移动通信在铁路通信系统中应用
GSM—R移动通信系统在高速铁路中的应用
GSM—R移动通信系统在高速铁路中的应用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。
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。
GSM-R 在铁路通信系统中的应用
GSM-R 在铁路通信系统中的应用摘要；GSM-R在GSM标准上加入了适合高速移动环境使用的技术要素，GSM-R完全汲取了GSM+多年来的发展成果，在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能，如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点和需求开发了许多专用功能，能传输列车诊断数据，提供货运信息、车载旅客信息服务和其他增值服务等，是铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。
关键词GSM-R铁路通信发展和应用设计1前言GSM-R(GSM for Railway) 中文全称为铁路移动通信系统标准，其最早起源于欧洲，是基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统。
GSM-R在GSM标准上加入了适合高速移动环境使用的技术要素，GSM-R完全汲取了GSM+多年来的发展成果，在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能，如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点和需求开发了许多专用功能，能传输列车诊断数据，提供货运信息、车载旅客信息服务和其他增值服务等，是铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。
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。
GSM-R除了能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修通信等语音通信功能外，其无可比拟的优势是能提供时速500km下良好、安全的无线传输平台，为高速行驶列车的信号及列控提供了条件。
使中国铁路在这个层面上的技术由原来的单信道模拟系统一下子达到了国际行业先进水准。
在欧洲的德国和法国、荷兰、瑞士等国家已在铁路沿线进行了GSM-R 的放号。
正在试验中的ETCS欧洲列车控制系统(也称FZB)和另一种用于160公里以下的低成本的列车控制系统(FFB)，都是将GSM-R作为传输平台。
2024年GSMR铁路移动通信
GSMR铁路移动通信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。
目前，欧洲、中国等国家和地区已经开始进行LTE-R的研究和试验。
GSMR在铁路中的应用
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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
高速铁路数字移动通信系统
高速铁路数字移动通信系统在当今高速发展的时代，高速铁路成为了人们出行的重要选择。
而在保障高速铁路安全、高效运行的众多技术中，高速铁路数字移动通信系统扮演着至关重要的角色。
高速铁路数字移动通信系统，简单来说，就是为高速铁路量身定制的一套通信解决方案。
它就像是一条无形的信息高速公路，确保列车上的工作人员、控制系统以及乘客之间能够顺畅、快速、准确地进行信息传递。
首先，我们来了解一下为什么高速铁路需要专门的数字移动通信系统。
高速铁路的运行速度极快，这就对通信的实时性和稳定性提出了极高的要求。
传统的移动通信系统在面对高速移动的场景时，往往会出现信号中断、延迟、数据丢失等问题。
想象一下，如果列车驾驶员与调度中心之间的通信出现了故障，无法及时获取前方路况信息或者接收指令，那将会给列车的运行带来极大的安全隐患。
再者，高速铁路上还有大量的设备需要实时监控和控制，比如列车的动力系统、制动系统、车门系统等，这些设备的数据传输也必须稳定可靠。
此外，随着人们对出行体验的要求不断提高，乘客在列车上也希望能够享受到高质量的通信服务，如流畅的上网、视频通话等。
那么，高速铁路数字移动通信系统是如何实现这些功能的呢？它主要由以下几个部分组成：基站系统是其中的重要一环。
在铁路沿线，会设置一系列的基站，这些基站就像一个个接力站，确保列车在高速行驶过程中始终能够接收到稳定的信号。
基站的覆盖范围和信号强度经过精心设计和优化，以适应高速铁路的特殊需求。
核心网则负责对通信数据进行处理和传输。
它就像是一个中央大脑，管理着整个通信网络的资源分配、数据路由等工作，确保信息能够快速、准确地到达目的地。
终端设备包括列车上的车载通信设备以及工作人员和乘客使用的移动终端。
车载通信设备与列车的控制系统紧密相连，能够实时传输列车的运行状态数据，并接收来自外部的指令。
而乘客使用的移动终端则可以通过无线网络接入系统，满足他们的通信和娱乐需求。
为了保证通信的可靠性和安全性，高速铁路数字移动通信系统还采用了一系列先进的技术。
铁路通信系统中移动通信技术的应用分析
通信网络技术无线通信网络GRIS 节点GSM-R 接口服务器CTC 应用 服务器追踪服务器行调台显示台通信服务器车站自律机车站自律机其他中心 系统GRISCTC 系统BSS机车图2 某全场景的GSM-R 接口服务器测试平台系统 2024年3月25日第41卷第6期129 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6郭亚昀，等：铁路通信系统中 移动通信技术的应用分析组呼、语音广播以及多级静音等铁路专用业务功能。
GSM-R 系统由网络子系统、基站子系统、运维子系统及终端设备组成。
网络子系统包含移动交换子系统、智能网子系统及通用分组无线子系统等。
具体来说，移动交换子系统负责语音业务的交换连接，智能网子系统实现业务控制逻辑，通用分组无线子系统提供数据业务[2]。
系统使用主从同步机制，不同节点设备从高精度的时钟同步设备后台智能传输服务（Background Intelligent Transfer Service ，BITS ）获取精确的时钟信号。
基站子系统的基站控制器（Base Station Controller ，BSC ）则从移动交换中心（Mobile Switching Center ，MSC ）获取同步时钟。
GSM-R 的频段规划上行频带为885～889 MHz ，下行频带为930～934 MHz ，可以实现不同地域和运营商之间的互操作，每个语音信道的带宽为200 kHz 。
GSM-R 技术在多个方面改进了铁路通信。
第一，实现了语音组呼和语音广播功能，允许一个呼叫者与一个组内的多个用户同时通话，有效支持列车调度通信和运维通信。
语音组呼可以实现16人同时通话，语音广播可以向多个小区内的所有用户广播语音信息。
第二，可以以2 400 b/s 的速率传输车次信息、列车停止信号等关键数据，提高运输安全性。
第三，为调度员下达书面调度命令提供无线传输通道，调度命令数据传输速率可达9 600 b/s 。
GSM-R技术在铁路通信中的应用试析
GSM-R技术在铁路通信中的应用试析摘要：GSM-R技术是一种十分有效的铁路专用调度指挥通信工具，是一种具有信息传输功能、系统监控功能的数字移动通信系统，对这一技术的研发与应用体现了我国在铁路运输专用通信的发展趋势与发展方向。
本文将从GSM-R技术的构成、应用状况几个方面谈谈怎样利用GSM-R技术完善铁路通信建设。
关键词：GSM-R技术；铁路通信；应用分析在经济与科技的推动下，近年来我国铁路列车运行速度不断提升，通信系统建设也不断完善，这主要归功于GSM-R技术的提出与应用：GSM-R技术在铁路通信中的应用，完善了铁路通信系统建设、提高了铁路语音通信质量，加快了我国铁路通信系统建设朝着数字化、信息化、智能化方向发展的速度。
为此，下文首先就GSM-R技术做简要介绍，其次重点探究GSM-R技术在铁路通信中的应用。
1GSM-R技术概述1.1GSM-R结构GSM-R技术又称全球铁路移动通信系统，该系统发展完善的基础是GSM技术，于GSM技术的基础上，不断发展完善，最终形成现在的全球铁路移动通信系统【1】。
全球铁路移动通讯系统由以下几部分内容构成：①网络子系统：网络子系统包括网络移动、网络交换的智能网子系统以及通用分组的无线业务。
这其中，GPRS子系统是通用分组无线业务的核心组成部分，有两层结构：第一层为核心层，由DNS、SGSN、GGSN以及RADIUS等组成；第二层为无线接入层，是由终端、PCU以及基站构成【2】。
②终端设备：终端设备的主要功能作用是供用户直接使用，其是将GSM-R网的移动台以及无线固定台等接入，进而满足用户的使用需求。
③基站子系统：基站子系统的核心是BBS，而BBS主要包括收发信机、弱场设备以及控制器、速率适配单元、编译码。
其主要构成结构是，BBS通过无线接口，连通移动台，并完成发送、接收无线信号、管理无线资源等工作，确保整个系统能正常稳定运行。
④运行子系统：运行子系统的主要构成是用户管理系统与网络设备维护系统【4】。
GSM-R系统技术分析及在我国铁路通信中的应用
摘要:本文主要介绍了GSM-R系统的组成,工作频率,结构与覆盖,功能特点,关键技术以及在我国铁路通信中的应用,最后对GSM-R系统发展方向做以展望。
关键词:GSM-R系统;铁路通信;应用1GSM-R系统介绍GSM-R是一种专门为铁路设计的专业无线数字通信系统,基于GSM系统技术平台,针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点,为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统,并将铁路移动通信所具有的特色(群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能)加进去,构成GSMR用于铁路的全球移动通信系统的解决方案。
从集群通信的角度来看,GSM-R是一种数字式的集群系统,能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。
GSM-R能满足列车运行速度为0-500km/小时的无线通信要求,安全性好。
GSM-R可作为信号及列控系统的良好传输平台,正在试验中的ETCS欧洲列车控制系统(也称FZB)和另一种用于160公里以下的低成本的列车控制系统(FFB),都是将GSM-R作为传输平台。
1.1GSM-R系统组成GSM-R 系统由六个子系统组成:交换子系统(SSS)、基站子系统(BSS)、运行与维护子系统(OMC)、通用分组无线业务子系统(GPRS)、终端子系统及移动智能网子系统(IN),并通过交换子系统(SSS)中的网关移动交换中心(GMSC)实现与其他通信网络的电路域业务的互联互通,通过通用分组无线业务系统(GPRS)中的网关GPRS业务支持节点(GGSN)实现与其他数据信息网络的分组域业务的互联互通。
GSM-R系统框图如下图,A接口往右是NSS系统,它包括有移动业务交换中心(MSC)、拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AUC)和移动设备识别寄存器(EIR),组呼寄存器(GCR), 操作维护中心(OMC),A接口往左Um接口是BSS系统,它包括有基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)。
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移动通信在铁路通信系统中应用
铁路运输是国家的经济大动脉，铁路通信系统是直接保证铁路运输的重要工具，它的质量的好坏直接影响铁路运输的效率以及运输速度和安全。
随着科技的进步和发展，各种高新技术被广泛地应用在铁路通信系统中，使得铁路通信系统得到逐步提高和完善，并提高了铁路运输的运输速度、效率以及安全可靠性，本文主要讨论移动通信在铁路通信系统中的相关应用。
一、通信的作用
通信，指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递。
铁路通信就是指利用有线通信、无线通信、光纤通信等现代化技术和设备，将铁路运输生产和建设过程中的各种信息进行传输和处理交换。
随着我国高速铁路的建设和运行，对铁路通信技术提出了更高的要求，只有不断地发展和完善铁路通信系统，才能为现代化铁路的建设与运行提供重要技术支持和安全保障。
二、集群通信系统
集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统，是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。
由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能，特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合，并较好地解决了通信频率合理分配的问题，因而倍受专业运营管理部门的青睐，被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。
但是这一系统还具有一定的缺点，主要包括采用动态的频率分配，没有考虑与周围公用网的有效融合问题，没有先进的路由合理选择功能，并且在建立通路和自动过网时存在信息丢失现象，保密性不强，容易受干扰等，这些缺点对于话音通信的影响不大，但是会对列车与调度指挥中心之间的实时双向数据通信造成较大的误码。
因而对于要求较高数据通信误码率的场合并不适合。
三、GSM-R技术
GSM-R（GSMforRailways）是在无线移动技术的基础上，发展起来的铁路专用通信系统。
GSM-R系统包括网络子系统、基站子系统、运行和业务支撑子系统和终端设备等四个部分。
该系统通过无线和直放站的方式，实现全线场强覆盖，通过调度台、车站台、机车电台、手持台和车载卫星电话等GSM-R线路设备，实现调度指挥控制功能和通信功能，使铁路各级生产和管理人员通过本系统实时共享生产和管理领域信息，并向社会提供客货运及其他信息服务。
在GSMPhase2+规范协议的高级语音呼叫功能：组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路专用调度通信的需要。
主要提供列车调度、养护维修作业通信、应急通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道。
GSM-R网络平台可支持和发展的通信业务：
1.调度通信。
调度通信主要指利用GSM-R网络平台，实现列车调度、货运调度、牵引供电车调度等功能。
主要实现行车调度员、车站值班员和机车司机之间的通信，以及车站值班员、机车司机和运转车长（含不设运转车长的乘检）之间的通信，即“大三角”和“小三角”通信；
2.站场通信。
站场通信指利用GSM-R网络平台，可实现在铁路车站（场）内进行作业指挥和业务联系，为站内流动作业人员与流动作业人员、固定作业人员之间提供的通信联络系统。
主要有平面调车电话、驼峰作业电话、货运电话、列检电话、车号电话、商检电话等专用通信；
3.施工养路通信。
施工养护通信是指利用GSM-R网络平台，可实现维修或施工临时组织的通信，主要用户包括维修或施工现场指挥人员、各工种（车务、机务、工务、电务、供电、车辆、等）单位在日常维护工作中所需的通信业务；
4.应急通信。
应急通信是指在各种突发性事件中，利用GSM-R网络平台提供的无线通信业务，保证应急事件中的指挥和控制。
应急通信中用户包括各级救援中心指挥人员、事件现场指挥人员及各工种
（含车务、工务、电务、供电、水电、机务、车辆、安监等）作业人员、有关调度人员、车站值班员、助理值班员、机车司机、救援列车主任以及其他相关人员；
5.公安通信。
公安通信是指利用GSM-R网络平台，为铁路公安部门进行突发事件处理和业务联系时提供安全、保密的通信手段。
主要用户包括乘警、车站巡警、各级公安指挥人员等；
6.战备通信。
战备通信是在发生局部战争或重大事件时，通过铁路既有有线、无线等多种通信手段，确保铁道部、铁路局、调度区段的通信通路畅通，确保调度中心、指挥所与现场的通信联络；
7.数据业务。
GSM-R网络，通过叠加GPRS（通用分组无线业务）系统和添加具有内部互联功能的IWF，提供强大的数据业务功能。
可支持的铁路无线数据业务主要有：控制数据、调度数据、监控数据、施工养护数据、应急通信数据、公众服务数据等
四、卫星通信
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号，在两个或多个地面站之间进行通信。
它的主要优点是通信范围大、不受陆地灾害的影响，可靠性高、电路开通迅速、多址连接等，不过也存在成本高、传输延时大、传输带宽有限等不足。
相对而言，比较适合铁路应急部门使用。
五、无线宽带WIMAX
WIMAX技术是一项于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术。
目前，在铁路通信系统中的最新应用成果就是中国神华能源股份有限公司的自主研发项目-“WIMAX技术在铁路移动通信中的应用研究”。
该项目自主研发了基于WIMAX无线宽带技术的机车同步操控通信、列尾通信、无线列调通信、视频监控等组成的铁路通信应用系统，在经过车载运行实验和室内动力分布实验后，经专家组检验，表明该系统可满足朔黄铁路运行的技术要求，具有创新性，技术成果达到国际领先水平。
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具。
铁路通
信是以运输生产为重点，主要功能是实现行车和机车车辆作业的统一调度与指挥。
但因铁路线路分散，支叉繁多，业务种类多样化，组成统一通信的难度较大。
所以，在铁路通信系统中应当将各种现代化的通信技术有机结合，以保证行车安全、防止作业事故，提高运输效率，加速机车周转，以及改善服务质量等。