关键词：GSM-R；无线列调共存区域；列车无线通信方案
前言：列车无线列调又称为列车无线调度系统，其主要通过运输集中统一指挥、各岗位协同管理的形式进行的通信模式，融合了大三角、小三角两种通信管理模式，从而形成了列车无线调度为基础，车机联动控制的安全管理架构。而GSM-R在无线列调系统中的应用，可进一步提升共存区域通信效率，因此对GSM-R于无线列调共存区域列车无线通信方案进行深入探讨具有非常重要的意义。
一、GSM-R与无线列调共存区域业务实现方式
1、GSM-R业务实现方式
GSM-R系统主要包括基站子系统、业务子系统、网络子系统、运行子系统、控制终端等几个环节。在实际运行过程中GSM-R主要具有数据通信、话音通信、呼叫业务及其他特定业务等。其中语音业务主要是利用MSC、FAS等设备将无线、有线话音服务进行有机整合，在统一调度台的平台上实现一体化通信模式；而数据通信、呼叫业务及其他特定业务则是依次通过CTC/TDCS传输系统、GSM-R、GGSN、SGSN、BTS等通信服务系统，将行调台调度命令传输到控制终端，然后在无线通信控制终端依照相关数据采集编码系统确定无线车次号无误后，经以上通信系统进行反向传输。
2、无线列调业务实现方式
无线列调通信系统主要为以往450MHz无线通信系统，在450MHz通信系统中包括机车电台、无线调度台、便携台、车次号解码器、车站转接器、无线调度站台等几个模块。在实际运行过程中无线列调业务实现主要包括数据通信、语音通信两个方面。其中数据通信主要依据机车电台与车站电台之间数据信息双向传输、车站数据接收解码设备数据信息单向传输的性能。在具体的无线调度命令传输中，数据无线调度工作人员首先应进行行调台命令传输，然后利用TDCS系统将相应的调度命令传输到车站转接设备处，最后有车站转接设备将其传输到机车电台控制终端。机车电台终端在接收到相应的调度命令后，需利用数据采集编码设备进行无线车次号校核工作，在校核完毕后可依照以往的顺序传输到车站TDCS系统中。而语音通信则是通过双工、半双工、单工通信的形式，将车站值班员、助理值班员、调度员、列车司机进行有效的语言连接。
二、列车GSM-R与无线列调共存区域通信方案制定
1、GSM-R系统与无线列调系统切换
在列车复线段运行过程中，可在450MHz制式G网设备的基础上，利用基站、直放站、杆塔、漏缆、天线等相关环节的合理设置，实现列车行驶途径网络的全面覆盖。同时通过车站行驶线路中直放站、杆塔天线调度台、基站等相关环节的有效运行，可实现中心调度信号的有效传输接收，便于对各级站台运行情况进行有效检测。在车站设备出现风险事故时，相关网络可实际判定故障发生位置并进行修复措施；而对于天线信号无法覆盖的位置，需利用吊挂漏缆覆盖的形式，保证列车在单线段区间内无线列调通信功能的实现。同时在车站台机及其沿线位置，可通过区间中继台与吊挂漏缆联合设置的方式，实现站台及其沿线信号的有效传递；在列车站台复线段、单线段分区节点不同方向应避免进行 GSM-R无线系统信号、无线列调系统信号区分覆盖，这种模式下列车可在相应站台位置出现信号盲区，极易导致掉话现象的发生。因此为了降低上述现象的出现概率，保证 GSM-R系统与无线列调系统的有效过渡，可选择双网覆盖的模式，将450MHz无线列调系统、900MHz GSM-R系统进行协同处理。在两者共存区域处理时 GSM-R系统主要利用光端机、直放站、基站等设备进行射频信号与光信号之间的转换，然后通过光纤传输的形式实现远距离信号传输；而无线列调系统可通过漏缆、区间中继台、车站台、天线设备等设施的合理设置，保证调度信号在耦合器、中继台等设备的作用下形成射频信号，并经杆塔线路、漏缆等相关系统传输到车站控制终端。为了便于 GSM-R系统与无线列调系统的稳定运行，可在同一座铁塔位置进行系统天馈线的设置，并在相关车站内部分别进行 GSM-R系统、无线列调系统双套设备的配置，主要包括基站、车站台等[1]。通过双信号覆盖的模式，可在维持列车正常运行的情况下，实现系统网络的自由转换，实现机车司机语言通话与故障处理工作的同步进行。
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2、线路无线列调网络向GSM-R系统过渡分级
在GSM-R系统与无线列调共存区域通信管理过程中，基于其直接服务与列车运输生产指挥系统的特点，应保证GSM-R系统与无线列调区域通信管理结构与列车运输生产网络结构的对应性。同时结合列车线路客货运量、铁路线路等级的区别，可对内部通信设备磨损程度及使用频度、话务质量等级、通信话务量等进行适当调整。具体可通过列车线路及车站等级无线列调通信等级网络、网络节点的设置进行，依照我国《铁路线路设计规范》的相关内容，主要包括I级、II级、III级几种铁路类型，其客货运量分别为20Mt、10-20Mt、10Mt。而在客运专线、市郊轨道、城际铁路中主要根据各地政治经济水平具有不同的货运等级，根据以上铁路货运等级，可对其内部线路无线列调通信网络进行适当划分，基于无线通信网络服务特点，可将其分为特级网络、I级网、II级网络、III级网络等几种类型。其中特级网络主要用于高速客运专线或者列调控制协调较特殊的线路，目前我国用于特级网络的主要有青藏铁路列调控制业务等；而I级网络主要用于生产运输业务较繁忙的I级铁路或者城际铁路，在实际运行过程中其可以在局部调度中心、车站机车间话音、车站数据业务开展中发挥良好的效用；II级网络主要用于II级铁路的调度服务；III级网络主要用于特定的少量或者III级铁路线路。综合考虑设备运行性能、建设资金损耗情况，可在GSM-R系统与450MHz无线列调系统的基础上，在GSM-R系统与无线列调区域采用单基站与双基站冗余覆盖的方式，结合无线列调系统独立运行的形式，实现全面网络信号覆盖。具体网络覆盖形式主要包括特级无线网络使用GSM-R系统站址交织冗余覆盖，而I级无线通信网络采用GSM-R系统同址双站，同时结合450MHz无线列调混合覆盖的形式；II级无线通信网络可在450MHz无线列调混合覆盖的基础上，将GSM-R系统同址双站转化为GSM-R系统单网覆盖的形式；III级网络主要使用450MHz无线列调独立运作的形式[2]。
三、GSM-R与无线列调共存区域通信方案应用
相较于以往450MHz无线列调独立运行的形式，GSM-R与无线列调工程区域通信方案可将无线列车调度、有线列车调度进行有效的正恶化，从而实现我国列车运行调度、控制工作的有效开展[3]。在GSM-R与无线列调工程区域通信方案实际运行过程中，可综合考虑列车运行方式、区段调度设置、GSM系统编号、CTC/TDCS线路设置及新建线路机车上线情况。首先在CTC/TDCS信号设置时，需根据相关信息进行无线传送业务设置，如无调度命令、车次号等。若出现业务交叉情况，可采取通信信号协调措施，避免GSM-R通信服务设备配置确实导致的数据通信障碍；针对新建线路的通信管理，可基于以往机车线路情况进行机车调度设备的更新优化，并进行CIR等相关设备的安装管理，或者450MHz无线列调协调的局部加强覆盖，保证相关系统数据通信、话音业务的有效开展；在进行GSM-R与无线列调协调工程区域通信编号设置环节，需综合考虑原本数据调度编号、线路位置呼叫情况、线路区分编号等因素，保证整体编号方案的规范科学。同时在相关区段调度设置过程中，需综合考虑区段调度管辖区域、行车指挥模式等，以便确定相应的调度整合措施及数据系统配套管理方案；列车运行模式主要包括既有线路运行、既有线路到新线路运行、既有线路与新线路合并运行等几种形式[4]。根据不同的列车运行形式需进行车站站台的合理设置，如可通过转换区域、转换节点的设置，将整体无线通信区域内设置为无线列调模式。而在信号转化重叠区域，可控制列车无线通信制式为GSM-R网络模式。
在GSM-R与无线列调共存区域通信方案实际设定过程中，除了上述影响因素，还需要基于系统长期稳定性对内部发射功率及频率配置问题进行协同处理。如在GSM-R与无线列调共存区域通信过程中，若出现切换时间过长问题，很可能导致整体数据通信的中断情况。为了避免上述问题的发生，可基于GSM-R频率资源进行合理配置，在既有线路GSM-R与无线列调通信网络频率资源配置过程中，需要在保证列车无线调度的基础上，为调度命令、车次号校核、道口通信、列车尾部、区间养护等提供充足的无线频率，这种情况下就需要尽可能降低弱场无线增配频率，保证合理的无线频率利用效果。同时在GSM-R与无线列调共存区域通信过程中往往会出现枢纽站与中间沿线业务量不平衡的问题，而针对这种情况，就需要在实际通信方案设置中加大小区容量的管控力度，根据枢纽路段沿线数量及其数据通信情况，可在既有线路中间段配置两个无线通道，同时将GSM-R通信道路进行适当频组划分，GSM-R通信通道频率分组的合理设置，会在一定程度上降低相应业务的通信道路数量及小区通信道路数量，而在整体小区业务数量降低的基础上，结合枢纽站点基站无线通信道路的增设，可为枢纽站点提供更多的无线频率。
总结：
综上所述，GSM-R与无线列调共存区域通信方案的实施，需综合考虑GSM-R、无线列调两种无线通信系统的运行特点及主要运行模块，结合相应的列车运行模式，可选择GSM-R双址与无线列调混合、GSM-R单网覆盖与无线列调混合、无线列调独立运行等几种模式。在实际运行中还需在综合考虑列车运行模式、区段调度设置等相关因素，以便保证整体GSM-R与无线调度共存通信系统的稳定运行。
参考文献：
[1]金玉龙. 450MHz无线列调系统与新建无线GSM-R通信系统共存方案[J]. 通讯世界, 2017(18):79-79.
[2]顾芳. 列尾装置中继设备的研制[J]. 铁道通信信号, 2017, 53(6):42-44.
[3]向志华. 既有铁路GSM-R系统改造方案的探讨[J]. 铁道通信信号, 2016, 52(6):53-57.
论文作者:吴训祥
论文发表刊物:《科技中国》2018年4期
论文发表时间:2018/8/10
标签：系统论文; 通信论文; 列车论文; 区域论文; 线路论文; 车站论文; 信号论文; 《科技中国》2018年4期论文;