摘　要：

摘　要：目前，GSM-R無(wú)線技術(shù)在鐵路通信中得到了廣泛的運(yùn)用。本文主要分析了GSM-R技術(shù)，探討了GSM-R系統(tǒng)的主要構(gòu)成，論述了GSM-R技術(shù)的特點(diǎn)，并概述了GSM-R技術(shù)在鐵路通信中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：

關(guān)鍵詞：GSM-R　無(wú)線技術(shù)　鐵路　通信

　　隨著國(guó)內(nèi)鐵路工程的發(fā)展，運(yùn)輸日益向重載化方向發(fā)展，鐵路的電氣化改造已經(jīng)提上日程，很多路線上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了既有線路的提速，而這一切的發(fā)展都要求具有較高的通信信號(hào)技術(shù)。傳統(tǒng)的無(wú)線通信技術(shù)頻譜利用率不高，且功能不多，無(wú)法滿足當(dāng)前鐵路通信的要要。而GSM-R技術(shù)便能較好的處理這些問(wèn)題，系統(tǒng)成熟、性能可靠、適用性較強(qiáng)，能有效推動(dòng)通信系統(tǒng)一體化的發(fā)展，所以，已經(jīng)在全球范圍中得到了各國(guó)鐵路通信的普遍采用。

　　1　GSM-R技術(shù)概述

　　GSM-R就是全球鐵路移動(dòng)通訊系統(tǒng)，英文全稱是Global System of Mobile Communicationfor Railways。它是對(duì)GSM技術(shù)的擴(kuò)展和發(fā)展，此技術(shù)增加了調(diào)度通信功能，比較適合使用在高速環(huán)境中。當(dāng)它跟基站之間存在5-10Km的距離時(shí)，仍然能實(shí)現(xiàn)最高500Km時(shí)速的通信要求。

　　GSM—R地面移動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括好幾個(gè)功能實(shí)體，對(duì)這些功能實(shí)體進(jìn)行功能集合，能更好實(shí)現(xiàn)用戶基本業(yè)務(wù)的補(bǔ)充，并且讓用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的移動(dòng)操作與管理。它的系統(tǒng)構(gòu)成下文會(huì)做較詳細(xì)的分析。所有地面移動(dòng)系統(tǒng)都需跟固定網(wǎng)絡(luò)連接，以便實(shí)現(xiàn)各個(gè)移動(dòng)用戶之間、移動(dòng)用戶跟固定用戶之間的通信。GSM-R技術(shù)能形成面狀和鏈狀的通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

　　2　GSM-R系統(tǒng)構(gòu)成

　　GSM-R系統(tǒng)主要組成有四個(gè)部分：基站子系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、運(yùn)行和業(yè)務(wù)支撐子系統(tǒng)和終端設(shè)備。而其中的網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)又涉及到移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)、移動(dòng)交換子系統(tǒng)與通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。

　　2.1　網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)

　　此系統(tǒng)主要進(jìn)行交換業(yè)務(wù)與用戶數(shù)據(jù)的安全和移動(dòng)管理，它主要是由VLR、MSC、HLR、AUC、IWF、GCR、SMSC、AC與IN等功能實(shí)體構(gòu)成。這些實(shí)體相互間都是借助No.7信令協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。

　　2.2　通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)

　　GPRS子系統(tǒng)的功能主要是提供分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)給無(wú)線用戶。GPRS子系統(tǒng)主要有核心層和無(wú)線接入層。核心層注意包括以下功能實(shí)體：SGSN、GGSN、DNS和RADIUS。無(wú)線接入層主要包括基站、PCU與終端等結(jié)構(gòu)。

　　GPRS無(wú)線接入層組網(wǎng)必須要很好的運(yùn)用GSM—R系統(tǒng)所提供的設(shè)備資源，以便節(jié)約投資;跟GSM—R系統(tǒng)同用一個(gè)頻率資源;利用GSM—R系統(tǒng)的基站來(lái)完成無(wú)線覆蓋，不增設(shè)單獨(dú)的GPRS系統(tǒng)基站。

　　2.3　基站子系統(tǒng)

　　BSS是借助無(wú)線接口跟移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)直接連通，并且承擔(dān)著無(wú)線信號(hào)的發(fā)送接收工作與無(wú)線資源管理業(yè)務(wù);跟MSC相連，讓移動(dòng)用戶相互間的通信、移動(dòng)用戶跟固定網(wǎng)路用戶相互間的通信更加便利，并且還能傳送系統(tǒng)信號(hào)與用戶信息等。BSS的構(gòu)成主要包括以下幾個(gè)功能實(shí)體：編譯碼和速率適配單元(TRAU)、基站控制器(BSC)、基站收發(fā)信機(jī)(BTS)和弱場(chǎng)設(shè)備。

　　2.4　運(yùn)行與支持子系統(tǒng)

　　OSS主要涉及到兩個(gè)系統(tǒng)：用戶管理系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)。

　　2.5　終端

　　終端主要的功能是讓用戶直接使用，并且用來(lái)接入GSM-R網(wǎng)的移動(dòng)臺(tái)和無(wú)線固定臺(tái)等設(shè)備。

　　3　GSM-R技術(shù)的特點(diǎn)

　　GSM-R技術(shù)是一項(xiàng)為鐵路安全運(yùn)輸專門(mén)設(shè)計(jì)的無(wú)線通信系統(tǒng)，本技術(shù)把當(dāng)前的鐵路移動(dòng)通信業(yè)務(wù)匯集到了同一個(gè)綜合網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，能靈活調(diào)度專網(wǎng)的語(yǔ)音與數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)高速列車(chē)跟其他普通列車(chē)間的高質(zhì)量通信。因?yàn)镚SM-R是在成熟的GSM技術(shù)中發(fā)展起來(lái)的，并且是基于當(dāng)前的市場(chǎng)，所以它具有很大的發(fā)展空間。GSM-R技術(shù)具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

　　首先，GSM-R技術(shù)是建立在較完善的GSM平臺(tái)上，它的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃沿襲了GSM的大體結(jié)構(gòu)，它的設(shè)備也是對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備的改進(jìn)，并且很多軟硬件都是比較成熟的，所以，此技術(shù)比較完善、性能可靠。另外，GSM-R技術(shù)是對(duì)GSM的小程度改進(jìn)，整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格不高，且經(jīng)濟(jì)高效。

　　其次，GSM-R是專門(mén)為鐵路通信開(kāi)發(fā)的，除了能開(kāi)展漫游和越區(qū)切換等一般業(yè)務(wù)外，還能滿足鐵路運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)于無(wú)線列車(chē)的調(diào)度與高速接入等需求，為鐵路工程提供各種基礎(chǔ)的應(yīng)用與特色業(yè)務(wù)，同時(shí)，還引進(jìn)了通用無(wú)線發(fā)展業(yè)務(wù)(GPRS)，能夠?qū)⒅?dāng)成信號(hào)和列控系統(tǒng)的傳輸平臺(tái)。

　　最后，我國(guó)在1994年便確立了GSM-R技術(shù)這一鐵路專用移動(dòng)通信系統(tǒng)，截止當(dāng)前，已經(jīng)擁有了很多的經(jīng)驗(yàn)，獲得的成績(jī)也是可喜的。在鐵道部門(mén)的大力支持下，我國(guó)已經(jīng)組織了GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)互通測(cè)試工作，并在此基礎(chǔ)上制定了GSM-R相關(guān)的很多標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，讓GSM-R為中國(guó)鐵路提供更好的通信服務(wù)。

　　4　GSM-R無(wú)線技術(shù)在鐵路通信中的運(yùn)用

　　4.1　傳送調(diào)度命令

　　TDCS會(huì)按照調(diào)度命令中提到的機(jī)車(chē)編號(hào)來(lái)尋找相應(yīng)的IP目的地址，并從無(wú)線列調(diào)車(chē)站臺(tái)發(fā)出命令，再經(jīng)由GSM—R網(wǎng)絡(luò)組成的數(shù)據(jù)鏈路，最終傳達(dá)至車(chē)載無(wú)線通信設(shè)備中。這樣一來(lái)，機(jī)車(chē)就可以接收調(diào)度命令了。調(diào)度命令作為列車(chē)運(yùn)行的重要指揮系統(tǒng)，是各個(gè)調(diào)度指揮人員傳達(dá)書(shū)面指令給列車(chē)司機(jī)的重要信息，相當(dāng)重要。

　　4.2　指揮列車(chē)調(diào)度

　　調(diào)度跟司機(jī)的通話是行車(chē)通信的重要方面，主要是為了更好的指揮各個(gè)車(chē)輛的運(yùn)行，確保機(jī)車(chē)司機(jī)、車(chē)站值班員與列車(chē)調(diào)度員和運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)長(zhǎng)相互間的暢通通信，并保證通信安全。

　　4.3　機(jī)車(chē)同步控制

　　一些時(shí)候列車(chē)要在多個(gè)機(jī)車(chē)的牽引下運(yùn)行，這時(shí)兩臺(tái)機(jī)車(chē)要實(shí)現(xiàn)同步的加速、減速與制動(dòng)等操做，必須借助本技術(shù)方可實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)之間信息的暢通傳遞。

　　4.4　自動(dòng)控制列車(chē)

　　本技術(shù)能提供車(chē)地之間的雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道，，接收來(lái)自GPS于其他定位工具的位置信息，更好的指揮列車(chē)的運(yùn)行，能替代傳統(tǒng)的信號(hào)燈完成指示，確保列車(chē)安全、暢通的運(yùn)行。

　　4.5　傳送機(jī)車(chē)信號(hào)與監(jiān)控信息

　　能完成車(chē)載設(shè)備與地面之間的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)信號(hào)與監(jiān)控信息的有效傳輸，并且儲(chǔ)存調(diào)車(chē)模式的相關(guān)信息，組成站場(chǎng)通信系統(tǒng)。

　　4.6　傳送列車(chē)停穩(wěn)信息

　　通過(guò)運(yùn)用數(shù)據(jù)采集傳輸應(yīng)用系統(tǒng)，可以將列車(chē)的�？啃畔㈨樌麄鞒觯员愦_保車(chē)輛運(yùn)行的安全。

　　4.7　傳輸車(chē)次號(hào)

　　傳輸車(chē)次號(hào)是完成車(chē)輛調(diào)度的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)自動(dòng)跟蹤列車(chē)車(chē)次號(hào)，才能更好的實(shí)施調(diào)度中心監(jiān)控車(chē)輛運(yùn)輸業(yè)務(wù)。

　　4.8　傳輸列車(chē)尾部監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)

　　在列車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中，司機(jī)必須隨時(shí)都對(duì)列車(chē)性能變化有一個(gè)準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。通過(guò)列車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)車(chē)尾風(fēng)壓數(shù)值、電池電壓情況與主風(fēng)管風(fēng)壓情況的監(jiān)控，并且隨時(shí)監(jiān)控車(chē)輛狀態(tài)。

　　4.9　實(shí)現(xiàn)區(qū)間無(wú)線通信

　　可以借助GSM-R手持終端實(shí)現(xiàn)區(qū)間作業(yè)，機(jī)務(wù)、車(chē)務(wù)、工務(wù)、電務(wù)與公安等單位就能借此開(kāi)展內(nèi)部的業(yè)務(wù)聯(lián)系，并且在特殊情況下跟列車(chē)調(diào)度人員取得聯(lián)系，一旦遭遇突發(fā)狀況，還可借助無(wú)線終端跟司機(jī)實(shí)現(xiàn)直接通話。

　　4.10　收集旅客業(yè)務(wù)信息

　　當(dāng)前的各輛客車(chē)都跟控制中心通過(guò)實(shí)時(shí)雙向數(shù)據(jù)傳輸通道實(shí)現(xiàn)溝通，并且借此傳輸旅客的相關(guān)移動(dòng)信息，為各位旅客提供各類所需信息，增加旅客旅行的安全性和便利性，實(shí)現(xiàn)更加人性化的服務(wù)。

　　參考文獻(xiàn)：

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