铁路GSM-R网络编号方案设计基本方法的研究

狄彩虹

北京铁路通信技术中心 北京 100000

随着我国铁路技术应用的不断推进，以GSM-R技术为标志，铁路通信技术应用突破了以“语音传递”为主的传统技术，以数字化、数据化的现代通信技术网络为载体的新一代铁路GSM-R通信网，已广泛应用于我国高速铁路、客运专线、重载铁路，在铁路运营系统中发挥越来越重要的作用。在铁路通信工程建设过程中，铁路GSM-R 网络编号方案设计是GSM-R网络工程建设的重要组成部分，在GSM-R网络的工程建设阶段与后期维护过程中，GSM-R编号方案设计贯穿全程，其准确性、完整性、合理性，是铁路通信工程建设质量、铁路GSM-R网络正常运转的有力保障[1]。

1 铁路GSM-R网络编号方案设计的重要作用

铁路GSM-R网络的工程建设一般要五个阶段，具体包括：铁路GSM-R网络的总体设计阶段、GSM-R网络基础设施建设阶段、GSM-R网络编号方案的设计阶段、GSM-R网络编号方案实施阶段、GSM-R网络支撑能力综合测试阶段。

GSM-R网络编号方案的设计，只是铁路GSM-R网络工程建设相对意义上的的一个独立阶段，编号方案设计的大部分操作性工作在本阶段实施。实际上，GSM-R网络编号方案的设计贯穿于铁路GSM-R网络的工程建设的各个阶段，发挥着“穿针引线”的作用，是保证铁路GSM-R网络工程质量、保证网络高效稳定运行的有力保障。

在GSM-R网络的总体设计阶段,包含了在一系列相关的技术体制要求下完成的GSM-R建设标准确定（单网、双网、交织等）、工程建设范围的确定（哪些区段需要完成网络覆盖）等工作内容。在总体设计阶段，就应该同时考虑编号方案设计，包括既有线路基站以及新增基站分布情况，尤其是枢纽地区、线路交越并线等特殊区段的无线网覆盖、频率规划等，结合铁路运输组织方式实际运用情况，必须考虑编号方案设计的原则，将编号方案设计的框架纳入总体设计方案。

在GSM-R网络基础设施建设阶段,设备型号的确定、采购、安装，GSM-R设备机房、电力、缆线施工等环节，都要为后期的编号方案实施做好准备，包括物理空间的保障、选择匹配的设备型号、软件版本等。

在GSM-R网络编号方案的设计阶段，是在GSM-R网络的总体设计基础上，依据已经确定的网络设备型号、设备网络结构及相关技术方案、铁路运输组织方式、GSM-R网络业务需求等内容、相关技术条件要求等，形成的逻辑结构严密的以表格形式呈现的GSM-R网络编号方案数据[2]。

在GSM-R网络编号方案实施阶段，GSM-R编号方案数据批复后，数据制作单位按照管内设备具体的操作命令，在特定时间节点完成的将表格形式数据制作到相关网络设备内的过程。

在GSM-R网络支撑能力综合测试阶段，由专业测试单位对GSM-R网络的各类技术指标及业务支撑能力进行综合性测试的过程。例如线路无线场强测试，组呼、短号码呼叫测试，单点呼叫测试，分组域业务测试等。测试完成，检验编号方案的有效性，是GSM-R网络具备开通运营的基本条件。

GSM-R编号方案的设计在整个GSM-R网络建设过程中，是承上启下的重要环节，GSM-R网络编号方案设计及编制质量的高低，直接决定了GSM-R网络工程能否按期、按质完工，并决定其在运行过程中是否能为铁路运输提供准确、及时、高效的运营支撑。

2 铁路GSM-R编号方案设计的基本方法

铁路GSM-R网络数据编号方案设计是一个用复杂的数据实现为铁路运输组织现场服务的体系，通过近几年的工程实际案例，并进行提炼分析，摸索出一套行之有效的GSM-R编号方案设计方法。即通过逻辑模型设计、基础数据编制、数据分筛、数据与表格关系对应等方法，可以直观、清晰、准确地完成GSM-R编号方案设计工作。

GSM-R网络设备种类众多，铁路GSM-R网络编号方案设计涉及到GSM-R网络技术方案设计和相关数据表格编制，通过不同种类的表格内容及表格间相互逻辑关系反映出GSM-R网络技术方案。如何按照一种通行的方法对整个GSM-R工程所涉及的各类数据进行梳理、整理，最终完成编号方案数据的设计编制工作？利用GSM-R数据三层逻辑模型可以很好解决这个问题。

2.1 铁路GSM-R网络编号方案设计的三层逻辑模型

第一层：硬件设备及链路关系层

铁路GSM-R网络是由各种不同类型的硬件设备实体组成的。GSM-R网络下的SCP、HLR、MSC、BSC、BTS、FAS等硬件设备实体，以及这些设备之间的物理链路互联关系，构成了整个铁路GSM-R网络硬件实体。硬件设备的存在以及各硬件设备的互联互通，是GSM-R网络提供服务的最基本条件。

因此，GSM-R网络硬件的基本配置数据与各类硬件之间的互联关系，就构成了硬件设备及其链路关系层，即包括与编号方案相对应的技术方案。

第二层：运输组织与设备对应关系层

铁路GSM-R网络下的各类设备所提供的点对点呼叫业务、组呼业务、短号码呼叫业务、GPRS数据业务等，均是为铁路运输组织服务，因此，各条铁路线与上述硬件设备实体对应关系等数据，就是GSM-R呼叫业务生成逻辑的基本要素条件[3]。

第三层：业务呼叫关系层

在明确了硬件设备及链路关系、运输组织与设备对应关系的基础上，铁路GSM-R网络所提供的业务呼叫等服务，最终是需要按照铁路运输组织要求、机车CIR设备技术规范、紧急情况下的组呼需求等多方面因素综合考虑后，将短号码业务、车站基站区组呼、紧急组呼等业务按一定逻辑规则辅助生成等方式完成数据编制。

2.2 GSM-R网络相关技术方案（第一层）与GSM-R数据表格建立对应关系的基本方法

上述GSM-R数据三层逻辑模型与GSM-R数据表格均可以找到明确的对应关系，那么接下来所要解决的问题就是，如何在将与GSM-R编号方案相关的各类信息与数据，在三层逻辑模型的体系下，与GSM-R数据表格建立对应关系，同时完成编号方案设计并完成数据表格的编制。

（1）明确与本次GSM-R编号相关的技术方案。查阅所有与本次GSM-R编号设计相关的工程设计图纸、资料；了解工程项目名称、范围、实施界面、线路里程；车站及线路走向情况；本工程无线覆盖方案；库检基站的设置方案；走行线、联络线情况；既有线路无线覆盖情况等。此次工程无线覆盖技术方案，是否与既有线有交叉并线，是否包含枢纽等特殊区段的无线覆盖,从而明确与本次GSM-R编号相关的无线技术方案。

在进行枢纽及并线区段编号方案设计时主要考虑以下内容：

①话务容量测算

②已开通和预期开通线路的走向

③基站站点设置及频率规划

④BSC设置规划

⑤业务应用规划

⑥覆盖的仿真及重点区域的现场覆盖测试

（2）梳理本工程所涉及的全部设备及需要互联的链路。按照工程相关资料及已明确的设备基础信息数据、设备互联关系数据，将本工程所涉及的全部设备及需要互联的链路进行完整梳理。

确认GSM-R网络设备的组网设计方案，即GSM-R网络编号数据相关的设备，本局无线网络设备组网、无线网与核心网设备组网、核心网与固定用户网组网方案，设备的厂家、设备类型、版本情况等。

需要注意的是，互联电路以及链路数量需要根据本工程预期的话务量进行测算，如果为既有互联电路扩容，则同时需要考虑既有业务话务量情况。

（3）建立本线路与基站小区的对应关系。明确本工程所包含的所有铁路线（含联络线），以及这些铁路线的起点、终点、车站等相关信息。以线路起点为基准，沿着铁路线，将所有与本线路相关的基站小区进行总体排序，建立本线路与基站小区的对应关系。

需要特别说明的是：线路相关基站可以是本工程新增基站，也可以是已经在网的其他线路的基站，甚至可以是其他局管辖下的基站。

如果工程存在多条线路，则需要以线路为单位，将每条线路按上述步骤进行梳理，逐一建立线路与基站小区的对应关系。在这个过程中，某些基站小区可能会在多条线路中多次反复出现。

（4）明确所有基站的属性信息。基站按照属性可以分为：车站基站、区间基站等。

明确基站属性信息后，就按照基站的不同属性，赋予它们不同的业务呼叫数据及其他数据。

2.3 铁路运输组织方案（第二层与第三层）与GSM-R数据表格建立对应关系的基本方法

（1）短号码呼叫路由数据表（第三层）设计的原则及基本方法。短号码选取，按照如下原则：

①短号码设计，首先选择合适的短号码。短号码选取，按照如下原则进行：

a同一个基站小区下，同一短号码不能对应2个路由对象。

b同一个基站小区下，同一路由对象可由两个短号码进行对应。

c长干线铁路尽可能采用统一短号码体系。

d枢纽区域，分布式基站较多区域，铁路线交叉、并线区域，不同线路的短号码尽可能分开设置。

e为最大限度避免短号码重复的可能性，建议干线短号码正序使用，短线及联络线倒序使用。

f线路短号码设置后，应尽可能避免频繁修改。

②短号码呼叫路由数据表（第三层）设计的基本方法

a短号码数据表的小区列表，应该与基站所有小区数据一致。如果存在多条线路，那么也需按不同线路分别设置短号码数据。

b依据运输组织呼叫相关原则，将小区依次对应列出相应短号码的路由对象。

（2）完成小区和FAS 台DA值的设置。按照运输组织呼叫需求，合理设置FAS台与小区的DA值。

需掌握的原则：

①FAS台只可以设置一个DA值，不能设置多个DA值。

②小区可以设置多个DA 值。

③不是所有的固定用户都需要设置DA 值，例如测试FAS台等不受基于位置呼叫的限制，不需设置DA值。

（3）GRIS 设备配置数据表的设计编制。将所有新增加的基站小区数据提取出来，按照调度界归属，而非无线网设备归属MSC设备界面，完成相关内容的编制。

需注意的是：

不同局的两条线路部分区段并线采用其中一个局的基站覆盖时，基站需要按照不同线路分别归属到不同局相应的GRIS。

（4）车站基站区组呼业务数据的设计的基本原则。车站基站区组呼设计时需要把所有车站基站列出，按照相应规则对这些车站基站数据进行设置。

①只对属性为车站的基站小区进行编制。

②组呼业务编码在MSC管辖范围内统一分配，在本MSC 内唯一。

③组呼发起方和组呼接收方是一致的。

2.4 相邻三小区组呼业务数据的设计生成的基本原则

相邻三小区组呼数据针对的是全部小区，依据短号码数据完成相应数据编制。

①基准小区是全部小区中的任意一个，组呼发起小区与基准小区一致。

②相邻三小区是指基准基站及与基准基站相邻的两个基站小区。

③组呼业务编码，在本MSC范围内唯一设置；若涉及到跨局，需在全路范围唯一设置。

④虚拟组呼号，基本上都需要设置，组呼中至少涉及到两个及以上固定用户。

⑤组呼发起方和组呼接收方不一致，需要分别设置。

至此，GSM-R网络编号方案的设计编制工作全部完成。

3 结语

铁路GSM-R网络是一个为铁路运输组织服务的、复杂庞大的网络体系。随着高速铁路的快速建设，铁路GSM-R网络也在高速发展，线路交越、并线、共线区段以及铁路枢纽地区越来越多，越来越复杂，GSM-R网络数据也越来越复杂，限于自身研究水平及客观角度所限，在实际实施过程中仍会出现很多不可预知的风险与问题，仍需要不断探索与尝试，以期进一步做好GSM-R网络建设及运营维护管理。