车地无线通信联络寻呼方式分析

肖培龙

（中铁电气化局集团有限公司，北京 100036）

随着无线通信技术的发展，车地间无线通信用途越来越广，既用于通信广播、视频监控，又用于信号信息传递，还用于视频图像传播、移动售票、无线上网等等。车地无线通信技术有多种，有单独采用频分多址（FDMA）、时分多址(TDMA)、码分多址（CDMA）技术，也有混合采用这几种通信技术，还有采用正交频分复用（OFDM）技术、基于GSM系统的无线分组交换（GPRS）技术等等，本文主要针对车地无线通信首次联络方式（俗称握手方式）及信息交互通信方式进行探讨，不针对任何无线通信技术本身。

车地无线首次通信联络方式，是车地建立联系的前提，在车载电台开机、通信中断重联、故障重启等均需呼叫应答，相互确认后（防止伪电台存在）方可按约定的通信技术相互传递信息。在信息交互过程中，同样存在谁主呼谁应答问题。目前各厂商车地无线通信联络方式不尽相同，大致有车主呼控制中心应答、控制中心主呼车应答、车主呼控制中心应答建立握手联系后反过来由控制中心主呼车应答传递具体信息（简称综合呼叫模式）等几种，孰优孰劣，值得研究探讨。

1 车主呼控制中心应答模式（简称方式1）

车主呼控制中心应答模式，是由车载电台开机上电后或通信中断后主动呼叫控制中心，若控制中心没有回复，则车载台没有呼叫成功，仍需重复呼叫，直至中心回复建立联系为止。控制中心收到某车载台呼叫后，通过后台查询，也就是合法性检查，予以应答建立握手联系，如图1所示。控制中心可以及时回呼应答，也可以通过事先约定的方式回呼确认。车地建立联系后，车载台按自身通信机制约定条件向控制中心定期发送变化的信息，控制中心回复收到信息及需发送的控制信息。若通信中断若干时间（可设定），则车载台需重新呼叫控制中心建立联系。

2 控制中心主呼车应答模式

控制中心主呼车应答模式主要有3种：控制中心单呼、群呼、周期巡呼。此方式一般是在控制中心存储有上线车的信息，通过后台查询方式呼叫所有车，防止非法车侵入。

1）控制中心单呼若干周期车应答（简称方式2）

控制中心按上线运营车顺序单呼某车，若该车及时回复应答建立联系后即可转呼下一车载电台；若该车没有联系上，控制中心寻呼3～6次或1～3 s（次数、时间可设定）仍无结果，则寻呼下一车载台，待寻呼完所有车后，再寻呼未联系上的车载台如图2所示。车地建立联系后，由控制中心按自身通信机制定期寻呼各车，收集各车变化信息并发送控制信息。若通信中断，则由控制中心再次呼叫丢失的车载台，直至重新建立联系。

2）控制中心群呼车应答（简称方式3）

控制中心发布群呼信息，各车按事先约定的时间节点回呼应答，若有个别车未应答，则控制中心将再次周期性地群呼，直到呼叫到所有需上线车为止如图3所示。车地建立联系后，由控制中心定期群呼各车并发送控制信息，各车按自身通信机制向控制中心发送各车变化信息。若通信中断，则由控制中心再次群呼，直至重新建立联系。

3）控制中心周期巡呼车应答（简称方式4）

控制中心按上线车顺序逐车点到呼叫，在规定的时间周期内巡呼一遍所有车，开机上电的车载台收到中心呼叫后按时回复应答，建立通信联系如图4所示。遇有未应答的列车，则再次巡呼。车地建立联系后，由控制中心定期巡呼各车并发送控制信息，各车按自身通信机制向控制中心发送各车变化信息。若通信中断，则由控制中心再次巡呼，直至重新建立联系。

3 综合呼叫模式（简称方式5）

综合呼叫模式是指车载台开机上电后主动呼叫控制中心，控制中心应答建立握手联系后，传递信息时则反过来，由控制中心按自身通信机制主动呼叫车载台并发送控制信息，车载台收到控制中心发送的呼叫信息后再传递变化的信息如图5所示。遇通信中断后，则需再次由车载台主动请求呼叫建立握手联系，车载台不请求中心不予处理。若该车故障回库检修，改由备用车上线替换，则只要该备用车主动呼叫，控制中心核查合法性后即可建立联系。

4 各通信联络模式比选

从上述通信联络模式可以看出，各方式各有优缺点。

方式1由车载台开机时主呼，控制中心应答，减少了控制中心对未开机的车盲呼，降低了中心通道承载压力，因各车上道时间不一，即使有多车同时进行上道准备，同步开机的几率也较少，且车辆段出车也是按顺序排队出车，故单车开机上电与控制中心逐个建立联系方式可以减轻中心同步处理压力。中心仅与已建立通信联系的上线车交互信息，避免处理未上线车的麻烦，节省了信道资源。但在所有车辆均上线运行后，各车均不加限制地主呼控制中心传递车辆变化的信息，则有可能造成中心通道拥塞或中心处理能力受限，进而丢失车辆变化信息，故需按自身通信机制约定各车发送信息时机。

方式2由控制中心逐个单呼上线车，可以减轻中心同步处理压力，控制中心需在每天运营前知晓当天所有上线车信息，避免盲目呼叫非上线未开机列车，浪费信道资源。但遇故障车时仍需周期性地呼叫故障车，除非人工修改上线车运营资料，且临时增开备用车时也需调度修改上线车运营信息，加大调度工作量。目前一般做法是一次性写入全部列车信息，控制中心周期性地呼叫各车，即使某车处于检修状态或关机备用状态也要不断地被重复呼叫，无故占用信道资源。

方式3由控制中心群呼各车，各车回复应答，可以减少中心单呼时间，在控制中心不知道当天上线车信息时，只要有备用车、检修车未上线运行，控制中心就会没完没了重复群呼，若要避免无谓地资源浪费，就要调度每天输入上线车信息，且需及时修改故障车信息、增加临时车信息，加大调度工作量。

方式4由控制中心周期巡呼，控制中心呼叫时间比方式2略短、比方式3略长，与方式2、方式3一样均存在需知晓当天上线车信息的问题。

方式1是由车主呼控制中心核查上线车合法性信息，中心可以有选择地与上线车直接通信，避免了中心重复处理呼叫未上线车的无效工作，充分利用了轨道交通工作特性，减轻中心处理负担，提高工作效率。方式2，3，4均是由控制中心主呼，因有倒班检修车存在，中心又无法提前知晓某车突然故障不能上线运行（出库前自检，一切正常后上线运行；不正常则由备用车替班），若需临时修改，又要加大调度沟通工作量，故一般做法均是存储有所有列车信息，按存储信息呼叫所有车，就会存在无效呼叫问题，只要有一辆车未上线运行，中心就会周期地重复呼叫，浪费有限资源。但在车地握手建立联系后，中心主呼车回复信息方式就可避免群龙无首，在中心准备好可以接受信息时，由中心主呼车报送信息，可以让中心从容处理，避免通道拥塞排队问题。

方式5充分总结了上述4种呼叫模式优缺点，利用车载台开机上线的随机性特点，让车载台主呼控制中心建立握手联系，中心知晓上线车信息后，传递信息时又改由中心主呼，且有选择性地仅与上线车通信，在中心具备接受条件时由中心向车载台要信息，车载台再向中心提供变化的信息，有效地利用信道资源，提高了CPU工作效率，没有了无效呼叫。克服了方式1～4的缺点，保留了车主呼、中心主呼的优点，各取所长，是值得推荐的呼叫联系方式。

5 结语

无线通信在轨道交通及铁路市场应用有其显著的特点，是以线为单位，移动的车辆为终端，传递的信息内容较多，信道有限，受干扰等因素影响，经常会出现通信中断情况，无线通信呼叫联系机制就成了不是问题的问题。在现场试验中发现，往往由于呼叫机制问题挤占了通信信道及CPU端口，造成有用信息丢失，甚至还出现过大量重复呼叫堵塞端口的问题。希望通过本文能够引起各设备供应商的注意，充分考虑现场应用条件，减少无谓消耗，优化工作机制，提高工作效率。