GSM-R在鐵路通信中的應用

1、摘要摘要本論文從 GSM-R 在鐵路應用中的發(fā)展歷史開始，詳細介紹了 GSM-R 的基本原理，通過與 GSM 系統(tǒng)的對比，突出了 GSM-R 系統(tǒng)的優(yōu)勢。通過與 450MHz 無線列調(diào)系統(tǒng)的比較，對 GSM-R 系統(tǒng)的主要業(yè)務功能進行了比較詳細的說明,并對鐵路通信優(yōu)先級業(yè)務、語音組呼、語音廣播、功能尋址、基于位置尋址等技術進行了分析。并通過 GSM-R 在青藏以及武廣鐵路中的應用，對 GSM-R 技術在中國鐵路中的發(fā)展以及應用推廣進行展望。關鍵詞：關鍵詞：GSM；450MHz；蜂窩移動通信；GSM-RAbstractAbstractThis paper from GSM-R in railwa

2、y applications development history began, details the basic principles of GSM-R by comparison with the GSM system, highlighting the advantages of GSM-R system. By comparison with 450MHz wireless column conditioning system, the main business functions GSM-R system is a more detailed explanation, and

3、railway traffic prioritization, voice group calls, voice broadcast, functional addressing, location-based addressing, etc. techniques are analyzed. By GSM-R application in the Qinghai-Tibet Railway and the Wuhan-Guangzhou, the GSM-R technology for the development and application in China to promote

4、railway were discussed.Keywords:Keywords: GSM; 450MHz; Cellular mobile communication; GSM-R目 錄第一章 緒 論.1第二章 GSM-R 基本原理 .3 第一節(jié) 區(qū)域覆蓋 .3 一、面狀覆蓋 .3 二、線狀覆蓋 .5 第二節(jié) GSM-R 網(wǎng)絡結構.6 一、GSM-R 系統(tǒng)組成 .6 二、GSM-R 的新特性 .9第三章 GSM-R 的主要業(yè)務功能 .10 第一節(jié) 450MHZ無線列調(diào)設備存在的主要問題 .10 一、450MHz 系統(tǒng)無法滿足 TDCS 系統(tǒng)的數(shù)字信號傳輸.10 二、450MHz 場強覆蓋滿足

5、不了鐵道部的有關規(guī)定.10 三、無線列調(diào) 450MHz 場強區(qū)域易受到干擾 .10 第二節(jié) GSM-R 的主要業(yè)務及其功能.11 一、GSM 業(yè)務.11 二、高級語音組呼業(yè)務 .12 三、鐵路特色業(yè)務 .13 四、鐵路應用 .14 第三節(jié) GSM-R 的優(yōu)勢.15 一、低速鐵路 450MHz 無線列調(diào)存在的缺陷 .15 二、高速鐵路 GSM-R 數(shù)字移動通信 .15 三、GSM-R 數(shù)字移動通信的優(yōu)勢.16第四章 GSM-R 在中國鐵路中的應用和發(fā)展 .17 第一節(jié) 我國鐵路通信領域應用 GSM-R 技術的發(fā)展方向 .17 第二節(jié) GSM-R 系統(tǒng)在我國的應用情況.17結 束 語 .19致謝.

6、20參考文獻.210第一章 緒 論鐵路是我國國民經(jīng)濟的大動脈，鐵路的運輸能力直接影響著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展。進入 21 世紀，隨著鐵路跨越式的發(fā)展，鐵路通信系統(tǒng)也迎來了劃時代的轉變，近年來隨著運輸量的日益增長，使得列車重量加大，列車編組加長。GSM-R 技術是基于成熟、通用的公共移動無線通信系統(tǒng) GSM 平臺之上，專門為滿足鐵路應用而開發(fā)的數(shù)字式移動無線通信技術。在鐵路通信中，它能夠提供定制的附加功能，如優(yōu)先級和強插功能、話音組呼及廣播功能、位置尋址及功能尋址和安全數(shù)據(jù)通信等，是一種經(jīng)濟高效的綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)。鐵路無線全球通信系統(tǒng) GSM-R 的建設和使用，表明中國鐵路正不斷吸取國外鐵路的先

7、進經(jīng)驗和成果，努力提升自身的經(jīng)濟技術結構和規(guī)模水平，加快發(fā)展步伐，爭取在較短時間內(nèi)運輸能力滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，主要技術裝備達到或接近國際先進水平。 1993 年國際鐵路聯(lián)盟（UIC）與歐洲電信標準組織（ETSI）協(xié)商，提出了歐洲各國鐵路下一代無線通信以 GSM PHASE 2+為標準的 GSM-R 技術，這一提議在 1995 年經(jīng)UIC 評估并最終確認。1997 年，24 個國家的 32 個鐵路組織簽署了 GSM-R 諒解備忘錄，簽字的鐵路組織至少要將 GSM-R 用于過境運輸通信。1999 年的一個 GSM-R 網(wǎng)絡在瑞典到丹麥的 Oresund 大橋建成并投入運營。隨后，瑞士、德

8、國、意大利、比利時、英國、荷蘭、法國、西班牙、芬蘭、挪威、捷克、匈牙利、俄羅斯、等相繼建設了自己的GSM-R 系統(tǒng)。歐洲各國在選擇發(fā)展新一代鐵路綜合數(shù)字調(diào)度移動通信網(wǎng)絡的時候，經(jīng)過了非常周密的標準制定、實驗論證、法律準備、實施計劃，GSM-R 在世界鐵路移動通信應用是成功的，歐洲建設和發(fā)展 GSM-R 的經(jīng)驗為我國鐵路移動通信的建設提供了借鑒。我國鐵路列車無線調(diào)度通信開始于 20 世紀 50 年代從前蘇聯(lián)引進無線調(diào)度電臺。由于當時技術水平的限制，無線調(diào)度電臺采用電子管電路，設備笨重，耗電量大，未那得到推廣。6070 年代中期，中國特道科學研究院研制了 150MHz 晶體管電路的同頻單工 TW-

9、8A 型列車無線調(diào)度電臺，其具有干擾小、體積小和耗電少等優(yōu)點，所以在1975 年鑒定生產(chǎn)后，很快得到推廣，裝備在各調(diào)度區(qū)段車站和機車，后來為適應國家標準又改為 TW-8B(C、D)型，自 20 世紀 70 年代中期開始，列車無線調(diào)度通信迅速發(fā)展。為減少電氣化區(qū)段對 150MHz 的干擾及克服 150MHz 頻段頻率資源少的問題，列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)的工作頻段從 20 世紀 90 年代開始逐步采用 450MHz 頻段，現(xiàn)在已完成從 150MHz 向 450MHz 頻段的過渡。近年來，隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對鐵路運輸需求越來越高，為了提高運輸指揮的效率和能力，相繼在 450MHz 無線列調(diào)系統(tǒng)中

10、增加了無線車次號校核信息、列車尾部風壓報警信息等數(shù)據(jù)業(yè)務傳送的功能，為鐵路第五次和第六次大提速做成了貢獻。但是，由于該系統(tǒng)的通信手段采用的是模擬和單信方式，所提供的通信質(zhì)量和業(yè)務功能拓展與我國高速鐵路、客運專線建設的快速發(fā)展的需求之間的差距在不斷擴大，既1有 450MHz 列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)面臨嚴峻的考驗，對于傳統(tǒng)的列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)設備，其頻率利用率低、樞紐地區(qū)通信干擾嚴重及可靠性等實際問題。 針對上述既有線路上 450MHz 列車無線調(diào)度通信在實際運用中的局限性及存在的問題，以及為滿足鐵路移動通信發(fā)展的需要，鐵道部從 1994 年就開始對專用移動通信技術跟蹤研究，對在國外鐵路廣泛應用的

11、 GSM-R 數(shù)字移動通信網(wǎng)和 TETRA(陸上集群無線電通信)系統(tǒng)進行比較，并正式確定將 GSM-R 數(shù)字移動通信網(wǎng)作為我國鐵路移動通信的發(fā)展方向。GSM-R 是一種專門為鐵路設計的專業(yè)無線數(shù)字通信系統(tǒng)，是基于 GSM 系統(tǒng)技術平臺，針對鐵路通信列車調(diào)度、列車控制、支持高速列車等特點，為鐵路運營提供定制的附加功能的一種高效經(jīng)濟的綜合無線通信系統(tǒng)，并將鐵路移動通信所具有的特色補充進去，構成 GSM-R 專用于鐵路的全球移動通信系統(tǒng)的解決方案。在鐵路通信中，它能夠提供定制的附加功能，如優(yōu)先級和強插功能、話音組呼及廣播功能、位置尋址及功能尋址和安全數(shù)據(jù)通信等，GSM-R 能滿足列車運行速度為050

12、0kmh 的無線通信要求，安全性能好，是一種經(jīng)濟高效的綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)。鐵路無線全球通信系統(tǒng) GSM-R 的建設和使用，表明中國鐵路正不斷吸取國外鐵路的先進經(jīng)驗和成果，努力提升自身的經(jīng)濟技術結構和規(guī)模水平，加快發(fā)展步伐，爭取在較短時間內(nèi)運輸能力滿足國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，主要技術裝備達到或接近國際先進水平。因此，目前列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)包括 450MHz 列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)和利用GSM-R 數(shù)字移動通信系統(tǒng)承載的列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)。在既有線路上大多數(shù)還是采用 450MHz 列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)，隨著鐵路發(fā)展的需求，將逐步向 GSM-R 升級換代。而在高速鐵路上列車無線調(diào)度通信無論是語

13、音，還是數(shù)據(jù)業(yè)務均是由 GSM-R 網(wǎng)絡系統(tǒng)承載。針對機車交路的不確定性，機車由可能運行在既有線 450MHz 列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)覆蓋區(qū)段，也有可能運行在開通 GSM-R 網(wǎng)絡覆蓋區(qū)段。2第二章 GSM-R 基本原理第一節(jié) 區(qū)域覆蓋蜂窩移動通信系統(tǒng)誕生于 20 世紀 80 年代，第一代的模擬蜂窩系統(tǒng)解決了移動電話業(yè)務中長期存在的阻塞和服務質(zhì)量差的問題。隨著數(shù)字通信技術的發(fā)展，模擬蜂窩系統(tǒng)在用了十年左右的時間就被淘汰了，新的數(shù)字移動通信系統(tǒng)成為移動通信的主流。根據(jù)鐵路的沿線情況，GSM-R 系統(tǒng)可以再沿線鐵路采用線狀覆蓋，在車站及樞紐地區(qū)采用面狀覆蓋，如圖 2-1 所示：圖 2-1 GSM-R

14、 系統(tǒng)的區(qū)域覆蓋以下將從面狀覆蓋和線狀覆蓋兩種覆蓋方式的角度來介紹 GSM-R 工作原理。一、面狀覆蓋在面狀覆蓋的服務區(qū)中，通常采用正六邊形的鐵路基站小區(qū)形狀。六邊形比正方形和正三角形在半徑相同的情況下，正六邊型基站小區(qū)的中心間隔最大，各基站的干擾最??；交疊距離最小，便于實現(xiàn)跟蹤交換；覆蓋面積最大，對于同樣大小的服務區(qū)域，采用正六邊形構成基站小區(qū)制所需的基站數(shù)少、最經(jīng)濟；所需頻率個數(shù)最少，頻率利用率高。因此，鐵路基站小區(qū)形狀一般采用正六邊形。 在蜂窩網(wǎng)中，可以實現(xiàn)在相隔距離足夠遠的基站小區(qū)之間進行同頻復用。通常把若干個使用全部頻率的基站小區(qū)組成的集合稱為一個簇（也稱區(qū)群），把不同卒中使用相同頻

15、率的基站小區(qū)稱為同頻小區(qū)，任意兩個同頻小區(qū)之間的距離稱之為同頻復用距離。為了避免同頻小區(qū)之間的干擾，必須選定一個合適的同頻復用距離。構成一個簇必須滿足：簇的區(qū)域能彼此鄰接且無空隙地覆蓋整個面積；相鄰簇間同頻小區(qū)的距離相等且為最大。設一個簇中的小區(qū)數(shù)為,滿足以上條件的的取值NN是有限的，可以通過式 2-1 確定的值。 N （2-1）22Niijj3其中， ，為非零正整數(shù)。這一公式提供了尋找最近的同頻小區(qū)的方法：沿某一ij小區(qū)的任意一條六邊形鏈移動 個小區(qū)后，逆時針旋轉 60 度后再移動個小區(qū)，此時ij到達的小區(qū)即為同頻小區(qū)。圖 2-2 為 =3，=2，=19 的情況。ijN圖 2-2 尋找同頻小

16、區(qū)的方法設兩個同頻小區(qū)之間的同頻復用距離為，小區(qū)的半徑為可用下式計算DR （2-2）3DNR由 2-2 式可見，基站小區(qū)的半徑越小，同頻復用距離就越小，頻率利用率就越高。但是如果同頻復用距離越小，同頻小區(qū)之間的干擾就會越大。為了更好的表達頻率D復用率與系統(tǒng)容量之間的關系，我們引用與的比值來作為衡量系統(tǒng)容量的一個重DR要參數(shù)，這一比值稱為同頻復用比，用來表示： Q （2-3）3DQNR4可見，的值只與簇的大小有關，的值越小，系統(tǒng)容量越大；但是值大可以QQQ提高傳播質(zhì)量，因為同頻干擾小。在實際的蜂窩系統(tǒng)設計中，要恰當?shù)倪x擇值，在Q容量和干擾之間進行折衷。目前常用的蜂窩網(wǎng)簇的結構有=3、4、7 和

17、9。N二、線狀覆蓋 GSM-R 應用于鐵路，主要采用線狀覆蓋方式。線狀覆蓋的基本原理與面狀覆蓋類似，只是在基站小區(qū)頻率組的分配和重疊區(qū)的問題上要單獨考慮。鐵路沿線的覆蓋示意圖如圖 2-3 所示：圖 2-3 鐵路沿線的覆蓋示意（一）頻率的分配 在線狀覆蓋中，一般以圓形小區(qū)為模型來進行分析和設計，如圖 2-4 所示。沿著覆蓋區(qū)域的分布按照 n 個基站小區(qū)為一組的間隔可以進行頻率復用，n 的取值要考慮到頻率利用率、同頻干擾和建網(wǎng)成本，一般可以取 2、3、4。 f f1 1f fn nf f1 1f f2 2f f2 2f fn n圖 2-4 線狀覆蓋的頻率復用（二）重疊區(qū)的確定 在鐵路或公路的覆蓋中

18、，移動臺往往處于高速移動狀態(tài)，信號的場強變化復雜，很難確定相鄰基站小區(qū)的覆蓋邊界，通常從場強的平均變化這一意義上來理解覆蓋區(qū)域。為了保證在覆蓋區(qū)域盡可能不出現(xiàn)弱場區(qū)，要保證相鄰基站小區(qū)間有一定的重疊范圍。確定重疊區(qū)的大小是一個很復雜的問題，如果重疊區(qū)太小，可能會出現(xiàn)弱場區(qū)；重疊區(qū)太大同頻干擾增大，越區(qū)切換時間太長，不易控制，因此要恰當設計重疊區(qū)域的大小。5圖 2-5 線狀覆蓋的同頻干擾在圖 2-5 中，假設移動臺位于基站小區(qū) A 的邊界 P 點，基站小區(qū)半徑為 R，路徑損耗指數(shù)為 4。采用兩基站小區(qū)、三基站小區(qū)、基站小區(qū)的頻率復用方案得到的移動臺接收 nC/I 值分別為: 兩基站小區(qū)復用 （2

19、-4）40log()32CRdBIRa 三基站小區(qū)復用 (2-5）40log()53CRdBIRa 基站小區(qū)復用 （2-6）n40log()(21)CRdBInRna 因此，可以根據(jù)式 2-6 和的設計要求，求出重疊區(qū)的寬度。ICa第二節(jié) GSM-R 網(wǎng)絡結構一、GSM-R 系統(tǒng)組成GSM-R 系統(tǒng)以 GSM 系統(tǒng)結構為基礎，并進入 GPRS 和智能網(wǎng)設備，對相關硬件和軟件進行了功能適配，能夠為鐵路用戶提供各種基本業(yè)務和補充業(yè)務。典型的 GMS-R 網(wǎng)絡結構如圖 2-6 所示：6圖 2-6我國鐵路采用的 GSM-R 系統(tǒng)主要由 GSM-R 終端、基站子系統(tǒng)（BSS)、網(wǎng)路交換子系統(tǒng)（NSS）、

20、智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IS）、通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)（GPRS）、運行和維護子系統(tǒng)（OSS）。（一）GSM-R 終端 GSM-R 終端由移動設備和用戶識別模塊（SIM）兩部分組成。移動設備完成用戶信息以及信令的收發(fā)和處理。除了通過無線接口接入 GSM-R 系統(tǒng)外，移動設備必須提供與使用者之間的接口，比如完成通話呼叫所需的話筒、揚聲器、顯示屏和按鍵。GSM-R終端另外一個重要的組成部分是用戶識別模塊（SIM）, 它包括所有與用戶有關的信息，其中也包括健全和加密信息。使用 GSM-R 標準的移動臺都插入 SIM 卡，只有當處理異常的緊急呼叫時，可以不用 SIM 卡的情況下操作移動臺。GSM-R 系統(tǒng)是通過

21、 SIM 卡來識別移動個電話用戶的。（二）基站子系統(tǒng)（BSS） 基站子系統(tǒng)（BSS）主要由一個基站控制器（BSC）和若干個基站收發(fā)機（BTS）組成。從功能上來看，基站子系統(tǒng)（BSS）通過無線接口與移動臺相連，負責無線發(fā)射接收和無線資源管理；通過 A 接口與 NSS 相連，實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間的通信連接，并且傳送系統(tǒng)信令和用戶信息。（三）網(wǎng)路交換子系統(tǒng)（NSS） 網(wǎng)路交換子系統(tǒng)（NSS）建立在移動交換中心（MSC）上，負責端到端的呼叫，7用戶數(shù)據(jù)管理、移動性管理和其他網(wǎng)絡連接。NSS 通過 A 接口連接 BSS，與其他網(wǎng)絡的連接決定于所連接網(wǎng)絡的類型。NSS 提供的主要功能如

22、下： 為用戶移動提供特定功能，如尋呼 呼叫過程中對無線資源的管理。 管理與 BSS 之間的信令協(xié)議。 位置登記，即 VLR 之間的互聯(lián)。 切換過程。 查詢 HLR 獲得 MS 的漫游號碼。 與其他移動功能實體交換信令信息。 管理語音組呼、語音廣播、增強多優(yōu)先級與強拆的呼叫建立。 用戶的鑒權?；镜?NSS 由六個功能實體組成，分別是：移動交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HIR）、拜訪位置寄存器（VLR）、鑒權中心（AuC）、設備識別寄存器(EIR)和互聯(lián)功能單元（IWF）。另外，NSS 中還可以有實現(xiàn)語音組呼和語音廣播的實體（GCR）,由于短消息業(yè)務的短消息服務中心（SMS-SC） 和統(tǒng)計

23、服務器，這些功能實體可以根據(jù)具體的需要進行選擇。（四）移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN）GSM-R 智能網(wǎng)以 ITU-T 智能網(wǎng)為基礎，在 GSM-R 網(wǎng)絡中增加了基于 CAMEL3（Cust-omised Applications for Mobile Network Enhanced Logic,Phase3)協(xié)議的業(yè)務功能。GSM-R 智能網(wǎng)使得 GSM-R 網(wǎng)絡能夠靈活、方便地實現(xiàn)部分鐵路特定的業(yè)務，并在將來引入新業(yè)務時候，減少對 GMS-R 網(wǎng)絡改造。智能網(wǎng)的基本思想是依靠 No.7 信令網(wǎng)和大型機中數(shù)據(jù)庫的支持，將網(wǎng)絡的交換功能和控制功能相分離；簡化交換機的軟件，使之只能完成基本的接續(xù)功能；

24、引入業(yè)務控制點（SCP），具體怎樣根據(jù)智能業(yè)務的業(yè)務邏輯完成呼叫的接續(xù)步驟，由 SCP 來決定；交換機采用開放式結構和標準接口與業(yè)務控制點相連。這樣，需要增加或者修改新業(yè)務的時候，不必改動各交換中心的交換機，只要在業(yè)務控制點 SCP 中增加或修改新業(yè)務邏輯，并在大型集中數(shù)據(jù)庫中增加新的業(yè)務數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)即可。（五）通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)（GPRS）GPRS 子系統(tǒng)主要由 GPRS 服務節(jié)點（SGSN）、GPRS 網(wǎng)絡管理支持節(jié)點（GGSN）、分組控制單元（PCU）、域名服務器（DNS）、認證服務器（RADIUS）、GPRS 接口服務器（GPIS）、GPRS 歸屬服務器（GROS）等點組成。通用

25、分組無線業(yè)務（GPRS）是在GSM 技術的基礎上提供的一種端到端的分組業(yè)務。GPRS 最大限度重用已有的 GSM 網(wǎng)絡基礎設施，提供高效的無線資源利用率，無線接入速率可達 171.2kbit/s。GPRS 系統(tǒng)基于標準的開放接口，與已有的 GSM-R 電路交換系統(tǒng)有很多交互接口。GPRS 系統(tǒng)的主要特點有：8可以固定、動態(tài)的分配信道，多用戶共享信道。一個用戶可以同時使用 18 個時隙，空中接口支持 CS1CS10 共計 4 中編碼方式，數(shù)據(jù)傳輸速率可達 10170kbit/s。用戶永遠在線，但是只有在進行數(shù)據(jù)傳輸時，才能占用無線資源信道。用戶與網(wǎng)絡的交互，是按照會話進行管理的，傳輸信息時，用戶

26、需激活申請PDP 場景。在無線數(shù)據(jù)傳順 上具有較強的保密性和可靠性，它支持前向糾錯、自動反饋重發(fā)、全程加密等功能。OSS 包括無線網(wǎng)絡管理子系統(tǒng)（OMC-R)、交換網(wǎng)絡管理子系統(tǒng)（OMC-S)、GPRS 網(wǎng)絡管理子系統(tǒng)（OMC-D)和直放站管理子系統(tǒng)（OMC-T)。操作維護子系統(tǒng)（OSS）是操作人員與系統(tǒng)設備之間的中介，它實現(xiàn)了系統(tǒng)的集中運行與維護，完成了包括移動用戶管理、移動設備管理及網(wǎng)絡運行維護等功能。它的一側與設備相連（不包括 BTS，對BTS 的運行維護是經(jīng)過 BSC 進行管理），另一側是作為人機接口的計算機工作站。這些專門用于運行維護的設備被稱為運行維護中心（OMC）。系統(tǒng)的每一個組

27、成部分都可以通過特有的網(wǎng)絡連接至 OMC，從而實現(xiàn)集中維護。二、GSM-R 的新特性相對于 GSM 技術體系,GSM-R 系統(tǒng)除具有 GSM 系統(tǒng)的全部功能和全部網(wǎng)元設備外,又增加了新的功能特性,以適應鐵路專用移動通信系統(tǒng)的需求,具體包括（一)ASCI 特性在完全兼容 GSM PhaseZ+階段的基礎上,GSM-R 增加了 ASCI(高級語音呼叫業(yè)務)特性,為專用移動通信網(wǎng)提供更多的語音調(diào)度服務功能需求。ASCI 特性包括了eMLPP、VGCS、VBS 等。（二)鐵路特殊語音業(yè)務需求GSM-R 利用 GSM 的技術基礎,實現(xiàn)了鐵路特殊業(yè)務需求,包括功能號呼叫和管理，接入矩陣，基于位置的尋址、基

28、于位置的呼叫限制等。（三）鐵路專用應用需求鐵路行業(yè)專用的應用需求也可以通過 GSM-R 網(wǎng)絡實現(xiàn)。例如尾部風壓檢測、列車自動控制(ATC)、無線車次號信息、調(diào)度命令收發(fā)等業(yè)務需求。上述應用實際上利用了GSM-R 通信網(wǎng)絡,通過安裝 GSM-R 通信模塊建立連接,將 GSM-R 網(wǎng)絡的電路域、分組域作為基礎承載網(wǎng)絡,在其上開發(fā)各種鐵路專用應用,從而實現(xiàn)了全面的人機交互和控制,完成對列車各個部位和各種功能的監(jiān)控。對于以上 GSM-R 的新特性，將在下一章做詳細介紹。9第三章 GSM-R 的主要業(yè)務功能隨著鐵路運輸?shù)母咚侔l(fā)展，對鐵路通信的業(yè)務要求也越來越高，鐵路無線列調(diào)也由模擬的 450MHz 通信

29、向 GSM-R 數(shù)字移動通信轉型，下面將對 450MHz 無線列調(diào)通信存在的不足和 GSM-R 數(shù)字移動通信的優(yōu)勢進行對比分析。第一節(jié) 450MHz 無線列調(diào)設備存在的主要問題一、450MHz 系統(tǒng)無法滿足 TDCS 系統(tǒng)的數(shù)字信號傳輸400kHz+450MHz 組合列調(diào)系統(tǒng)主要為了車機聯(lián)控的使用，既保證了區(qū)間信號強弱區(qū)信息的傳輸，有保證了站內(nèi)和平坦地區(qū)的接收，滿足山區(qū)電氣化鐵路感應無線列調(diào)車機聯(lián)控通話的要求。由于 400kHz 感應列調(diào)系統(tǒng)區(qū)間沒有中轉設備，400kHz 頻段易受電氣化干擾影響以及天線長度的限制，在區(qū)間隧道地區(qū)，直接通過電氣化接觸網(wǎng)不能完整有效的傳輸 TDCS 系統(tǒng)的數(shù)字信令

30、。二、450MHz 場強覆蓋滿足不了鐵道部的有關規(guī)定根據(jù)鐵道部有關標準規(guī)定：相鄰兩車站電臺場強應連續(xù)覆蓋，車站電臺的場強覆蓋一般不小于兩電臺之間距離的。地形復雜地段允許場強覆蓋偏移，但應保證車站21電臺場強連續(xù)覆蓋不小于 3 公里。本站電臺的場強覆蓋一般不宜超過鄰站。在滿足信噪比的要求下，場強覆蓋地點，時間概率不小于 95%。由于現(xiàn) 400KHz 系統(tǒng)不能有效的傳輸 TDCS 系統(tǒng)的數(shù)字信令，450MHz 場強覆蓋達不到 95%的規(guī)定，所以 450MHz 無線列調(diào)系統(tǒng)無法滿足 TDCS 系統(tǒng)對無線通信的要求。三、無線列調(diào) 450MHz 場強區(qū)域易受到干擾由于 450MHz 的電平值韋 90dB

31、V，處于很多民用無線電信號的波段上，因此經(jīng)常受到干擾，影響列車正常運行。尤其在一些無線電波傳播弱場區(qū)，干擾問題更是成為列車安全運行的一大隱患。另外在業(yè)務的提供能力方面，450 MHz 無線列調(diào)系統(tǒng)通過多年的改進和研發(fā)，受技術體制限制，目前只能開展單一的語音對講業(yè)務，具有低速率的數(shù)傳功能。由于本身系統(tǒng)制式的原因，語音通話存在干擾，在保密性和安全性上存在不足，對加載的車次號及調(diào)度命令的傳輸、列尾風壓信息傳輸?shù)目煽啃圆桓摺Ｒ虼?，我們引入?GSM-R 系統(tǒng)，GSM-R 系統(tǒng)可以提供豐富的語音業(yè)務，如緊急呼叫、組呼業(yè)務、多優(yōu)先級通話、信道不足時強拆低優(yōu)先級用戶、依據(jù)車次號、機車號、車號或功能號進行的功

32、能尋址、根據(jù)用戶的位置，對特殊用戶進行呼叫等。除語音業(yè)務，GSM-R 系統(tǒng)還可提供如短消息、車次號及調(diào)度命令的傳輸、列尾風壓信息的傳輸?shù)葦?shù)據(jù)業(yè)務的擴展。10第二節(jié) GSM-R 的主要業(yè)務及其功能GSM-R 是基于 GSM 的基礎設施及其提供的 ASCI（高級語音呼叫業(yè)務），其中包括eM-LPP（增強型多優(yōu)先級與強拆）、VGCS（語音組呼）和 VBS（語音廣播），并提供鐵路特有的調(diào)度業(yè)務，包括功能尋址、功能號表示、接入矩陣和基于位置的尋址，并以此作為信息化平臺，是鐵路部門用戶可以在此信息平臺上開發(fā)各種鐵路應用。GSM-R系統(tǒng)的業(yè)務模型層次結構如圖 3-1 所示：圖 3-1一、GSM 業(yè)務GSM

33、業(yè)務分為基本業(yè)務和補充業(yè)務?；緲I(yè)務按功能又可分為承載業(yè)務和電信業(yè)務。承載業(yè)務是指在兩個接入點之間傳送信號的能力。電信業(yè)務是指為用戶通信提供的包括終端設備功能在內(nèi)的完整能力的通信業(yè)務。（1）承載業(yè)務承載業(yè)務主要分為以下四類：無限制的數(shù)據(jù)信息（UDI）：這一業(yè)務是指信息以固定不變的比特率傳輸，保持比特序列的獨立性和完整性。3.1kHZ 的音頻信息：在 MSC 中常選擇“3.1kHZ 音頻”作為互連功能。當需要ISDN 或 PISN 中的 3.1kHZ 音頻業(yè)務進行互連時，以及需要在互連功能中選擇調(diào)制解調(diào)器時，就會使用這項承載業(yè)務。分組組裝/分拆（PAD）：為一個 PAD 提供一個異步連接，使 G

34、SM 網(wǎng)絡的用能夠接入到一個分組網(wǎng)絡（PSP-DN/ISDN）中去。11分組：提供一個同步連接，使 GSM 網(wǎng)絡的用戶能夠接入到一個分組網(wǎng)絡（PSPDN/ISDN）中去。（2）電信業(yè)務GSM 提供的電信業(yè)務有：語音業(yè)務：GSM 所提供的業(yè)務中，最主要的就是電話業(yè)務，它為系統(tǒng)內(nèi)部的用戶之間或與其他網(wǎng)絡的用戶之間提供電話通信。緊急呼叫業(yè)務：緊急呼叫業(yè)務是由語音業(yè)務引申出來的一種特殊業(yè)務。此業(yè)務可使移動用戶通過一種簡單而統(tǒng)一的手續(xù)接到就近的緊急業(yè)務中心。短消息業(yè)務：短消息業(yè)務可分為點對點短消息業(yè)務以及小區(qū)廣播短消息業(yè)務。傳真業(yè)務：傳真業(yè)務有兩類；交替語音和三類傳真；自動三類傳真。交替語音和三類傳真是

35、指語音與三類傳真交替?zhèn)魉偷臉I(yè)務；自動三類傳真是指能夠使用戶經(jīng)GSM 網(wǎng)絡以傳真編碼信息文件的形式自動交換各種函件的業(yè)務。數(shù)據(jù)業(yè)務：數(shù)據(jù)業(yè)務是指在數(shù)據(jù)終端之間進行數(shù)據(jù)信息的傳輸與交換。（3）補充業(yè)務補充業(yè)務是對電信基礎業(yè)務的修改和補充，一個補充業(yè)務可能應用與多個電信業(yè)務。補充業(yè)務分為以下幾種：增強多優(yōu)先級與強拆、號碼識別、呼叫轉移、呼叫完成、多方通話、專有通信、用戶到用戶、呼叫禁止、呼叫轉接、遇忙呼叫完成、專用撥號方案和名字識別。2、高級語音組呼業(yè)務（1）多優(yōu)先級與強拆（eMLPP）eMLPP 業(yè)務分為優(yōu)先級與強拆兩部分。優(yōu)先級是指結合快速呼叫的建立為一個呼叫提供某個較高的級別。強拆是搶奪資源，

36、在缺乏空閑資源的情況下，一個優(yōu)先級較低的呼叫會被一個優(yōu)先級較高的呼叫強拆。eMLPP 業(yè)務定義了 7 個優(yōu)先等級：A （最高，網(wǎng)絡內(nèi)部使用）B （網(wǎng)絡內(nèi)部使用）0 （預定）1 （預定）2 （預定）3 （預定）4 （最低，預定）最高的兩個優(yōu)先級 A 和 B 保留給本地網(wǎng)絡內(nèi)部（同一個 MSC 的控制范圍內(nèi)）的呼叫使用，用于緊急呼叫的網(wǎng)絡或特殊語音廣播呼叫或語音組呼設定的網(wǎng)絡。其他 5 個優(yōu)先級 0、1、2、3、4 可以提供給用戶在整個網(wǎng)絡覆蓋范圍內(nèi)使用。eMLPP 資源搶占有兩種情況：網(wǎng)絡資源搶占和用戶接口資源搶占。12網(wǎng)絡資源搶占指呼叫建立或切換時，沒有空閑網(wǎng)絡資源，則終止低優(yōu)先級呼叫，將資源

37、給高優(yōu)先級呼叫使用的過程。用戶接口資源搶占指具有較高優(yōu)先級的呼叫請求與正在進行較低優(yōu)先級通話的用戶建立通信時，網(wǎng)絡終止被叫用戶的當前呼叫，并將其接入高優(yōu)先級呼叫的過程。(2)語音組呼業(yè)務（VGCS）VGCS 是指一種由多方參加的（GSM-R 移動臺或固網(wǎng)電話）的語音通信方式，其中一人講話、多方聆聽，講話者角色可以轉換，工作于半雙工模式下。這項業(yè)務包括兩種身份的成員，調(diào)度員和移動業(yè)務用戶。調(diào)度員可以是固網(wǎng)用戶或者移動個用戶，最多只能有五個，可以沒有。移動業(yè)務用戶是指預定了 VGCS 業(yè)務的移動用戶，數(shù)量不限。系統(tǒng)給主叫用戶和調(diào)度員提供了標準的雙向通道，給所有的被叫用戶分配同一業(yè)務信道的下行鏈路進

38、行接聽。在整個呼叫過程中調(diào)度員一直占用一對業(yè)務信道，其他業(yè)務用戶要通過搶占上行鏈路來實現(xiàn)講者和聽者的身份之間的轉變。一個 VGCS 通信過程中，某一時刻只能有一個“非調(diào)度身份”的移動用戶講話，調(diào)度員可以隨時講話。VGCS 業(yè)務突破了 GSM 網(wǎng)絡點對點通信的局限性，能夠以簡捷的方式建立組呼叫，實現(xiàn)調(diào)度指揮、緊急通知等特定功能，尤其適用于鐵路的調(diào)度指揮通信。（三）語音廣播呼叫（VBS）VBS 允許一個業(yè)務用戶，將話音或者其他用話音編碼傳輸?shù)男盘柊l(fā)送到某一個預先定義的地理區(qū)域內(nèi)的所有用戶或者用戶組，它工作于單工模式下。VBS 中的講話者沒有像 VGCS 中的角色轉換，就是說，講話者（發(fā)起者）只能講

39、，聽話者（接受者）只能聽，因而可以看作是 VGCS 的最簡單形式。同 VGCS 一樣，VBS 也提供了點對多點的呼叫功能，適用于鐵路的調(diào)度指揮通信。3、鐵路特色業(yè)務為了實現(xiàn)鐵路運營應用，GSM-R 系統(tǒng)還包含了另外一些鐵路所特有的功能，主要有功能尋址、功能號表示、接入矩陣、基于位置的尋址。（一）功能號表示功能號是將鐵路用戶根據(jù)其當前行使是職能進行編號。相比普通的用戶號碼，利用功能號進行呼叫更符合鐵路的運營特色，使得鐵路工作人員之間的通信更為及時和方便。更能號需要用戶注冊和注銷。國內(nèi) GSM-R 網(wǎng)絡號碼用于在同一 GSM-R 網(wǎng)絡內(nèi)注冊的用戶之間的呼叫。國內(nèi) GSM-R 網(wǎng)絡號碼由 CT、UI

40、N 和 FC 組成。呼叫類型（CT）用來區(qū)分 GSM-R 網(wǎng)絡內(nèi)不同類型的呼叫，提示網(wǎng)絡如何解釋所撥打的號碼。CT 由 1 到 3 個數(shù)字組成。用戶號碼（UN）由用戶識別碼（UIN）和功能碼（FC）組成，UN 的長度依據(jù)它所包涵的信息多少而變化。用戶識別碼（UIN）必須是以下號碼之一：車次號、機車號、車號、調(diào)車組位置號碼、維修站位置號碼、調(diào)度員和值班員位置號碼、組位置號碼和13移動用戶號碼（MSISDN）。功能碼（FC）是一種識別碼，用來識別列車上或站場內(nèi)的人員、設備，或者某個給定區(qū)域內(nèi)的特定編組。FC 描述移動臺的實際功能。（2）接入矩陣業(yè)務接入矩陣業(yè)務確定了那一類用戶能呼叫哪一類用戶，用于

41、規(guī)定不同用戶之間的呼叫權限。接入矩陣業(yè)務僅應用于點對點呼叫，VGCS/VBS 呼叫不在本業(yè)務的應用范圍內(nèi)。在鐵路系統(tǒng)中，不同身份的用戶有各自的功能號碼。通過定義呼叫矩陣表，依據(jù)主、被叫的身份進行呼叫裁決，來判斷是否允許呼叫繼續(xù)。進一步定義主叫方與被叫方的接入關系。（三）功能尋址功能尋址是 GSM-R 的特征, 是通過編制功能號來實現(xiàn)呼叫用戶,而不是通常情況下的按照用戶使用的終端設備來進行尋址。這個特性保證了用戶功能號碼與其用來應答的物理終端之間的獨立性。在鐵路應用中，功能號碼用來表示一個工作崗位（如火車司機）而不是一個用戶MSISDN 號碼。當前在崗的人員通過將自己的 MSISDN 登記到該功

42、能號碼上，建立起功能號碼和真實用戶之間的聯(lián)系。功能尋址業(yè)務分為語音呼叫功能尋址和短消息功能尋址。（4）基于位置的尋址基于位置的尋址是指將移動用戶發(fā)起的用于預定功能的呼叫,路由到一個與該用戶當前所處位置相關的目的地址。例如: 司機呼叫調(diào)度員或車站值班員,網(wǎng)絡需要根據(jù)司機當前所處的位置來確定是哪一個調(diào)度員或車站值班員。四、鐵路應用（一）調(diào)度通信通過 GSM-R 系統(tǒng)組成無線調(diào)度通信網(wǎng)絡，可以進行實現(xiàn)以下通信：點對點呼叫、群呼和組呼、廣播呼叫。呼叫完成后確認中心可以保存相應的呼叫記錄。調(diào)度通信系統(tǒng)包括列車調(diào)度通信、貨運調(diào)度通信、牽引變電調(diào)度通信、其他專用凋度通信、站場通信、應急通信、養(yǎng)護維修通信、道

43、口通信等。（2）調(diào)度命令傳送功能調(diào)度控制是保證列車運行正常有序的重要手段，鐵路調(diào)度命令是調(diào)度員向列車司機下達的書面命令，使列車運行安全的重要保障，采用 GSM-R 系統(tǒng)傳輸通道實現(xiàn)調(diào)度命令的傳送，能縮短調(diào)度命令的傳送時間，提高工作效率。(3）車次號無線傳輸和列車停穩(wěn)信息的傳送。車次號無線傳輸與列車停穩(wěn)信息的傳送對鐵路運輸管理和行車安全監(jiān)控具有非常重要的意義，它可以通過 GSM-R 的電路交換進行數(shù)據(jù)采集和傳輸，也可以通過 GPRS 無14線方式來實現(xiàn)。（4）列車尾部裝置信息傳送功通過 GSM-R 通信系統(tǒng)實現(xiàn)列車尾部風壓數(shù)據(jù)的傳送，能很快解決列車尾部風壓數(shù)據(jù)的傳輸問題。（5）機車調(diào)車信號和監(jiān)控

44、信息傳輸功能GSM-R 系統(tǒng)可以提供機車調(diào)車信號和監(jiān)控信息傳輸通道，實現(xiàn)地面設備和多臺車載設備間的數(shù)據(jù)傳輸。而且可以存儲調(diào)車的相關信息。（6）列車控制數(shù)據(jù)傳輸功能通過 GSMR 通信系統(tǒng)可以為機車和地面提供雙向無線數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)機車地面的信息安全傳輸。（7）區(qū)間通信在鐵路系統(tǒng)中，區(qū)間通信為工務、通信、信號、電力、橋梁隧道守護等部門間通信的重要方式通過 GSMR 系統(tǒng)手持機，可以實現(xiàn)維修人員與車站、調(diào)度間的快捷通信緊急情況下，還可以直接與列車司機直接聯(lián)系。（8）應急指揮功能當發(fā)生自然災害或突發(fā)事件等影響鐵路運輸安全的緊急情況時，通過 GSM-R 系統(tǒng)可以在事故現(xiàn)場和指揮中心之間，實現(xiàn)語音、圖

45、像、數(shù)據(jù)等業(yè)務傳輸。第 3 節(jié) GSM-R 的優(yōu)勢1、低速鐵路 450MHz 無線列調(diào)存在的缺陷鐵路技術管理規(guī)程對加入列車無線調(diào)度通信通話的人員范圍作了嚴格規(guī)定，但原有列車無線調(diào)度通信是開放系統(tǒng)，并未做任何鑒權加密處理，對用戶無需進行身份識別，因此社會上好多對講機、電臺，只要其頻點和調(diào)制方式與列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)相同，便可以加入到系統(tǒng)內(nèi)通信，影響到列車調(diào)度通信的正常使用，給行車安全帶來極大的隱患。原有的列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)常用對講組網(wǎng)方式，沒有采用信道共用技術，頻點（信道）固定分配，當一個信道遇忙時，其他用戶只能等待，往往造成該信道上的用戶爭搶或者出現(xiàn)堵塞，通信質(zhì)量得不到保證；而信道空閑時，別

46、的系統(tǒng)用戶有不能利用該信道進行通信，信道利用率低。原有列車無線調(diào)度通信系統(tǒng)內(nèi)存在嚴重的同頻干擾、領道干擾、阻塞干擾，與其他系統(tǒng)之間也常常出現(xiàn)互調(diào)干擾。這些干擾的存在，往往造成無法正常通話，數(shù)據(jù)傳輸誤碼率增加，影響設備的正常使用。特別在鐵路樞紐地區(qū)用戶多的時候，會由于存在系統(tǒng)內(nèi)的同頻干擾而得不到正常應用，致使樞紐地區(qū)調(diào)度員不能與樞紐內(nèi)運行的列車司機直接通話。152、高速鐵路 GSM-R 數(shù)字移動通信GSM-R 利用 GSM 的技術基礎,實現(xiàn)了鐵路特殊業(yè)務需求,包括功能號呼叫和管理，接入矩陣，基于位置的尋址、基于位置的呼叫限制等。鐵路行業(yè)專用的應用需求也可以通過 GSM-R 網(wǎng)絡實現(xiàn)。例如尾部風壓

47、檢測、列車自動控制(ATC)、無線車次號信息、調(diào)度命令收發(fā)等業(yè)務需求。上述應用實際上利用了GSM-R 通信網(wǎng)絡,通過安裝 GSM-R 通信模塊建立連接,將 GSM-R 網(wǎng)絡的電路域、分組域作為基礎承載網(wǎng)絡,在其上開發(fā)各種鐵路專用應用,從而實現(xiàn)了全面的人機交互和控制,完成對列車各個部位和各種功能的監(jiān)控。三、GSM-R 數(shù)字移動通信的優(yōu)勢相對于現(xiàn)有的模擬無線列調(diào)方式，GSM-R 調(diào)度通信系統(tǒng)有著無可比擬的優(yōu)勢：GSM-R 是數(shù)字系統(tǒng) ，可用多種手段提高話音質(zhì)量，抗干擾能力強，系統(tǒng)保密性更好,可靠性更高。16第四章 GSM-R 在中國鐵路中的應用和發(fā)展第一節(jié) 我國鐵路通信領域應用 GSM-R 技術的

48、發(fā)展方向 加強 GSM-R 理論研究。我國對 GSM-R 技術的研究始于 2 0 世紀末，雖然發(fā)展到今天突破了很多難關，但仍有不少理論難點還未攻克。近年來，GSM-R 網(wǎng)絡中 GPRS 應用取得了很多理論和實踐突破。比如根據(jù)我國鐵路實際情況，運輸對通信業(yè)務需求量大，但頻率資源緊張的實際情況，采用 GPRS 這種分組數(shù)據(jù)傳輸方式作為一些非安全數(shù)據(jù)信息的傳輸平臺，以更好地利用頻率資源，為鐵路信息化建設提供傳輸平臺。 GSM-R 在鐵路通信的應用中，從實用、安全、可靠的角度出發(fā)。鐵路移動信息傳輸安全平臺應有完善的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。平臺硬件系統(tǒng)應該由內(nèi)外網(wǎng)通信服務器、行車監(jiān)控及業(yè)務系統(tǒng)設備為主的

49、實時監(jiān)控和傳輸設施組成，平臺軟件系統(tǒng)主要由外網(wǎng)傳輸處理予系統(tǒng)、內(nèi)網(wǎng)傳輸處理子系統(tǒng)、管理監(jiān)視子系統(tǒng)構成。將 GPRS 數(shù)據(jù)接人部署在鐵路局，每個鐵路局設立統(tǒng)一的外網(wǎng)通信服務器，作為各個業(yè)務系統(tǒng)地面數(shù)據(jù)處理中心，承擔所有應用系統(tǒng)車、地問和內(nèi)、外網(wǎng)問的數(shù)據(jù)交換任務，使各應用系統(tǒng)中所有從 GPRS 下載的實時信息統(tǒng)一由鐵路局外網(wǎng)通信服努器接收，再經(jīng)網(wǎng)絡安全傳輸平臺進入鐵路運輸生產(chǎn)系統(tǒng)。形成我國鐵路 GSM-R 技術規(guī)范及標準鐵道部直接領導和組織相關單位共同參與制定技術規(guī)范及標準，逐步形成了我國鐵路 GSM-R 標準編制隊伍，編制標準 40 項，隨著應用的深入，版本不斷升級。GSM-R 技術規(guī)范及標準包

50、括現(xiàn)有的 GSM 技術規(guī)范以及鐵路應用技術規(guī)范和標準。我國鐵路運輸特色明顯，經(jīng)過研究確定從功能和性能、工程建設與運營維護角度制定我國鐵路 GSM-R 規(guī)范和標準，包括綜述、網(wǎng)絡需求（業(yè)務）、網(wǎng)絡配置、移動設備核心規(guī)范、機車臺、通用電臺、運營電臺、調(diào)度臺、值班員設備規(guī)范、編號方案、用戶管理、功能編號、與位有關的尋址、文本消息、鐵路緊急呼叫、調(diào)車作業(yè)模式、直通模式等方面內(nèi)容。第二節(jié) GSM-R 系統(tǒng)在我國的應用情況隨著高速鐵路的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的單信道模擬鐵路通信系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化高速鐵路通信的需求，GSM-R (GSM for Railway，鐵路移動通信系統(tǒng)標準)和我國現(xiàn)在覆蓋最大的 GSM

51、 網(wǎng)絡標準相仿，是我國首次從歐洲引進的移動通信鐵路專用系統(tǒng)。GSM-R 系統(tǒng)的引入，不但實現(xiàn)了鐵路移動通信系統(tǒng)的升級換代，改善了語音通信質(zhì)量，而且為數(shù)據(jù)業(yè)務應用提供了數(shù)字無線通信平臺，能夠支持列車診斷、車輛跟蹤、貨物跟蹤、移動售票、旅客信息服務等各種新業(yè)務。隨著 GSM-R 系統(tǒng)在我國的建設和普及，鐵路信息化整體水平會不斷提高。而鐵路信息化是鐵路現(xiàn)代化的基本要素和重要內(nèi)容，17將強有力地推動我國鐵路跨越式發(fā)展。 GSM-R 技術在我國從無到有，穩(wěn)步發(fā)展。在短短的十年多的時間里，率先將 GSM-R 技術引入地理環(huán)境復雜的青藏線、重載技術領先的大秦線、運輸繁忙的膠濟線這些，亟待解決通信效率的干線通

52、信系統(tǒng)，取得了寶貴的成功經(jīng)驗。并在試驗成功的基礎上，逐步在石太線、武廣線、鄭西線、合寧線、合武線、新豐鎮(zhèn)編組站、京津城際線、京滬高鐵等鐵路干線和新建城際客運專線上推廣使用，朝著覆蓋全路鐵路干線的 GSM-R通信網(wǎng)絡邁進。在青藏高原鐵路上首次采用 GSM-R 替代軌道電路，傳輸增強型列車控制系統(tǒng)（ITCS）數(shù)據(jù)，解決了凍土地帶信號傳輸問題，減少了維護工作量；創(chuàng)造性地采用雙交換機、同站址雙基站無線覆蓋方式，使 GSM-R 網(wǎng)絡達剄了可靠性、有效性、可維護性、安全性(RAMs)等技術指標要求；結合青臧鐵路及我國鐵路的實際需要，自主研發(fā)了機車綜合通信設備(CIR)、調(diào)度通信系統(tǒng)、通用分組無線業(yè)務(GP

53、RS)接口服務器（GRIS）等新設備，并率先在青藏鐵路全線實現(xiàn)了調(diào)度通信有線與無線通信業(yè)務的融合，實現(xiàn) CTC、晃車信息等數(shù)據(jù)的車一地間傳輸；自主研發(fā)了 GSM-R 場強測試系統(tǒng)、QoS 測試系統(tǒng)、GSM-R 場強路測儀、PRI 接口監(jiān)測系統(tǒng)、Abis 接口監(jiān)測系統(tǒng)、A 接口監(jiān)測系統(tǒng)，為 GSM-R 網(wǎng)絡運用開通提供了調(diào)試、分析、評估工具，為工 TCS（增強型列控系統(tǒng)）與 GSM-R 互聯(lián)互通提供了分析工具。青藏鐵路 GSM-R 工程對全路 GSM-R 網(wǎng)絡的建設具有重要的指導意義，對完善 GSM-R 技術標準提供了重要的參考依據(jù)。自我國青藏鐵路采用 GSM-R 通信系統(tǒng)以來，我國 GSM-R 技術在鐵路中的應用也在不斷地完善和發(fā)展。對于武廣客運專線，株洲南北聯(lián)絡線將武廣客運專線與既有京廣線、湘黔線等聯(lián)系起來，在此聯(lián)絡線區(qū)段為無線列調(diào)和 GSM-R 系統(tǒng)共同覆蓋，設置了轉換點，司機按照規(guī)定進行制式轉換。GSM-R 通信網(wǎng)絡在武廣高鐵中的應用總體體現(xiàn)在以下兩個方面：其一，與以往鐵路通信系統(tǒng)不同的是，武廣高速鐵路 GSMR 通信網(wǎng)絡系統(tǒng)采用的是單層交織冗余覆蓋技術。在列控系統(tǒng)中，車載設備無線連接與無線閉塞中心中斷，主要是因為 GSMR 的網(wǎng)絡連接失效，可能是 BTS 或 ATP 發(fā)生了故障，如果是因為 BTS的故障則會造成整個無