GSMR系统业务和功能
GSM-R系统介绍
• 组呼寄存器（GCR）：用于存储移动用户的组ID； • 短消息服务中心（SMSC）：负责向MSC传送短消息信
息； • 确认中心（AC）：记录、存储铁路紧急呼叫相关信息。
GSM-R系统介绍
（2）智能网子系统
功能：是在交换子系统中引入的智能网功能实体，实现对 呼叫的智能控制。主要目的是实现操作的便捷程度和 智能程度。
获取区号和组号
最多可定义100000个组 区 (00000 – 99999)
任务: • 储存语音组呼相关数据：包括组呼 参考（组ID和组呼区域）、组呼相关 的用户列表、MSC控制的小区列表。 •与MSC合设于同一物理实体
GSM-R系统介绍
短消息服务中心（SMSC） 提供短消息的存储与转发功能。 短消息业务是信令承载业务，建网初期用户数少，应集 中设置。SMSC应能与全网MSC相互寻址。设置地点应 方便接入全网。
B T S
ADM
终端
ADM
B T S
B T S
AD M
GSM-R系统介绍
电路域数字 应用系统 DSS1
SSS
SMSC
HLR/AuC
No.7
C/D
MSC/VLR E/G
AC
其他通信网 No.7
GMSC
MSC/VLR/GCR/IWF
A
Gr
DSS1 调度交换机
BSS CBC
TRAU Ater
BSC
Abis
呼叫处理功能
(类似固定网的交换机)
移动通信特定的功能
GSM-R系统介绍
MSC
移动业务交换中心
呼叫处理功能 (类似固定网的交换机)
GSM-R是什么？具体有什么用途
GSM-R是什么？具体有什么用途第一篇：GSM-R 是什么？具体有什么用途GSM-R 是什么？具体有什么用途GSM-R通信技术起源于欧洲，目前在德国、瑞士、荷兰、意大利等国家均已进入商业运用。
由于GSM-R具有适应铁路运输特点的功能优势，以及更符合通信信号一体化技术发展的需要，因此铁道部2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路专用通信的发展方向。
GSM-R在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。
GSM-R通信系统包括：交换机、基站、机车综合通信设备、手机等设备组成。
以青藏铁路为例：青藏铁路是世界上海拔最高的铁路线，青藏线北起青海省格尔木市，途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内后，经安多、那曲、当雄至西藏自治区首府拉萨市，全长约1142km。
绝大部分线路在高原缺氧的无人区。
为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要，采用了GSM-R移动通信系统。
青藏线GSM-R通信系统实现了如下功能：1、调度通信功能调度通信系统业务包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。
2、车次号传输与列车停稳信息的传送功能车次号传输与列车停稳信息对铁路运输管理和行车安全具有重要的意义，它可通过基于GSM-R电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输，也可以采用GPRS方式来实现。
3、调度命令传送功能铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令，它是列车行车安全的重要保障。
采用GSM-R系统传输通道传输调度命令无疑将加速调度命令的传递过程，提高工作效率。
4、列车尾部装置信息传送功能将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R通信系统，可以方便地解决尾部风压数据传输问题。
5、调车机车信号和监控信息系统传输功能提供调车机车信号和监控信息传输通道，实现地面设备和多台车载设备间的数据传输，并能够存储进入和退出调车模式的有关信息。
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R在铁路通信中的应用1. 语音通信：GSM-R可以提供高质量、可靠的语音通信服务。
它可以支持调度员与列车驾驶员之间的实时通话，以及驾驶员之间的互动通讯。
这对于确保列车的安全运行非常重要，尤其是在紧急情况下的紧急通信。
2. 数据传输：GSM-R可以传输各种铁路数据，如列车位置、速度、运行图和信号状态等。
这些数据对于确保列车的正常运行和及时处理故障非常重要。
GSM-R可以实现实时数据传输，提供准确可靠的数据支持。
3. 列车管理：GSM-R可以支持列车管理系统，包括自动列车控制（ATC）、列车位置系统（TPWS）和列车保护系统（TPWS）等。
这些系统可以监控列车的位置和速度，并提供列车运行的安全保护。
GSM-R可以与这些系统集成，实现列车管理的自动化和可靠性。
4. 紧急通信：GSM-R可以提供紧急通信功能，以应对各种紧急情况和故障。
通过紧急通信功能，调度员可以与列车驾驶员进行紧急通话，并提供紧急救援指令。
GSM-R还可以提供紧急位置报告和故障报告，以便快速解决问题。
5. 通信覆盖：GSM-R可以提供铁路通信覆盖，确保整个铁路线路都有稳定的通信信号。
它可以提供广域覆盖，包括铁路线路和车站等。
GSM-R还可以提供区域覆盖，在特定区域内提供更强的通信信号，以确保通信的可靠性和质量。
GSM-R在铁路通信中起到了非常重要的作用。
它提供可靠的语音和数据通信服务，满足铁路行业的特殊需求。
通过GSM-R，铁路运营商可以实现准确、可靠和高效的列车管理和安全运行。
GSM-R还可以提供紧急通信功能，以应对各种紧急情况和故障。
GSM-R的应用已经得到了广泛的推广和应用，在全球范围内得到了认可和采用。
GSM-R铁路综合数字移动通信系统
隧道和地下车站覆盖
GSM-R系统采用特殊的信号传输技术，实现了隧道 和地下车站的有效覆盖，保证了在这些区域的通信 质量。
山区和荒漠覆盖
GSM-R系统具备在山区和荒漠等复杂地形 下的覆盖能力，能够满足在这些区域的通信 需求。
兼容性好
与现有通信系统兼容
GSM-R系统与现有的公众移动通信网络兼容，如GSM、GPRS等，方便用户在铁路沿线及列车上使用 手机、上网等通信服务。
GSM-R铁路综合数字移动通信系 统
目录
• 引言 • GSM-R系统的组成 • GSM-R系统的功能 • GSM-R系统的优势 • GSM-R系统的应用场景 • GSM-R系统的未来发展
01 引言ห้องสมุดไป่ตู้
目的和背景
铁路运输是全球范围内重要的交通方 式之一，保障铁路运输的安全和效率 至关重要。
GSM-R系统是为了满足铁路运输在移 动通信方面的特殊需求而设计的，旨 在提供高效、可靠的通信服务，支持 列车控制、调度、旅客信息等多种应 用。
VS
远程监控
GSM-R系统可以用于远程监控货运列车 的运行状态和货物安全，提高运输安全性 和可靠性。
06 GSM-R系统的未来发展
5G技术在GSM-R系统中的应用
5G技术将为GSM-R系统带来更高的数据传输速率、更低的延迟和更高的可靠性，提 升铁路运输的安全性和效率。
5G技术将促进铁路移动通信系统的升级，支持更高清的视频监控、更准确的定位和 更智能的调度控制。
列车控制和调度通信
列车控制指令的传输
GSM-R系统能够传输列车控制指令，如启动、停止、加速、减速等，实现对列车的远程控制。
调度指令的传输
调度员可以通过GSM-R系统向列车发送调度指令，如调整列车运行计划、优先级调整等，确保列车的有序运行。
GSM-R专用移动通信系统：调度通信
GSM-R专用移动通信系统：调度通信GSMR 专用移动通信系统：调度通信在当今高度发达的铁路运输领域，高效、可靠的通信系统是保障列车安全运行和提高运输效率的关键因素之一。
GSMR 专用移动通信系统作为专门为铁路设计的通信解决方案，其中的调度通信功能发挥着至关重要的作用。
GSMR 系统的出现是为了满足铁路运输对于通信的特殊需求。
与普通的移动通信系统相比，它在可靠性、安全性、抗干扰性等方面有着更高的要求。
调度通信作为 GSMR 系统的核心功能之一，承担着列车运行指挥、调度控制、应急处理等重要任务。
首先，我们来了解一下 GSMR 调度通信的基本组成部分。
它主要包括移动终端设备（如车载台、手持台）、基站、交换中心以及各种应用服务器等。
移动终端设备是列车司机、乘务人员、调度员等与系统进行交互的工具，通过这些设备，他们能够实时发送和接收语音、数据等信息。
基站负责覆盖铁路沿线的通信区域，确保信号的稳定传输。
交换中心则如同整个系统的“大脑”，负责对通信进行管理和路由，实现不同终端之间的互联互通。
在日常的铁路运输中，GSMR 调度通信的应用场景十分广泛。
例如，列车司机与调度员之间的通信。
司机通过车载台向调度员报告列车的位置、速度、运行状态等信息，调度员则根据这些信息下达调度指令，如调整速度、变更线路等。
这种实时的通信能够让调度员对列车运行情况了如指掌，及时做出决策，确保列车的安全、正点运行。
再比如，在车站内，车站值班员与列车司机之间的通信也是通过GSMR 调度通信系统来实现的。
值班员需要向司机传达列车的进路安排、发车时间等重要信息，司机则根据这些指令进行操作。
此外，在铁路维护和施工期间，现场工作人员与调度中心之间的通信同样依赖于该系统，以保障施工安全和铁路的正常运营。
GSMR 调度通信的一个重要特点是其优先级机制。
在紧急情况下，如遇到突发事故、自然灾害等，某些通信会被赋予更高的优先级，确保关键信息能够及时传递。
例如，当发生列车故障时，相关的救援信息能够优先传输，以便迅速组织救援力量，减少损失。
{业务管理}GSMR系统的组成及业务功能
（业务管理）GSMR系统的组成及业务功能GSM-R系统的组成及业务功能第壹节GSM-R系统概述壹、名词解释GSM:全球移动通信系统GSM-R:全球铁路移动通信系统。
GSM-R是铁路综合数字无线通信系统，通过无线通信方式实现移动话音和数据传输,是基于GSM（公网）而发展起来的壹种数字传输技术体制GPS：全球定位系统，铁路上用于实现列车追踪控制GPRS：通用分组无线业务IN：智能网二、GSM和GSM-R的关系—六大关系GSM-R理论建立于GSM理论基础之上；GSM-R技术建立于GSM技术基础之上；GSM-R工业以GSM工业为基础；GSM-R工程建设以GSM工程经验为基础；GSM-R应用开发吸收GSM成功经验；GSM-R的市场铁路专用，GSM公众商用。
GSM-R是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，属于第二代铁路数字移动通信系统。
三、GSM和GSM-R的关系--业务模型图3-1GSM和GSM-R业务模型图四、铁路通信为什么要建设GSM-R系统1、既有铁路无线通信系统存于许多问题：（1）功能单壹、系统分散、相互间无法互通、维护成本高。
各分散系统主要有：无线列调、站场调车、客运、货运、列检、商检、车号、公务维修、公安等。
功能：主要为语音业务，少量数据业务。
这些系统均为自行投资建设、独立使用、分散维护，造成设备型号各异，种类繁多，相互间无法互通，维护运营成本较高。
（2）频点固定分配、信道固定使用，频率利用率低，容量有限。
铁路无线通信系统主要使用450M频段，共58对频点，固定分配给了无线列调、站调、公安等无线系统使用，各个部门间不能相互共享，造成频率资源的极大浪费。
如北京、徐州、郑州枢纽等地已无频点可供申请使用。
既有无线通信系统采用频点（信道）固定分配的方式，信道长期指配给某壹系统（通常按专业划分）用户使用，当壹个信道遇忙时，其它用户只能等待，往往造成该信道上的用户争抢或者出现阻塞，通信质量得不到保证；而信道空闲时，别的系统用户也且不能利用该信道进行通信。
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R是一种专为铁路通信而设计的移动通信标准，也是铁路行业中广泛使用的数字
无线通信系统。
它旨在实现铁路行业安全和高效的通信，支持列车控制和指挥，以及列车
位置、速度和任务等信息的实时交换。
GSM-R系统包括许多组件，如地面无线电信号设备、列车上的设备、国际公共移动通信系统网络，以及与列车运行命令有关的控制中心设备。
GSM-R广泛应用于铁路行业的各个领域，包括列车控制、通信运营、安全生产和旅客
服务等。
其中，列车控制是GSM-R最主要的应用领域之一。
GSM-R通过连接列车和控制中心，实现实时通信和信息交换，支持列车运行、控制和指挥。
例如，在铁路行业中，列车
驾驶员通过GSM-R系统可以接收到列车运行命令、调度信息和列车位置等实时数据，使其
能够及时做出反应和采取相应措施，确保列车行驶安全和准确性。
GSM-R在通信运营中也得到了广泛的应用。
铁路部门可以通过GSM-R系统管理通信设备、维护和控制网络，保障其稳定性和可靠性。
同时，在安全生产中，GSM-R也起到了至
关重要的作用。
铁路部门可以通过GSM-R系统及时共享安全生产信息，预防和应对各种安
全隐患，确保铁路运输的安全。
除了列车控制和安全生产，GSM-R也在旅客服务中发挥重要的作用。
在列车上，乘客
可以通过GSM-R系统收发短信、浏览网页等，实现信息交流和获取各种服务。
同时，铁路
部门也可以通过GSM-R系统向乘客发送重要信息，如列车晚点信息、旅行安全提示等。
GSMR系统业务和功能
Service Messaging
GSM-R USSD串的格式
OC SC * FN * SI * MSISDN * INFO #
Additional Information Subscriber MSISDN (E.164, international) Supervisor Indicator (optional) Functional Number (including RAC)
ITCS Server
应用举例3：列车运行控制（1）
地面设备层：主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块 等。
无线闭塞中心（RBC）：使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态， 通过安全逻辑运算，产生控车命令，向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息，实现对运行列车的控制。 点式设备：主要提供列车定位信息。 轨道电路：主要用于列车占用检测及列车完整性检查。
功能号注销过程
HLR
USSD
MSC
SCP
过程：
用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含注销请求信息； HLR检查用户是否具有请求注销授权； HLR发送包括注销请求信息的USSD串至SCP； SCP检查注销是否能够进行； SCP中删除MSISDN和功能号之间的对应关系； SCP返回接受或者拒绝请求的通知。 用户收到USSD应答串，通知注销结果，终端删除所注销的功能号。
Service Code
Operation Code
214 (GSM-R Phase 3)
Registration Deregistration *# Interrogation
** ##
Service Messaging
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R是铁路通信系统中用于移动通信的一种专用无线通信技术，它是根据GSM （Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）标准开发的铁路专用通信系统。
GSM-R广泛应用于铁路运输行业，用于实现列车之间、列车与车站之间以及列车与调度中心之间的语音和数据通信。
GSM-R系统在列车之间的通信中起着关键的作用。
通过GSM-R系统，列车乘务员和驾驶员可以进行实时的语音通话。
这样可以有效地协调列车运行，确保行车安全。
GSM-R系统还提供了列车位置信息的传输功能，可以实时监测列车的位置和运行状态，为运营调度提供准确的数据支持。
在实际的铁路通信应用中，GSM-R系统还具备一些特殊的功能。
它可以提供列车进入特殊区域（如隧道和山区）时的自动报警功能，为列车运行提供更加安全的保障。
GSM-R 系统还支持列车乘务员发起呼叫服务请求，如医疗急救等，以便及时处理紧急情况。
GSM-R是铁路通信中应用广泛的一种无线通信技术。
它在列车之间、列车与车站之间以及列车与调度中心之间的通信中发挥着重要的作用，帮助实现铁路运输的信息化和智能化。
GSM-R系统还具备许多特殊功能，能够提供更加安全和便捷的通信服务。
GSM-R系统的组成及业务功能
第三章G SM—R系统得组成及业务功能第一节GS M —R系统概述一、名词解释GSMI全球移动通信系统G S M—R:全球铁路移动通信系统。
GS—R就是铁路综合数字无线通信系统，通过无线通信方式实现移动话音与数据传输, 就是基于G SM公网）而发展起来得一种数字传输技术体制GPS :全球定位系统，铁路上用于实现列车追踪控制GPR5 :通用分组无线业务I N:智能网二、GS M与GS^—R得关系一六大关系G S M-R理论建立在GSM S论基础之上；GS M—R技术建立在GS^技术基础之上；G SM-R工业以G SMI工业为基础；GS M-R工程建设以G S M工程经验为基础；G S Ml- R应用开发吸收G SM成功经验；G S M-R得市场铁路专用，GSh公众商用。
G S M-R就是专门为铁路通信设计得综合专用数字移动通信系统，属于第二代铁路数字移动通信系统。
三、G SM与GS—R得关系――业务模型四、铁路通信为什么要建设G SM—R系统1、既有铁路无线通信系统存在许多问题：（1）功能单一、系统分散、相互间无法互通、维护成本高.各分散系统主要有：无线列调、站场调车、客运、货运、列检、商检、车号、公务维修、公安等。
功能：主要为语音业务，少量数据业务。
这些系统均为自行投资建设、独立使用、分散维护，造成设备型号各异，种类繁多，相互间无法互通，维护运营成本较高.（2）频点固定分配、信道固定使用，频率利用率低，容量有限.铁路无线通信系统主要使用45 0 M频段,共5 8对频点，固定分配给了无线列调、站调、公安等无线系统使用，各个部门间不能相互共享，造成频率资源得极大浪费。
如北京、徐州、郑州枢纽等地已无频点可供申请使用.既有无线通信系统采用频点（信道）固定分配得方式,信道长期指配给某一系统（通常按专业划分）用户使用，当一个信道遇忙时,其它用户只能等待，往往造成该信道上得用户争抢或者出现阻塞，通信质量得不到保证；而信道空闲时，别得系统用户也并不能利用该信道进行通信。
GSM-R系统介绍
OPH
OPH
GSM-R系统网络要素
交换子系统(SSS)
❖ 建立在移动交换中心MSC上，由MSC、HLR、SMSC、AC等构成。 ❖ 负责端到端呼叫、用户数据管理、移动性管理、固定网络连接等。
智能网(IN)
❖ 以业务应用节点SCP为核心，由SCP、SSP、IP、SMS及SCE构成。 ❖ 实现功能寻址、位置寻址、呼叫限制、智能短信业务等。
❖ 软硬件冗余备份 ❖ 广域网实现高速互联，保证SCP数据实时同步 ❖ 主备用方式 -> 负荷分担方式
GSM-R规划－编号方案
IC+CT+UN (UIN+FC)
国际代码IC
086
呼叫类型 CT
2 车次功能号 3 机车功能号 4 车号功能号 50 语音组呼 51 语音广播 52～55 保留国际使用 56～59 保留国内使用 6 维修、调车组 7 固定用户ISDN 8 移动用户MSISDN 900 接入国际GSM-R 901 接入铁路专用电话 902～909 预留 91 调度用户功能号码 92～98 预留 99 公众紧急呼叫 0 接入PSTN、PLMN 1 短号码
FF
01: 本务机司机
02～05: 补机司机
08: 运转车长
10～11：列车长
29：列检人员
31：乘警长
40～49：ETCS/CTCS ……
G I D
201: 当前调度辖区组呼 210: 当前车站基站区组呼 220: 相邻3车站及区间组呼 ……
L1L2L3L4L5
T+Y+XX
L1L2: 位置区号, 按部、路局、地区统一分配 T: 编组类型, 5: 调车组；其它为预留
1997年，巴黎城内，30km 意大利FS试验线
2024年GSMR铁路移动通信(版)
GSMR铁路移动通信(附件版)GSM-R铁路移动通信：技术特点与发展前景引言一、GSM-R技术特点1.1专用频段GSM-R使用专用频段，避免与其他通信系统干扰，确保铁路通信的稳定性和可靠性。
在全球范围内，GSM-R主要使用900MHz频段，部分国家和地区使用1800MHz频段。
1.2安全性GSM-R采用了加密和认证机制，确保通信内容的安全。
同时，GSM-R还支持列车无线紧急呼叫功能，提高了列车运行的安全性。
1.3系统容量GSM-R系统具有较大的系统容量，可以满足铁路运营中的大量用户需求。
同时，GSM-R支持多用户同时通话，提高了通信效率。
1.4网络覆盖GSM-R系统实现了铁路线路的全覆盖，确保列车在任何位置都能进行通信。
GSM-R支持跨区切换，保证了列车在不同区域之间的通信连续性。
1.5兼容性GSM-R与其他通信系统具有较好的兼容性，可以与其他铁路通信系统（如TETRA、VHF等）进行互联互通，为铁路运营提供更多选择。
二、GSM-R发展历程与应用现状2.1发展历程GSM-R的发展始于20世纪90年代，欧洲铁路通信标准化组织（ERATO）开始研究铁路通信的标准化问题。
1993年，欧洲电信标准协会（ETSI）正式立项研究铁路通信标准。
1997年，ETSI发布了GSM-R标准。
此后，GSM-R在全球范围内得到了广泛的应用和推广。
2.2应用现状目前，GSM-R已经在全球范围内得到了广泛应用，成为铁路通信领域的事实标准。
在欧洲，GSM-R已经成为所有新建设的高速铁路线路的通信系统。
在中国，GSM-R也得到了广泛应用，成为高速铁路、普速铁路和城市轨道交通的主要通信系统。
三、GSM-R未来发展趋势3.1向LTE-R过渡随着4G移动通信技术的发展，GSM-R将逐渐向LTE-R （LongTermEvolution–Rlway）过渡。
LTE-R基于先进的4G技术，具有更高的数据传输速率、更大的系统容量和更好的性能。
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R在铁路通信中的应用GSM-R是铁路通信中专用的移动通信标准，是全球铁路领域中使用最广泛的移动通信标准之一，并被欧洲铁路联盟选为标准通信技术。
GSM-R的主要优势在于它能够提供高品质、可靠的语音和数据传输能力，确保铁路系统中的安全和高效运营。
GSM-R的特点：1.高版模和跟踪能力：GSM-R系统具有实时定位能力，可通过定位和跟踪客户端设备来追踪车辆和员工的位置。
这使得车辆和人员的位置和状态能够及时地得到监控和控制，确保了列车的安全运营。
2.灵活性：GSM-R可以与其他移动通信系统相集成，如GSM、GPRS、Wi-Fi等，并可用于语音和数据信息的交换，提高了铁路系统的灵活性和可靠性。
3.神经网络：GSM-R系统能够集成各种传感器，如惯性导航系统、倾角传感器、控制器和标准设备，形成一个智能化的神经网络，使公司可监测系统状态并更快地预测和排除潜在故障。
4.追溯和记录功能：GSM-R系统能够存储大量列车信息，包括车速、位置、计划时间、员工信息等，非常适合用于列车追溯和记录，方便管理和优化运营。
在铁路通信中，GSM-R的应用涉及到列车通讯、列车控制和调度、列车安全和规范等多个方面。
列车通讯：列车通讯是GSM-R系统最重要的功能之一。
GSM-R系统不仅提供防范干扰的高品质语音通话能力，还实现了基于通信卫星的数据和语音通信服务。
列车通讯可以通过火车机长和列车乘务员进行实时交流，这样就能更好地确保列车安全并快速解决各种紧急事件。
列车控制和调度：GSM-R系统在列车控制和调度方面的应用也十分重要。
在运行过程中，列车会不断地收到控制和调度中心的指令，指挥员也可随时监测运行情况。
而GSM-R系统则能够确保控制和调度的指令及时到达和传达，提高系统的响应速度，以及确保列车在路途中的顺利通行。
列车安全和规范：GSM-R系统可以对列车工作人员进行追踪，监测其位置和活动情况，以确保列车安全。
同时，GSM-R系统也可以配合其他列车安全设施，如ATP和AWS，提供更加全面的安全保障。
GSM-R无线通信系统概述
1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。
（1）投资方面：系统分散建设，投资浪费。
（2）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；频率
利用率低，容量有限；话音、数据业务争抢信道，
传输可靠性低，数据传输能力差。
（3）存在的问题：枢纽地区干扰严重；是开放系统，不
具保密性。
2、铁路发展出现许多新业务需求：
（1）客运专线的业务需求
符合技术发展的要求和趋势。
解决不同厂家设备组网环境下业务漫游的问题，支持可变长度的功能号等
注册业务。
智能网标准的选择
智能网协议标准
固网智能网采用INAP协议。
GSM智能网采用CAMEL协议。
CDMA智能网采用WIN协议。
我国GSM-R智能网采用CAMEL3协议
有利于解决互操作性问题（IOT）。
（2）货运专线机车同步控制传输
（3）车地信息化数据传输的需要
（4）有线、无线调度两网融合的需求
可见，既有系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能
完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性、联网能力强、可
满足高速、重载运输及信息化需求的通信系统。
二、GSM-R系统构成
系统系统构成
2.交换子系统（SSS）
3.智能网（IN）
L
SSP
MSC/VLR/GCR/IWF
SMAP
IP
No.7
Gr
A
GPRS
BSS
DSS1
TRAU
SGSN
Ater
CBC
BSC
BTS
Gn
Gb
Gb
Abis
GGSN
GRIS
Gi
铁路应用系统
PCU
数字移动通信系统GSM-R核心网.
数字移动通信系统GSM-R核心网.数字移动通信系统 GSMR 核心网在当今高度信息化的时代，铁路运输的安全和效率对于国家的经济发展和人民的出行至关重要。
数字移动通信系统 GSMR（GSM for Railway）作为专门为铁路通信设计的数字移动通信系统，其核心网在保障铁路运营的稳定、高效和安全方面发挥着关键作用。
GSMR 核心网是整个 GSMR 系统的控制和管理中心，它负责处理呼叫控制、用户数据管理、移动性管理等重要功能，以确保铁路通信的顺畅和可靠。
首先，呼叫控制是 GSMR 核心网的一项基本任务。
当铁路工作人员需要进行通信时，核心网会接收并处理呼叫请求。
它会根据用户的权限和当前网络的资源状况，为呼叫建立合适的连接路径。
无论是语音呼叫还是数据呼叫，核心网都要迅速而准确地完成路由选择和连接建立，以保障信息的及时传递。
比如，列车司机与调度员之间的紧急通话，必须在最短时间内接通，以确保列车运行的安全。
用户数据管理也是核心网的重要职责之一。
GSMR 系统中的每个用户都有相关的身份信息、权限级别和服务配置等数据，这些数据都存储在核心网的数据库中。
核心网需要对这些数据进行有效的管理和维护，确保用户信息的准确性和完整性。
同时，当用户的状态发生变化，如位置更新、权限调整等，核心网要及时更新相应的数据，以提供准确的服务。
移动性管理是 GSMR 核心网的另一个关键功能。
由于铁路运输的特点，用户（如列车上的工作人员）在移动过程中会不断跨越不同的基站覆盖区域。
核心网需要实时跟踪用户的位置变化，并在用户移动时，确保通信的连续性和稳定性。
当用户从一个基站覆盖区域移动到另一个区域时，核心网要迅速进行切换控制，使通话和数据传输不受影响。
为了实现这些功能，GSMR 核心网采用了一系列先进的技术和架构。
它通常由多个网络节点组成，包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）等。
移动交换中心是核心网的核心组件之一，它负责处理呼叫的建立、释放和切换等功能。
GSM-R在铁路通信中的应用
GSM-R在铁路通信中的应用GSM-R是一种特定用于铁路通信的无线通信系统。
它是由国际电信联盟（ITU）和欧洲铁路通信标准联盟（ERTMS）共同制定的。
GSM-R系统采用了GSM技术，并对其进行了优化和特殊设计，以满足铁路运行所需的特殊要求。
GSM-R系统在铁路通信中的应用非常广泛。
GSM-R系统用于语音通信。
铁路工作人员可以使用GSM-R终端进行语音通话，包括双工通话、组呼和紧急呼叫。
这样的安排可以确保铁路工作人员之间的即时沟通，并且可以快速响应紧急情况。
GSM-R系统也用于数据通信。
通过GSM-R终端，铁路工作人员可以传输各种信息，如行车指示、列车位置和速度、消息通知等。
这些数据的传输可以提高铁路系统的运行效率，并确保相关信息能够及时传达给相关人员。
GSM-R系统还用于列车控制和信号系统。
列车驾驶员可以通过GSM-R终端与列车控制中心进行通信，接收行车指示和相关信息。
列车控制中心可以通过GSM-R系统实时监控列车位置和速度，并进行必要的调度和控制。
在紧急情况下，GSM-R系统也起着重要的作用。
通过GSM-R终端，铁路工作人员可以向列车控制中心发送紧急呼叫，报告事故、故障或其他紧急情况。
列车控制中心可以立即采取相应的措施，确保紧急情况得以及时处理。
GSM-R系统在铁路通信中的应用十分重要。
它可以提供可靠的语音和数据通信，确保铁路工作人员之间的即时沟通和信息传递。
它也为列车控制和信号系统提供可靠的通信平台，确保列车安全运行。
通过GSM-R系统的应用，铁路通信得以更加高效和安全地进行。
GSM-R系统介绍-在铁路上的应用
公务移动通信
胶济线－工程进度
2005年3月，开工 2006年1月，示范段动态测试 2006年4月，系统建设基本完成 2006年5-9月，系统测试和优化 2006年10月，系统验收
已经开工的客运专线（高速铁路）项目
共计：5560公里
线路名称
长度 （km）
内容
三、GSM-R在铁路上的应用
业务、功能、应用及其相互关系
业务是通过GSM-R网向用户提供的通信服务。 功能是指实现业务的某一方面的具体作用。 应用是各种业务在铁路运输实际生产环境中的具体运用和体现。
应用
调度通信
…… 列车尾部风压信息传送
铁路特定业务 （功能寻址、位置寻址、紧急呼叫等）
某一运转车长
所有司机、所有运 转车长 车站值班员、其他
完整电话号码 车次功能号 语音组呼 车次功能号 语音组呼 语音组呼 语音组呼
多方通信
完整电话号码
车次功能号 车次功能号 语音组呼
语音组呼
应用举例2：重载组合列车的机车同步（locotrol)
GE公司的LOCTROL系统一种先进的分布式动力控制系统，
无盲区、设备冗余、加密； 满足列车控制响应时间的要求。
车载模拟终端人机界面
地面控制中心人机界面
3) 调度指令传输
调度台上编辑调度指令，然后直接发送到 机车上，机车车载台收到调度指令后首先 自动发回确认信息，向调度员表明调度指 令已经正确发送。当司机阅读后手动按下 确认键进行人工确认，向调度员表明司机 已经阅读了调度指令。
6) 编组站综合移动信息系 统
调车区长服务器(区长台) 调车组成员的便携式汉显移动终端 调车作业计划单传输和确认
GSMR 基本概念 & 原理
NSN
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GSM-R无线网络规划基础介绍
基于铁路特点的特殊考虑
切换时间与距离 隧道解决方案 覆盖冗余
与E-GSM的网间干扰
NSN
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GSM-R无线网络规划基础介绍
足够长的切换区域
重叠区域的信号电平值必须高于RXLEV_MIN 重叠区域必须平均分布 ( 如图中所示) 西门子选取6秒为最大切换时间用于切换长度的计算 切换区域长度[m] = 列车最大运行速度 [km/h] x 最大切换时间 [s] / 3.6
NSN
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GSM-R基本概念
西门子的GSM-R技术应用
Best-in-class railway and telecom knowledge
Year ACHIEVMENTS 1847 Siemens‘ Telecom history starts
1880 Siemens‘ Railway history starts
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无线网络调整 工程验收 网络优化
覆盖规划基本输入参数
移动台输出功率 – 列车终端8W(39dBm)，手持终端2W(33dBm)
移动台接收灵敏度(GSM规范05.05) – 列车终端-104dBm，手持终端-102dBm
最小接收电平要求(《铁路GSMR工程设计暂规》) – 区间及车站室外-101dBm(手持台) – 机车车顶-98dBm(列调车载台) – 机车车顶-95dBm(列控车载台),95％
NSN
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GSM-R无线网络规划基础介绍
隧道解决方案>800m且<4800m
长隧道解决方案我们建议采用直放站加泄漏电缆的覆盖方式。此种方案的覆盖方式为在隧道内放置 两个直放站，两个直放站分别引隧道两侧的基站信号源，切换区域在隧道内。
城市轨道交通无线通信系统中GSM-R系统的应用
城市轨道交通无线通信系统中GSM-R系统的应用摘要：轨道交通的存在，让城市内物流、人流的流动变快，可加快城市经济的发展速度。
轨道交通的存在对城市发展意义重大，当下在城市发展中，对轨道交通的要求变高，为推动轨道交通发展，有必要做好对其的调度管理。
城市轨道无线通信系统是交通调度的支撑，在该系统具有较好框架的情况下，可提高无线通信的整体质量。
GSM-R系统是城市对轨道交通无线通信提出新要求后，应用到无线通信系统中，实现对轨道交通的科学调度，缓解城市交通拥挤的状况，提高城市交通利用率，进而达到推动城市建设与发展的目的。
关键词：无线通信系统；城市轨道交通；调度控制城市轨道交通对地区建设发展的作用巨大，出于轨道交通得到高效利用发展的要求下，需要对轨道交通系统进行优化与完善，将GSM-R作为系统构建的关键手段。
在GSM-R系统的运行中，需要改变轨道交通车辆调度要求，加强对GSM-R 系统的控制，推动城市轨道交通建设的发展。
一、城市轨道交通领域GSM-R系统业务需求分析（一）功能寻址GSM-R中功能寻址是相对典型的特征，在用户联系时，可在功能号码作用下呼叫。
功能号码是识别应用与功能的关键，在轨道交通中通过功能号的赋予，提高物理终端与用户号码端的联系性。
传统MSISDN结构与功能号结构十分相似，功能号的拨打也可依靠外部网络。
编号方案编制时，功能号码业务的编写需要具有特殊性，由此将其与普通呼叫区别开。
以功能寻址作为基础，可在功能号码确定后，实现通信的精准控制。
轨道交通领域，以GSM-R系统的功能寻址，锁定轨道交通系统目标车辆，缩短该项工作推进所用的时间，满足交通调度的需求。
（二）基于位置的寻址GSM-R系统中有较多功能，对轨道交通系统中列车进行管理，需要用到基于位置的寻址业务。
该功能一般与其他业务联合，从而做好列车管理的工作。
轨道交通系统中，列车位置多为动态变化的形式，可以理解为不同位置区域，对应管理账户为动态状态。
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调度员1300 MSISDN2 MSISDN1
MSC/SSP VLR/AC 调度辖区分界
FAS
调度员
调度辖区2
“1300”
调度辖区1
“1300” 基站 基站
（6）基于MSISDN的呼叫限制
业务需求 :
调度员 （允许呼叫司机）
一般用户 （不允许呼叫司机）
编号开放，不允许无关用户呼叫某 些个别用户，避免不希望的干扰。 独立于接入矩阵，实现灵活的呼叫 限制 实现更好的过滤颗粒 提高效率 保持业务的连续性，避免在多个 MSC定义带来业务不连续。 HLR中存储用户的签约信息。 SCP提供针对某一用户主叫/被叫号 码的黑白名单，进行呼叫限制。
功能号查询过程
HLR
USSD
MSC
SCP
过程：
用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含查询请求信息； HLR检查用户是否具有请求查询授权； HLR发送包括查询请求信息的USSD串至SCP； SCP查询所对应的MSISDN； SCP通过HLR向用户返回查询信息。 用户收到USSD应答串，通知查询结果。
22
23 41 61 62 63 64
Initiating subscriber authorization failed
Incoming barrings Functional number unknown Functional number already registered Functional number not registered Functional number not registered to this MSISDN Unauthorized changes to Functional Number (FN locked)
Outcome Code 01 02 03 21 Description
Follow Me activated Follow Me deactivated Follow Me active to <MSISDN> Follow Me not subscribed
Outcome Code (2 numeric characters)
1
电路域 数据业务
2
分组域 （GPRS） 业务
时延较大：1～2s。 投资大。
3
短消息业务
信令信道，QoS有保障。
传输速率较低。
采用功能号发短消息， 可定义优先级，保障重 要业务 适用移动终端与网络服 务器之间。 伴随呼叫建立和结束时 进行传送，适用移动终 端之间，信息不超过32 字节。
4
USSD信令
功能
支持移动性操作功能 （漫游、切换等）
1、个呼
业务
«你好！今天上午9：00 开会，请按时参加...»
信令
« “振铃”指令 »
铃，铃，铃 0100111000
Network
数据信息传输实现方式比较
序号 实现方式 优点 呼叫建立后，QoS有保障； 数据传输效率高，信息编 码方法和信息格式不受限 制。 永久在线，支持中、高速 率传输；信道利用率高。 缺点 呼叫建立时间长，约 5～1 0秒。永久占用 信道，浪费资源。 说明 适合实时性要求高的业 务。 最大速率：9.6kbit/s。 时延：500ms。 适用于数据业务量大的 情况
功能号注册过程
HLR
USSD
MSC
SCP
过程：
用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含注册请求信息； HLR检查用户是否具有请求注册授权； HLR发送包括注册请求信息的USSD串至SCP； SCP检查注册是否能够进行； SCP判断申请注册的功能号是否超过允许注册的次数上限； SCP中建立MSISDN和功能号之间的对应关系； SCP返回接受或者拒绝请求的通知。 用户收到USSD应答串，通知注册结果，终端存储所注册的功能号。
Service Code
Operation Code
214 (GSM-R Phase 3)
Registration Deregistration *# Interrogation
** ##
Service Messaging
GSM-R USSD 应答串格式
OC USSD Response
For Interrogation: Subscriber MSISDN
功能号强制注销过程
HLR
USSD
MSC
SCP
过程：
用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含注销请求信息； HLR检查用户是否具有请求注销授权； HLR发送包括注销请求信息的USSD串至SCP； SCP检查注销是否能够进行； SCP中删除MSISDN和功能号之间的对应关系； SCP返回接受或者拒绝请求的通知。 授权用户收到USSD应答串，通知注销结果。 SCP向被注销功能号的用户发起终端通知。 被注销功能号的用户对通知的功能号执行查询操作，网络和终端数据保 持同步。
Service Messaging
GSM-R USSD串的格式
OC SC * FN * SI * MSISDN * INFO #
Additional Information Subscriber MSISDN (E.164, international) Supervisor Indicator (optional) Functional Number (including RAC)
智能网平台
69次列车司机2
MSC/SSP VLR/AC
FAS
基站 基站
典型应用：调度员拨打司机。
功能寻址的呼叫流程
SCP
1、拨打功能号 Setup（FN, UUI） 3、SCP检查功能号是否有效 4、 SCP检查接入矩阵，判断呼叫 是否受限制 5、SCP查找对应的MSISDN号码
MSC/SSP
ATI ATIack 6、SCP通过HLR、MSC寻呼多个 MSISDN号码当前的位置信息，与主 叫当前位置信息对比，选择合适的 MSISDN。
调度员只能呼叫本调度区段内的列车
OK
业务实现：
OK
在智能网的SCP中预定义各个调度员管辖范围，呼 叫建立时，MSC/HLR寻呼，查找被叫用户当前的 小区号，智能网SCP负责将主叫管辖区域与被叫当 前位置进行比较，进行呼叫判决，从而把呼叫限制 在一定区域范围内。
紧急呼叫中心
紧急呼叫
S O S
呼叫 建立:
信令信道，QoS有保障。
固定终端需开发。
5
UUS1信令
信令信道，QoS有保障， 不占用业务信道。
呼叫建立时间长，约 5～10秒。
（2）功能号管理
HLR
USSD
IP Ntwk MSC SCP
RAPID TCP/IP
Datacenters 数据中心
需求：
功能号码使用前必须进行功能号的 注册，使用后需要进行注销。
MSC
B T S
B T S
B T S
…
B T S
B T S
B T S
B T S
B T S
B B S S C C
OCU
OCU
OCU
OCU
主控机车
从控机车1
从控机车2
从控机车3
应用举例2：ITCS – 增强型列车控制系统
基于GPS卫星定位和GSM-R网络完成无线通信 利用车头和车尾的400MHz 无线通信系统保证列车的完整性 区间和站内可不设信号机和轨道电路 采用RBC技术,区间为虚拟闭塞,站内为虚拟联锁 司机通过车载MMI控制列车,系统有超速保护 适用于现有自动闭塞的扩容和提速,也使用于新建的无轨道电路的铁路 列车运行控制安全且经济
功能号注销过程
HLR
USSD
MSC
SCP
过程：
用户通过发送USSD字符串至HLR，USSD字符串中含注销请求信息； HLR检查用户是否具有请求注销授权； HLR发送包括注销请求信息的USSD串至SCP； SCP检查注销是否能够进行； SCP中删除MSISDN和功能号之间的对应关系； SCP返回接受或者拒绝请求的通知。 用户收到USSD应答串，通知注销结果，终端删除所注销的功能号。
GE公司的LOCTROL系统一种先进的分布式动力控制系统， 通过无线通信实现严密的控制逻辑：
AN
组合列车的主控机车通过无线方式广播操控命令，从控机车根 据接收的操控命令自动控制从控机车实现同步操作，如同时加 速、减速、制动停车。从控机车传送本地机车的状态信息到主 控机车。 我国大秦线：重载组合列车采用GSM-R网络为机车同步操控信 息传送提供数据传输通道。
GSM-R区段 模拟区段
通知车载单元“与RBC 建立联系” 连接 应答器 转换 应答器 通知“进入E2控车模 式”
…………
司机目视地面信号行车
车载信号设备
应用举例3：列车运行控制（2）
HLR
12、 IAM
Visiting MSC
VLR
（4）位置寻址业务
位置寻址：
智能网数据库
属于定位业务。 典型应用：列车司机拨打调度员、 车站值班员 主叫用户拨打固定短号码，网络 自动将呼叫接续与主叫用户当前 位置相关的用户。
智能网平台
小区ID（01） 小区ID（02）
车站值班员1200 MSISDN1 MSISDN1
功能号的注册 功能号的查询 功能号的注销 功能号的强制注销
注册： 注销： 强制注销： 查询：
过程：
功能：
用户通过发送USSD字符串，发起功能 号注册、注销等操作； 网络对USSD串透明传输； SCP中建立MSISDN和功能号之间的对 应关系。