铁路无线通信系统——GSM-R

(神华集团准能大准铁路通信段，内蒙古 薛家湾 010300)
摘 要：文章分析了铁路对通信系统发展的要求，详细 介绍了GSM-R的技术优势和功能。
关键词：GSM-R；GSM-R的优势；GSM-R的功能
中图分类号：TN929.532  文献标识码：A  文章编号 ：1007—6921(2008)20—0097—02

随着我国铁路提速、高速铁路和客运专线的修建及重载技术的不断发展,要求铁路通信系统 具有更强的保障铁路安全运营的通信功能，以适应高速列车通信的需求，使旅客和网络覆盖 区的广大用户方便地享受信息的服务。GSM-R(GSM forRailway)系统作为专门为满足铁路应 用而开发的数字移动通信系统,具有适应铁路运输的特点和成熟的技术优势,符合铁路通信信 号一体化技术发展的需要,支持铁路无线通信的可持续发展。
1 铁路对移动通信系统发展的要求

随着我国铁路现代化改造进程的迅速推进，铁路信息化能力的增强，铁路运输指挥效率提高 ，在技术和功能方面，铁路对移动通信系统的要求： 
1.1 移动通信系统在网络结构、硬件设备、软件算法方面都要适应列车最高时速达到300k m/h～500km/h时的情况。 
1.2 无线移动通信系统能够实现无线列控方式。此种方式为基于通信的信号和列车控制方 式，在高速列车和地面调度中心之间进行大量的双向信息传输。 
1.3 高速铁路移动通信网沿着高速铁路建设，无线基站设置为链状结构；移动通信系统必 须具有快速越区切换的功能。 
1.4 系统应该满足双线双方向运行要求和功能寻址的要求。 
1.5 能够适应不同的地形环境(平原、丘陵、山区、桥梁、隧道、城市)。 
1.6 系统满足故障安全原则，与现在列控系统比较具有相同或更高的安全可靠性。 
1.7 充分利用频谱资源，具有较强的通用性，适用各种铁路运输的需要。根据以上要求，我国铁路新一代的移动通信系统必须能够提供一个综合的移动通信系统平台 ，可 以根据铁路各个部门的需求提供虚拟的独立的专用移动通信系统，还要满足我国铁路未来的 移动通信业务需求，保证铁路运行的安全高效；既能适应我国铁路向高速化发展对移动通信 系统的技术需求，能够有效地利用无线频率资源，又要采用先进成熟的现代通信技术，并且 技术标准能与发达国家接轨；还要能够便于向更先进的通信系统过渡，因此我国铁路无线通 信系统要采用先进的无线通信系统如GSM-R。
2 GSM-R(GSM for Railway)系统的特点

GSM-R是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通 信系统GSM平台上增加了铁路通信所必备的功能(如群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功 能)的铁路专业无线通信系统，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点， 为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。GSM-R不仅能提供无 线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能，还能够满足列车运行 速度每小时500km的无线通信要求。

GSM-R的优势是：①增强的网络性能：提供更大的语音和数据容量，语音和数据传输质量也得到提高； ②降低运维费用：全部系统框一维护管理，降低运营维护成本；③提供更多的新业务：货物跟踪、远端信息采集、移动办公、旅客信息服务等。④安全性好。⑤覆盖能力强 。

GSM-R为铁路公司的工作人员之间，包括司机、调度员、调车员、机车工程师和站台人员， 提供了语音和数据通讯技术。GSM-R推出了一系列先进功能大幅改善了工作人员间的通讯、 协作和安全管理。GSM-R可将信号直接发送给列车司机，从而提高了列车速度，增加了运输 密度，同时增强了行驶的安全性。 GSM-R继承了GSM经济性的规模，是基于铁路运营商级平台的、最经济有效的数字无线通讯网 络。它超越了语音和信号服务的范围，一些新兴的应用服务，货物追踪、车厢和站台的视频 监测、以及乘客信息服务等，都将使用GSM-R技术。

GSM-R系统不仅本身具备向未来技术平滑演进的能力，同时还能支持列车控制系统平滑过渡 到最终方案ETCS2/3级，完全利用车载设备实现列车完整性检查，不需要地面信号系统的移 动闭塞分区，极大地减少了道旁设备，继而减少线路投资并提高线路营运容量。
3 GSM-R的功能
3.1 调度通信功能。通过无线列调系统，可以进行以下通信：点对点呼叫、组呼和广播呼叫。呼叫结束后可由AC (确认中心)保存相应的组呼呼叫记录，调度通信系统业务包括列车调度通信、货运调度通信 、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通 信等。
3.2 车次号传输与列车停稳信息的传送功能。车次号传输与列车停稳信息对铁路运输管理和行车安全具有重要的意义，它可通过基于GSM- R电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输，也可以采用GPRS方式来实现。
3.3 调度命令传送功能。铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令，它是列车行车安全的重要保障。 采用GSM-R系统传输通道传输调度命令无疑将加速调度命令的传递过程，提高工作效率。
3.4 列车尾部装置信息传送功能。将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R通信系统，可以方便地解决尾部风压数据传输问题 。
3.5 调车机车信号和监控信息系统传输功能。提供调车机车信号和监控信息传输通道，实现地面设备和多台车载设备间的数据传输，并能 够存储进入和退出调车模式的有关信息。
3.6 列车控制数据传输功能。采用GSM-R通信系统实现车地间双向无线数据传输，提供车 地之间双向安全数据传输通道。
3.7 区间移动公务通信。在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁守护等部门内部的通信，均可以使用GS M-R作业手持台，作业人员在需要时可与车站值班员、各部门调度员或自动电话用户联系。 紧急情况下，作业人员还可以呼叫司机，与司机建立通话联络。
3.8 应急指挥通信话音和数据业务。应急通信系统是当发生自然灾害或突发事件等影响铁路运输的紧急情况时，在突发事件现场 与救援中心之间，以及现场内部采用GSM-R通信系统，建立语音、图像、数据通信系统。
3.9 铁路紧急呼叫。铁路紧急呼叫为具有最高优先级的组呼，包括列车紧急呼叫和调车紧急呼叫两种呼叫。紧急 呼叫的接收方不能自己退出，除非呼叫发起方主动拆除呼叫。铁路紧急呼叫必须进行呼叫确 认。紧急呼叫建立时间小于1秒。
3.10 呼叫确认。呼叫确认应用于组呼业务。对于一个高优先级的组呼(如铁路紧急呼叫)，可以通过呼叫确认 来记录业务用户对该呼叫的参与情况。

综上所述，GSM-R给铁路运营带来的益处，不仅能提高运行速度，增加运输量，实现互 通，而且 也能降低成本。采用新技术带来的将是安全性的提高，设备的减少，可靠性的增强，并将允 许列车在跨越国界时不需要停顿。这对于我国建设铁路客运专线和未来的高速铁路都是十分 必要的。
［参考文献］
［1］ 钟章队.铁路综合数字移动通信系统［M］.北京：中国铁道出版社,2003. 
［2］ 朱惠忠，张亚平，等.GSM-R通信技术与应用［M］.北京：中国铁道出版社,200 5.

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