GSMR在铁路中的应用

GSM-R业务分为两大类： 语音业务和数据业务
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语音业务
• • • • • • 点对点呼叫 点对点的紧急呼叫 广播呼叫 组呼叫 铁路紧急呼叫 多方通话（会议）
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语音业务（一）
以铁路调度通信为例，包括列车、货运、牵引变电等调度通信，也包括站场、 应急、施工养护和道口等专用通信。GSM-R网络的引入，使铁路调度通信 业务实现了传统的有线调度和无线调度“两网合一”。
三、GSM-R网络规划
西安 TMSC
汇接网络示意图
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三、GSM-R网络规划--GSM-R核心网络
• 移动业务本地网端局(MSC)设置原则
• 结合铁路网规划和用户容量预测，MSC 设置地 点独立于铁路行政管理隶属关系，一个MSC可 以服务于一个或若干个铁路调度区域。 • MSC容量合理，远期规划达不到1万门的移动 业务本地网原则上不单局门限。 • MSC尽量设置在铁路运输指挥管理中心和铁路 信息化的信息流中心，并利于实现有线调度业 务与无线调度业务的融合。 • 结合具体线路GSM-R网络的覆盖范围、业务模 23 型和用户容量等因素，可适当增加MSC数量。
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语音业务（三）
组呼
1.调度员呼叫辖区内所有或部分车站值班员。 2.调度员呼叫辖区内的所有机车司机。 3. 调度员呼叫辖区内某个车站的车站值班员、助理值班员以 及该车站基站区内的所有机车司机。 4. 调度员呼叫辖区内的机务段（折返段）运转、列车段（车 务段、客运段）、电力牵引变电所等值班员。 5. 调度员、车站值班员、助理值班员、救援列车主任之间按 组呼方式通话。 6. 调度员呼叫辖区范围内的车站值班员、机车司机、助理值 班员、运转车长、工务人员、道口人员。 7. 车站值班员呼叫车站基站区及其相邻区间范围内的机车司 机、助理值班员、运转车长、工务人员、道口人员。 15
铁路GPRS核心网络结构分为2个层次，即核心层和边缘层。 核心层由大区节点组成，配备大容量路由交换机，节点之间 网状网连接。 边缘层由设置在铁路局所在地的骨干节点组成，配备多种接 口的路由交换机、路由器等设备。 边缘层节点通过边界路由器与核心层的路由交换机互连。
– 本地网
• SGSN、GGSN在路局所在地设置，其中GGSN在北京设 一对、互为备份(双机热备)作为外网出口。 • 在铁道部设置全网唯一的BG、CG和全网DNS。 • 远期根据业务发展，可以逐步增设SGSN、GGSN和DNS 。 32
路局
MSC
MSC
FAS
FAS
车站值班员
MSC
MSC
调 度 台
FAS
车站值班员
路 局 调 度 台 铁 道 部
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语音业务（二）
点对点呼叫
1. 调度员按车次功能号或 MSISDN 号码呼叫辖区内的机 车司机，按 ISDN 号呼叫车站值班员、相邻调度区段 调度员或分界站车站值班员并通话。 2. 车站值班员（助理值班员）按车次功能号或 MSISDN 号码呼叫车站基站区及相邻区间范围内的机车司机， 以 ISDN 号呼叫列车调度员、相邻车站值班员并通话。 3.机车司机按位置寻址或ISDN号码呼叫当前所在调度辖 区的列车调度员、本站/ 前方站/ 后方站值班员、运转 车长并通话。 4.助理值班员按车次功能号或 MSISDN号码呼叫运转车 长并通话。
三、GSM-R网络规划--GSM-R核心网络
网关局(GMSC)
• 与MSC同址设置，作为与其他网的互联互通点。 • 网络建设初期网关局由移动端局MSC兼任，远 期可独立设置
归属位置寄存器(HLR)
• 若干个MSC共用一个归属位置寄存器HLR。 • 网络发展初期在北京设置主用HLR，在武汉设 置热备用HLR，容量按照全网规划容量总和的 100%～120%进行配置。可根据需要进行扩容 和增设HLR数量。
– 其他设备
• 短消息中心(SMSC)全路设置1~2套。 • 小区广播中心(CBC)与OMC-R同址设置。 • 紧急呼叫确认中心(AC)与MSC同址设置。
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三、GSM-R网络规划
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三、GSM-R网络规划--GSM-R无线网络
– 根据信息产业部规定，在直辖市、省会城市和计 划单列市的城区，铁路GSM-R系统的覆盖范围为 铁路轨道两侧各2km，其他地域覆盖范围为铁路 轨道两侧各6km。 – 覆盖范围是指满足铁路作业需要的场强电平指标 合格的范围，边界场强参照铁道部与中国移动协 调的场强值。 – 基站控制器(BSC)设置
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3.移动智能网子系统(IN)
包括业务控制点(SCP)、业务交换点(SSP)、业务管理系统(SMS)等设备,HLR、MSC也是重要的智能网业务节点。
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3.移动智能网子系统(IN)—系统结构
SMP SMAP SCEP HLR
MAP
SCP 位置数据库
CAP
CAP
SMSC
MAP MAP
FAS
MSC/VLR/gsmSSP/IP
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6.终端
– 固定终端：调度终端、车站终端、用户电话机。 – 移动终端：由移动应用设备和SIM卡组成。 移动应用设备包括各类车载台和手持台。 车载台包括机车综合无线通信设备(CIR) 、列控机车台、机 车同步操作机车台、汽车车载台等； 手持台包括作业手持台OPH、通用手持台GPH、调车手持台 OPS； 其它移动应用设备包括移动调度台，固定移动终端（如监控 设备）等。
SGSN/ gprsSSP
图例：
表示话路 表示No.7信令链路 表示数据链路
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4.通用分组无线业务子系统(GPRS)
包括网关业务支持节点（GGSN）、业务支持节点（SGSN）、分组控制单 元（PCU）、DNS、RADIUS服务器等设备。
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5.运行与维护子系统(OMC)
包括交换网络管理子系统(OMC-S)、无线网络管理子系统(OMC-R)、GPRS网络管理子系统(OMC-G)、直放站管 理子系统(OMC-RF)、FAS网络管理系统(OMC-F)。
TCP/ IP
TDCS
TCP/ IP
TMIS
…
特点：信道利用率高，
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三、网络规划
• • • • 核心网规划（交换网） 无线网络规划 智能网规划 GPRS规划
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三、GSM-R网络规划--GSM-R核心网络
– 铁路GSM-R核心网采用二级网络结构，设立移动业 务大区汇接中心(TMSC)和本地网端局(MSC)。 – 大区汇接中心(TMSC) • TMSC设置原则 – 网络结构尽量简单清晰，便于中继电路组织 实施； – 汇接局设置地点便于话务汇接； – 兼顾技术经济的合理性，在采用先进技术的 同时，尽量节省投资； – 便于维护管理。 • TMSC可根据话务情况独立设置或者与本地网端 21 局合设，网络建设初期合设。
语音业务（四）
广播呼叫
调度员向辖区内所有机车司机发布语音广播。
紧急呼叫
机车司机向所属调度辖区的调度员以及相邻的车站值班 员、机车司机、助理值班员、运转车长、工务人员、 道口人员发起紧急呼叫。
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数据业务
• 短消息 • 电路交换数据传输：用于铁路安全型数据传输，如列控 信息、调车监控信息、机车同步操作控制信息等。 • 分组交换数据传输：用于通用型数据传输，如调度命令、 车次号、列尾信息传送、进站停稳信息及接车进路信息 的传送。根据需要用于旅客列车服务信息、车站/编组场 综合移动信息、机车工况信息传输、牵引弓况信息传输、 线路监测状态传输和GSM-R场强监视等数据通信业务。
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数据业务--电路型数据传输
GSM-R
车载无线通信设备
通信接入服务器 车载应用1 车载应用2 车载应用3
地面应用1
地面应用1
地面应用1
特点：独占信道，始终连接，网络传输安全协议启动
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数据业务--分组型数据传输
GSM-R/ GPRS
机车综合无线通信设备（CIR）
机车信息 调度命令 … 列尾
MMI
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三、GSM-R网络规划--GSM-R核心网络
– 固定用户接入交换机(FAS)
• 在铁道部、铁路局设置FAS，FAS就近与MSC连接；沿 线车站根据需要设置FAS，接入路局FAS。 • 既有线干调网、区段调度网应改造升级，接入GSM-R网 络，新建线有线调度通信网建设应符合接入GSM-R网络 的技术条件。
• 基本业务：功能号注册、注销与管理；功能寻址FA、位 置寻址LDA • 扩展业务：基于位置的呼叫限制、基于号码的呼叫限制、 短信智能业务(短信的功能寻址和位置寻址)、基于车次 31 功能号的动态重组、自动获取调度中心IP地址
三、GSM-R网络规划--GPRS网络
• GPRS（通用分组无线业务）是提高系统资源利用率、 提供数据业务的有效技术手段。 – 核心网络
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1.网络交换子系统(NSS)：
• 移动交换中心(MSC)、网关移动交换中心(GMSC)、访问位置寄存器(VLR)、组呼寄存器(GCR)、归属位置 寄存器(HLR)、鉴权中心(AuC)、短消息中心(SMSC)、确认中心(AC)、固定用户接入交换机(FAS)等设备。
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2.基站子系统(BSS)
• 基站收发信机(BTS)、基站控制器(BSC)以及编译码和速率适配单元(TRAU)和小区广播短消 息中心(CBC)等设备。
• 为减少BSC间的切换，各BSC所控制的基站应相对集中， 尽量不跨铁路局管界。 • 铁路枢纽地区BSC与MSC同机房设置，铁路干线和没有 MSC的枢纽，BSC设置在大站，铁路支线不设置BSC。
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三、GSM-R网络规划--GSM-R无线网络
覆盖区范围和场强要求
– 应保证基站辐射场强的有效覆盖范围，覆盖范围为工程设计 的铁路作业区，在直辖市、省会城市和计划单列市的城区， 铁路GSM-R系统的覆盖范围为铁路外侧轨道两侧各2km，其 他地域覆盖范围为铁路外侧轨道两侧各6km。 – 铁路沿线GSM-R场强应连续覆盖。根据铁路中长期发展规 划，主要干线和200km/h提速干线的场强覆盖指标应符合列 控系统CTCS-3/ETCS2级的要求。 • 山区、隧道、路堑等弱场区可根据需要采用小型基站、 光纤直放、射频直放站和漏泄同轴电缆等技术措施。 • 枢纽地区采用定向站型。沿线车站及区间采用全向站型， 圆形或椭圆型覆盖。 • BSC与BTS之间宜采用环形连接方式，以保证系统的可 靠性。 28