摘要：本文围绕GSM-R技术在铁路通信领域的应用情况进行了介绍。对其具体原理、系统组成和系统结构覆盖、功能特点及应用情况等内容进行了系统介绍，以期对全面实现铁路通信信息化建设有所帮助。
关键词：铁路通信；GSM-R；信息化
1.引言
铁路交通如今仍旧是我国公共交通运输领域的中坚力量，是我国国民经济的大动脉，铁路的运输能力直接影响着我国国民经济的发展。进入21世纪，随着铁路跨越式的发展以及铁路网络建设的不断完善，铁路通信系统也迎来了划时代的转变。近年来随着运输量的日益增长，使得列车重量加大，列车编组加长。GSM-R技术正是在科技发展和铁路运输软环境不断加强的基础上应运而生。该技术的建设和使用，表明中国铁路正不断吸取国外铁路的先进经验和成果，努力提升自身的经济技术结构和规模水平，加快发展步伐。
2. GSM-R系统介绍
GSM-R（铁路移动通信系统标准）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，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GSM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。
2.1 系统组成
GSM-R 系统由六个子系统组成：移动交换子系统、移动智能网子系统、无线子系统、通用分组无线业务子系统、终端子系统及运营与支撑子系统（如下图），并通过交换子系统中的网关移动交换中心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中的网关GPRS业务支持节点实现与其他数据信息网络的分组域业务的互联互通。
2.2 系统结构与覆盖
GSM-R可以构成既含有面状覆盖又含有链状覆盖的网络，既可用于地区性的覆盖也可用于全国性的覆盖。为了满足铁路对传输的高可靠性，链状覆盖一般采用双重冗余的重叠小区结构，每2个基站重叠覆盖一个小区；面状覆盖采用多小区蜂窝结构，每个基站覆盖一个小区，当然也可以采用重叠覆盖小区结构。
2.3 功能特点
GSM-R以GSM平台为基础，因此除了GSM所具有的越区切换、漫游等特性外，还具有如下专有的特性：
基于位置的寻址：便于列车上移动用户呼叫固定用户的一种方式。例如当火车司机呼叫固定用户时，系统依据移动用户的当前位置对固定用户进行寻址，自动地将呼叫转接到列车当前所在控制区的调度员。
语音广播服务：可用来在指定区域（可跨多个小区）内广播消息或发布紧急呼叫。区域的定义和选择可动态设定，从而具有极大的灵活性。
语音组呼服务：移动或固定用户拨打组呼ID号，可与指定区域内的小组成员建立呼叫。该组内所有成员均可通过同一业务信道进行接听；该小组的成员也可通过按键讲话方式发出通话请求，系统依据“先请求先服务”的原则建立一个上行链路来提供通话服务。
增强的多级优先与强占权：铁路紧急呼叫或列车自动控制等许多通信应用，都要求网络无论处于何种负载状况下均能迅速建立呼叫。如果在一个无线电小区发生拥塞，可立即切断低优先权的呼叫而优先建立高优先权的呼叫。
3.GSM-R技术在我国铁路通信中的应用
3.1青藏铁路：我国在青藏铁路通信中采用了专用的GSM-R系统，解决了冻土地带信号传输问题，减少了维护工作量；创造性的采用双交换机、同站址双基站无线覆盖方式，使GSM-R网络达到了可靠性、有效性、可维护性、安全性等技术指标要求。
3.2大秦重载铁路：大秦线是重载运输专线，山区多、隧道多、曲线多。铁道部针对大秦线的技术难点，组织多方力量集中攻关，在GSM-R网络电路交换业务的基础上，自主研发了机车同步操控地面应用节点、车载通信单元和管理维护设备，为实现多种编程方式2万吨重载组合列车同步操控提供了可靠的网络条件；同时采用同站址双基站和基站交织两种无线覆盖方式混合组网，满足了不同地理环境的网络可靠性需求；在机车同步操控系统通信平台的基础上进行系统功能升级，自主研发了可控列尾主机和控制盒，从而节省了机车使用数量，提高了经济效益。
3.3胶济线提速工程：胶济线地处我国经济发达地区，是客货混运线路，运输非常繁忙，电磁环境复杂。围绕200KM/H干线铁路建设和发展的需要，铁道部组织多家单位积极开展GSM-R应用创新，协调移动运营商进行GSM电磁环境清理，克服了外界干扰，优化了GSM-R无线基站分布，创造了在繁忙干线运营GSM-R的新经验。
4.结束语
铁路通信是保证行车安全、提高运输效率的有力工具。介于GSM-R技术在铁路通信网中的应用现状及其未来的发展趋势，铁路通信网应该抓住当今通信技术的发展潮流和市场的需要，在保证铁路通信要求的前提下，既要符合中国铁路技术政策和有关行业的技术政策要求，也要密切结合我国实际需求，合理利用资源，做到技术先进、经济合理、安全适用、现实可行，从而参与同其他电信部门的竞争，为出行的旅客以及网络覆盖区域的用户提供高质量、方便、快捷、多元化的电信服务，进一步推动全国既有铁路通信系统的改造，全面加快铁路跨越式发展，实现运输生产力的大幅度提升，到 2020年基本实现中国铁路现代化，为国民经济的稳步增长打下坚实的基础。
参考文献：
[1]赵旺：GSM-R系统在铁路无线通信系统中的应用与发展[J]中国高新技术企业，2009，2.
[2]尹福康：GSM-R在铁路通信中的作用[J].中国铁路，2006，6.
论文作者:马治东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/9/11
标签：铁路论文; 通信论文; 系统论文; 子系统论文; 基站论文; 列车论文; 技术论文; 《基层建设》2018年第21期论文;