GSM-R技术在高速铁路通信系统中应用

杨 锐

摘要:GSM-R具有适应铁路运输特点的优势,及更符合通信信号一体化技术发展的需要, GSM-R属于专用移动通信,专用于铁路的运营管理,是有效的调度指挥通信工具。

关键词:GSM-R;铁路通信;高速铁路

中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)18-0062-01

GSM-R(GSM for Railways)是专为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统。该系统满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通信要求,在GSM Phase2+规范协议的高级语音呼叫功能:组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上,加入了基于位置寻址和功能寻址等功能,适用于铁路专用调度通信的需要。主要提供列车调度、养护维修作业通信、应急通信等语音通信功能,可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道。

1GSM-R系统组成

GSM-R系统包括网络子系统、基站子系统、运行和业务支撑子系统和终端设备等四个部分。其中,网络子系统包括移动交换子系统、移动智能网子系统和通用分组无线业务子系统。

①网络交换子系统。主要完成业务交换及用户数据、移动性管理、安全性管理功能,由一系列功能实体构成:移动业务交换中心(MSC)、拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AuC)、互连功能单元(IWF)、组呼寄存器(GCR)、短消息服务中心(SMSC)、确认中心(AC)、移动智能网(IN)。各功能实体之间通过No.7信令协议互相通信。②通用分组无线业务子系统。GPRS子系统负责为无线用户提供分组数据承载业务。GPRS子系统包括核心层和无线接入层。核心层由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能实体组成。无线接入层由PCU、基站、终端等组成。GPRS无线接入层组网应充分利用GSM-R系统的设备资源,保护投资;与GSM-R系统共用频率资源;利用GSM-R系统的基站实现无线覆盖,不单独增加GPRS系统基站。③基站子系统。BSS通过无线接口直接与移动台相接,负责无线信号发送接收和无线资源管理;与MSC相连,实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接,传送系统信号和用户信息等。BSS由基站控制器(BSC)、编译码和速率适配单元(TRAU)、基站收发信机(BTS)、弱场设备等功能实体构成。④运行与支持子系统。OSS包括网络设备维护管理系统和用户管理系统。⑤终端。终端是供GSM-R系统用户直接操作、使用,用来接入GSM-R网的设备,包括移动台和无线固定台。

2基于GSM-R系统的铁路通信业务

基于GSM-R技术开发的铁路应用业务可以分为两大类:调度与司机通信业务、列车控制业务。

2.1调度与司机通信业务

2.1.1调度语音业务

①调度台呼叫机车台,该业务利用了网络中智能网。在线运行的机车台通过智能网注册车次功能号码,车次功能号在机车担当牵引任务时有效。列车在线运行期间,调度员需要和司机通话时通过拨打机车台注册的车次功能号呼叫司机,这种方式调度免去了记忆繁琐的机车台MSISDN号码。②司机呼叫调度员,该业务也是通过智能网来实现的。司机拨打短号码1200呼叫调度员,省去了记忆每个调度台的ISDN号码,智能网根据司机当前所在的位置,自动接续当前位置对应的调度台。③语音组呼类业务,网络可以把不同专业的铁路运维人员进行编组,根据业务需要分组、分区域进行通话。

2.1.2GPRS数据业务

在机车运行过程中,调度员会不断的根据线路的运行情况向机车发送调度命令,根据线路等级不同调度命令发送方式也不同。传统方式是进行语音呼叫通过对话方式传达调度命令。GSM-R系统应用后,利用GRRS技术实现了调度台给机车台发送调度命令数据。目前利用GPSR数据业务的除调度命令外还有无线车次号校核、CIR出入库检测等。

2.2列车控制业务

我国铁路基于GSM-R传递列车控制信号的有青藏线的ITCS、大秦线的LOCOTROL,还有目前正在武广、郑西线进行试验的CTCS-3, 这种业务方式需要给通信双方分配一条永久在线的数据电路,来保证数据传输的实时可靠,传输速率为4.8或9.6 kbps。这种方式适用于数据量不大但对数据的实时性要求高的列控业务。

3结语

通信技术在飞速的发展,作为铁路专用通信的GSM-R系统也可以在GSM的基础之上持续发展,依照GSMR-C /GPRS/WCDMA-R/LTE-R发展的道路,与通信产业保持一致,能够持续稳步的超这移动分组数据、宽带多媒体、基于IP的核心网络方向融合发展。

参考文献:

[1] 钟章队.路数字移动通信系统(GSM-R)应用基础理论[M].

北京:铁道出版社,2009.