浅谈铁路通信系统中移动通信技术的有效应用

浅谈铁路通信系统中移动通信技术的有效

应用

近些年来，移动通信系统快速发展，先后从2G、3G到现在的4G网络，给人们的生活带来了极大的便利，同时我们看到，这项技术在工业、农业、交通运输业等方面也得到了广泛的应用，例如在铁路上的应用，GSM移动通信应用在铁路，称作GSM-R网络。

1 GSM-R在铁路的主要应用

GSM-R目前在铁路主要应用有10个方面：机车同步操作控制系统信息传输、列车控制系统安全信息传输、调度通信、列车尾部风压信息传送、旅客列车移動信息综合接入、机车移动信息综合接入、编组站移动信息综合接入、CTCS 级/CTCS级移动信息传输、应急指挥通信话音和数据业务、区间移动信息接入及公务移动通信。下面我们主要通过调度系统方面的应用，来认识这项技术。

调度通信系统功能

无线有线一体化是调度通信系统功能实现的基础。调度通信系统的主要客户为行车调度员、车站值班员、司机、运转车长、助理值班员、机务段调度员、列车段值班员、机车调度员、电力牵引变电所值班员、救援列车主任等相关人员。调度员呼叫司机、运转车长等移动终端这种调度电话业务的

实现就是通过调度通信系统与GSM-R系统的有机结合。调度系统的语音通信需求主要有以下有4种。

智能呼叫：行车调度员通过车次功能号寻址方式对调度辖区内的机车司机进行呼叫并通话；机车司机通过位置寻址方式对本站/前方站/后方站的车站值班员进行呼叫并通话，此方法中的位置寻址是通过GSM-R小区信息实现的；车站值班员按车次号通过功能号寻址方式对机车司机进行呼叫并通话；行车调度员对调度管辖区内车站值班员进行呼叫并通话；机车司机按位置寻址方式对当前所在调度管辖区的行车调度员进行呼叫并通话；车站值班员用移动终端号码对行车调度员进行呼叫并通话；车站值班员以单键方式对相邻车站值班员进行呼叫并通话。

语音组呼：该话音通信方式可以使各被叫均可加入通话过程中，在通信的过程中所有参与者都可进行讲话，包括行车调度员对调度管辖区内的所有机车司机进行呼叫并通话；行车调度员对调度管辖区内的所有车站或某些车站值班员进行呼叫并通话；行车调度员对调度管辖区内指定车站的车站值班员、助理值班员以及该车站基站范围内的所有机车司机进行呼叫并通话；行车调度员对调度管联盟辖区内的列车段、机务段运转、电力牵引变电所值班员等进行呼叫并通话；行车调度员、车站值班员、救援列车主任、助理值班员之间通过组呼方式进行通话；车站基站范围内机车司机和运转车

长、车站值班员、助理值班员之间通过组呼方式进行通话。

语音广播呼叫：为调度管辖区内所有机车司机接收行车调度员所发布得语音广播。

紧急呼叫：组呼的一种延伸，具有呼叫优先级划分功能，系统通过设置不同优先级的组呼完成邻近的工务人员和道口人员、机车司机、运转车长之间紧急呼叫并通话，以及所属区间的车站值班员、机车司机和所在调度管辖区的行车调度员之间紧急呼叫并通话。

调度通信组网

FAS系统是按照铁路调度通信需求研制开发的铁路调度通信系统，具备与GSM-R网络互联互通的功能。各调度台通过FAS网络接入，连接GSM-R网络，GSM-R网络覆盖连接各机车综合无线通信系统，GSM-R网络移动交换中心MSC之间通过E1接口相连接，接口信令采用SS7。主FAS 系统通过30B+D接口接入GSM-R交换中心MSC，接口信令采用DSS1；主FAS系统通过30B+D接口与分FAS系统相连，接口信令同上。

行车调度台和车站值班台与FAS的连接是通过2B+D接口实现，其他固定电话与FAS的连接是通过Z接口或2B+D 接口等方式实现的。

CIR和作业移动终端内部设置有GSM-R通信模块，通过空口接入GSM-R网络。

车载设备

固定用户接入系统、GSM-R移动交换系统与GSM-R车载通信设备构成完整调度通信网。GSM-R车载设备即机车综合无线通信设备，它既有传统的450MHz工作模式也有GSM-R工作模式，在GSM-R工作模式下又具备语音与数字信号传输功能，可实现GSM-R系统的单呼、广播呼叫、组呼、紧急呼叫等调度通信功能；数据通讯配备6个应用数据接口，可同时用于电路型数据直传和分组域数据的传输，还拥有调度命令和进路预告信息传输、机车信号远程监测信息传输、无线车次校核信息传输以及调车监控数据传输等功能，另外还具备与机车上的其他设备进行数据交换，满足铁路发展众多的需要。

CIR设备还配置了GPS卫星定位单元，即GPS单元。其主要功能可通过卫星对机车提供实时定位，并具有线路数据库存储功能，并根据数据库自动切换运行线路。还可为CIR 设备提供国际标准时间基准数据。

CIR设备由主机、操作显示终端、送受话器、打印机和机柜组成。主机由主控单元、音频控制单元、GSM-R语音通讯模块单元、GSM-R数据单元、记录单元、GPS卫星定位模块、供电与电源控制模块。主控单元采用ARM控制芯片，实现对各单元的控制任务。

主控板用于实现与各个模块单元通讯，完成主控板和接

口单元的数据转发，并根据操作显示终端的操作命令向其它单元下达命令采集数据并进行控制。主控板与操作显示终端进行实时通讯，将设备实时状态传给操作显示终端进行显示，并接收操作显示终端传来的操作命令。

音频控制单元具备450MHz、GSM-R等音频信号源，其主要由GSM-R语音模块、450MHz列调电台和记录单元等组成，音频控制单元根据主控板的命令，完成话音通路的交换连接。

GPS卫星定位模块单元配有铁路线路有关数据库，根据定位信息，可以确定当前列车所处的线路位置，根据此信息主机控制设备自动切换到与当前线路相适应的通信工作模式。

记录单元主要由CPU、存储体、时钟芯片等组成，具有话音和数据记录、回放功能。存储体采用大容量CF卡，满足现场所需记录时间，即可使用指定的读取设备读取记录的话音和数据，也可将存储卡用特定钥匙取出进行数据回放、分析。

接口单元为主机与各个模块之间的桥梁，与MMI、450MHz单元及各种机车应用设备连接。

开关电源模块、蓄电池及电源控制板等组成供电及电源控制单元。开关电源采用主备开关电源模块，将110V转换成直流和工作电压，通过保护电路、控制电路处理后，供CIR