GSM—R系统在铁路无线通信系统中的应用与发展

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　　[摘 要]近年来随着科技的高速进步，铁路的通信技术也有了一定的发展，其对铁路通信技术而言，对其要求也在慢慢提升。在目前铁路GSM-R无线通信系统实现了对数据业务的扩展，提高了通信系统质量的提升，基于此，本文论述了GSM-R无线通信技术在铁路无线通信中的应用和发展。
　　[关键词]GSM-R；铁路无线通信；应用；发展
　　中图分类号：TN929.532；U285.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0299-01
　　引言
　　铁路是我国国民经济占有较大比重，可以称得上是支柱产业，它对我国的经济发展起着重要的推动作用。因为铁路运输的具有成本低、效率高、安全、并且节约能源的特点，所以我国当前都在加快大研究铁路运输技术的力度，现代铁路技术正向高速、重载、高密度方向发展。铁路通信系统不仅是保证了列车的安全运行，同时铁路它也使得铁路运行效率进一步提高，所以它是我国现代化铁路系统中不可或缺的重要组成部分。所谓GSM-R就是我们在GSM蜂窝这个系统上的原理上，在调度通信系统功能和适合高速运转的条件下组成的，它的作用是提供了铁路专用调度通信的技术。GSM-R组成由已标准化的设备改进而成的，GSM-R系统里的很多原理技术不仅利用了公网的GSM技术，而且也借鉴了之前的GSM的基本组成部分，是一套的发展完善的成熟系统。在铁路网的MORANE试验中，我们不仅安装、而且已经测试和验证通过了GSM-R的基本特征。所以GSM-R据此可最大限度地引入新的业务。
　　1、GSM-R系统的结构
　　GSM-R系统主要由四个部分构成，是分组数据的一种通信方式。
　　网络子系统。网络子系统主要由移动智能网子系统、網络交换和通用分组无线业务组成。其中最主要的是通用分组无线业务子系统，即GPRS。GPRS包括无线接入层和核心层，核心层由GGSN、SGSN、RADIUS、DNS多个部分共同构成，无线接入层则是由终端、基站和PCU组成。无线接入层充分利用设备资源，为无线用户提供分组数据承载业务。
　　基站子系统。基站子系统通过无线接口直接连通移动台，承担信号接收与发送工作和无线资源管理工作。系统包含了基站收发机、弱场设备、编译码及速率适配单元和基站控制器。
　　终端设备。终端设备主要实现GSM-R网移动台与无线固定台的设备接入，实现用户的直接使用。
　　运行和业务支撑子系统。该子系统以用户管理和维护管理系统的网络设备组成。
　　2、GSM-R系统造铁路工程中的重要性
　　2.1 GSM-R系统的发展需求
　　Global Systemof Mobile Communicationfor Railway是GSM-R系统的英文全称，中文解释就是全球铁路移动通信系统。其属于综合性的专用的数字移动通信系统，主要就是针对铁路的移动通信而开发设计的。GSM-R系统针对列车的控制和调度、铁路特有的移动通信等应用加以设计，包括了许多的功能，如无线列调、功能寻址、编组调车通信、应急通信、隧道通信和位置寻址等功能，实现了铁路系统的移动通信，在高铁的专用调度通信领域作用更为突出。GSM-R系统将主要业务划分为4个层次：①底层业务，以GPRS和GSM作为基础，在铁路运输方面，可以提供基础性的语音业务和数据业务；②以高级语音呼叫业务为主，即以ASC为主，第二层的业务主要内容包括了语音的组织呼叫、语有基于位置寻址、接入矩阵、基本的功能寻址和功能号表；④以基本常规性的铁路业务作为基础，开发获得不同类型的铁路应用，包括的内容有应急指挥、区间通信、通信调度、机车调车信号、列车尾部装置信息传送、监控信息传送、调度命令传输、列车停稳信息传送、列车控制数据传输和无线车次号等。
　　2.2 GSM-R系统应满足我国铁路事业的发展需求
　　伴随着我国高速发展的经济，人民的生活质量也在逐步改善，在铁路运输方面要求也越来越高。目前在运营方面，铁路将会有更多的需求，随着科学技术的不断发展创新，中国的铁路现在已经具有了综合的服务性、信息传输的特殊性和高速的移动性等特点，因此在铁路事业方面，GSM-R的应用需要根据业务的不同满足其具体需求。我国在建设青藏铁路的过程中，GSM-R系统的作用就很大。因为青藏铁路所处海拔较高，在铁路建设中海拔属于最高，而且青藏高原的气候和地理条件极其恶劣，在铁路的施工过程中和之后的运行方面都会碰到很多不便之处。青藏铁路为了使偏远地区的列车实现无线通信从而引进了GSM-R系统。
　　3、GSM-R在铁路通信中的应用于和发展
　　3.1 指挥列车调试
　　GSM-R通信网络系统不仅可以在正线形成网络覆盖，满足正线的车地通信需要，也可以满足列车在段场的调车通信，轮转检修，牵引通信等通信需求。该功能主要是在GSM-R通信系统中增加列车的调度通信功能，该功能首先要满足我国铁路行业提出的关于铁路专用调度通信的技术要求，其次必须要满足段场各种形式下的调车需求。由于GSM-R通信系统不仅可以满足我国大铁上高速列车与普速列车之间的通信需求，又可以将大铁上的各种通信模式融合到GSM-R通信网络这个统一平台上，减少了各网络通信方式间的集成费用以及各各网络通信方式的运营维护成本。GSM-R系统的应用，能够保障铁路行车调度指挥过程中各种通信的顺利进行，为司机与调度间的顺畅通话提供保障，从而提升列车运行的安全性。
　　3.2 传送调度命令
　　铁路TDCS系统已经能够实现机车编号与地址的查找功能，并实现调度命令的发布。在GSM-R网络数据链路的作用下，还可实现向运行中的机车及时准确的传输调度指令。通过在车载无线通信的设备上高度指令的传送，完成列车信号的层级管理。
　　3.3 多种旅客服务功能的应用
　　GSM-R技术能够实现运行列车动态的实时更新，将售票信息及时提供给旅客，为乘客提供便捷与高效的服务。同时，还能完成货运跟踪服务，定位指定货车，及时掌握货物精准位置。
　　3.4 控制机车同步
　　GSM-R技术在多机牵引的同步性控制方面有重要作用，当列车由多机共同牵引时，对机车的制动同步性有严格的要求，运用GSM-R技术可以高效和安全的实现信息交换与传递。
　　3.6 多优先级抢占呼叫权
　　GSM-R技术具有多优先级抢占呼叫权，在保障正常情况通信的前提下，还设立了紧急呼叫系统，当无线通信信道拥堵时，优先保障高优先权通讯的建立与连接，保障通讯效果。
　　4、结语
　　GSM-R数字移动系统在现代铁路中起着至关重要的作用，有效地保证了铁路运输的安全性和使用效率。为了保证网路质量，对无线网络覆盖场强进行测试是非常有必要的，分析GSMR网络场强的结构及采样间隔和采样频点数之间的关系，给出提升测试效率的方法，取得良好应用效果。
　　参考文献
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