浅谈铁路通信系统中移动通信技术的有效应用
浅谈移动通信在铁路方面的使用
浅谈移动通信在铁路方面的使用
徐 少彬 北京铁路局北京通信段丰润车间
【 摘 要ｌ最近 几年， 我 国铁路 移动通信科 学技术质量不断提 升， 通信 在铁 路 信号 体系纵 向成长 看， 德 国已慢 慢 形成 从 Ｌ Ｚ Ｂ 、 Ｆ Ｚ Ｂ运行 科技 发展 在促进我 国铁路 的进 步的同时， 还提 升劳动生产水平， 保护列车 到 Ｅ Ｒ Ｔ ＭＳ运 行的发 展态 势， Ｆ Ｚ Ｂ是 基于 无线 的列车 行驶 管理 体系， 行驶安 全。 伴随科学技 术的飞快进步， 铁 路通信在列车行驶过程 中的影响 是新 一代移 动 自 动 闭塞体 系， 它的 重要 目标 是完成 低成本 、 高能 力的铁 越 来越 大。 本 文依据 我国列 车通信的发展 情形， 剖析 了 列车移动通信应该 路行驶 管理体 系， 而且 已经参加 Ｅ ＴＣ Ｓ 。 Ｌ Ｚ Ｂ使用轨 道 电缆 环线 ， 传送 铁路行 驶管理 体系行车指令与速度指令 机车信号， 消除 了地面闭塞信号 怎样适合飞快进步的列车的需要。 机和 留存 闭塞分 区， 列车依照 固定 闭塞 方法行驶 ， Ｅ Ｒ Ｔ ＭＳ ＼ Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ是欧 Ｉ 关键 词ｌ铁路 ； 移动通信 盟支持 的一统 的行车管理 体系， 使用 Ｇ Ｓ Ｍ－ Ｒ 当作 传送 体系。 它的成功 使 用能够更 进 一层推进 列 车通信信号 的技 术发 展， 加 快完 成铁 路通信 建 国以 来， 我 国铁路移 动通信系统不 断进步， 迈入 ８ ０年代， 中国铁 信号一 体化 的过程 。 在信号 体系的横向发展而 言， 日 本新 干线在 很久 以
领域 慢慢 变宽， 全 球 数字化 、 网络 化、 智能化 获得更进 一层次 的进步。 例如 把全 球移动 通信系统 做例子， 这是 以成熟 、 使 用的公用移 动无线 通 信技 能为基本 ， 特别为了 满 足铁路使 用而 开发的 数字式移动 网络 通信体
铁路通信系统中移动通信技术的有效应用研究
铁路通信系统中移动通信技术的有效应用研究摘要：移动通信技术的使用是轶路通信系统数字化、智能化的标志，铁路通信系统中应用移动通信技术，使得光纤技术与铁路通信进行结合，可以进一步减少铁路通信系统的故障，提升通信系统质量。
文章主要针对铁路通信系统中移动通信技术的有效应用进行研究，为完善铁路通信系统提供一定参考。
铁路通信系統；移动通信技术；故障1移动通信技术概述1.1移动通信技术定义现代移动通信技术主要通过光纤通信技术为技术标志，使用高频光波为载波，使得光纤逐渐成为一种信息传播工具，使得光纤成为一种新型传播方式，提升了整体的通信速度，成为现代移动通信的标志[1]。
光纤通信技术在使用中损耗小，信号传输速度快，并且在进行传导中可以更加全面地对信号进行保护，减少信号传输中的损伤，因此使用得到较大程度的推广，推动了许多新技术的进步，为各种行业的发展进步提供了更加便捷的通信方式，使得通信功能得到提升[2]。
1.2移动通信技术类型1.2.1波分复用技术波分复用技术可以结合不同的波长，将同一时段的波长进行分区，这样可以对光纤的传播速度进行更加科学的利用，使得光纤得到更大程度的使用，减少宽带使用中的不稳定情况，使得信号的传输更加稳定[3]。
同时通过光纤的频率不同利用复用技术进行分区，使得不同波长之间的信号相互独立，可以通过一根光纤信号将不同的频率进行传输，进一步提升光纤的使用效率。
1.2.2光纤连接光纤通信技术的大力发展是我国移动通信事业的发展，这样的传播方式可以最大限度地提升光纤的传输速度和宽带的使用质量。
光纤的连接通过不同连接方式进行线路的连接，这种光纤的接入方式可以逐渐进行延伸，为客户提供更加便捷的接入方式，使得光纤可以便捷地接入到各家中，这样可以充分利用光纤宽带的特点，最大限度地提供不受限制的宽带接入方式，更加满足宽带接入的技术需求。
2铁路通信系统中移动通信技术的应用现代铁路技术的不断发展，速度和安全性得到全面的提升，使得铁路通信系统的传输速度和质量的要求也不断提升，因此现代移动通信系统的使用可以更加科学地提升通信质量。
浅谈移动通信在铁路方面的使用
浅谈移动通信在铁路方面的使用【摘要】最近几年，我国铁路移动通信科学技术质量不断提升，通信科技发展在促进我国铁路的进步的同时，还提升劳动生产水平，保护列车行驶安全。
伴随科学技术的飞快进步，铁路通信在列车行驶过程中的影响越来越大。
本文依据我国列车通信的发展情形，剖析了列车移动通信应该怎样适合飞快进步的列车的需要。
【关键词】铁路；移动通信一、我国铁路移动通信的历程建国以来，我国铁路移动通信系统不断进步，迈入80年代，中国铁路移动通信出现了令人可喜的进步，可是与国际水平比较，仍然有较大差别。
伴随连续和国外配合，先后建立了北京贝尔通信设施有限公司等十多家公司，产品慢慢靠近国际先进水平，其中某些技术提升到一个全新的层次上，技能指引与技能改造让中国列车移动通信产品与设施到达了国际90年达初的层次，比如各种光缆线路。
到20世纪末，铁路通话网络基本上完成了干线传送、交换网络数字化的任务。
直到21世纪开始的最近几年，在现在经济全球化与信息化的背景下，通信技能的使用领域慢慢变宽，全球数字化、网络化、智能化获得更进一层次的进步。
例如把全球移动通信系统做例子，这是以成熟、使用的公用移动无线通信技能为基本，特别为了满足铁路使用而开发的数字式移动网络通信体系，有效地提升了铁路的安全运行与工作能力，做出了重大的影响。
而且我国在青藏铁路通话中使用了专门的移动通信体系，处理了冻土地带信号传枪难题，减小了维修工作量，还有例如增长秦县是超载运行专线，山地较多。
我们在移动通信网络电线互换业务的基本上，主动研发了列车同步运行地面应用节点、车载通信的有关设施，增加了经济收益。
胶济线提速过程中，移动通信体系获得了使用，并且攻克了外在的干扰因素，完善了移动通信的无线基站布局，积累了在忙碌干线运行的全新经验。
全球移动通信体系已经在全世界许多国家与地域使用，它可以满足铁路使用对于依赖性与可靠性的需求，其与稳定通信网络的进步是密切联系的，和发展的网络科技是同步进行的。
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 。
5G高速铁路通信系统应用
关键词：5G；铁路通信；智能应用5G网络通信已经影响了人们的生活与通信产业发展方向，目前国内三大运营商已上线了5G 商用套餐，标志着5G网络建设的第一步已经到位，5G网络时代已经初步形成。
对铁路运输业来说，5G能提高高速铁路的通信网络通信质量，通过有效运用5G的各种技术，不仅能让列车的通信、运行和管理更加有序，而且还能提高智能高铁智慧化水平。
15G移动通信技术第五代移动通信技术（5G）是第四代移动通信技术（4G）之后的新一代移动通信技术。
5G 的核心性关键技术主要包括大规模MIMO技术、网络体系架构、超密集组网、全频谱式接入和全双工通信技术。
相较于4G技术，5G具有显著的优势，包括数据传输速度快，网络速度高达4G技术的100倍，带宽是4G技术的1000倍，网络延时缩短至≤1ms，实现了端与端延时毫秒级，能精确地对准时间，给用户提供更加优质的使用体验；而且5G网络容量超大，可接入众多设备进行工作，覆盖范围广泛，进而满足物联网的需求实现万物互联，能耗与成本较低，使用范围更加广泛。
最重要的是5G能够支持500km/h的终端移动速度，这一优点使得5G移动通信技术对中国高速铁路通信系统的发展有着极其重要的作用。
2我国高铁通信系统高速铁路是当前中国非常重要的交通基础设施，在我国客运与货运上承担着重要的分量，我国的高速铁路在世界上属于先进水平，具有完善的高铁技术体系。
而高速铁路通信系统又在整个高速铁路运输过程中扮演着不可或缺的角色，承担着确保高速铁路列车行驶安全及保障高速铁路列车运输与管理工作顺利展开的重任。
但随着通信技术的不断发展，现在已有的铁路专用通信技术已经无法满足高速铁路通信的高速数据传输的要求，主要包括高速列车运行速度快，使高铁通信系统产生频偏，让沿线的各类基站信号接收不稳定；各通信系统枢纽站的距离相对较远，使得各个站点需要服务的范围太广；高速铁路的旅客较多，增加了网络的使用量和基站负荷，导致移动信号下降；高铁速度太快，移动通信网络需要不断切换，会导致掉线、切换失败或缓慢等问题。
浅析5G技术在铁路通信系统的应用
LB_■- ■TECHNOLOGY AND INFORMATION 信息化技术应用浅析5G 技术在铁路通信系统的应用毛慕驰中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西西安710043摘要我国铁路整体技术的不断进步，对铁路沿线的移动通信系统提出了新的发展要求。
如果能够发展下一代的 移动通信系统，提供更大的网络带宽和更高的网络速率，将对铁路视频的实时回传，旅客服务体验的大幅提升，应 急抢险现场的视频、语音、数据实时回传等将大有帮助。
第五代移动通信技术（5G ）拥有连续广覆盖、热点高容量、 低功耗大连接和低时延高可靠的优势。
本文提出5G 技术是构建智慧交通体系应用基层的前沿技术，并对5G 技术在 智慧交通构建中的应用场景进行了简要介绍。
关键词铁路通信系统；5G 技术；智慧交通；应用场景引言随着工信部向中国移动、中国联通、中国电信和中国广电 四家运营商正式发5G 商用牌照，5G 技术已具备了全面开展网络 建设和商业运营的条件。
5G 技术可实现高带宽、低时延和海量 物联，其投入将对全世界交通运输领域全面改观，伴随着中国 铁路的不断发展，铁路部门引入5G 技术，能一改以往在列车上 网络不稳定、网速慢等的问题，能为乘客提供更优质的服务。
与此同时，凭借着5G 拥有的更好的性能，其在铁路上的应用也 能促进铁路智能化的发展。
1 发展下一代铁路移动通信的必要性现在国际上比较常见的应用于铁路的通信系统主要为 GSM-R （综合专用数字移动通信系统），该系统可实现对列车 的调度、监控及管理，也可满足旅客的简单通信要求。
但随着 智能调度以及视频监控等列车安全辅助系统的应用，现有技术 已无法满足高速铁路通信的高速数据传输要求，且现有方案不 利于旅客的智能便携设备接专用移动网络，导致旅客在列车上 的通话、网络连接等体验不佳。
如当高铁正常运行时，由于运 动速度过快，且4G 系统频率较高，由于多普勒效应的影响会导 致信号错位，多径效应等也会对信号的传输造成影响。
5G技术在铁路通信系统的应用
5G技术在铁路通信系统的应用摘要：随着5G无线通信技术进入商用，人类改造世界有了更新的技术力量。
本文介绍了5G无线通信技术的特点和关键技术，并结合其特点对5G技术在铁路通信系统中的应用场景进行阐述。
关键词：5G关键技术铁路通信随着我国铁路技术的不断进步及其在铁路运输生产中的广泛应用，对铁路通信系统提出新的要求。
如果结合5G特点并利用其关键技术，将能够满足其不断发展的需求，更加有效地保障行车安全，提高运输效率。
一、5G概述5G是一个真正意义上的的融合网络，这个融合统一的标准将提供人与人、人与物、物与物之间高速、安全、自由的连接，这种席卷而来的融合力也在移动通信技术领域逐步显现；5G无线通信技术的基本特点是：高速度、泛在网、低功耗、低时延、万物互联和重构安全体系；5G旨在解决高速率、低延时通信、海量互联、智慧城市建设等方面的技术问题，如果说4G改变了人们生活的话，那么5G的到来将改变我们的社会，也就是说，这种新的改变，无论广度还是深度都要深刻得多；5G不是一项技术，而是由大量技术形成了一个综合体系，这些技术将在5G建设过程中不断完善。
二、5G的关键技术2.1超密集异构网络技术为了把带宽做的很宽，5G采用的是28GHZ——32GHZ的频率，也就是毫米波。
这种波基本没有穿透能力。
如果通信采用毫米波的频率，意味着没办法穿透障碍，所以就需要用到很多微基站，做到密集部署。
密集部署的网络拉进了终端与节点间的距离，使得网络的功率和频谱效率大幅度提高。
异构就是不同结构的意思。
5G网络需要采用一些措施来保障系统性能，主要有不同业务在网络中的实现，各种节点间的协调方案、网络的选择以及节能配置方法等。
这种将多种网络组织起来形成一个体系的方式就叫超密集异构。
虽然说超密集异构网络技术在5G通信传输中拥有很大发展空间和进步的余地，但是仍然有些缺点，主要可以体现为：一是各个节点排列得相对紧密，因此它们之间的距离就非常的有限，这样使得系统内出现以下问题：由于同种类别的无线接入所造成的同频干扰，以及不同种类别的无线接入所造成的分层干扰。
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。
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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
设备使用。
蓄电池为免维护铅酸蓄电池，当110V供电中断时，为系统提供应急工作电源。
电源控制部分检测电源及蓄电池的工作状态，传送给主控单元，并根据主控单元的命令对电源进行控制。
控制部分直接读取MMI电源开关键的状态，可以实现关机和复位操作。
控制部分配有蓄电池检测电路，控制蓄电池供电，避免蓄电池过放。
铁路列车的快速、准点行驶有赖于一套高效、集中、技术成熟的调度系统，从2002年铁道部规划GSM-R作为铁路未来的发展方向到GSM-R网络首次应用在大秦铁路，铁路GSM-R通信发展已进入了一个快车道，移动通信系统在高速铁路、青藏铁路等的使用，也更进一步促进了此项技术的进步。
GSM-R未来发展方向展望
未来GSM-R移动通信技术会有更多的应用方向，例如视频会议、视频通话、货物追踪、车厢和站台的视频监测、无人駕驶、智能控制等。
目前高速铁路的发展大大提高了货、客运的运输速度，铁路运输数字化进程加快，因此对安全有了更高的标准和要求，如何进行有效的数据传输，是制约铁路发展的关键因素，这就要提高通信数据传输的准确性，提高通信数据的吞吐量，铁路线路地形复杂，地貌种类繁多，曾经在青藏铁路，我们曾遇到了冻土传输的问题，进行了成功的克服，未来会
有更多的问题需要解决，这一切都需要通信技术人员的不懈努力。