GSMR在我国铁路通信中的应用及未来发展趋势

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摘 要:随着近几年我国高铁建设步伐的加快, 大规模投资建设我国高速铁路网是铁路行业提高竞争力的重要手段,也是我国铁路中长期
发展的必然趋势。目前我国高速铁路的运行速度已经达到300km/h以上,为保证行车安全,实现有效的人机控制和提高运输效率,要求建
立一个功能更加完善的,技术构成更加先进的铁路通信网。另外,随着我国电信业垄断格局的打破,拥有仅次于中国电信的庞大铁路通信
网络的铁道部,可以利用现有的专用网络设施积极参与竞争,向全社会提供高质量的电信业务,就必须打破常规的铁路通信网的接入方式,
这就给未来的铁路无线移动通信系统在技术上提出了更高的要求。
关键词: G S M - R 无线接入
中图分类号 : U2 8 5
集群通信 发展
文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 - 3 7 9 1 ( 2 0 1 1 ) 0 5 ( a ) - 0 0 2 0 - 0 1
1 GSM-R 在我国的发展现状
GSM-R是一种专门为铁路设计的专业
无线数字通信系统 , 基于 GS M系统技术平
台, 针对铁路通信列车调度 、列车控制 、支
持高速列车等特点 , 为铁路运营提供定制
的附加功能的一种高效经济的综合无线通
信系统 , 并将铁路移动通信所具有的特色
( 群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能)
补充进去 , 构成 GS M- R专用于铁路的全球
移动通信系统的解决方案 。从集群通信的
角度来看 ,G S M - R 是一种数字式的集群系
统, 能提供无线列调 、编组调车通信 、应急
通信 、养护维修组通信等语音通信功能。
GSM-R能满足列车运行速度为0～500km/h
的无线通信要求 , 安全性能好。
GSM-R可作为信号及列控系统的良好
传输平台, 正在试验中的E T CS 欧洲列车控
制系统( 也称FZB)和另一种用于160km以下
的低成本的列车控制系统 F F B , 都是将
GS M- R作为传输平台。既有的GS M- R通信
系统主要由BSS (基站子系统) 、NSS (交换子
系统) 、OS S ( 管理子系统) 三大部分组成, 根
据业务的需要,增加了智能业务和GPRS 分
组数据业务功能单元。
我国前几年在青藏、大秦、胶济线试用的
GSM-R系统基本上可以满足铁路运输信息
业务十大功能:机车同步操作控制系统的信
息传输、列车控制系统的信息传输、调度通
信、无线车次号信息、CTC调度命令的传送、
列车尾部风压信息传送、机车综合监测信息
传送、客车运行安全监测系统(TCDS)信息传
送、旅客移动信息服务系统的信息传送、大 型
编组场车站综合移动信息服务系统的信 息
传送、区间移动通信与公务移动通信。
2008年后我国铁路GSM-R通信系统进入
全面建设和使用阶段 ,在新建铁路通信中
GSM-R系统设置基站子系统的基站控制器、
编码器和速率适配单元、PCU设备,根据场强
覆盖的需要在铁路沿线设置基站设备和弱区
覆盖设备,动车组和机车配备机车综合通信
设备,相关移动,工作人员配置手持终端。
规模大, 应采取全网统一规划、分布实施建
网策略 , 因此 , 在建网前期 , 需要规定框架
性的要求 , 指导全网的建设 、发展与规划。
( 2) 欧洲各国 G S M- R 核心网大多采用一家
设备, 智能网采用厂家内部私有协议。而我
国 GS M- R核心网为多厂家组网环境 , 对于
智能业务, 需要统一规范业务的实现流程。
(3)欧洲应用范围小,移动通信业务简单,主
要承载列车调度通信和列控信息传输业
务 。在我国 , G S M - R 网除了上述两项主要
业务外 , 还需引入 G P R S 系统 , 承载调度命
令 、车次号 、调车监控信号等信息传送 , 此
外, 由于运输指挥作业方式不同 , 列车调度
通信具体要求也有所不同。( 4) 欧洲GS M- R
系统设备供货厂家有北电 、西门子 , 在我
国 , 除了上述两个厂家外 , 还有华为公司 ,
需要解决 3 家设备之间互联互通问题 , 因
此, 需要制定接口技术要求和测试规范。
( 9) 充分利用频谱资源 , 具有较强的通
用性, 适用各种铁路运输的需要。
4 铁路无线接入网未来的发展趋势
近年来我国先后在新建的一大批客运
专线铁路通信中采用集群移动通信系统 ,
该系统具有信道利用率高 、组网灵活等优
点 , 能够确保旅客通话的高质量和优先等
级, 可供列车公务人员进行业务通信 , 还可
利用调度功能组成临时的应急通信和收容
沿线的移动作业通信 , 基本上能够满足目
前的铁路通信需求 。但从更高的通信目标
来说 , 比如为了实现列车的实时定位 、追
踪 , 让列车上和列车下的公务人员都能够
随时随地获得整个路况信息 , 实现列车运
行、调度等自动控制, 能够为广大旅客提供
除语音服务外, 还能提供传真、数据、视频、
移动通信及 I n t er ne t等服务 , 还有向铁路沿
线的居民提供电信业务。要满足这些要求,
集群移动通信系统已经远远不够 ,GS M- R
和现行的 C D M A 技术也不能达到这一要
求 。从现在的发展情况看 , 唯有第三代的
CDMA技术才可能担当起这一重任。因此,
铁路通信网的无线接入部分的今后发展方
向也必将朝着第三代CDMA的方向。当然,
并不是说第三代的CDMA技术就可以直接
用于未来的铁路通信无线接入系统 , 这就
如同 GS M- R系统 , 必须将铁路通信所必备
的功能( 如群呼、组呼 、优先级别 、强插 、强 拆
等功能) 融入这一新技术中, 形成具有铁 路
通信特有的公用无线通信接入网系统。
3 未来铁路对移动通信系统的要求
未来铁路移动通信系统必须要适应铁
路高速化的要求。在技术和功能方面, 未来
铁路对移动通信系统的要求主要包括以下
几点。
( 1) 移动通信系统在网络结构 、硬件设
备、软件算法方面都要适应列车最高时速
达到 3 00 ～5 00 k m / h 时的要求。
( 2) 无线移动通信系统能够实现无线列
控方式 。此种方式为基于通信的信号和列
车控制方式 , 在高速列车和地面调度中心
之间进行大量双向信息的传输。
( 3) 高速铁路移动通信网沿着高速铁路
建设, 无线基站设置为链状结构 ; 由于列车
的高速行使, 频繁跨越小区 , 移动通信系统
必须具有快速越区切换的功能。
( 4) 系统应该满足双线双方向运行要求
和功能寻址的要求。
( 5) 具有可靠的保密措施。
(6)能够适应不同的地形环境( 平原、丘
陵、山区、桥梁、隧道、城市) 。
( 7 ) 模块式结构、公共标准、维护经济、
简单。
5 结语
铁路通信网是保证行车安全 、提高运
输效率的有力工具 。本文讨论了无线接入
技术在铁路通信网中的应用现状及未来发
展趋势 , 认为铁路通信网应该顺应当今通
信技术的发展潮流和市场的需要 , 在保证
铁路通信要求的前提下 , 发展多种接入方
式, 特别是无线接入方式 , 逐步达到同公用
网的统一 , 从而参与同其它电信部门的竞
争 , 为出行的旅客以及网络覆盖区域内的
2 我国GSM-R 系统发展的现状与欧洲国 ( 8) 系统满足故障安全原则 , 与现在列 用户提供高质量、方便、快捷的电信服务。
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