朱义军



GSM-R数字移动通信系统及其在铁路行业中的应用

朱义军

中铁武汉电气化局集团有限公司，湖北 武汉 430000

当前高铁项目的广泛分布使得铁路数字移动通信的需求不断提升，GSM系统已不能更好地满足铁路系统的通信需求。此时，GSM-R数字移动通信系统开始被引入铁路系统，以更好地满足铁路系统的特殊要求。主要分析了GSM-R数字移动通信系统的特点及其在铁路行业中的具体应用情况，从而为今后更好地应用GSM-R系统及提升铁路系统的服务效率提供参考。

GSM-R数字；移动通信；应用

铁路行业有自身的特殊性。应针对铁路行业的特点，建立满足其特殊需求的移动通信系统。科技的发展让无线通信具有极高的便捷性，经济的发展降低了无线流量的费用，使人们更加依赖网络。在这样的环境中，几乎每个地方都有无线数据传输，所以满足旅客数据传输要求也是GSM-R系统的重要职能。GSM数字移动通信系统目前已较为成熟，在此基础上进一步综合当前的数字信号技术，形成了GSM-R数字移动通信系统。GSM-R数字移动通信系统能够为高速移动的客车提供语音通信和数据传输服务，更好地保障铁路系统的信号传输。

1 GSM-R数字移动通信系统分析

1.1 GSM及GSM-R数字移动通信系统组成

GSM-R是基于GSM平台开发的铁路通信系统，以下分别介绍GSM平台和GSM-R系统。

GSM通过分区的方式，将一个服务区域划分为无缝衔接的N个子区域，并在每个区域投放通信服务，确保相邻区域的通信频率一致，从而最大限度提升通信服务质量，节约通信服务成本，提升整个系统的服务水平。GSM采用的是频分双工的方式，属于时分多址，上行频段为905～915 MHz、下行频段为950～960 MHz，200 kHz的载波间隔。GSM的主要业务是语音业务，采用电路交换方式，数据传输为9.6 kbit/s。

GSM-R是目前最适合铁路系统的通信服务系统。该系统可以有效利用当前通信服务系统的基础设施，并在此基础上进行升级改造。升级后的信号传输系统能够有效满足高速通行的火车信号传输需求，并且能够提供各类附加的信号传输服务。升级后的系统是一个集群通信服务平台，不仅是数字信号的通信，其他的调度、维修、编组等都需要通过该平台实现沟通，在高达500 km/h的速度下依然可以保持良好的传输信号。该系统引自欧洲，通过改进后更适合我国的高速铁路信号传输需求。大量的信号传输服务都通过该平台实现，并且该平台能够快速识别大量的不同信号，同时处理复杂的业务。因此与传统的单信道服务相比，这个信号平台更先进、更稳定。

在网络结构方面，GSM-R的主要组成系统也是三个子系统。与GSM系统相似，GSM-R系统以GSM系统为参照标准，形成自身子系统结构及功能，对接口的定义及标准也是部分相同或者相同，加装了组呼寄存器是GSM-R系统与GSM系统的不同之处，其主要作用是存储组呼信息。

1.2 GSM-R数字移动通信系统业务模型的优势

GSM-R是铁路通信专用网络。将铁路行业自身的要求及现代通信新技术融入该系统，可以实现铁路运行及调度的诸多功能，比如列车运行的调控、列车运行指挥调度及无线列调等。这是GSM-R业务模型最大的优势。

2 GSM-R数字移动通信系统在铁路行业中的应用

GSM-R系统在铁路系统中的应用主要包含三个方面：行车调度指挥、无线列调及铁路运输。

2.1 行车调度指挥方面的应用

行车调度指挥方面，GSM-R系统主要用于调度命令的交互传递，并传递车次号，便于完成行车调度指令的远程下达与控制。

2.1.1 传送调度命令

传统的调度指挥都是通过调度人员书面下达指令给机车司机，而GPRS信号传输服务的引入，可以使调度命令通过数字信号系统直接下达到指定的机车上，从而使司机能够直接在车辆上获得行车指令。在信号传输平台上，每个机车与对应的IP相互连接，然后机车与调度中心相互通过终端进行信号传输，实现远距离的实时控制和调度指挥，极大地提升了调度效率，确保了调度指挥的准确性。

2.1.2 传送车次号

铁路交通运输要实现更加现代化的调度指挥，自动传送车次号的技术就显得极为关键。调度中心要及时掌握和管理机车的位置状况，自动跟踪所有列车车次号。通过车次号的绑定，完成所有列车的状态监控及调度指挥，因此GSM-R系统能够利用精准的车次号控制，完成其调度任务。

2.2 无线列调方面的应用

无线列调指的是在列车的调度过程中，通过无线通话实现各种工作信息交换及指令下达的工作方式。这种方式能够提高工作效率，降低列车调度的工作成本，尤其是在列车调度任务日益繁重的当下，无线列调承担着繁重的信息交互任务，而GSM-R正是能够完成繁杂通信及调度任务的系统。该系统可以同时完成各类并行的指令传递，并承载了紧急呼叫、语音播放等功能。

2.3 铁路运输方面的应用

在调度列车的过程中，必须确保信号传递的准确和安全，确保机车运行过程中的状态是正常的。还要及时监控机车的行驶情况、自身状况。如果出现问题就要第一时间处理。通过该系统可以有效监控运行状况，发现信号异常可以及时沟通和应对，从而降低事故的发生率。

在客运列车的行驶过程中，驾驶员是无法实时掌控列车各级车厢的运行状态及设备的稳定性的，通过该系统则可以实时监控整个列车各个环节的运行状态，从而便于司机整体上把握列车的驾驶安全。通过GSM-R网络，机车综合设备收到列车尾部数据，相关情况司机可直接观看。

3 GSM-R数字移动通信系统信号传输安全的提升

信息传输的安全程度关系整个通信系统的安全性。GSM-R在我国铁路通信中的广泛应用需要以信息安全为前提，GSM-R在我国铁路通信中的应用不仅要实用，而且还要具有较高的安全性。这需要优化基于GSM-R的信息安全平台，包括信息传输安全、网络互通信息安全等，确保信息传输过程中的信息安全系数，确保铁路通信专用网在与共用网络互通过程中的安全、无线移动网络与有线网络互通安全等。只有实现基于GSM-R的信息安全平台优化，才能实现铁路通信，确保铁路运行过程中各项指令的有效传达与服务优化。只有更安全的信号传输，才能保障铁路系统的安全、高效的调度指挥，才能保证铁路系统信号传输系统不被不法分子利用或破坏。

4 结束语

我国在列车管理的系统研发方面相对滞后，因此亟待提升铁路系统的控制效率，GSM-R数字移动通信系统能够极大地提升铁路系统的信息传递效率和控制质量。基于GSM-R系统较强的信息传输能力，列控得到了非常适用的平台，列控运行工作只需要少数人参与或者不需要人参与。因此，未来需要不断探索GSM-R系统的优化途径，持续保障日益庞大的铁路系统的通信及管理需求。

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GSM-R Digital Mobile Communication System and Its Application in Railway Industry

Zhu Yijun

China Railway Wuhan Electrification Bureau Group Co., Ltd., Hubei Wuhan 430000

The current widespread distribution of high-speed rail projects makes the demand for railway digital mobile communications constantly improve. The GSM system can no longer better meet the communication needs of railway systems. At this time, the GSM-R digital mobile communication system is introduced into the railway system to better meet the special requirements of the railway system. The paper mainly analyzes the characteristics of the GSM-R digital mobile communication system and its specific application in the railway industry, thus providing reference for the better application of the GSM-R system to improve the service efficiency of the railway system.

GSM-R digital; mobile communication; application

U285

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