基于GSM-R技术在铁路通信应用及发展

刘国清

【摘要】 GSM-R技术的发展使我国铁路通信系统进入了跨时代的飞越，该技术的应用，使铁路通信系统的运营管理发生了质的提高，铁路线路调度改变了以往的调度水平，指挥工作的质量也明显的提高，从某种意义上来讲推动了我们铁路通信系统发展，有着非常重要的意义。本文通过分析我国铁路无线通信的特点，对GSM-R技术进行剖析，在剖析的基础上展望了GSM-R技术在铁路通信中的应用，希望该技术得到更广泛的关注与重视。

【关键词】 GSM-R技术 铁路通信 发展 应用分析

进入21世纪，全球的铁路都进入了超速发展的时期，铁路的飞跃发展，必然对通信系统提出更高的要求，这时候GSM-R技术应用而生，该技术是基于成熟、通用的公共移动无线通信系统GSM平台之上，对在铁路上的应用是非常完美的，数字式移动无线通信技术是现有任何技术无法比拟的。随着我国铁路信息化时代的到来，其建设的基础是很好的，对铁路数据信息业务量提出了更高的要求，对信息的多样化和高速率提出更高的要求，GSM-R系统恰好与铁路通信系统相匹配，其发展的空间之大，让人不可想象，该技术利用其固有的GSM-R网络特性，为铁路信息化和自动化实现跨越式的发展起到了推动的作用，该系统的应用使列车平稳高速、安全地运行和大跨步的发展。

一、铁路无线通信的特点

1、由于我国的地域性的特点，对铁路的建设提出了更高的要求，地域幅员辽阔，而且地形也是世界上少有的地形，再加上地域范围比较广阔，所以铁路线经过的区域地形不是一成不变的，其所跨经的省市是比较多，而且每个省市的地形都有其独特性。在列车经过的省市中，调度中心发挥着重要的作用，调动中心作为一个大脑中枢神经将每个铁路集团作为一个纽带进行连接，通过信号对每个列车进行相应的发号指令和控制。如何才能对列车进行有效的协调控制，这就对指挥中心提出了要求，如何才能对列车进行更有小的控制，那就对指挥中心提出了更高的要求，可见，指挥中心有多重要，而且要求指挥中心是一个统一的、高效的指挥中心，通过这指挥中心来对列车进行掌控。在列车运行的过程中，指挥中心要根据实际情况，由此来判断列车出浴的具体位置和路由，自然而然的判断出省际间距离来，这就是对列车的运行提出了更高的要求，列车在行驶的过程中更要求无限通信的覆盖范围一定要大，且信号强烈。

2、列车经过不同的区域时，其对运行的轨迹提出了更高的要求，语音传输作为一种信号进行及时的传播，在传输的过程中还要求对其数据进行类似的传输，那就要求列车的硬件设施要有传输数据所需要的数据接口。有了数据接口之后，列车在运行的过程中，就可以对其相应的信息进行传播，保证了信息的及时性，能够快速、高效的进行相应的传输。

3、列车在运行过程中，不是单一的信息指令，而是需要多个部门的有效协调和沟通，通过大脑中枢进行发号施令，而每个部门的需求又是不同的，这就要求大脑中枢发号施令在发出之前进行信息的整合，虽然多个部门参与，但是最终还是将信息进行相应的整合，通过大脑中枢神经进行发布指令。当然各个部门之间的协调对其系统就提出了更高的要求，对此，为列车的正常运行打下良好的基础。

二、GSM-R系统组成

GSM-R系统不是单一存在的，而是有很多的系统来组成的，主要包括网络子系统、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。每个系统都发生着没法替代的作用，使其GSM-R系统更加的完美。其中，网络子系统更为重要。

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。

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。

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，实现传送系统信号和用户信息等。

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。

三、GSM-R技术在铁路通信上的应用

1、调度命令传送 。TDCS的功能非常的强大，它首先找到机车编号，再将其调度命令找对应的目的IP地址，最后将其命令发布出去，这个时候GSM-R技术发挥着重要的作用，它经过GSM-R网络组成的数据链路传送到车载无线通信设备，这个时候正在运行的机车就能接收到指令。这种调度命令是中枢神经发出来的，意味着其权威性是很高的，也是列车运行指挥系统的重要组成部分，也是列车信号传输的层级管理。

2、列车调度指挥 。调度与司机之间的通话负责指挥各种车辆的运行，通话的顺畅与否决定了车辆是否能够顺利的运行，由此可以看出它是行车通信系统的重要组成，保证列车运营的各类人员通信畅通，是非常有必要的，确保安全。

3、机车同步控制 。有时列车在运行的过程中，尤其特殊性，它需要多个机车牵引，这个时候就要对多个机车的运行提出了更高的要求，例如一些减速、加速和制动等一系列行为的数据，必需要同步操纵，这样该系统的应用恰恰可以实现机车间信息的传递和交换等要求，使列车安全运行。

4、列车停稳信息传送 。利用数据采集传输应用系统，及时有效的对其列车是否停稳信息进行判断，最终得出有效的结论，这对提高车辆运行的安全性就有了更高的保证。

5、 车次号传输 。通过对列车车次号在该系统中发挥着重要的作用，其系统对其进行自动跟踪，这个时候大脑中枢对其进行相应的管控，对车辆运输业务的监控机办理，这样就能保证车辆调度指挥的顺利进行。

6、旅客业务信息收集 。数据通信业务使用对旅客业务信息收集发挥着重要的作用，每辆客车都与控制中心进行信息的传播是双向的，双向的数据传输通道使传播的信息时非常通畅的，信息能够得到有效的反馈，这样一来就对旅客增加了便利性，二来可以为旅客提供各种信息，提供各种人性化服务。

四、GSM-R技术在铁路通信中的发展分析

为更好的促进铁路通信过程中GSM-R技术的进一步发展与完善，一方面需要尽快构建与我国铁路通信应用情况相适应的GSM-R技术规范与标准；另一方面需要妥善处理GSM-R技术与3G技术之间的协调关系。其中，为促进GSM-R技术规范与标准的完善，就要求以通信网络建设、规划以及管理为技术支持，实现对频谱资源、以及码号资源的均衡利用；而为协调GSM-R技术与3G技术的对应关系，就需要从网络自身的演进、业务演进、以及接口演进等多个方面入手，尽可能的实现GSM-R技术与3G技术的可靠兼容。

五、结束语

在高速铁路突飞猛进发展的背景之下，传统通信系统与铁路通信需求之间的矛盾进一步激化，亟待通过引入GSM-R技术的方式加以妥善解决。本文从应用现状及发展展望这两方面入手，对其进行了详细分析，对其GSM-R技术的应用进行了详细的解说，希望有助于整个铁路GSM-R系统的进一步发展与完善。

参 考 文 献

[1] 黄鹏. GSM-R系统在铁路中的应用[J]. 中国新通信. 2012（09）

[2] 王令朝. 我国铁路通信的现状及未来[J]. 现代通信. 2002（07）