GSM-R無線通信系統(tǒng)在高速鐵路中的應用

PAGEGSM-R無線通信系統(tǒng)在高速鐵路中的應用

目錄摘要 I第1章緒論 11.1引言 11.2現(xiàn)階段高速鐵路的技術優(yōu)勢和未來的發(fā)展趨勢 11.3GSM-R系統(tǒng)的成長之路及其特征 2第2章GSM-R系統(tǒng)基本原理與結構 42.1GSM-R基本原理 42.2無線網絡覆蓋原理 52.3GSM-R網絡結構和功能 6第3章GSM-R在成灌線鐵路無線通信中的應用 113.1成灌線GSM-R核心網網絡節(jié)點規(guī)劃 113.2成灌線GSM-R基本語音業(yè)務的實現(xiàn) 123.3成灌線GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務的實現(xiàn) 133.4成灌線GSM-R網絡的鐵路特殊業(yè)務的實現(xiàn) 14結束語 17致謝 18參考文獻 19西南交通大學網絡教育畢業(yè)設計（論文）第PAGEI頁摘要現(xiàn)代無線通信技術不斷升級，而無線通信技術是鐵路通信的基礎，因此，鐵路專用通信因也邁上新的臺階。如今，列車在運行過程中，兩地的通勤時間越來越短，發(fā)車頻率越來越高，每趟列車行進的距離也不斷延長，所以在對組織行車方面和保障運行安全提出更嚴格的要求，列車無線調度通信系統(tǒng)是主要以鐵路運輸調度為運輸目的，它的地位不言而喻。是唯一利用GSM-R網絡進行列車專項調度通信，不但可以利用無線達到目的，還可以可和有線方式相互結合，一起實現(xiàn)調度通信這項艱巨的任務。論文從GSM-R的基礎即GSM-R網絡的基本原理和設備結構組成以及每個組成模塊的具體功能等入手，闡述了GSM-R網絡在鐵路專用通信中的應用并結合成都局集團有限公司在成灌鐵路通信的現(xiàn)狀對GSM-R的部分功能在鐵路通信中的應用進行了探討。關鍵詞：無線通信技術；GSM-R原理；GSM-R結構；鐵路應用西南交通大學網絡教育畢業(yè)設計（論文）第17頁第1章緒論1.1引言鐵路的工作能力與我們國家的經濟生活水平休戚相關，鐵路系統(tǒng)的運輸能力在很大的程度上決定了我國經濟的發(fā)展速度。特別是進入21世紀，因鐵路通信技術的大力發(fā)展，鐵路信息系統(tǒng)也迎來了巨大的變化。從近年來，隨著鐵路運輸量的巨大增加，列車對經濟發(fā)展的作用逐漸增加，列車編組日益復雜。以成熟的公網GSM為基礎，為實現(xiàn)機車和地面的無障礙通信而開發(fā)的無線通信技術，而搭建了GSM-R通信技術。鐵路無線通信系統(tǒng)GSM-R的運用，展示了中國鐵路在通信技術部分，一方面在吸收國外鐵路的先進經驗和科技成果，另一方面在努力提高自身的技術規(guī)模水平和經濟技術結構，夯實技術基礎、優(yōu)化技術改革，結合中國通信在實踐中的運用情況，爭取用最少的時間，以最高的效率，能夠為國民經濟和社會發(fā)展提供必要的保障，在技術和硬件裝備上，堅持自主創(chuàng)新，努力成為通信技術行業(yè)的領導者并爭取成為通信技術行業(yè)的標準制定者。1.2現(xiàn)階段高速鐵路的技術優(yōu)勢和未來的發(fā)展趨勢隨著北京到廣州的高速鐵路、北京到天津城際鐵路、上海到杭州的高速鐵路和北京到上海的高鐵等線路的陸續(xù)開始通車運行，中國在高鐵技術方面積累的技術和經驗，不斷改寫世界高鐵技術的歷史，現(xiàn)階段將要成為世界高鐵技術前進路上的引領者。很多專家認為在多種方式的交通運輸領域內，不管是鐵路所需耗費的資源、還是對環(huán)境資源的保護和適應和安全運營等多個方面，充分綜合考慮，鐵路對資源的綜合利用效益的優(yōu)勢最為明顯。高速鐵路的快速發(fā)展，很大程度上，減少了兩地的通勤時間和貨物運輸時間，加快了生活節(jié)奏，拓展了生活圈。在鐵路沿線周邊，助力地區(qū)的經濟發(fā)展，加快人民進入小康社會，促進高鐵輻射區(qū)內的城鎮(zhèn)快速發(fā)展、國土資源開發(fā)、周邊企業(yè)數(shù)量增加、進一步的推動國家稅收增加，不僅人們的生活方式得以改善，而且節(jié)約了能源和減少了對環(huán)境的污染，大幅度的提高人們的出行效率。高速鐵路帶給了沿線城市新的活力與生機，同時促進了中國城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的發(fā)展，使高速鐵路沿線中心城市與衛(wèi)星城鎮(zhèn)有了更多選擇—讓高鐵帶著周邊城鎮(zhèn)一起發(fā)展。高鐵的基本特點：1.高鐵穩(wěn)定性強，乘車人對列車的舒適性和安全性都得以保證。并且為保證平順，時速達到300KM/H以上的高鐵線路，都采用無砟軌道；2.高鐵的軌道線路設計中彎道少，彎道半徑相對于其他運輸?shù)膹澋栏螅?.為縮短運行距離，遇到高山就穿隧道，遇到峽谷和河流就架高橋，多種方式相結合；4.高速動車組列車與普鐵相比，接觸網之間技術得到了改良，接觸點的耐久和穩(wěn)定的特性得到了極大提升，保證列車運行的安全；高鐵的主要優(yōu)勢表現(xiàn)在：容量高的載客量、較少耗時、乘坐便利舒服、較好安全性、較高正點率、能量消耗低。計劃從2020年到2040年，高鐵實現(xiàn)連接中國所有省市區(qū)，建設國家高速鐵鐵整體大框架。主要從全國實際狀況出發(fā)，特殊照顧西部城鎮(zhèn)，站點設計將做到西密東疏。所有高速鐵路線路的規(guī)劃、建設，政府都將實施組織，建成后的運營，交由中國高鐵公司一起管理。1.3GSM-R系統(tǒng)的成長之路及其特征傳統(tǒng)無線頻率較低利用率，在不同通信系統(tǒng)之間的通信困難等缺點，GSM-R系統(tǒng)就應運而生。經過長時間的開發(fā)研究，GSM-R技術可以克服這些問題。在1992年，得到國際上的廣泛認可，并逐漸發(fā)展成移動通信的標準，同時發(fā)現(xiàn)GSM-R系統(tǒng)的功能，可以能夠為鐵路通信搭建一個理想平臺。于是，對GSM-R無線標準規(guī)范化的工作，在實踐中被推進了起來。并在1995年，由歐洲鐵路移動無線電通信（MORANE）和歐洲統(tǒng)一鐵路無線增強網絡（EIRENE）一起制定了標準并開始在歐洲范圍內生效。GSM-R系統(tǒng)作為一種特殊的專用移動通信，調度指揮通信功效是十分顯著的，主要服務于是鐵路的日常運營通信使用。鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)GSM-R(GlobalSystemforMobileCommunications-Railway)系統(tǒng)：主要服務鐵路通信，實現(xiàn)高效率的工作。作為一個強實用性的專用數(shù)字移動通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)設計主要以GSM3GPP第二階段協(xié)議的高級語音呼叫功能(基本功能：增強多優(yōu)先級搶占與強拆、299緊急呼叫、210呼叫)為基礎，相比傳統(tǒng)技術增加了功能尋址、基于位置尋址等功能，也是此系統(tǒng)主要實現(xiàn)的功能。能提供鐵路應急通信、機車無線列調和特殊區(qū)段養(yǎng)護維修作業(yè)等鐵路專用功能；同時，還能在隧道內為列車提供通信。根據(jù)鐵路運輸所表現(xiàn)的獨特性質，GSM–R的特點正好滿足這一要求，又能實現(xiàn)鐵路的功能、優(yōu)勢以及通信信號結合于一體的發(fā)展需要，所以在2000年底將鐵路專用移動通信系統(tǒng)的發(fā)展作為我國鐵路專用通信的發(fā)展方向由鐵道部正式確定。GSM-R系統(tǒng)主要適用在以下方面：列車無線調度電話、站內無線通信、編組站站場通信、各類運輸站的通信、列車無線通信等。

第2章GSM-R系統(tǒng)基本原理與結構2.1GSM-R基本原理保留公網GSM的基礎功能之上，相比之前通信功能，不僅能實現(xiàn)調度通信功能。而且，又能很好的在高速鐵路環(huán)境下運行，同時又滿足鐵路專用調度通信的國際標準，這就是鐵路專用移動通信系統(tǒng)—GSM-R系統(tǒng)。因為GSM-R具有強大的功能集成功能，把以前為了滿足需要而設計的多種通信應用，整合到一個網絡平臺上，不僅僅減少硬件設施，而且減少中間流程和運營成本，極大的提高工作效率；為能靈活地提供eMLPP（多優(yōu)先級增強與強拆）、210/299呼叫等功能而在GSMPhase2＋規(guī)范中添加ASCI（增強型語音呼叫業(yè)務）這種專用網絡中所需的語音調度服務。所以GSM-R是符合技術進步和社會發(fā)展的需要，這項技術面向未來將會有無窮的潛力。在GSM-R系統(tǒng)中，很多技術都基礎都來自于公網的GSM，改進或增加部分功能，從而成為鐵路專用通信領域主流的通信新技術。所以一開始GSM-R系統(tǒng)就是很可靠成熟的。并且它們在有共同的工作頻段基礎：900M頻段，所以在網絡規(guī)劃方面的設計也是大體相同的。GSM-R據(jù)此可最大限度地引入新的業(yè)務。業(yè)務模型如圖2-1所示。圖2-1GSM-R的業(yè)務模型2.2無線網絡覆蓋原理為了能夠滿足更多的用戶使用有限的頻率資源，經過多次理論探索和實踐運用，誕生了蜂窩的思想。蜂窩思想為解決覆蓋難點提供了全新的思路給出了全新的設計網絡，在這個新的設計方式中，使用大量蜂窩的形式。同時，可以在不同的蜂窩內多次使用相同的頻率,最終達到網絡容量的增加的目的。（一）基于平面形式的覆蓋和基于線性的覆蓋在半徑一樣時，正六邊形覆蓋面積相比正方形和正三角形多30%甚至更多。所以，較少的小區(qū)、較少的基站，采用六邊形更加合適。故正六邊形形狀是面狀覆蓋的服務小區(qū)最常采用的。一般情況下，線性覆蓋適用在公路、鐵路這種呈帶狀分布的地區(qū)。而城市、鄉(xiāng)間等地勢寬廣的地區(qū)，適用平面形式的覆蓋方式。由于本論文介紹的鐵路專用移動通信系統(tǒng)，故而采用線性分布的設計方式最為合適。線性形式的覆蓋與平面形式的覆蓋原理基本是相似的，只需單獨思考以下兩方面問題：1.小區(qū)頻率組的合理分配；2.重疊區(qū)域頻率規(guī)劃。以下是鐵路沿線常見的覆蓋示意圖：圖2-2。圖2-2鐵路沿線的覆蓋方式（二）位置理論在該設計理念中有以下幾個基本的定義：小區(qū)：表示網絡中最小的可尋址的無線覆蓋區(qū)域。位置區(qū)：由一個或這樣的多個小區(qū)基本單元構成，在這個區(qū)域移動臺可以任意移動而不進行位置區(qū)域的更新。只是在某一個基本單元的移動交換中心呼叫，而不用跨越到其他移動交換中心去尋找。如圖2-3所示。MSC區(qū)：一個MSC網絡下所覆蓋的所有的服務區(qū)域，一個移動交換中心可包含一個或多個位置區(qū)。服務區(qū)：為MS提供服務的的區(qū)域。圖2-3小區(qū)、位置區(qū)通過捕捉到全球小區(qū)識別碼（CGI），MSC即可快速的定位到某個小區(qū)具體位置。CGI是在全球范圍內唯一的標識一個基站（小區(qū)）所覆蓋的區(qū)域。移動用戶在位置區(qū)中一定要進行位置登記，移動臺的位置信息包括LAC（位置區(qū)碼）和小區(qū)識別碼（CI），它們都是存儲在位置寄存器中。移動臺在一邊移動時，會一邊的發(fā)送信息，及時地向MSC發(fā)送與它所在區(qū)域的具體位置的相關信息，MSC就會及時接受到相應的信息，這個過程就叫位置更新。2.3GSM-R網絡結構和功能GSM-R是在公網GSM網絡的基礎上有較大的改進與創(chuàng)新，相比之前的公網系統(tǒng)，添加了更多業(yè)務：eMLPP、VGCS、VBS等。這樣，在GSM-R這個平臺上整合了多種鐵路所需業(yè)務，全方位的實現(xiàn)信息共享，這種綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)僅僅用于鐵路移動通信。一個GSM-R網絡系統(tǒng)由很多個功能實體構成，這些功能實體實現(xiàn)用戶的全部基礎業(yè)務和補充業(yè)務以及所有用戶數(shù)據(jù)的管理。GSM-R網絡系統(tǒng)是由MSC子系統(tǒng)和IN子系統(tǒng)、GPRS子系統(tǒng)和BSS子系統(tǒng)、OSS子系統(tǒng)和終端等子系統(tǒng)組成，其基本結構如圖2-4所示。圖2-4GSM-R網絡的基本構成一、移動交換子系統(tǒng)（SSS）移動交換子系統(tǒng)基本功能：完成基本交換、呼叫接續(xù)和移動性管理、用戶數(shù)據(jù)管理等。組成部分包括移動交換中心、短消息中心、鑒權中心、拜訪位置寄存器、歸屬位置寄存器、確認中心、組呼寄存器等。（一）移動交換中心（MSC）移動交換中心是網絡的“心臟”，用于實現(xiàn)用戶的呼叫處理功能和完成移動管理功能。網關MSC是GSM-R網絡與其他通信網絡互聯(lián)互通的關口局。從2G網絡發(fā)展到3GPPR99版本網絡時，則出現(xiàn)了CS域（電路域）和PS域（分組域）的劃分，GSM演化為CS域，GPRS演化成PS域。發(fā)展到3GPPR4版本時，軟交換概念由此在電路域首次引入，將原有的移動業(yè)務交換中心（MSC）單一功能網關，分化成了完成控制功能的移動交換中心服務器和的實現(xiàn)業(yè)務承載的功能模塊媒體多功能網關。（二）VLR（拜訪位置寄存器）VLR的功能是存儲臨時數(shù)據(jù)的一個動態(tài)數(shù)據(jù)庫。它的作用有：便于負責控制漫游用戶的信息，統(tǒng)計、存儲并及時更新新用戶的數(shù)據(jù)。存儲了移動用戶號碼和位置區(qū)等信息。（三）HLR（歸屬位置寄存器）HLR是一種網元，功能是：把用戶數(shù)據(jù)存儲在GSM-R網絡中。所有對用戶數(shù)據(jù)的管理都通過HLR進行。（四）AuC（鑒權中心）鑒權中心有兩個作用：首先，對網絡用戶的身份鑒權工作由鑒權中心完成；其次，在無線鏈路上，移動臺和網絡之間的通信也需要加密處理，這個功能也只能由鑒權中心實現(xiàn)。（五）AC（確認中心）用于鐵路緊急呼叫參與成員的相關信息記錄、存儲，如記錄組呼參考號、組呼參與成員MSISDN號碼、起止時間等信息。二、BSS（無線子系統(tǒng)）BSS的基本作用：提供終端與網絡之間的通信所需要的無線信號，并完成對BSC和BTS資源管理工作。設備與MSC相連，讓所有用戶之間的通信得以實現(xiàn)。作為GSM-R系統(tǒng)網絡中基礎組成部分，BSS（無線子系統(tǒng)）包含有BSC、BTS兩個部分，一臺BSC可以實現(xiàn)很多個BTS的管理。另外，還有TRAU：作用是連接MSC設備與BSC設備。（一）BSC（基站控制器）實現(xiàn)BSS的控制功能，主要負責控制、管理和維護BTS。（二）BTS（基站收發(fā)信機）主要負責空中接口，提供無線傳輸資源。（三）TRAU（速率適配單元）主要為系統(tǒng)提供速率變換和透傳功能，主要是滿足有線和無線傳輸?shù)乃俾蔬m配。三、GPRS（通用分組無線業(yè)務）系統(tǒng)GPRS系統(tǒng)是實現(xiàn)分組數(shù)據(jù)業(yè)務的功能實體。其基本構架基礎主要由服務GPRS支持節(jié)點、網關GPRS支持節(jié)點、域名服務器、GPRS認證服務器、GPRS接口服務器、GPRS歸屬服務器等構成。（一）服務GPRS支持節(jié)點（SGSN）其基本功能：提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務的功能實體，主要的作用是為MS提供移動性管理和尋找路由等功能。（二）域名服務器（DNS）基本功能：提供解析域名功能。（三）網關GPRS支持節(jié)點（GGSN）其基本功：為GPRS網絡提供網關與外部數(shù)據(jù)網互聯(lián)，達到選擇路由及與網絡外部協(xié)轉等功能。（四）GPRS認證服務器（RADIUS）基本功能：存儲用戶的身份并對用戶鑒權認證。（五）GPRS接口服務器（GRIS）基本功能：作為鐵路信息化的重要組成設備之一，設備內存儲著經緯度、公里標、小區(qū)等位置信息。實現(xiàn)與CTC網絡之間的通信，也實現(xiàn)GPRS網絡與其他外部IP網絡的通信，實現(xiàn)傳輸和轉發(fā)車-地之間的數(shù)據(jù)信息，這種傳輸轉發(fā)功能是透明的，對所通過的數(shù)據(jù)不作任何處理，安全、可靠。（七）GROS（GPRS歸屬服務器）基本功能：主要負責向機車臺CIR或其他移動終端提供當前歸屬GRIS地址的查詢服務。四、IN（智能網）能夠實現(xiàn)機車車次的注冊、注銷與管理屬于智能網的基本業(yè)務之一。同時，IN還能實現(xiàn)如功能尋址、基于位置呼叫限制等精度業(yè)務功能。（一）SCP（業(yè)務控制點）基本功能：不僅可以完成業(yè)務控制，還可以完成存儲業(yè)務邏輯和網絡、用戶數(shù)據(jù)的功能。（二）SSP（業(yè)務交換點）基本功能：能完成與SCP通信基本功能，并對SCP的業(yè)務請求做出應答。（三）SMP（業(yè)務管理點）基本功能：能夠滿足管理業(yè)務控制點中的業(yè)務邏輯和用戶數(shù)據(jù)的工作需求。（四）SMAP（業(yè)務管理接入點）基本功能：能夠滿足業(yè)務管理接入功能。在此之上，實現(xiàn)通過業(yè)務管理點來增加刪出或修改用戶數(shù)據(jù)和性能業(yè)務等。（五）SCEP（業(yè)務生成環(huán)境）基本功能：作用是開發(fā)并生成智能網的業(yè)務，并完成對智能網的業(yè)務驗證測試工作，然后將驗證后的信息輸入到業(yè)務管理點中。五、OSS（運行與支持子系統(tǒng)）其功能屬性：是一個單獨的提供維護管理功能子系統(tǒng)。工作原理：其功能由OMC實現(xiàn)。而且，OMC又可以分為兩部分，其一是管理網絡子系統(tǒng)的OMC-S和；其二是管理無線子系統(tǒng)的OMC-R。設備和移動用戶的管理、網絡監(jiān)控和數(shù)據(jù)等功能是主要由運行與支持子系統(tǒng)提供的。六、終端設備基本構成：終端設備和SIM卡。終端設備具體包括：機車CIR、手持臺等。SIM卡的功能是：存儲該與用戶有關的所有數(shù)據(jù)。比如：接入級別、等級、資費，鑒權、加密數(shù)據(jù)。

第3章GSM-R在成灌線鐵路無線通信中的應用作為中國西南第一條高鐵，成灌快速鐵路不僅帶動周邊城市發(fā)展，促進當?shù)芈糜谓洕l(fā)展，還與全國所有高鐵線路聯(lián)網，聯(lián)動全國。成灌線建設工程起始站為成都站，線路然后沿著成都西環(huán)線到達成都郫都區(qū)的安靖并在安靖設立安靖站，方便乘客換乘。然后為了減少運行路程，又跨越國道317線，再沿著國道317的南面到達成都郫縣犀浦鎮(zhèn)，線路在犀浦和成都軌道交通地鐵2號線相匯。最后，沿著國道317線，通過過紅光鎮(zhèn)到郫都區(qū)城區(qū)。出了郫都西站后，在由高架延伸到地面，到達安德站。線路過安德后經聚源到達旅游城市都江堰市。最后，線路沿著省道106，最終到達青城山高鐵站。全線正線長度66.2KM，支線長6.0KM，沿途共設有15個車站，是目前世界最高水平的高速市域鐵路。3.1成灌線GSM-R核心網網絡節(jié)點規(guī)劃成灌線GSM-R網絡，在之前硬件基礎上，新建2套MSCServer和2套媒體網關核心網設備，硬件設備安裝在成都機房。兩套MSCServer之間為主備用工作模式，2套媒體網關之間為負荷分擔工作模式，共同承載業(yè)務。在成都與MSC同址新設1套BSC/PCU和1套TRAU，實現(xiàn)對本線BSS的控制。在沿線車站及區(qū)間共設置19處BTS，BTS均接入成都BSC。系統(tǒng)之間通過TDM傳輸方式傳送業(yè)務。系統(tǒng)還新建承載數(shù)據(jù)業(yè)務所需要的設備如SGSN、GGSN、GRIS，設備安裝地點也在成都機房。GSM-R網絡系統(tǒng)分為包括BSC、BTS等設備組成的無線網部分和MSC、MGW、TRAU等設備組成的核心網部分，核心網又分成了承載網絡語音業(yè)務的電路域和承載數(shù)據(jù)業(yè)務的分組域兩部分。CS電路域的作用是實現(xiàn)緊急呼叫、組呼、基本呼叫、功能號碼、廣播呼叫等通話語音的功能，比如手持終端的互撥、調度臺對CIR的呼叫、組呼等等。PS分組域實現(xiàn)的主要作用是傳輸數(shù)據(jù)，主要包含的數(shù)據(jù)有：機車車次號信息傳送、列車進路預告信息傳送、調度命令傳送等,并且根據(jù)條件預留控制列車系統(tǒng)功能。成灌線GM-R總體架構如圖3.1所示。圖3.1成灌線GSM-R總體架構圖3.2成灌線GSM-R系統(tǒng)結構3.2成灌線GSM-R基本語音業(yè)務的實現(xiàn)語音業(yè)務是指在G網覆蓋范圍內，移動終端GSM-R手持作業(yè)臺、車載臺CIR、有線終端FAS設備（車站值班員、列調、行調等）以及擁有手持臺的其他用戶之間能夠進行的語音呼叫通信業(yè)務。成灌線上某車站值班員或列車司機需要與他人進行通話時，語音通信過程如下：一、移動終端呼叫移動終端在成灌線所有基站(如：安靖站)G網信號覆蓋下正在進行日常巡視作業(yè)的作業(yè)人員A用他所攜帶的移動G網手機呼叫正在犀浦基站G網信號覆蓋下的巡視人員B移動G網手機的MSISDN號碼；呼叫流程從G網手機-BTS-BSC-TRAU-MSC完成呼叫過程，GSM-R網絡收到呼叫后觸發(fā)作業(yè)人員B響鈴，雙方通信建立。二、固定終端呼叫移動終端在成灌線所有基站（如安德站）G網信號覆蓋下有線終端安德站的車站值班員A用FAS前臺以G網手機的MSISDN號碼對正在安德區(qū)間巡視作業(yè)的作業(yè)人員B的G網手機終端發(fā)起呼叫；調度交換機收到MSISDN號碼，將呼叫路由轉到GSM-R網絡，同時將被呼叫的號碼發(fā)給GSM-R網絡；GSM-R網絡觸發(fā)被叫號碼響鈴，雙方建立通信；通話完成，車站值班員A或作業(yè)員B掛機，呼叫過程完成并拆除通信。三、移動終端呼叫固定終端在成灌線所有基站（如紅光站）G網信號覆蓋下，G網信號測試人員用G網手機呼叫紅光站車站值班員；GSM-R網絡收到被呼叫號碼的信號，經過充分的分析后，把路由呼叫傳遞到調度交換機系統(tǒng)并向調度交換機系統(tǒng)發(fā)送車站值班員FAS前臺號碼；車站值班員的FAS前臺響鈴，通信創(chuàng)建；3.3成灌線GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務的實現(xiàn)GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務主要傳送的數(shù)據(jù)包含：調度集中系統(tǒng)與車載設備之間發(fā)送接收的無線車次號信息、列車進路預告信息、調度命令等。并且，能依照需求預留控制列車系統(tǒng)功能。一、調度命令或列車進路預告信息的傳送當CTC（調度集中）系統(tǒng)要向成灌線上正在從安靖運行至犀浦的C6000次列車發(fā)列車進路預告時，行車調度在系統(tǒng)中輸入車次號C6000，同時調度集中系統(tǒng)自動將C6000對應的機車號302220201填入，編輯好這條進路預告信息后將這條數(shù)據(jù)通過GSM-R通信服務器發(fā)送到GRIS中，GRIS系統(tǒng)根據(jù)這條數(shù)據(jù)所攜帶的302220201機車號在域名解析服務器查詢它對應的IP，獲得302220201的IP地址后，將此條列車進路預告轉發(fā)到正確的具有該IP地址的CIR。CTC發(fā)送調度命令原理一樣，傳送流程為：CTC發(fā)出調度命令或列車進路預告信息→CTC應用服務器→GSM-R通信服務器→傳輸設備→GRIS→GGSN→SGSN→BSC→BTS→CIR收到調度命令或列車進路預告信息。注意：CTC系統(tǒng)只知道要發(fā)送信息的目的機車號，并不知道該機車號對應的IP地址，要想通過GPRS的方式將數(shù)據(jù)發(fā)送到CIR，必須知道該CIR對應的IP地址。這就需要由GRIS查詢DNS獲得實際IP地址后再進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)。二、無線車次號信息的傳送圖3.3成灌線GSM-R無線車次號信息過程圖成灌線上正在運行的C6000列車信息傳遞過程方式如下：一方面，機車CIR不間斷地向GRIS系統(tǒng)發(fā)送列車車次號信息；另一方面，由GRIS向CTC透明轉發(fā)，不作任何數(shù)據(jù)處理。3.4成灌線GSM-R網絡的鐵路特殊業(yè)務的實現(xiàn)GSM-R網絡系統(tǒng)為了滿足鐵路調度指揮的需求，同時增加了增強多優(yōu)先級與強拆、VGCS和接入矩陣、功能號呼叫、功能尋址、鐵路緊急組呼等特殊功能的業(yè)務。而eMLPP、299鐵路緊急呼叫、功能尋址、接入矩陣這些特殊功能業(yè)務在成灌線上同樣也得以實現(xiàn)。一、eMLPP（加強多級優(yōu)先級和強拆業(yè)務）基本功能是：通過對網絡中各類語音業(yè)務預先定義優(yōu)先級，當網絡在繁忙的條件下，根據(jù)工作的實際情況，定義自己的優(yōu)先級級別，讓高優(yōu)先級別強拆當前低優(yōu)先級的呼叫，保證鐵路運輸安全。eMLPP業(yè)務：A、B、0、1、2、3、4、5，共7級服務，A和B兩級僅特供于網絡內部使用。其它5級可在全部支持增強多級優(yōu)先級和強拆業(yè)務的地方供用戶使用，能夠與提供eMLPP業(yè)務的ISDN網絡互通。當成灌線上某一站點某一時間段用戶數(shù)量突然增加，網絡出現(xiàn)無空閑信道的情況下，而高級別的用戶又有急需下達至列車的指令時，高級別的用戶就可強占當前低優(yōu)先級信道進行通話，保證鐵路運輸。二、鐵路緊急呼叫是一種特殊的組呼，組ID299，擁有最高優(yōu)先級，在無線信道資源緊張的時候可以強占低優(yōu)先級呼叫資源。例如，當有人發(fā)起299緊急組呼時，就算正在通話中的成員，也會被強制接入到299呼叫中，并且不允許主動退出該組呼。當299緊急組呼發(fā)起者掛機之后，可以在確認中心查詢都本次發(fā)起呼叫的具體信息，如發(fā)起號碼、結束時間、通話時間、拆線原因等。鐵路緊急呼叫模式（如圖3.3）。圖3.3鐵路緊急呼叫當成灌線上運行的郫縣西到都江堰區(qū)段的C6000列車，列車調度員收到都江堰車站值班員等反映都江堰有山體滑坡、洪水、塌方等緊急狀況，C6000列車需要立即停車，避免傷害。此時，調度員就可通過緊急組呼功能直接切斷C6000列車主司機與列車長之間的通話，將這個區(qū)段的所有用戶拉入299緊急組呼中，告知這一區(qū)段的所有用戶前方有危險，避免行車安全事故發(fā)生。三、功能尋址例如，一個工作崗位（如運轉車長），當前在崗的人員，將自己的G網手機號碼登記到特定的功能碼上，功能碼和實際用戶之間就建立起聯(lián)系。調度臺就可以通過發(fā)起呼叫功能碼，實現(xiàn)實時指揮功能。例如，在成灌線上運行的成都站始發(fā)車次號為C6000次列車終到青城山站。在運行到安靖后機車出故障需要更換，但無論機車怎么更換，運行的列車的車次號是C6000永遠不會改變。在這種情況下，行車調度（或車站值班員）就可以依據(jù)車次號C6000，呼叫到正在為列車C6000服務的機車司機。四、接入矩陣業(yè)務在鐵路應用中，因所代表功能身份的不同，會有不同的功能號碼，如：司機、調度員、車站值班員等。從而在GSM-R網絡中定義了列車司機、調度員、車站值班員、運轉車長、列車長之間的允許呼叫接入關系表。如圖3.4所示圖3.4接入矩陣業(yè)務例如，正在成灌線上運行的，由成都到都江堰的列車C1234。正在該列車上的列車的主司機可以與都江堰站的車站值班員、列車長和指揮C1234次列車的機車調度員通話。機車調度員只能與C1234次列車的主司機和都江堰站的車站值班員通話，而不能與列車長通話。

結束語鐵路專用移動通信系統(tǒng)是一種滿足鐵路工作實際應用、最為成熟的無線通信系統(tǒng)，專為鐵路提供服務，其特點是及時、高效，還能支持高速列車等特有功能。中國鐵路采用鐵路專用移動通信系統(tǒng)，完全符合中國鐵路的實際發(fā)展情況。目前，我國已經建立健全了滿足我國鐵路實際運用的GSM-R數(shù)字移動通信網的技術標準體系。目前我國GSM-R技術運用于青藏線、大秦線、京滬高鐵、滬昆高鐵等高鐵線路。在利用鐵路專用移動通信系統(tǒng)進行調度通信系統(tǒng)組網時，在傳輸方式上，一部分單獨使用無線傳輸方式，一部分使用有線傳輸與無線傳輸方式相結合，一起完成需要