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
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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。