GSM—R移动通信系统在高速铁路中的应用

AdrienneFr

【摘要】我们知道在一些专属的领域，进行通讯必须使用一些专用的通讯方式，比如飞机使用的导航系统就和我们平常用的导航系统在功能，频率上都是不同的；再说到火车，其实也是一样的，列车使用的无线电通讯系统就和我们生活中的不大一样，火车使用的就是GSM-R这样的一个通讯系统。本文就是针对GSM-R做了一个基本的介绍，然后结合GSM-R的使用也谈了谈GSM-R在现在的高速铁路中的运用。
【关键词】GSM-R；高速铁路；调度；无线通讯
一、前言
我们几乎都坐过火车，但是似乎都会发现，有时候我们的火车在某些路段的时候只有一条铁轨，但是从来也没有发生过撞车；我们也发现，铁路每个站都是很繁忙的，每天在铁路上运行的列车那么多，如何来保证这些列车正常的运行，可定是花费了不少的功夫的。但其实，GSM-R移动通讯系统就是能够来很好的保证列车系统正常运行，能够保证列车与调度，列车和乘客很好交流的一个先进系统，所以我们有必要对这样的一个系统有一些了解。
二、铁路GSM-R移动通信系统的概述
GSM-R就是铁路使用的专属的移动通讯系统，是一种专用的信号传输系统。主要就是把铁路的通讯系统也民用的信号区分开来，避免民用的通讯系统对于铁路运输调度的影响。GSM-R的运用有效的提高了铁路运输系统的调度能力，对于铁路运输的日常管理工作也是起到了不小的作用。到了今天GSM-R更多的是体现着一种数字化传输的功能，在铁路调度中，能够很好地跟踪列车的位置，能够很好地进行列车的管理，然后GSM-R还有呼叫的功能，可以运用到列车广播系统中；对于乘坐如今火车的人来说，GSM-R还有了旅客电话的功能，能够运用GSM-R进行无线通讯有了更多的人性化。当然还有一个功能并不能忽视，那就是在铁路系统运行的过程中发生事故，出现故障的时候GSM-R也能为搜救起到有效的作用。这一切都是靠GSM-R移动通讯技术的数字化功能来起作用的。
当然，我们不得不承认GSM-R移动通讯技术的起源不是中国，而是西方一些发达的国家，毕竟火车也是西方列强入侵中国的时候带进中国的。但是火车的技术发展在中国却取得长足的进步，如今中国的高速列车，高速铁路建设都已经走在世界发达的行列中。当然GSM-R系统起到的作用也是功不可没的。中国的GSM-R无线通讯频率如今分为两个频率段，那就是把上行线路和下行线路的频率段区分开，相差100MHz。
其实GSM-R的发源是从上个世纪二十年代就开始的，渐渐的很多西方国家在那个时候就给列车装上无线电电话，这也就是GSM-R移动通讯系统的前身。主要的发展是到了上个世纪五十年代以后，很多的西方国家都在晶体管技术得到发展之后，在列车的无线电通讯系统中加入了更多的功能，也就能够很好的来控制无线电通讯的频率了。渐渐地列车的无线电通讯系统的设备越做越小，功能越来越强大，也就是铁路无线电通讯系统走向现代化的标志。在八十年代以后GSM-R可以说就已经出现确立了并且广泛的在铁路的相关部门和列车管理调度中起到很大的作用。中国在二十一世纪一开始，也就确定了GSM-R通讯系统要成为中国铁路的专属移动通讯系统，铁路移动通讯系统必须要朝着GSM-R的方向发展。到了今天我国的很多普通铁路和告诉铁路中都已经使用了GSM-R无线通讯系统，并且使用的效果比较好，技术也越来越成熟了。
三、在高速铁路中运用GSM-R移动通信系统有什么优点
就是因为GSM-R在铁路通讯系统中展现出的很多优势，才让GSM-R能够被更多的人认可，也才让GSM-R系统越来越多的被使用到最先进的高速铁路中去。我们就简单的来分析GSM-R的一些优点：
1.GSM-R有比较好的兼容性；能够很好地来兼容如今还被使用的数字模拟系统共，这样也就利于GSM-R更好的去替换这些传统的铁路无线通讯系统。在专属的方面GSM-R可以做的很好，同时GSM-R也能很好地和民用网络兼容，能够很好地和网络技术兼容，也就有了很大的发展空间。
2.在网路技术快速发展的今天，铁路的通讯系统必须朝着网络化发展，而GSM-R正是有着强大的网络功能。最为GSM-R不仅仅是简单的传统铁路通讯系统有的通讯和基本调度，更多的还是综合整个铁路系统网络很好的来进行综合网络化运用。
3.GSM-R系统的运用时十分灵活的，不仅如此GSM-R还有很好的扩充性能，这样也就让GSM-R能够有越来越多的功能。其实在今天的高速铁路系统中，直接把GSM-R系统接入到一些电子购票系统，自助查询系统中，已经很大程度上方便了旅客了。
4.GSM-R有着极高的稳定性，也有着良好的接通率，这样就保证GSM-R能够很好地在高速铁路中运用。如今我国的高速铁路能够承载将近600千米每小时的时速，但是运行测试中能够达到的最高时速还能是400千米每小时以上。而GSM-R能够承受的时速达到500千米每小时以上，这也就保证GSM-R能够在如今的高速铁路系统中发挥出优势。
5.GSM-R系统的运行成本也是非常经济的。因为GSM-R的设备制造成本相对不是很高昂，维护的成本也是比较低的，这样就让GSM-R能够让铁路无线电通讯的成本降低，也就能够降低铁路系统调度管理的成本，简化调度管理的流程。
四、通过实例分析GSM-R移动通信系统在高速铁路中的应用
我们想要用一个GSM-R移动通讯系统在实际高速铁路中运用的实际例子，来分析GSM-R在高速铁路中的应用情况。如今GSM-R铁路移动通讯系统在我国的很多高速铁路中已经得到了比较好的运用了，比如北京开到周围城市的高速铁路，比如青藏铁路都是运用到了GSM-R。但是因为GSM-R无线通讯在武广高速中的运用比较典型，资料较为齐全，就选用武广高速铁路中的GSM-R运用作为分析的案例。
1.GSM-R系统的各个部分组成和通讯频率：GSM-R的组成主要就是三个大的部分，包括“网络子系统”，“基站子系统”，还有“操作和维护子系统”。每个系统GSM-R完整的系统中都有着不同的功能。按顺序来简要的说明各个部分的功能就是，GSM-R的使用从整个网络的组建开始，建立各个部分之间良好的联系，然后需要每一个系统中部件都能够稳定的运行，才能来进行有序的操作。而GSM-R系统的频率是铁路系统的专属频率，一般基站发送的频率在930兆赫兹上下4兆赫兹的范围内，而移动的发送设备发送的频率一般在885兆赫兹。整个GSM-R的工作频率是在870兆赫兹到960兆赫兹之间的。
2.GSM-R在武广高速铁路中的功能。武广高速全长一千多公里，列车运行的正常时速是350公里。而且武汉就是国家如今的三个“移动汇接交换中心”之一。武广高速铁路中使用的GSM-R移动通讯系统同样的使用到了音组呼叫、话音广播、增强优先级与强占等功能，增加了功能寻址；调度模式；优先级呼叫确认来保证列车的安全稳定运行。为了适应高速的情况，GSM—R系统也采用快速场强衰落切换，“同步”和“予同步”切换和基于速度有关的越区切换算法。此外，为补偿无线信号传输中大尺度衰落和阴影衰落问题。GSM—R系统在射频放大器中引入了功率控制，降低无线传输的误码。
3.武广高速铁路中的GSM-R移动通讯系统运用，也是有两个特别的地方：
（1）武广高速铁路GSM—R通信网络系统采用的是单层交织冗余覆盖技术。这样就可以避免高速运行的过程中很多故障的产生，也就能够很好的在故障产生的时候依旧保持GSM-R移动通讯系统的稳定联通状态。
（2）武广高铁采用了承载CTCS一3业务的GSM—R系统，以确保列车高速行车安全。如今，武广高铁采用GSM—R通信网络，从而创造了CRH3型动车运行时速394公里的世界记录，使其成为“中国速度”的象征。
五、结束语
通过本文对GSM-R移动通讯系统的介绍，相信能够给不了解GSM-R的人带来一些帮助。高速列车将是我们未来生活中最重要，也最常打交道的交通工具，所以我们就有必要对它进行一些了解。GSM-R自从在我国的铁路系统中运用，就给我们国家的铁路运输系统的发展带来的不少的动力，但是我们在未来还需要更多的推广使用GSM-R，让它为我们的铁路系统发展带来更多的贡献。
参考文献
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