么 亮

(北京铁路通信技术中心，北京 100038)

1 道机联控现状

铁路道口管理办法规定列车司机与道口看守人员要进行道机联控。现有道机联控主要依靠车载CIR 设备中的450 MHz 无线列调系统工作，通过450 MHz 无线列调系统完成列车司机呼叫道口值守人员，以及道口值守人员回复司机的联控工作。

当机车接近道口时主动通过450 MHz 无线列调广播呼叫，道口值守人员的450 MHz 无线列调设备一直处于监听状态，监听到司机呼叫后以同样方式回复司机道口通行状态。当司机联系道口值班员，而道口值班员未及时接听时，道口值班员会用450 MHz 电台主动联系司机，报告道口情况。若司机联系不上道口，将采取减速运行等安全措施。

若道口出现危及行车障碍情况下，道口值守人员通过450 MHz 无线列调设备通知接近机车司机；安装有800 MHz 道口报警设备的按压“报警”键发送道口报警；短接区间轨道电路造成道口区间“红光带”；或在铁轨上摇旗等手段提示司机。

2 既有道机联控存在的问题

目前450 MHz 无线列调正在进行GSM-R 网络改造，在GSM-R 网络区段线路上运行的车载CIR 设备将不再同时支持450 MHz 无线列调系统通信。按照原有通信手段，道口与机车将无法通过450 MHz无线列调系统进行联控，需研究基于GSM-R 网络道机联控技术方案。

3 基于GSM-R技术的道机联控方案研究

3.1 GSM-R组呼方式

3.1.1 方案概述

道口值班员配备GSM-R 手持终端，配备助理值班员功能SIM 卡。在GSM-R 网络中制作相关数据，并在既有CIR 设备、机车司机手持终端及道口值班员手持终端等配备的SIM 卡中写入该组呼（比如CIR 企标规定的道口组呼号码760）。

CIR 设备MMI 界面可配置按键区域增加道口组呼快捷键，当机车接近道口时由司机操作快捷按键，CIR 设备发起道口组呼，与区域内所有道口设备建立呼叫链路。

当道口需要联系机车时， GSM-R 手持终端发起道口组呼，接通临近列车进行通话，呼叫方式如图1所示。

图1 道机联控组呼方案功能示意图Fig.1 Diagram of functions of group call scheme of communication between railway crossing and railway driver

3.1.2 方案优缺点分析

1）方案优点

a.司机可执行一键拨号呼叫，呼叫简单。

b.机务、工务部门配备运用的GSM-R 手持台，均由机务、工务部门维护、运用及管理。不增加通信专业的维护工作量。

2）方案不足

a. CIR 需升级改造。

b.需更换SIM 卡。增加开通道口组呼业务后，CIR、GSM-R 手持台原SIM 卡不能运用，要更换具有道口组呼功能的SIM 卡，增加SIM 卡管理工作量。

c.GSM-R 无线网络侧数据需重新增加、修改。核心网网络数据需重新增加修改，增加通信专业数据升级及变动工作量。

d.采用组呼方式会影响区域内既有的车机联控。特别是发起组呼后，只有主叫业务用户、授权的调度员或非活动计时器超时，才可以终止该语音组呼。如果机车发起道口组呼，容易出现离开组呼区域而使组呼无法正常挂断的情况，需要授权的调度员强制拆除，影响该区域的车机联控等功能。

e.通话质量差。GSM-R 系统组呼设计在紧急情况下使用，为非传统通信方式，操作比较复杂，易出现组呼吊死需要强制解除等意外情况，且网络中存在组呼时个呼失效，影响正常通信。采用道口组呼方式后，会造成用户通话感知质量差，听音不清，故障申告增加现象。

3.2 GSM-R 个呼+短号码呼叫

3.2.1 方案概述

道口值班员配备GSM-R 手持终端，配备助理值班员功能SIM 卡。或者将道口看成车站，道口安装FAS 分系统。

CIR 设备的地理信息数据库中增加道口数据，将各工务道口作为车站进行处理，根据道口所处位置（经纬度、线路名称）添加在对应的地理信息数据中，在GPS 定位有效的状态下，CIR 设备根据本车所处位置信息（经纬度、线路名称），在MMI 界面可配置按键区域显示附近道口名称，司机可通过按对应的可配置按键，以发送MSISDN/ISDN 号或者道口功能号方式，直接进行个呼通信，呼叫相应的道口。

在GPS 定位失效状态下，通过道口短号码（例如：1800）的方式进行呼叫。将道口短号码设置在CIR 设备中，司机通过快捷按键触发，呼叫道口短号码，由网络侧根据短号码建立机车与所在区域内唯一道口设备的链路实现呼叫。

当道口值班员需要联系机车时，发起紧急组呼联系机车，呼叫方式如图2 所示。

图2 道机联控个呼+短号码方案功能示意图Fig.2 Diagram of functions of communication between railway crossing and railway driver (individual call + short number scheme)

3.2.2 方案优缺点分析

1）方案优点

a. 司机可执行一键拨号呼叫，呼叫简单。

b. 通话质量高，采取个呼方式后，减少同频干扰，通话质量得到大大提高。

2）方案不足

a. 编制、修改地理信息数据。在开通GSM-R区段，除需对各车站、进出站信号机等站点地理信息采集管理外，还需对道口信息进行采集，并对涉及运行交路的本局、外局机车进行CIR 设备地理信息数据编制、升级。

b. 频繁升级CIR 设备地理信息数据，道口及防洪点地点及数量调整频繁，大大增加地理信息数据管理难度和出错的机率。

c. 当道口值班员的SIM 卡故障而使MSISDN号变化时，司机无法联系到道口值班员。为解决这一问题，可采用道口值班员注册功能号，CIR 按功能号呼叫道口，但增加操作复杂性，如道口值班员未注册功能号，则司机无法联系道口值班员。在道口安装FAS 分系统投资大。

d. 道口主动呼叫机车采用紧急组呼，严重影响正常的车机联控等正常通信，且影响范围大。

e. GPS 失效时采用短号码呼叫道口，GSM-R无线网络侧数据需重新增加、修改。核心网网络数据需重新增加修改，增加通信专业数据升级及变动工作量。且当同一GSM-R 基站小区内出现多个道口时，无法使用短号码进行呼叫。

f. MMI 界面可配置按键区域一共8 个，即调度、车站一、车站二、车站三、车站四、车长、站内组呼、道口组呼，将道口作为车站处理影响车机联控显示的车站个数，且在道口密集区域显示位置不足。需要道口比较密集的区域实现道口间的联控机制。

3.3 基于GSM-R网络的道机联控系统

3.3.1 方案概述

在GSM-R 网络覆盖区段的道口设立道口通信电台，道机联控专用系统解决在GSM-R 网络覆盖区段的道口与机车之间的联控通信问题。道机联控系统通过机车的位置、状态信息判断机车是否接近道口，道口主动对接近机车进行拨号呼叫。

机车设备无需任何变动，只需要在地面新建1套道机联控系统，从GRIS 获取机车向CTC/TDCS发送的车次号校核信息进行逻辑处理，或从运输信息集成平台获取机车的运行信息并进行逻辑处理，筛选出规定范围内接近相应道口的列车信息，通过GSM-R 网络将接近道口的列车接近信息下发到安装于道口值班员处的道口通信电台，使道口通信电台主动呼叫机车，实现道机联控功能。道口通信电台可与邻近道口、邻近车站实现一键式呼叫。司机可通过道口MSISDN 号呼叫联系道口值班员。道口如发生变化，只需通过配置/修改道机联控系统配置、参数即可。该系统已在沈阳局进行试用，效果良好。

该系统可与现有的800 MHz 列车安全预警设备互联，当GSM-R 网络道机联控通话无法正常进行、道口出现障碍时，道口值守人员可通过800 MHz 列车安全预警设备向附近的列车发送道口事故报警。列车收到报警后，会通过车载CIR 设备通知司机某处道口事故，注意运行。另外800 MHz列车安全预警设备还能够接收接近列车广播发出的列车接近预警信息，为道机联控系统获取接近列车信息，提供除GSM-R 网络外的其他信息渠道，使该系统传输通道具备冗余能力。基于GSM-R 网络的道机联控系统方案功能示意如图3 所示。

图3 道机联控系统方案功能方框图Fig.3 Diagram of functions of communication between railway crossing and railway driver (system scheme)

3.3.2 方案优缺点分析

1）方案优点

a. CIR、SIM 卡无需任何改动或数据升级。

b.运用、管理部门增加、撤出道口时，无需对车载设备进行数据更新。

c.道口值班员通过量身定制的道口通信电台可直观看到接近的列车信息，实现与接近列车的一键式呼叫，操作比GSM-R 手持设备可靠、简单。

d.道口通信电台可与邻近道口、邻近车站实现一键式呼叫。解决多道口线路呼叫频繁的问题。

e.可利用GSM-R 网络实现道口的列车接近预警功能。

f.道机联控管理系统可以逐步增加道口报警、列车二次事故防护、其他二次事故防护（如施工防护、线路防护、灾后防护）、列车接近预警等功能，在GSM-R 网络环境下实现新一代行车安全预警功能。

g.通信采用点对点个呼方式，通话质量高，对现有车机联控无影响。

2）方案不足

车次号校核信息不太准确，可以从CTC 采取数据或从运输集成平台采取列车运行信息，这样信息准确。

4 结论

综上所述，建立GSM-R 网络的道机联控系统，利用现有的机车综合无线通信设备，研制一款基于GSM-R 网络环境的道机联控设备，具有系统功能改动小，实施工程方便、快捷，便于全路道机联控设备统一升级、改造的特点，因此，采用方案三。研究采用基于GSM-R 网络技术的道机联控技术，解决道口值守人员和列车司机进行通话的问题，形成基于GSM-R 技术的铁路道机联控系统，可实现450 MHz 无线列调系统退出铁路专用通信后，道机联控可以继续使用的功能，起到确保行车安全的作用。