GSM-R可靠性特征分析

陈楠

【摘要】文章从GSM-R系统的相关概念出发，首先指出可靠性对于GSM-R系统的重大意义，而后进一步深入阐述GSM-R系统的若干可靠性特征，并且从冗余设计、环境隔离设计以及软件可靠性设计三个层面重点解析其可靠性特征，对于深入了解GSM-R系统工作状态有着积极意义。

【关键词】GSM-R可靠性特征

一、GSM-R系统相关概念

铁路移动通讯系统，从技术核心上看是GSM技术在铁路工作环境中的应用，并且根据铁路工作环境中产生的特殊要求，GSM-R系统也在GSM的基础上衍生出属于其自身的独属特征。由于铁路工作系统中通信的顺畅以及可靠性直接影响到整个铁路运输活动的安全性，因此对于GSM-R系统而言，可靠性一直都受到了广泛关注。

对于GSM-R通信系统而言，可靠性是其首先需要实现的特征之一，所谓的可靠性，通常指系统能够在规定的条件下完成相应任务的能力，对于GSM-R系统而言，就是要求其能够在规定的时间内以规定的数据传输服务质量来实现铁路系统内部的数据传输。通常系统的可靠性通过多方面的概率度量来进行表述，并且将相应的度量控制在一定范围内，用以间接实现对于GSM-R系统可靠性的反映和控制。

二、GSM-R系统可靠性特征

GSM-R系统的可靠性设计包含有很多方面，诸如抗振动抗冲击设计、电磁兼容性设计以及防电磁泄露设计等诸多方面，但是在实际的铁路环境中，最为重要的可靠性设计包括如下三个主要方面：

1.冗余设计

对于通信系统而言，无论是GSM-R或者是其他通信系统，冗余都是保证其可靠性的重要手段。冗余设计即在通信系统中为关键资源增加冗余备份，通过这种方式来弥补万一可能发生的故障，并且在发生故障的时候将通信需求转移到冗余资源上，借以完成信息傳输任务。对于GSM-R系统而言，冗余设计通常可以分为硬件冗余以及软件冗余两个方面。对于硬件冗余而言，GSM-R系统采用了双网设计，即在GSM-R系统覆盖的服务区域内的每一点上，都可以同时获取到两个基站的服务，充分确保列车在行驶过程中通信服务获取的有效性。每个铁路分局除通过主用链路连接到主用路由器上以外，还会通过X.25备用连接与备用路由相连，从分确保整个网络的可靠性提升。同时在相应设备的选用方面也极为注重设备工作的稳定性，主用设备与相应的备用设备之间在性能方面通常能够形成有效互补。

从软件层面看，GSM-R在软件层面采用虚拟专用网络技术对需要传输的数据实现封装，而后投入公网进行传输，在确保数据安全性的同时充分以其封装特征保证了数据传输的可靠。相应的数据传输系统工作数据则以分布形式存储在现场终端、数据服务器、中间件以及应用服务器上，并且增加有相应的防护措施，采用分层存储和分级处理的工作方式，有效对数据实施保护。

2.环境隔离设计

GSM-R系统是服务于铁路运输系统的通信网络，因此与铁路运输系统一样横亘我国广大地理区域，并且呈现出相对较窄的带状分布特征，这样的分布特征直接导致GSM-R系统必然将面临更多来自于外部环境的影响。在众多的外部影响中，以自然环境以及外网干扰最为重要，因此在对GSM-R系统进行设计的时候，应当特别注意实现其与外部环境的相对隔离状态，唯有如此才能确保GSM-R系统提供高效可靠的数据传输服务。

对于可能会产生电磁波的环境应当着力避让，并且综合考虑周遭环境设置天线角度和功率。对于可能会产生电磁干扰反射的高层建筑物予以避让，并且考虑到GSM-R系统基站通常面临严酷的自然环境，因此在其基站杆塔上应当加装避雷设施，确保通信系统安全有效运作。

3.软件可靠性设计

软件是系统工作的灵魂，稳定的软件表现能够有效提升GSM-R通信系统的可靠性。软件层面的可靠性与程序设计语言、操作系统环境以及系统中相应的工作人员有关，是一个综合复杂的系统。在以提升软件可靠性作为目标的工作过程中，GSM-R系统设计应当注重如下几个方面原则：首先应当确保系统设计，保持GSM-R软件系统的一致性，明确系统状态下各个模块的功能，才能有效避免存在的功能冲突，提升可靠性。其次，应当确定标准化的程序开发方法，并且为将来的维护工作预留相应的维护管理档案。最后，培训相应的工作人员，正确使用GSM-R通信系统，并且建立合理的管理规则，将权责落实到位，避免误用发生。

三、结论

GSM-R的可靠性收到多面因素的共同影响，只有坚持不断深入的学习和长期不懈的维护，才能切实提升在数据传输工作过程中的有效性，确保铁路系统的安全运行。

参考文献

[1]铁路GS M-R数字移动通信系统设计规范（暂行），2004.4