GSMR应用资料1.docx

GSMR应用资料1.docx

《GSMR应用资料1.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GSMR应用资料1.docx（6页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

GSMR应用资料1

GSM-R简介

GSM-Railway

　　属于专用移动通信的一种，专用于铁路的日常运营管理，是非常有效的调度指挥通信工具。

　　GSM-R是基于分组数据的通信方式。

　　GSM-R（GSMforRailways）系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统。

它在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能，如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。

主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务。

在中国铁路的频段为上行885-889MHz，下行方向为930-934MHz。

　　GSM-R系统包括网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和业务支撑子系统（OSS/BSS）和终端设备等四个部分。

其中，网络子系统包括移动交换子系统（SSS）、移动智能网（IN）子系统和通用分组无线业务（GPRS）子系统。

　　GSM-R系统采用主从同步方式，TMSC、MSC、HLR、SCP等设备应就近从BITS设备中获取定时信号，MSC至BSS间的G数字链路应兼作同步链路使用，BSS从MSC获取同步时钟信号，也可从就近的BITS设备或SDH设备提取同步时钟信号。

　　GSM-R传输系统指的是为GSM-R系统各子系统之间的连接提供通道的数字传输系统，包括GSM-R系统为提供基本服务所必需的传输配套单元，如传输光、电缆和传输设备，但不包括直放站远端机和近端机之间的连接通道，也不包括天馈线等连接。

具体的实际应用：

武广线、新丰镇编组站、大秦线、胶济线、青藏线、石太线、合宁线、京津城际线等。

GSM-R通信技术起源于欧洲，目前在德国、瑞士、荷兰、意大利等国家均已进入商业运用。

由于GSM-R具有适应铁路运输特点的功能优势，以及更符合通信信号一体化技术发展的需要，因此铁道部2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路专用通信的发展方向。

GSM-R在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。

GSM-R通信系统包括：

交换机、基站、机车综合通信设备、手机等设备组成。

以青藏铁路为例：

青藏铁路是世界上海拔最高的铁路线，青藏线北起青海省格尔木市，途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内后，经安多、那曲、当雄至西藏自治区首府拉萨市，全长约1142km。

绝大部分线路在高原缺氧的无人区。

为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要，采用了GSM-R移动通信系统。

青藏线GSM-R通信系统实现了如下功能：

1、调度通信功能 

调度通信系统业务包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。

2、车次号传输与列车停稳信息的传送功能 

车次号传输与列车停稳信息对铁路运输管理和行车安全具有重要的意义，它可通过基于GSM-R电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输，也可以采用GPRS方式来实现。

3、调度命令传送功能 

铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令，它是列车行车安全的重要保障。

采用GSM-R系统传输通道传输调度命令无疑将加速调度命令的传递过程，提高工作效率。

4、列车尾部装置信息传送功能 

将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R通信系统，可以方便地解决尾部风压数据传输问题。

5、调车机车信号和监控信息系统传输功能 

提供调车机车信号和监控信息传输通道，实现地面设备和多台车载设备间的数据传输，并能够存储进入和退出调车模式的有关信息。

6、列车控制数据传输功能 

采用GSM-R通信系统实现车地间双向无线数据传输，提供车地之间双向安全数据传输通道。

7、区间移动公务通信 

在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁守护等部门内部的通信，均可以使用GSM-R作业手持台，作业人员在需要时可与车站值班员、各部门调度员或自动电话用户联系。

紧急情况下，作业人员还可以呼叫司机，与司机建立通话联络。

8、应急指挥通信话音和数据业务 

应急通信系统是当发生自然灾害或突发事件等影响铁路运输的紧急情况时，在突发事件现场与救援中心之间，以及现场内部采用GSM-R通信系统，建立语音、图像、数据通信系统

GSM-R在我国铁路通信中的应用发展

　　一、我国铁路通信的发展过程和现状

　　新中国成立初期，铁路长途通信一直采用的是以架空明线和电缆为传输媒质的载波通信设备，电话交换大量发展步进制自动交换机及人工长途台，在专用通信方面，全路调度、各站、养路等通信系统改造为铁路支流脉冲选叫方式。

进入７０年代，随着国外铁路开始应用光纤技术，我国铁路光缆、数字通信也随之进入研究阶段，进入８０年代中后期，数字光纤通信已经在多条线上试用成功；９０年代数字光纤通信已经在铁路通信中被广泛使用，这一时期除光缆建设迅速发展以外，其他数字通信建设也得到了相应的发展。

在交换方面大量采用程控交换设备，９０年代末全路长途交换网基本形成，在数据交换方面根据铁路运输管理信息系统ＴＭＩＳ、客票预定和发售信息系统及铁路其他信息业务的需要，建设了铁路第一个分组交换数据网，在专用通信方面由于光数字分插设备的应用，区段通信电缆数大幅度增加，中间站通信条件大为提高。

调度等共线电话也推广采用了程控共线设备。

　　铁路无线通信系统使用的单信道模拟制式无线通信设备主要是为满足话音通信设计的，主要使用４５０Ｍ频段，共５８对频点，固定分配给了无线列调、站调、公安等无线系统使用，各个部门间不能相互共享，造成频率资源的极大浪费，无线通信系统采用频点信道固定分配的方式，信道长期指配给某一系统通常按专业划分用户使用，当一个信道遇忙时，其它用户只能等待，往往造成该信道上的用户争抢或者出现阻塞，通信质量得不到保证。

而信道空闲时，别的系统用户也并不能利用该信道进行通信。

这无疑是对频率资源的一种浪费，也制约了用户数量的进一步发展。

铁路无线通信系统枢纽地区干扰严重不具备网络能力，移动终端对讲距离受限，邻站交界区易发生业务中断，各个无线通信系统分散，不能联合组网，使得各系统之间用户无法进行联络，无线、有线调度网基本独立，无法形成有机融合的整体。

无线列调系统是开放系统，并未做任何鉴权加密处理，对用户无需进行身份识别，只要无线终端用户频点和调制方式与无线列调相同，便可以加入到无线列调系统内的通信。

因此话音业务可以被接收或窃听，给行车安全带来极大的隐患。

　　随着我国铁路信息化建设的不断发展，铁路数据信息业务量的多样化和高速率，使得ＧＳＭ－Ｒ系统在国内有着广阔的发展空间，ＧＳＭ－Ｒ技术也正是顺应时代的发展，利用其固有的ＧＳＭ－Ｒ网络特性，为铁路信息化和自动化发展奠定良好的基础，利用通信的手段实现铁路移动设施和固定设施的无缝连接确保列车平稳高速、安全地运行。

　　二、ＧＳＭ－Ｒ系统介绍

　　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ＧＳＭ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经济高效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）加进去，构成ＧＳＭＲ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，ＧＳＭ－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小时的无线通信要求，安全性好。

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ＥＴＣＳ欧洲列车控制系统也称ＦＺＢ和另一种用于１６０公里以下的低成本的列车控制系统ＦＦＢ，都是将ＧＳＭ－Ｒ作为传输平台。

　　２００２年以来铁道部经过几年的论证、研究，决定借鉴欧洲先进国家铁路通信在ＧＳＭ－Ｒ系统上成功经验，在国内选择ＧＳＭ－Ｒ作为铁路专用移动通信系统，替代原有的模拟通信系统，支持铁路跨越式发展，首批试点线路为青藏线、大秦线和胶济线，并在实验成功的基础上逐步在全国各条铁路干线和新建城际客运专线上推广使用。

　　既有的ＧＳＭ－Ｒ通信系统主要由ＢＳＳ（基站子系统）、ＮＳＳ（交换子系统）、ＯＳＳ（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，我国目前在青藏、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。

　　三．ＧＳＭ－Ｒ技术在我国铁路通信中的应用

　　青藏铁路：

我国在青藏铁路通信中采用了专用的ＧＳＭ－Ｒ系统，解决了冻土地带信号传输问题，减少了维护工作量；创造性的采用双交换机、同站址双基站无线覆盖方式，使ＧＳＭ－Ｒ网络达到了可靠性、有效性、可维护性、安全性等技术指标要求。

　　大秦重载铁路：

大秦线是重载运输专线，山区多、隧道多、曲线多。

铁道部针对大秦线的技术难点，组织多方力量集中攻关，在ＧＳＭ－Ｒ网络电路交换业务的基础上，自主研发了机车同步操控地面应用节点、车载通信单元和管理维护设备，为实现多种编程方式２万吨重载组合列车同步操控提供了可靠的网络条件；同时采用同站址双基站和基站交织两种无线覆盖方式混合组网，满足了不同地理环境的网络可靠性需求；在机车同步操控系统通信平台的基础上进行系统功能升级，自主研发了可控列尾主机和控制盒，从而节省了机车使用数量，提高了经济效益。

　　胶济线提速工程：

胶济线地处我国经济发达地区，是客货混运线路，运输非常繁忙，电磁环境复杂。

围绕２００ＫＭＨ干线铁路建设和发展的需要，铁道部组织多家单位积极开展ＧＳＭ－Ｒ应用创新，协调移动运营商进行ＧＳＭ电磁环境清理，克服了外界干扰，优化了ＧＳＭ－Ｒ无线基站分布，创造了在繁忙干线运营ＧＳＭ－Ｒ的新经验。

　　合宁客运专线：

进入２００８年，我国铁路ＧＳＭ－Ｒ通信系统进入全面建设和使用阶段，安徽省内合宁高速客运专线铁路建设完工并投入运营，合宁客运专线全长１６６公里，其中客车运行期间为合肥站至南京站，同时组织部分跨线客车，货车运行期间为合肥东站至南京东站，因此合宁线ＧＳＭ－Ｒ网络覆盖合肥、合肥东至南京、南京东站。

合宁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。

　　四．ＧＳＭ－Ｒ技术的发展方向

　　我国ＧＳＭ－Ｒ系统发展的现状与欧洲差异：

　　１）欧洲国家网络规模小，而我国网络规模大，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ＧＳＭ－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ＧＳＭ－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，ＧＳＭ－Ｒ网除了上述两项主要业务外，还需引入ＧＰＲＳ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ＧＳＭ－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。

　　基于此，对于我国铁路通信ＧＳＭ－Ｒ技术发展有以下几点考虑：

　　推动互联互通现场测试工作

　　我们在进行铁路通信ＧＳＭ网络大规模建设时，为保护工程投资，应考虑解决ＧＳＭ－Ｒ系统的开放性和不同厂家设备之间的互联互通问题。

进行互联互通工作有利于ＧＳＭ－Ｒ更好地服务于中国铁路，有利于设备供货市场形成良好竞争局面，保护工程投资，降低风险有利于形成全程全网的解决方案，按照目标网进行网络规划和建设，最大限度发挥总体效益；有利于网络长远发展，对ＧＳＭ－Ｒ技术在中国推广起到积极的推动作用。

我国互联互通工作于２００６年３月开始提上议事日程，测试工作分两个阶段，第一个阶段是在实验室环境下的测试，第二个阶段是现场测试。

第一阶段的主要任务是进行电信业务的互联互通测试以及接口的一致性测试，保证各个厂家的主要网元之间能够实现互换。

　　改进信息传输安全平台的设计

　　ＧＳＭ－Ｒ在铁路通信的应用中，从实用、安全、可靠的角度出发，今后需要不断改进铁路移动信息传输安全平台的设计方案，设计公用网与铁路专用网安全互联、移动设备与地面网络可靠互通的铁路移动信息传输安全平台。

铁路移动信息传输安全平台应有完善的硬件系统和软件系统组成。

平台硬件系统应该由内外网通信服务器、行车监控及业务系统设备为主的时实监控和传输设施组成，平台软件系统主要由外网传输处理子系统、内网传输处理子系统、管理监视子系统构成。

将ＧＰＲＳ数据接人点部署在铁路局，每个铁路局设立统一的外网通信服务器，作为各个业务系统地面数据处理中心，承担所有应用系统车、地间和内、外网间的数据交换任务，使各应用系统中所有从ＧＰＲＳ下载的实时信息统一由铁路局外网通信服务器接收，再经网络安全传输平台进入铁路运输生产系统。

　　处理好ＧＳＭ－Ｒ与３Ｇ的关系

　　ＧＳＭ－Ｒ的基础ＧＳＭ系统已经在全世界１３０多个国家和地区得到部署和应用，无论是网络设备、终端还是业务应用等等都已经非常成熟。

ＧＳＭ－Ｒ能够满足铁路应用对可靠性、可用性、可维护性和安全性的苛刻要求。

目前３Ｇ规范中还未考虑铁路特色业务，其应用在我国也尚未开展。

但是，ＧＳＭ－Ｒ与固定通信网的发展是紧密关联的，与先进的网络技术是同步发展的，与３Ｇ移动通信有着良好的后向兼容性。

因此，如同ＧＳＭ可以向ＷＣＤＭＡ平滑演进一样，ＧＳＭ－Ｒ也可以向ＷＣＤＭＡ－Ｒ平滑演进。

因此，我们在大力建设我国ＧＳＭ－Ｒ网络的同时，应该积极探讨ＧＳＭ－Ｒ网络向３Ｇ的演进方案，包括网络自身的演进、应用业务的演进以及各个应用接口的演进等等。

　　注意ＧＳＭ－Ｒ的电磁环境

　　ＧＳＭ－Ｒ干扰源主要分为系统内部干扰和系统外部干扰。

系统内部干扰主要是由频率规划和小区规划不当等自身原因造成的同频、邻频干扰等。

外部干扰又分为来自中国移动ＧＳＭ网的干扰，ＣＤＭＡ基站下行链路对ＧＳＭ－Ｒ上行链路的干扰，全频段或部分频段人为故意大信号堵塞干扰等。

排除自身因素和人为因素，ＧＳＭ－Ｒ的干扰主要来源于与其共享频率资源的中国移动ＧＳＭ－Ｒ网络。

在如此复杂的电磁环境中，应对ＧＳＭ－Ｒ网络进行“无线空中管制”，为列车控制系统创造无“污染”的通信天空。

采用何种方案来与中国移动等单位进行协调，从而保证ＧＳＭ－Ｒ正常的无线通信环境，将是铁路面临的一个紧迫而重要的问题。

　　尽快完善适合我国铁路应用的ＧＳＭ－Ｒ技术规范体系

　　通过制定标准与规范，一方面为网络规划、建设和运维管理提供技术依据，确保网络完整、统一和安全可靠，提高服务质量、合理地利用频谱、码号等资源；另一方面，也为各厂家平等接入提供可循的技术依据，为网络设备质量认证和监督的提供依据。

此外，通过参与标准研究工作，还可以有效地提高人才的业务素质，为我国ＧＳＭ－Ｒ健康发展打下坚实的技术基础。

铁道部从２００３年开始组织路内外科研院校及相关单位组织制定了一系列技术规范，对于大秦、青藏、胶济３条线ＧＳＭ－Ｒ系统工程建设起到了很好的指导作用。

但既有规范尚需进一步完善。

此外，还需组织制定其他相关技术规范，建立健全适合我国铁路应用的ＧＳＭ－Ｒ技术规范体系，满足我国铁路发展的需要。