GSM-R起源

GSM-R通信技術(shù)起源于歐洲，目前在德國、瑞士、荷蘭、意大利、瑞典等絕大多數(shù)國家均已進(jìn)入商業(yè)運(yùn)用。由于GSM-R具有適應(yīng)鐵路運(yùn)輸特點的功能優(yōu)勢，以及更符合通信信號一體化技術(shù)發(fā)展的需要，因此鐵道部2000年底正式確定將GSM-R作為我國鐵路專用通信的發(fā)展方向。

GSM-R在GSM公眾移動通信系統(tǒng)平臺上增加了鐵路運(yùn)輸專用調(diào)度通信功能。GSM-R通信系統(tǒng)包括:交換機(jī)、基站、機(jī)車綜合通信設(shè)備、手機(jī)等設(shè)備組成。以青藏鐵路為例:青藏鐵路是世界上海拔最高的鐵路線，青藏線北起青海省格爾木市，途經(jīng)納赤臺、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山進(jìn)入西藏自治區(qū)境內(nèi)后，經(jīng)安多、那曲、當(dāng)雄至西藏自治區(qū)首府拉薩市，全長約1142km。絕大部分線路在高原缺氧的無人區(qū)。為了滿足鐵路運(yùn)輸通信、信號及調(diào)度指揮的需要，采用了GSM-R移動通信系統(tǒng)。

GSM-R基于GSM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，由于GSM-R側(cè)重鐵路應(yīng)用，在現(xiàn)網(wǎng)中，GSM-R比公網(wǎng)的功能多增加了3個主要功能，即語音組呼業(yè)務(wù)VGCS, 語音廣播業(yè)務(wù)VBS和增強(qiáng)的多優(yōu)先級和強(qiáng)拆eMLPP，也被總稱為高級話音呼叫項目ASCI業(yè)務(wù)。 正是由于這個不同，支持公網(wǎng)GSM的廠家產(chǎn)品不能直接用在GSM-R網(wǎng)絡(luò)里，除非專門開發(fā)了ASCI業(yè)務(wù)，當(dāng)前支持GSM-R的廠家有中興、諾基亞西門子通信(諾西)、華為、COMLAB、Kapch(原北電，被Kapch收購)等。

調(diào)度通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)包括列車調(diào)度通信、貨運(yùn)調(diào)度通信、牽引變電調(diào)度通信、其他調(diào)度及專用通信、站場通信、應(yīng)急通信、施工養(yǎng)護(hù)通信和道口通信等。

2、 車次號傳輸與列車停穩(wěn)信息的傳送功能

車次號傳輸與列車停穩(wěn)信息對鐵路運(yùn)輸管理和行車安全具有重要的意義，它可通過基于GSM-R電路交換技術(shù)的數(shù)據(jù)采集傳輸應(yīng)用系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，也可以采用GPRS方式來實現(xiàn)。

3、 調(diào)度命令傳送功能

鐵路調(diào)度命令是調(diào)度所里的調(diào)度員向司機(jī)下達(dá)的書面命令，它是列車行車安全的重要保障。采用GSM-R系統(tǒng)傳輸通道傳輸調(diào)度命令無疑將加速調(diào)度命令的傳遞過程，提高工作效率。

4、 列車尾部裝置信息傳送功能

將尾部風(fēng)壓數(shù)據(jù)反饋傳輸通道納入GSM-R通信系統(tǒng)，可以方便地解決尾部風(fēng)壓數(shù)據(jù)傳輸問題。

5、 調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控信息系統(tǒng)傳輸功能

提供調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控信息傳輸通道，實現(xiàn)地面設(shè)備和多臺車載設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸，并能夠存儲進(jìn)入和退出調(diào)車模式的有關(guān)信息。

6、 列車控制數(shù)據(jù)傳輸功能

采用GSM-R通信系統(tǒng)實現(xiàn)車地間雙向無線數(shù)據(jù)傳輸，提供車地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道。

7、 區(qū)間移動公務(wù)通信

在區(qū)間作業(yè)的水電、工務(wù)、信號、通信、供電、橋梁守護(hù)等部門內(nèi)部的通信，均可以使用GSM-R作業(yè)手持臺，作業(yè)人員在需要時可與車站值班員、各部門調(diào)度員或自動電話用戶聯(lián)系。緊急情況下，作業(yè)人員還可以呼叫司機(jī)，與司機(jī)建立通話聯(lián)絡(luò)。

8、 應(yīng)急指揮通信話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

應(yīng)急通信系統(tǒng)是當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害或突發(fā)事件等影響鐵路運(yùn)輸?shù)木o急情況時，在突發(fā)事件現(xiàn)場與救援中心之間，以及現(xiàn)場內(nèi)部采用GSM-R通信系統(tǒng)，建立語音、圖像、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。

站內(nèi)無線通信設(shè)備主要性能為:發(fā)信機(jī)雜波抑制比通常要求在60dB以上,組合波抑制比要求在70dB以上,收信機(jī)阻塞衰耗應(yīng)為80dB以上，互調(diào)抗擾性應(yīng)為60dB以上。

無線電報警裝置 為防止列車進(jìn)入線路維護(hù)、施工區(qū)段以及防止道口、橋梁、隧道發(fā)生事故，向司機(jī)發(fā)出告警而設(shè)的、司機(jī)和施工區(qū)段之間、司機(jī)和道口之間以及司機(jī)和巡道工之間的報警裝置。這種裝置必須絕對可靠，并且具有特殊使用標(biāo)志，其作用距離為幾公里范圍內(nèi)，警報時間約為10分鐘,使用全國統(tǒng)一的專用頻率,并盡可能實現(xiàn)自動檢測。

其他鐵路工作人員使用的無線通信 主要有區(qū)間內(nèi)作業(yè)、維修人員使用的無線電話和廣泛用于鐵路其他工作中的電話，如勘察施工、維修作業(yè)、救援列車、鐵路公安等用的無線電話。這些無線電話使用民用頻段，不占用鐵路專用頻率，以免干擾運(yùn)輸調(diào)度作業(yè)。對講無線電話一般采用通用的便攜式無線電話機(jī)。為便于鐵路公安人員工作需要，無線電話往往與有線電話溝通，按用戶需要組成各種類型、不同功能的鐵路移動通信網(wǎng)絡(luò)。

運(yùn)行列車上的人員對地面的調(diào)度員或其他人員進(jìn)行的通信。它包括列車無線調(diào)度電話和列車旅客無線電話。

調(diào)度員對沿線運(yùn)行的機(jī)車進(jìn)行調(diào)度指揮的無線電話。中國鐵路的列車無線調(diào)度電話，用于調(diào)度員、車站值班員對沿線行駛的列車司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長進(jìn)行調(diào)度指揮。鐵路沿線的車站以帶狀分布在全國各地，各車站設(shè)置小功率無線電臺和轉(zhuǎn)接裝置，機(jī)車上配有無線電臺和控制盒。調(diào)度員通過有線或無線電路與車站電臺(或固定電臺)接續(xù)，然后再由車站電臺(或固定電臺)與其場強(qiáng)覆蓋區(qū)內(nèi)機(jī)車電臺用無線信道接通，從而構(gòu)成調(diào)度員與司機(jī)之間和車站值班員與司機(jī)之間相互通話。

列車無線調(diào)度電話使用150MHz和400MHz頻段，頻道間隔為25kHz,在運(yùn)輸業(yè)務(wù)不繁忙的區(qū)段采用單工通信方式，雙方使用同一頻率，交替地進(jìn)行收發(fā)通話。這種制式具有組網(wǎng)靈活，設(shè)備簡單等特點。在鐵路運(yùn)輸日趨繁忙區(qū)段，無線電話使用量不斷增多的情況下，為了迅速可靠地接續(xù)，現(xiàn)在世界各國陸續(xù)使用不同頻率進(jìn)行發(fā)射和接收的雙工或半雙工通信方式。采用音頻組合式或數(shù)字編碼式的選擇呼叫，并附有緊急呼叫功能和發(fā)送調(diào)度命令及各種指令信息的功能。列車無線調(diào)度電話覆蓋區(qū)域的劃分有兩種形式:一是用于車流密度小、運(yùn)輸不繁忙區(qū)段的大區(qū)域方式;一是用于車流密度大、運(yùn)輸繁忙區(qū)段的小區(qū)域方式。此外，由于超高頻頻段的電波難以在隧道內(nèi)傳播，因此，早期采用平行波導(dǎo)線感應(yīng)傳播方式,但這種方式傳輸場強(qiáng)不均勻，常因絕緣不良,引起衰耗增加。特別是在電力牽引區(qū)段，會感應(yīng)出很高的干擾電壓，危及維修人員的安全。后來，許多國家使用漏泄同軸電纜，這種電纜在是同軸管外導(dǎo)體上開設(shè)一系列的槽孔或隙縫，使電纜中傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟糠帜芰繌牟劭字新┬沟窖鼐€空間，場強(qiáng)衰減較均勻而無起伏，易為接收設(shè)備所接收。這種漏泄電纜傳輸頻段較寬，既能通話，又能傳輸各種數(shù)據(jù)信息。在長隧道地區(qū)，由于漏泄電纜衰耗較大，需要在隧道內(nèi)裝設(shè)中繼器，用以補(bǔ)償傳輸損耗，中繼器需遠(yuǎn)距離供給電源。

旅客利用列車上的無線電公用設(shè)備，通過沿線設(shè)置的地面無線電設(shè)備和轉(zhuǎn)接裝置，經(jīng)過交換設(shè)備，即可與市話網(wǎng)接通有關(guān)用戶，或經(jīng)長途線路傳輸與遠(yuǎn)距離用戶通話。

供鐵路站場內(nèi)進(jìn)行作業(yè)指揮以及業(yè)務(wù)聯(lián)系用的一種無線通信。主要有客、貨運(yùn)站無線電話和編組站無線電話。

客、貨運(yùn)站無線電話 主要用于貨運(yùn)人員間運(yùn)營作業(yè)和裝卸作業(yè)，以及旅客運(yùn)輸業(yè)務(wù)人員間的通信聯(lián)絡(luò)。

供編組站的到達(dá)場、編組場和出發(fā)場等各類作業(yè)人員如調(diào)車員、列車車輛檢修員、鐵鞋制動員、車號員、接發(fā)列車值班員以及在專用線上進(jìn)行調(diào)車作業(yè)等的流動人員按各自不同的系統(tǒng)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。根據(jù)作業(yè)性質(zhì)和不同的需要分為十幾個獨(dú)立的無線通信系統(tǒng)，組成小區(qū)域通信網(wǎng)。在車輛間流動作業(yè)的人員使用的無線電話，由于電波傳播受車輛、人體、便攜式電臺的天線高度和屏蔽效應(yīng)等影響，因此應(yīng)選用最佳通話頻段。調(diào)車、檢車等作業(yè)人員使用的便攜式電話機(jī)具有體積小、耗電少、重量輕、可靠性高等特點，并能滿足防雨、防沖擊和全天候要求。

在中國鐵路的頻段為上行885-889MHz，下行方向為930-934MHz。GSM-R系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)、基站子系統(tǒng)(BSS)、運(yùn)行和業(yè)務(wù)支撐子系統(tǒng)(OSS/BSS)和終端設(shè)備等四個部分。其中，網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括移動交換子系統(tǒng)(SSS)、移動智能網(wǎng)(IN)子系統(tǒng)和通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)子系統(tǒng)。GSM-R系統(tǒng)采用主從同步方式，TMSC、MSC、HLR、SCP等設(shè)備應(yīng)就近從BITS設(shè)備中獲取定時信號，MSC至BSS間的G數(shù)字鏈路應(yīng)兼作同步鏈路使用，BSS從MSC獲取同步時鐘信號，也可從就近的BITS設(shè)備或SDH設(shè)備提取同步時鐘信號。GSM-R傳輸系統(tǒng)指的是為GSM-R系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間的連接提供通道的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，包括GSM-R系統(tǒng)為提供基本服務(wù)所必需的傳輸配套單元，如傳輸光、電纜和傳輸設(shè)備，但不包括直放站遠(yuǎn)端機(jī)和近端機(jī)之間的連接通道，也不包括天饋線等連接。

具體的實際應(yīng)用:廈深高鐵、廣深港高鐵、青藏線、大秦線、膠濟(jì)線、武廣線、鄭西線、新豐鎮(zhèn)編組站、石太線、合寧線、合武線、京津城際線,京滬高鐵等。

補(bǔ)充資料

固定點與移動點或移動點與移動點之間的鐵路工作人員的專用無線電通信，主要有列車無線電通信、站內(nèi)無線電通信、無線電報警裝置，以及其他鐵路工作人員使用的無線電通信等。鐵路移動通信是保證行車安全，防止作業(yè)事故，提高運(yùn)輸效率，加速機(jī)車周轉(zhuǎn)，以及改善服務(wù)質(zhì)量等不可缺少的通信手段，是鐵路通信的重要組成部分。