GSM-R无线技术在铁路通信中的运用

摘　要：

摘　要：目前，GSM-R无线技术在铁路通信中得到了广泛的运用。本文主要分析了GSM-R技术，探讨了GSM-R系统的主要构成，论述了GSM-R技术的特点，并概述了GSM-R技术在铁路通信中的运用。

关键词：

关键词：GSM-R　无线技术　铁路　通信

　　随着国内铁路工程的发展，运输日益向重载化方向发展，铁路的电气化改造已经提上日程，很多路线上已经实现了既有线路的提速，而这一切的发展都要求具有较高的通信信号技术。传统的无线通信技术频谱利用率不高，且功能不多，无法满足当前铁路通信的要要。而GSM-R技术便能较好的处理这些问题，系统成熟、性能可靠、适用性较强，能有效推动通信系统一体化的发展，所以，已经在全球范围中得到了各国铁路通信的普遍采用。

　　1　GSM-R技术概述

　　GSM-R就是全球铁路移动通讯系统，英文全称是Global System of Mobile Communicationfor Railways。它是对GSM技术的扩展和发展，此技术增加了调度通信功能，比较适合使用在高速环境中。当它跟基站之间存在5-10Km的距离时，仍然能实现最高500Km时速的通信要求。

　　GSM—R地面移动系统的构成主要包括好几个功能实体，对这些功能实体进行功能集合，能更好实现用户基本业务的补充，并且让用户实现数据的移动操作与管理。它的系统构成下文会做较详细的分析。所有地面移动系统都需跟固定网络连接，以便实现各个移动用户之间、移动用户跟固定用户之间的通信。GSM-R技术能形成面状和链状的通信网络覆盖。

　　2　GSM-R系统构成

　　GSM-R系统主要组成有四个部分：基站子系统、网络子系统、运行和业务支撑子系统和终端设备。而其中的网络子系统又涉及到移动智能网子系统、移动交换子系统与通用分组无线业务子系统。

　　2.1　网络交换子系统

　　此系统主要进行交换业务与用户数据的安全和移动管理，它主要是由VLR、MSC、HLR、AUC、IWF、GCR、SMSC、AC与IN等功能实体构成。这些实体相互间都是借助No.7信令协议来实现通信。

　　2.2　通用分组无线业务的子系统

　　GPRS子系统的功能主要是提供分组数据承载业务给无线用户。GPRS子系统主要有核心层和无线接入层。核心层注意包括以下功能实体：SGSN、GGSN、DNS和RADIUS。无线接入层主要包括基站、PCU与终端等结构。

　　GPRS无线接入层组网必须要很好的运用GSM—R系统所提供的设备资源，以便节约投资;跟GSM—R系统同用一个频率资源;利用GSM—R系统的基站来完成无线覆盖，不增设单独的GPRS系统基站。

　　2.3　基站子系统

　　BSS是借助无线接口跟移动台实现直接连通，并且承担着无线信号的发送接收工作与无线资源管理业务;跟MSC相连，让移动用户相互间的通信、移动用户跟固定网路用户相互间的通信更加便利，并且还能传送系统信号与用户信息等。BSS的构成主要包括以下几个功能实体：编译码和速率适配单元(TRAU)、基站控制器(BSC)、基站收发信机(BTS)和弱场设备。

　　2.4　运行与支持子系统

　　OSS主要涉及到两个系统：用户管理系统与网络设备维护管理系统。

　　2.5　终端

　　终端主要的功能是让用户直接使用，并且用来接入GSM-R网的移动台和无线固定台等设备。

　　3　GSM-R技术的特点

　　GSM-R技术是一项为铁路安全运输专门设计的无线通信系统，本技术把当前的铁路移动通信业务汇集到了同一个综合网络平台上，能灵活调度专网的语音与数据业务，实现高速列车跟其他普通列车间的高质量通信。因为GSM-R是在成熟的GSM技术中发展起来的，并且是基于当前的市场，所以它具有很大的发展空间。GSM-R技术具有以下几个方面的优势：

　　首先，GSM-R技术是建立在较完善的GSM平台上，它的无线网络规划沿袭了GSM的大体结构，它的设备也是对标准化设备的改进，并且很多软硬件都是比较成熟的，所以，此技术比较完善、性能可靠。另外，GSM-R技术是对GSM的小程度改进，整个系统的价格不高，且经济高效。

　　其次，GSM-R是专门为铁路通信开发的，除了能开展漫游和越区切换等一般业务外，还能满足铁路运输过程中对于无线列车的调度与高速接入等需求，为铁路工程提供各种基础的应用与特色业务，同时，还引进了通用无线发展业务(GPRS)，能够将之当成信号和列控系统的传输平台。

　　最后，我国在1994年便确立了GSM-R技术这一铁路专用移动通信系统，截止当前，已经拥有了很多的经验，获得的成绩也是可喜的。在铁道部门的大力支持下，我国已经组织了GSM-R网络设备的互联互通测试工作，并在此基础上制定了GSM-R相关的很多标准与规范，让GSM-R为中国铁路提供更好的通信服务。

　　4　GSM-R无线技术在铁路通信中的运用

　　4.1　传送调度命令

　　TDCS会按照调度命令中提到的机车编号来寻找相应的IP目的地址，并从无线列调车站台发出命令，再经由GSM—R网络组成的数据链路，最终传达至车载无线通信设备中。这样一来，机车就可以接收调度命令了。调度命令作为列车运行的重要指挥系统，是各个调度指挥人员传达书面指令给列车司机的重要信息，相当重要。

　　4.2　指挥列车调度

　　调度跟司机的通话是行车通信的重要方面，主要是为了更好的指挥各个车辆的运行，确保机车司机、车站值班员与列车调度员和运转车长相互间的畅通通信，并保证通信安全。

　　4.3　机车同步控制

　　一些时候列车要在多个机车的牵引下运行，这时两台机车要实现同步的加速、减速与制动等操做，必须借助本技术方可实现机车之间信息的畅通传递。

　　4.4　自动控制列车

　　本技术能提供车地之间的双向安全数据传输通道，，接收来自GPS于其他定位工具的位置信息，更好的指挥列车的运行，能替代传统的信号灯完成指示，确保列车安全、畅通的运行。

　　4.5　传送机车信号与监控信息

　　能完成车载设备与地面之间的数据传输，实现机车信号与监控信息的有效传输，并且储存调车模式的相关信息，组成站场通信系统。

　　4.6　传送列车停稳信息

　　通过运用数据采集传输应用系统，可以将列车的停靠信息顺利传出，以便确保车辆运行的安全。

　　4.7　传输车次号

　　传输车次号是完成车辆调度的重要环节，通过自动跟踪列车车次号，才能更好的实施调度中心监控车辆运输业务。

　　4.8　传输列车尾部监控数据

　　在列车的运行过程中，司机必须随时都对列车性能变化有一个准确的认识。通过列车监控系统能实现车尾风压数值、电池电压情况与主风管风压情况的监控，并且随时监控车辆状态。

　　4.9　实现区间无线通信

　　可以借助GSM-R手持终端实现区间作业，机务、车务、工务、电务与公安等单位就能借此开展内部的业务联系，并且在特殊情况下跟列车调度人员取得联系，一旦遭遇突发状况，还可借助无线终端跟司机实现直接通话。

　　4.10　收集旅客业务信息

　　当前的各辆客车都跟控制中心通过实时双向数据传输通道实现沟通，并且借此传输旅客的相关移动信息，为各位旅客提供各类所需信息，增加旅客旅行的安全性和便利性，实现更加人性化的服务。

　　参考文献：

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　　[2]杨锐.GSM.R技术在中国铁路通信系统中的应用[J].科技情报开发与经济,2010(10)：102-103.

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