我国铁路通信中gsm—r的应用及发展

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摘 要：作为庞大且复杂的网状系统，铁路系统的正常运行在很大程度上取决于通讯系统的有效性和灵敏性，GSM-R技术的产生和应用则很好地满足了铁路的通信需求。文章简单介绍了GSM-R技术与其在铁路通信中的发展，分析了其功能特性，并且从青藏铁路、胶济线提速工程、合宁客运专线、大秦重载铁路等方面探讨了GSM-R技术的应用。
关键词：GSM-R技术；铁路通信；发展；应用
GSM-R技术的产生是为了适应铁路通信一体化的需求，其可以为铁路运输系统提供专用通道，供其进行语言呼叫与信息通信，凭借自身优点被推广应用于德国、意大利、荷兰、瑞士等国家，而且在某种程度上代表了我国铁路通信的发展趋势及发现。只有充分了解GSM-R技术的特性，才能将其有效应用于铁路通信领域，确保运输安全，改善服务品质与提高运输效率，促进铁路通信技术持续发展。
1、GSM-R 技术及其发展
GSM-R是全球铁路移动通讯系统的英文简称，以GSM技术为基础，融入了新的要素，是其可以适应高速工作环境，具备调度通信功能。GSM-R地面移动系统和GSM-R陆地移动系统的组成部分都是几个不同的功能实体，其可以将基本业务和补充业务提供给用户，还能移动性操作与管理用户数据。GSM-R 通信系统所构成的通信网络不仅有面状的，还有链状的。因为该技术可以很好地适应铁路运输，并且和我国铁路通信技术的发展需求相符合，因此愈发受到重视。GSM-R技术早在1994年就成为了我国科研人员的研究对象，其正式作为铁路专用通信技术是在2000年年底。铁道部在2004年将GSM-R技术的发展列入《铁路主要技术政策》中，并且在2013年再次指出发展GSM-R技术的重要性及目标。
2、GSM-R 技术的功能特性
GSM-R 技术的基础为GSM平台，其不仅具有GSM技术的漫游、越区切换等功能，还有自己的特性，具体如下：①功能寻址，方便移动或固定用户对列车运行状态中车内的移动用户进行呼叫的方式。②基于位置寻址，方便列车上移动用户对地面固定用户进行呼叫的方式。③多优级和强占权，列车通信应用，如铁路通讯紧急呼叫、列车自动控制等均要求通讯网络随时都能迅速呼叫成功。若某个无线通讯小区出现信道拥塞现象，优先权低的通讯服务会被系统强制停止，同时为优先权高的通讯建立连接。④语音广播服务，将紧急呼叫或广播消息发布于指定区域内。可动态设定区域的选择与定义，灵活性较高。⑤列车操控系统，通过GSM-R实现列车的自动控制与自动防护，在GSM-R系统的基础上，列车操控系统还可能具备自动驾驶列车的功能。⑥语音组呼服务，移动或固定用户通过拨打组呼ID，能和区域中的组员连接通讯，并且组内全部成员都能利用相同的信道接听，小组成员也能利用按键讲话方式申请通话，系统则按照申请顺序依次提供服务。⑦列车故障诊断，若行驶过程中的列车出现故障，要利用GSM-R将诊断数据和结果向最近的维修中心传输，方便维修中心尽快维修列车故障。⑧铁路维护通讯系统，应用GSM-R技术将业务联络通信提供给设施维护人员，结合其所在场所和职能定位。⑨货运信息跟踪服务，利用GSM模块（装有GPS接收器）对集装箱或货车位置进行追踪，向客户发送获得的数据，便于其随时掌握。⑩旅客服务，向旅客提供在线售票服务、列车动态信息等，將列车的时刻信息与实时动态位置告知旅客，实现远程售票服务。
3、我国铁路通信中GSM-R 的应用
GSM-R技术凭借自身的种种优势，在我国的青藏铁路、合宁客运专线、京津城际轨道、大秦铁路、胶济线等铁路通信中得到了广泛应用，而且运行状况良好，均可正常通信。
3.1 青藏铁路中 GSM-R 系统的应用
青藏铁路的全长共1142公里，起止地区分别为青海省格尔木市和西藏自治区拉萨市，大部分路段所处的海拔高度都在4000米以上，因为地势较高、温度低且常年冻土，采用传统轨道电路难以起到通讯目的。高原的缺氧状态也对工作人员日常维护通讯系统设施的工作造成了限制，增加了通讯和设施维护的难度。应用GSM-R 通讯系统则很好地解决了该问题，其可用于增强型列车控制系统数据的传输，使冻土区域的信号传输问题迎刃而解，而且设施维护的工作量也因此大大减少。我国在建设青藏铁路时应用双基站、双交换机同站址无限覆盖模式，保证了GSM-R 网络的便于维护性、安全性、可靠性与有效性。
3.2 合宁客运专线中GSM-R系统的应用
2008年GSM-R技术在我国的铁路建设中取得了很大的进步，而合宁客运专线也在同一年竣工并应用了该技术。其线路长度为166公里，应用GSM-R设置速率基站设备、PCU设备、编码器和控制器。按照覆盖要求将弱区覆盖设备和基站设备设置在铁路周边，将列车通信设备放置于列车上，工作人员利用手持移动通信终端开展工作。
3.3 京津城际轨道交通中GSM-R 系统的应用
该工程的一种核心技术就是GSM - R铁路数字移动通信技术，可使无线网路沿线覆盖，利用无线数据传输通道校核无线车次号、传送调度命令，并且将短消息和无线语音通信提供给列车维护和调度人员。经过试用，GSM-R 系统大体上能够实现铁路运输信息业务的主要功能，包括公务移动通信和区间移动通信、传送列车尾部风压信息、传送CTC 调度命令的、调度通信等。
3.4 大秦重载铁路中GSM-R 系统的应用
作为重载运输专线，大秦线有很多的曲线、隧道和山区，为攻克技术难点，除了利用GSM-R网络交换业务外，我国的铁道部还研发了可受到机车同步操控的管理维护设备、车载通信单元和地面应用节点，有助于利用多种编程方式同步操控重载组合列车、与此同时，采用的网络是混合组网，共涉及两种无线覆盖方式，即基站交织与同站址双基站，使各种地理环境对网络的可靠性需求得到了满足。而且以此为基础升级了系统功能，开发了控制盒与可控列尾主机，减少了需使用机车的数量，获得了更高的经济效益。
3.5 胶济线提速工程中GSM-R 系统的应用
该线路属于客货混运线路，所处地区经济发达，有很大的运输量，而且处于复杂的电磁环境中。铁道部为满足200KM/H干线铁路建设和发展的需求，组织各单位自主研发GSM-R技术，勇于创新，与移动运营商相协调，清理GSM 电磁环境，在最大程度上减少外界干扰，使GSM-R的无线基站分布得到优化，并且积累了将GSM - R应用于繁忙干线的宝贵经验。
4、结束语
综上所述，GSM-R 系统的特点包括功能完善、容量大、交换灵活、传输可靠等，被推广应用于各个国家，而且在我国的铁路运输领域占有非常重要的地位，有助于实现铁路运输管理的信息化、综合化、网络化、智能化和数字化。GSM-R技术在我国的起步较晚，发展尚不成熟，有待进一步改革和创新，我们应当逐渐完善铁路无线通信技术，充分发挥GSM-R技术的作用和优势，获得最大化效益。
参考文献：
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