信特点，在铁路通信网络中应用更具特色。通过标准GSM承载业务实现数据固定到移动的自动化数据传输，为地面控制中心提供安全的数据传输服务。GSM-R技术可以同GSM、PDN、IP以及TETEA连接在一起，为铁路运营管理提供信息服务平台，互连接口更加完善。由于GSM-R技术和GSM技术之间的联系，具备GSM所有的业务和功能，兼容GSM的频率管理，可以更好地满足数据和语音通信传输需要，根据实际需要来自行分配带宽，提供新的业务和功能，促使移动通信现代化建设进程持续推进翻。GSM-R和GSM之间区别更多的是表现在上行和下行频带方面，GSM-R中加入了语音广播、语音组呼以及优先级功能，在一定程度上可以有效满足铁路运输的特殊要求。GSM-R在铁路通信系统中应用，即便时速达到350km/h，仍然可以正常的通信，抗干扰能力较强，满足不断发展的高速列车运行需求。更为重要的是，即便是在郊区、山区和市區，均衡改进算法的实际应用，可以更好的了解信道参数变化情况，尽可能降低无线网络数据传输的误差，提升铁路通信网络需求。

2.2 GSM-R技术的特殊业务

GSM-R技术在满足语音通信业务基础上，为铁路通信调度增加了集群通信功能，还包括功能寻址、基于位置寻址和基于GSM-R技术的无线列调功能实体等。就功能寻址来看，作为GSM-R技术的基本特征，并非是传统意义上根据用户终端寻址，而是通过特定功能号呼叫用户，完成业务需要，可以保证用户功号码和应答终端的唯一性：基于位置寻址则是强调用户在发起特定功能调用路由到另一个用户当前地址上，如果在列车上需要呼叫服务员，可以通过网络确定司机位置，确定车站呼叫的调度员。对于位置信息的确定，大多数是由应用层实现，这样可以有效避免对GSM-R设备的影响。

通过GSM-R技术实现无线列调组网，可以借助无线通信，也可以有机整合无线通讯和有效通讯联合使用，共同完成通信调度业务。沿线采用无线覆盖，列车上配备无线终端，值班人员和调度员之间则是有效通信中断传输。并且，为每一个呼叫配备一个优先级，有助于提升无线列调功能，满足不同等级需求的同时，整合通信资源，满足通信指挥和调度功能需要。endprint

3.GSM-R在铁路通信中的应用

3.1青藏铁路中的GSM-R技术应用

3.1.1 GSM-R通信结构

青藏铁路海拔高度较高，主要是位于高原地带，有超过85%的铁路路段均是建立在海拔超过4000m的高原上，气候条件较为恶劣。也正是由于此种现象，导致很多工作人员难以长期适应高原上的铁路运营工作，另一方面，冻土面积较为广泛，对于铁路通信质量同样带来了深远的影响，难以有效落实铁路维修工作。故此，铁路相关部门在铁路运营管理中应用GSM-R技术，可以有效降低冻土因素对于铁路通信网络带来的威胁，使用双基站同站址和双交换机无线信号覆盖，尽可能降低维修人员参与，降低人工劳动强度，充分展现人性化理念。同系网络系统中包括三大部分，GSM板块、语音调度板块和铁路基本管理业务几个方面。就GSM业务内容来看，根据实际情况大致分为三个方面，即承载、电信补充和终端内容：语音调度划分为七个等级，优先级呼叫高于终端低级呼叫要求，以此来发挥GSM-R通信系统优势。

3.1.2 GSM-R通信系统方案

结合青藏线路通信要求，由于场强覆盖要求差异显著，所以列车的无线场强概念覆盖率也在不断缩减。车厢内手扶台覆盖等级大概在85%左右，接收电平的最小值则是-98dBm：无线列车空车载台的覆盖等级大概在98%左右，接收电平最小值则是-92dBm。

呼叫建立时间，主要是用于确保系统运行安全和稳定的主要参数之一。就青藏铁路GSM-R通信系统呼叫建立时间来看，主要类型和要求表现在以下几个方面：铁路紧急呼叫，呼叫建立时间在2s以内，一定满足；区域间司机间呼叫，呼叫建立时间在5s以内，一定满足：移动台呼叫固定网，呼叫建立时间在5s以内，尽量满足；固定网呼叫移动台，呼叫建立时间在7s以内，尽量满足：优先等级的呼叫建立时间在10s以内，尽量满足。

3.2大秦铁路线中GSM-R的应用

大秦铁路线作为我国重要的铁路运输线路，路段内隧道众多，路线弯曲，需要充分考虑到列车共同操作可能性。应用GSM-R通信系统后，可以实现多辆列车的同步设备管理和维修，有效提升列车运行可靠性和安全性。由于山区地理环境较为复杂，很容易受到客观因素影响到网络通信质量，所以选择同站址双基站无线网络覆盖方式，以此来降低外界客观因素的影響，提升网络通信数据传输质量。

3.3 GSM-R通信系统在铁路运营管理中应用

①区间移动通信。移动通信方式的出现，较之传统通信方式而言，可以有效实现抢险、救急和救援等通信要求，实现区间工作人员之间的数据传输和交流。

②列车尾部风压力检测。对于列车尾部风压力的检测，主要是安装一台移动设备和一台检测设备，借助GSM-R通信系统将数据传输到司机间，可以及时了解到列车车位的实际运行情况，加之GSM-R通信系统抗干扰能力较强，即便是在隧道内，仍然可以有效抵御外界因素对通信信号强度带来的影响，四线数据高质量的传输。

③满足客户要求。借助GSM-R通信系统，可以实时更新通信数据，促使用户可以动态了解到列车时刻信息，并提供订票服务，满足广大顾客的实际需要。

3.4 GSM-R技术的发展

GSM-R技术具有十分突出的优势，未来的发展前景十分广阔。基于此，应该进一步加强关于GSM-R技术的理论研究，尽管在过去的时间内关于GSM-R技术研究取得了较为可观的成效，但是研究理论更多的是在欧美技术基础上实现，未来的工作中应该加强理论研究，获得更加前沿的成果。与此同时，顺应国际发展潮流，建立国际上统一的技术标准，从系统功能和实际需求角度进行创新和规范，或是结合国家各方面要求，对GSM-R技术功能和性能有针对性优化。

当前我国很多的铁路线，在网络工程大力建设中纷纷引进国外关于GSM-R技术的相关研究成果，并且吸收国外网络工程建设经验，进一步整合后应用到铁路运营管理中。当前国内关于铁路中GSM-R技术的应用中，并未充分发挥出设备互相连接所起到的优势，不难看出我国在科研方面的缺陷和不足，在今后发展中除了吸收和学习先进理论以外，还需要注重产品的创新和完善，为我国铁路运输事业健康持续发展提供更为坚实的支持和保障。

4结论

综上所述，在铁路通信中应用GSM-R技术，可以有效满足铁路通信需求，这就需要进一步加强GSM-R技术同铁路运输组织、控制和安全之间的联系，通过深入分析和把握市场规律，结合铁路运输实际情况，建立一种覆盖面积更广的铁路网，推动铁路交通运输事业发展。endprint