第四章GSM-R網絡結構及舉例

GSM-R鐵路綜合數字移動通信系統(tǒng)概述1什么是GSM-R？二.

為什么要建設GSM-R?三.GSM-R系統(tǒng)介紹四.GSM-R網絡規(guī)劃五.GSM-R調度通信系統(tǒng)六.GSM-R在鐵路運營和服務中的特殊業(yè)務與應用七.國內外GSM-R概況內容提要一、什么是GSM-R？GSM-R（GlobleSystemofMobileforRailway）專門針對鐵路對移動通信的需求而推出的專用系統(tǒng)，它基于GSM并在功能上有所超越，是成熟的技術。是通過無線通信方式實現移動話音和數據傳輸的一種技術體制。

一、什么是GSM-R？鐵路相對GSM公網的特殊需求：（1）用戶級別不同（高級語音呼叫，包括：組呼、群呼、增強多優(yōu)先級與強拆）（2）功能尋址（調度）（3）基于位置的尋址（機車呼叫前方車站、后方車站）（4）高速情況下的移動通信（5）大量特殊的數據業(yè)務需求（列控、列尾、車次號等）一、什么GSM-R？

公網技術體制：GSM、CDMA

鐵路專網技術體制：（1）無線列調（2）模擬集群：

SMRATZONE（廣深試驗）、MPT1327（北京局、柳南）、UNIDEN（北京、成都、上海等）（3）數字集群：TETRA（秦沈）、GT800（重慶）、GOTA（長春）（4）GSM-R（歐洲）1、現有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題2、鐵路發(fā)展出現許多新業(yè)務需求3、歐洲選擇GSM-R的原因和發(fā)展狀況二、為什么要建設GSM-R?1、現有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題。（1）投資方面：系統(tǒng)分散建設，投資浪費。（2）系統(tǒng)功能方面：功能單一，不具備網絡能力；頻率利用率低，容量有限；話音、數據業(yè)務爭搶信道，傳輸可靠性低，數據傳輸能力差。（3）存在的問題：樞紐地區(qū)干擾嚴重；是開放系統(tǒng)，不具保密性。二、為什么要建設GSM-R?1、現有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題。（1）投資方面：系統(tǒng)分散、相互間無法互通、維護成本高各分散系統(tǒng)主要有：無線列調、站場調車、客運、貨運、列 檢、商檢、車號、公務維修、公安等功能：主要為語音業(yè)務，少量數據業(yè)務這些系統(tǒng)均為自行投資建設、獨立使用、分散維護，造成設備型號各異，種類繁多，相互間無法互通，維護運營成本較高。

二、為什么要建設GSM-R?1、現有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題。（2）系統(tǒng)功能頻點固定分配、信道固定使用，頻率利用率低，容量有限

鐵路無線通信系統(tǒng)主要使用450M頻段，共58對頻點，固定分配給了無線列調、站調、公安等無線系統(tǒng)使用，各個部門間不能相互共享，造成頻率資源的極大浪費。如北京、徐州、鄭州樞紐等地已無頻點可供申請使用。既有無線通信系統(tǒng)采用頻點（信道）固定分配的方式，信道長期指配給某一系統(tǒng)（通常按專業(yè)劃分）用戶使用，當一個信道遇忙時，其它用戶只能等待，往往造成該信道上的用戶爭搶或者出現阻塞，通信質量得不到保證；而信道空閑時，別的系統(tǒng)用戶也并不能利用該信道進行通信。這無疑是對頻率資源的一種浪費，也制約了用戶數量的進一步發(fā)展。二、為什么要建設GSM-R?1、現有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題。（2）系統(tǒng)功能話音、數據業(yè)務爭搶信道，傳輸可靠性低，數據傳輸能力差。

經測算，在TDCS和CTC區(qū)段，當列車運行時速超過250公里時，綜合考慮調度命令、行車憑證、車次號、進路預告等數據信息傳送和車機聯控話音通信需求時，業(yè)務密度加大，碰撞概率很大。

基于無線列調系統(tǒng)的數據傳輸速率僅達到1.2Kb/s。二、為什么要建設GSM-R?1、現有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題。（3）存在的問題樞紐地區(qū)干擾嚴重

樞紐站往往是多條線路的交匯處，通話的無序性，使各個機車臺終端會對無線列調信道進行爭搶，造成“大信號抑制小信號”的后果。目前，在樞紐車站設置多套車站電臺（每條線1套），其中部分車站臺使用同頻工作，這些電臺在車站附近形成一個大范圍內的同頻干擾，降低了車站值班員的行車指揮效率。二、為什么要建設GSM-R?1、現有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題。（3）存在的問題不具備網絡能力移動終端對講距離受限，鄰站交界區(qū)易發(fā)生業(yè)務中斷。鐵路各個無線通信系統(tǒng)分散，不能聯合組網，使得各系統(tǒng)之間用戶無法進行聯絡。鐵路無線、有線調度網基本獨立，無法形成有機融合的整體。二、為什么要建設GSM-R?1、現有鐵路無線通信系統(tǒng)存在許多問題。（3）存在問題開放系統(tǒng)，不具保密性

無線列調系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，并未做任何鑒權加密處理，對用戶無需進行身份識別，只要無線終端用戶頻點和調制方式與無線列調相同，便可以加入到無線列調系統(tǒng)內的通信。因此，話音業(yè)務可以被接收或竊聽，給行車安全帶來極大的隱患。此外，公安系統(tǒng)對保密性的要求也很高，現有系統(tǒng)無法達到。二、為什么要建設GSM-R?2、鐵路發(fā)展出現許多新業(yè)務需求：（1）客運專線的業(yè)務需求（2）貨運專線機車同步控制傳輸（3）車地信息化數據傳輸的需要（4）有線、無線調度兩網融合的需求二、為什么要建設GSM-R?2、鐵路發(fā)展出現許多新業(yè)務需求：（1）客運專線的業(yè)務需求（對通信系統(tǒng)在高速情況下的安全性、可靠性、實時性、便捷程度提出了更高的要求）話音類：調度通信、區(qū)間通信數據類：列控信息傳送調度指揮信息傳送行車安全監(jiān)控信息的傳送旅客綜合服務信息的傳送二、為什么要建設GSM-R?2、鐵路發(fā)展出現許多新業(yè)務需求：（1）客運專線的業(yè)務需求列控信息傳送需求無線通信網絡提供車－地雙向、實時數據傳輸通道，傳輸速率至少2.4kbps，異步透明全速率傳輸方式。業(yè)務不能中斷，因此無線信道必須實時可靠，無線網絡在鐵路沿線應保證連續(xù)覆蓋并支持切換。每個列車數據傳輸需要占用至少一個專用無線信道，因此，無線通信網絡應能提供覆蓋范圍內的N列車所需的N個的專用信道?，F有系統(tǒng)無法實現。

二、為什么要建設GSM-R?2、鐵路發(fā)展出現許多新業(yè)務需求：（2）重載貨運專線（機車同步控制傳輸）定義：為了實現牽引過程中同時加速、減速、制動，主控機車和從控機車之間需要通過無線信道實時傳遞控制命令，這就是機車同步操控信息傳送業(yè)務。解決方案：DJ4型機車對講電話系統(tǒng)，人工話音，一致性差基于800MHz的無線數據傳輸系統(tǒng)，主機和從控機車之間間隔小于650米，只適用于萬噸組合列車基于GSM-R系統(tǒng)的解決方案，適用于所有組合形式的列車二、為什么要建設GSM-R?2、鐵路發(fā)展出現許多新業(yè)務需求：（3）車地信息化數據傳輸的需要列車與地面之間的無線通信一直是信息化發(fā)展中的最薄弱環(huán)節(jié)。隨著鐵路的發(fā)展，鐵路信息化要求的無線數據傳輸內容越來越多，一方面，列車運行、列車安全監(jiān)控、診斷以及承載貨物等實時信息需要傳送到地面上來，為實現列車信息實時追蹤、客票發(fā)售、貨運計劃、貨車追蹤、集裝箱追蹤等提供基礎信息，滿足鐵路路網移動體（機車、車輛等）實時動態(tài)跟蹤信息傳輸的需要；另一方面，以旅客為主體的移動信息，需要在車地之間實時進行傳送，為旅客提供多方位的綜合信息服務。二、為什么要建設GSM-R?2、鐵路發(fā)展出現許多新業(yè)務需求：（4）有線、無線調度業(yè)務融合的需求二、為什么要建設GSM-R?2、鐵路發(fā)展出現許多新業(yè)務需求：可見，既有系統(tǒng)無法滿足鐵路新業(yè)務需求，應建立一個能完善解決鐵路新業(yè)務需求、高安全可靠性、聯網能力強、可滿足高速、重載運輸及信息化需求的通信系統(tǒng)。二、為什么要建設GSM-R?3、歐洲選擇GSM-R的原因（1）取代落后的模擬設備、提升系統(tǒng)性能的需要；（2）歐洲鐵路互通性的需要；（3）新業(yè)務的需要（歐洲列車控制系統(tǒng)－2級以上）二、為什么要建設GSM-R?GSM-R在歐洲的發(fā)展狀況：目前已在歐洲13個國家開始廣泛實施，具體包括：德國、英國、法國、意大利、斯洛伐克、荷蘭、瑞典、瑞士、西班牙、捷克、芬蘭、挪威、比利時。其中，瑞典、德國、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷蘭等7個國家開通了商用GSM-R網絡。最早開始建設的國家：瑞典（1998年）在全國范圍內普速干線建設的國家：意大利（7500km）、荷蘭（2800km）GSM-R覆蓋里程最長的國家：德國（36000km）最早在高速線開通ETCS2的國家：意大利，羅馬－那不勒斯，2005年12月21日商用，運營時速347km/h；米蘭－都靈2006年2月10日正式商用運行，設計時速350km/h。二、為什么要建設GSM-R?三、GSM-R系統(tǒng)介紹（一）系統(tǒng)結構1、網絡子系統(tǒng)（NSS）（1）移動交換子系統(tǒng)（SSS）（2）移動智能網（IN）子系統(tǒng)（3）通用分組無線業(yè)務（GPRS）子系統(tǒng)2、基站子系統(tǒng)（BSS）3、運行與支持子系統(tǒng)（OSS）4、終端設備（無線移動終端、無線固定終端）三、GSM-R系統(tǒng)介紹（一）系統(tǒng)結構無線覆蓋的區(qū)域結構小區(qū)：一個基站或該基站的一部分（扇形天線）所覆蓋的區(qū)域?；緟^(qū)：由一個基站的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域。位置區(qū)：移動臺可任意移動不需要進行位置更新的區(qū)域；位置區(qū)由一個或若干個小區(qū)組成。MSC區(qū)：一個MSC所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域。一個MSC區(qū)可由一個或若干個位置區(qū)組成。服務區(qū)：移動臺可獲得服務的區(qū)域，，無須知道移動臺實際位置而可與之通信的區(qū)域。BSCMSC位置區(qū)2位置區(qū)1三、GSM-R系統(tǒng)介紹1、網絡子系統(tǒng)(1)移動交換子系統(tǒng)：主要完成GSM-R系統(tǒng)的基本交換功能、呼叫接續(xù)功能以及用戶數據管理和移動性管理。提供的業(yè)務：基本話音呼叫業(yè)務；電路域數據傳輸。話音呼叫：點對點話音呼叫（MS之間，MS與有線FT之間）；組呼、廣播呼叫、多方通信、公眾緊急呼叫。電路域數據傳輸：提供透明傳輸通道。如與列控RBC節(jié)點、機車同步操控地面節(jié)點之間進行互聯，實現車～地、車～車之間數據信息傳送。組成：由MSC、HLR、VLR、GCR、AC、SMSC等組成。移動業(yè)務交換中心（MSC）：負責用戶的移動性管理和呼叫控制；拜訪位置寄存器（VLR）：負責存儲進入該區(qū)域內已登記用戶的信息；歸屬位置寄存器（HLR）：是一個負責管理移動用戶的數據庫。HLR存儲本歸屬區(qū)的所有移動用戶數據，如識別標志、位置信息、簽約業(yè)務等；鑒權中心（AuC）：是存儲用戶鑒權算法和加密密鑰的實體，AuC只通過HLR和其他網絡實體通信；互連功能單元（IWF）：與固定網絡的數據終端之間提供速率和協(xié)議的轉換；組呼寄存器（GCR）：用于存儲移動用戶的組ID；短消息服務中心（SMSC）：負責向MSC傳送短消息信息；確認中心（AC）：記錄、存儲鐵路緊急呼叫相關信息。三、GSM-R系統(tǒng)介紹1、網絡子系統(tǒng)(2)智能網子系統(tǒng)：是在SSS中引入的智能網功能實體，將網絡交換功能和業(yè)務控制功能相分離，實現對呼叫的智能控制

。業(yè)務控制點（SCP）：接收SSP發(fā)出指令，執(zhí)行業(yè)務邏輯，實現業(yè)務控制功能，存儲業(yè)務邏輯和網絡、用戶數據。業(yè)務交換點（SSP）：檢測智能業(yè)務的請求，與SCP通信，對SCP響應，允許SCP影響處理?？膳cMSC合設，也可分設。業(yè)務管理點（SMP）:管理SCP中的業(yè)務邏輯，用戶數據。業(yè)務管理接入點（SMAP）：業(yè)務管理接入功能。每增加一種新業(yè)務就需要在網絡中所有交換機中增加相應的軟件，新業(yè)務的引入周期較長、靈活性較低且成本很高。基于這種方式要實現兩種新業(yè)務，若兩種業(yè)務的業(yè)務特征存在有許多相同點，但也必須分別實現，且當交換機更換后，這兩種新業(yè)務還只能重新開發(fā)。新業(yè)務生成對具體的交換機有很大的依賴性。采用全新的“控制與交換相分離”的思想，新業(yè)務的提供、修改以及管理等功能全部集中于智能網，交換機則提供交換基本功能，而與業(yè)務提供無直接關聯。對業(yè)務的提供采用基于與業(yè)務無關的模塊（SIB）來實現的，SIB是一種與具體的業(yè)務和實現業(yè)務的技術無關的模塊，可重復使用。SIB的各種不同組合可組成不同的新業(yè)務，新業(yè)務的實現和修改均很方便，大大節(jié)省了新業(yè)務的投入費用和時間。傳統(tǒng)方式智能網方式傳統(tǒng)業(yè)務提供方式傳統(tǒng)方式：交換機設備既有業(yè)務處理功能，還有基本呼叫處理功能智能網業(yè)務提供方式智能網方式：交換設備只具有基本呼叫處理功能業(yè)務處理功能集中在幾個節(jié)點上GSM-R智能網提供的業(yè)務基本業(yè)務功能號注冊、注銷與管理。功能尋址。位置尋址。精確位置尋址?；贛SISDN呼叫限制。擴展業(yè)務基于位置呼叫限制。短信智能業(yè)務。三、GSM-R系統(tǒng)介紹1、網絡子系統(tǒng)(3)GPRS子系統(tǒng)：負責為無線用戶提供分組數據承載業(yè)務。GPRS核心層：由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能實體組成；GPRS無線接入層：由PCU(分組控制單元）、基站、終端等組成。GPRS無線接入層組網應充分利用GSM-R系統(tǒng)的設備資源，保護投資；與GSM-R系統(tǒng)共用頻率資源；利用GSM-R系統(tǒng)的基站實現無線覆蓋，不單獨增加GPRS系統(tǒng)基站。三、GSM-R系統(tǒng)介紹1、網絡子系統(tǒng)SGSN:服務GPRS支持節(jié)點,移動性管理、尋路等功能。GGSN:網關GPRS支持節(jié)點,為GPRS網與外部數據網絡相連的網關。DNS:域名服務器，負責提供GPRS網內部SGSN、GGSN等網絡節(jié)點的域名解析等。RADIUS:認證服務器,負責存儲用戶的身份信息，并完成用戶的認證和鑒權等功能。PCU:分組控制單元，負責數據分組、無線信道管理、錯誤發(fā)送檢測和自動重發(fā)。VLRBSCBTSMSCGMSCHLRAUCPSTN鐵路應用系統(tǒng)GGSNSGSNBTSGPRS和GSM-R是兩個網絡GPRS和GSM-R網具有相似性和對稱性GPRS和GSM-R網共用基站、HLR等設備GPRS和GSM-R網絡的相似性和對稱性公眾GPRS網用戶多數處于靜止狀態(tài)或者緩慢移動狀態(tài)；傳送信息內容為公眾服務信息傳送；服務質量“盡力而為”，對可靠性、實時性要求不高。鐵路GPRS網用戶處于移動狀態(tài)下甚至高速移動狀態(tài)無線數據傳輸；數據內容為鐵路運輸生產相關的信息；對可靠性、實時性要求高。二者在網絡結構、業(yè)務功能、參數設置均有所不同！與公眾GPRS網的區(qū)別？三、GSM-R系統(tǒng)介紹2、基站子系統(tǒng)BSS通過無線接口直接與移動臺相接，負責無線信號發(fā)送接收和無線資源管理；與MSC相連，實現移動用戶之間或移動用戶與固定網路用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信號和用戶信息等。基站控制器（BSC）編譯碼和速率適配單元（TRAU）小區(qū)廣播短消息中心（CBC）基站收發(fā)信機（BTS）弱場設備（直放站、漏纜）BSS移動終端MSC無線接口A接口基站控制中心BSCBSC是無線網絡的中心設計原則鐵路樞紐地區(qū)BSC與MSC同址設置，同歸屬；鐵路干線和沒有MSC的樞紐，BSC設置在大通信站；鐵路支線不設置BSC；為減少BSC間的切換，各BSC所控制的區(qū)域應相對集中，不跨鐵路局、鐵路分局管界。各BSC負荷應留出網絡優(yōu)化時調整的余量。BSC應考慮今后小區(qū)廣播短消息業(yè)務發(fā)展的需要?；?BTS)及覆蓋鐵路GSM-R數字移動通信系統(tǒng)基站的場強覆蓋范圍是指滿足鐵路作業(yè)所必需的場強的區(qū)域，在直轄市、省會城市和計劃單列市的城區(qū)，鐵路GSM-R系統(tǒng)的覆蓋范圍為鐵路外側軌道兩側各2km，其他地域覆蓋范圍為鐵路外側軌道兩側各6km。鐵路沿線GSM-R場強應連續(xù)覆蓋，根據鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃，場強覆蓋指標應符合具體業(yè)務需求，并預留遠期發(fā)展條件。山區(qū)、隧道、路塹等弱場區(qū)可根據需要采用光纖直放、射頻直放站和LCX等技術措施。無線子系統(tǒng)接口BSC與BTS間的Abis接口：不開放。BSC與TRAU間的Ater接口：開放。MSC與TRAU的A接口：開放。BTSBSCTRAUMSC13kbit/s16kbit/s64kbit/s三、GSM-R系統(tǒng)介紹3、運行與支持子系統(tǒng)OSS網絡管理系統(tǒng)5種功能：安全管理、配置管理、故障管理、告警管理、性能管理。按照專業(yè)分為：交換、分組、智能網、無線等網管系統(tǒng)。按照職能：網絡管理中心（NMC）和本地操作維護管理中心（OMC）。用戶管理系統(tǒng)管理本網用戶的相關數據，提供開戶、銷戶以及用戶業(yè)務權限更改等操作功能，支撐業(yè)務的正常運行。包括SIM卡管理系統(tǒng)以及計費、結算、營帳和客服系統(tǒng)等。三、GSM-R系統(tǒng)介紹

4、終端設備終端是供GSM-R系統(tǒng)用戶直接操作、使用，用來接入GSM-R網的設備。（1）移動臺包括（機車、汽車）車載臺，手持臺、列控數據傳輸設備、列尾信息傳輸設備和防災檢測信息傳輸、車輛安全檢測信息傳輸終端等。移動臺由移動設備和SIM卡組成。（2）無線固定臺為非移動狀態(tài)下使用的無線終端，具備與移動臺相同的業(yè)務功能。三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能業(yè)務是通過GSM-R網向用戶提供的通信服務。功能是指實現業(yè)務的某一方面的具體作用。應用是各種業(yè)務在鐵路運輸實際生產環(huán)境中的具體運用和體現。1、業(yè)務類型（1）語音業(yè)務（2）數據業(yè)務（3）智能業(yè)務1、業(yè)務類型（1）語音業(yè)務點對點話音呼叫業(yè)務語音廣播業(yè)務（VBS）語音組呼業(yè)務（VGCS）緊急呼叫多方通信（最多五方）三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能1、業(yè)務類型（2）數據業(yè)務電路交換數據傳輸業(yè)務

系統(tǒng)通過占用一條話音信道提供端到端的數據傳輸。連接建立時間為5～10s（平均為6s）。建立完成后，每條鏈路數據獨占一個時隙。數據傳輸速率2.4、4.8、9.6kbps，數據傳輸端到端時延不大于500ms（假設包長30字節(jié)）。傳輸方式分為異步透明和非透明兩種傳輸模式。短消息業(yè)務

系統(tǒng)提供通過信令信道傳送簡短信息的業(yè)務。消息應采用簡單文本格式，消息分段信息長度最長為160個字符（7bit編碼）。發(fā)送方可以在短消息發(fā)送出去后得到一條確認通知。分組交換數據傳輸業(yè)務（GPRS）

系統(tǒng)采用無線資源動態(tài)分配方式和分組交換傳送模式，向用戶提供端到端的數據業(yè)務，傳輸速率為9.05～171.2kbit/s。三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能1、業(yè)務類型（3）智能業(yè)務基本業(yè)務

①功能尋址業(yè)務根據被叫用戶所承擔的功能來發(fā)起呼叫，而不是根據被叫用戶的號碼來尋址。主叫方可以是有線用戶，也可以是無線用戶。②位置尋址業(yè)務

將移動用戶發(fā)起的呼叫，路由到一個與該用戶當前所處位置相關的目的地址。這個功能主要用于解決移動用戶呼叫固定用戶，包括司機或運營手持臺用戶呼叫調度員和當前車站值班員等。③精確位置尋址④基于MSISDN的呼叫限制鐵路緊急呼叫列車緊急呼叫和調車緊急呼叫。三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能1、業(yè)務類型（3）智能業(yè)務擴展業(yè)務

①基于位置的呼叫限制業(yè)務將用戶（包括調度員、車站值班員和助理值班員）發(fā)起功能號呼叫的范圍限制在其管轄區(qū)域內。②自動獲取調度中心的IP地址業(yè)務用于實現列車在運行中自動獲取調度中心（TDCS中心）的IP地址。

③短信的智能業(yè)務

包括短信的功能尋址和基于位置尋址等。

三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能IWF無線閉塞中心車載單元。1、CTCS3級系統(tǒng)（ChineseTrainControlSystem）三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能列控傳送信息內容：1、列控系統(tǒng)RBC——車載通信單元：移動授權：與前車的距離、行駛速度、進路解鎖時間等；線路數據：線路長度、起止點坐標、坡度、橋隧信息、牽引換相點數據等；指令：進入調車模式，人工引導等特殊操作、限速2、車載通信單元——列控系統(tǒng)RBC：列車位置、速度、狀態(tài)（列車本身的編組、長度、制動性能等情況）、列車類型等。三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能1、實現了列車－地面，地面－列車的雙向信息傳送；2、去掉了大規(guī)模分布于沿線的軌旁設備；3、信息傳送內容更加豐富；4、列車控制曲線從臺階狀變?yōu)閳A滑的曲線。未來無線列控系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較：三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能2、機車同步操控——概念由多臺機車牽引的組合列車，在牽引過程中，必須實現機車同步操控，即多臺機車同時加速、減速、制動，主控機車和從控機車之間需要通信并實時傳遞控制命令，使它們置于同步工況或獨立工況，這就是機車同步操控。三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能2、機車同步操控：三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能3、CTC（centralizedtrafficcontrol分散自律調度集中系統(tǒng)）對通信系統(tǒng)的需求：主要包括以下數據信息的傳送：（1）調度命令；（2）接車進路預告信息；（3）調車作業(yè)通知單；（4）車次號校核。三條已建線的業(yè)務及實現情況－大秦線序號系統(tǒng)設計功能試驗情況使用情況1調度通信試驗成功尚未投入實際應用2機車同步操控信息傳送試驗成功已投入實際應用3區(qū)間移動通信試驗成功已投入實際應用4列車無線車次號校核及列車停穩(wěn)信息傳送靜態(tài)試驗成功，需進行動態(tài)測試尚未投入實際應用5調度命令傳送靜態(tài)試驗成功，需進行動態(tài)測試尚未投入實際應用6列尾裝置信息傳送靜態(tài)試驗成功，需進行動態(tài)測試尚未投入實際應用7調車機車信號和監(jiān)控信息傳送靜態(tài)試驗成功，需進行動態(tài)測試尚未投入實際應用三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能三條已建線的業(yè)務及實現情況－青藏線序號系統(tǒng)設計功能試驗情況使用情況1列車調度通信試驗成功已投入實際應用2列車控制系統(tǒng)（ITCS）數據傳輸試驗成功已投入實際應用3調度命令傳送試驗成功已投入實際應用4列車無線車次號校核及列車停穩(wěn)信息傳送試驗成功已投入實際應用5區(qū)間移動通信試驗成功已經投入實際應用6其它鐵路信息化應用正在進行方案研究三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能三條已建線的業(yè)務及實現情況－膠濟線序號系統(tǒng)設計功能試驗情況使用情況1調度通信試驗成功試運行2車次號校核信息傳送試驗成功試運行3調度命令傳送試驗成功試運行三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能業(yè)務實現方式三、GSM-R系統(tǒng)介紹

（二）系統(tǒng)功能業(yè)務類別主要應用實現方式1、列控類列控、同步操控、調車機車信號和監(jiān)控信息電路域數據傳輸2、調度指揮類無線列調話音通信車次號、調度命令、近路預告信息GPRS3、運行安全監(jiān)控類列尾、接近預警、工況運況信息、綜合維護信息GPRS4、其他應急語音、站場及其他公務移動通信、靜圖話音＋數據1、移動交換子系統(tǒng)2、智能網子系統(tǒng)3、GPRS子系統(tǒng)4、GSM-R與外網的接口四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃1、移動交換網GSM-R核心網絡采用二級網絡結構，包括移動匯接網和移動本地網，設立TMSC和MSC。（1）TMSC:3個,北京、武漢、西安，兼作MSC和GMSC；（2）MSC：共計19個，在18個鐵路局所在地及拉薩設置MSC。TMSC、MSC設置及匯接表大區(qū)匯接中心TMSC（3個）匯接的移動業(yè)務本地網端局MSC（19個）北京北京、沈陽、太原、呼和浩特、哈爾濱、濟南武漢武漢、上海、南昌、廣州、鄭州、柳州西安西安、昆明、成都、拉薩、西寧、蘭州、烏魯木齊四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃1、移動交換網（3）網關局（GMSC）：與MSC同址設置，作為與其他網間的互聯互通點。網絡建設初期由移動端局MSC兼任，當網絡規(guī)模和業(yè)務量達到一定程度時，可考慮獨立設置。（4）HLR的設置：全路在北京和武漢設置2個HLR，采用地理冗余成對配置，北京主用，武漢備用，成對的兩個HLR間實時數據復制。容量按照全網MSC用戶容量的120～150％進行配置，確定HLR容量為800000用戶，遠期可進行擴容。（5）短消息服務中心（SMSC）：在北京、武漢分別設置1套SMSC，并互為備用。根據全路19個MSC的用戶容量，按每用戶每天發(fā)送3條短信的話務模型，確定SMSC容量為40萬BHSM，遠期可根據全路GSM-R系統(tǒng)建設的情況進行擴容。（6）緊急呼叫確認中心（AC）：在MSC所在地各設置1套AC記錄存儲設備，對緊急呼叫的相關信息進行記錄、儲存。四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃1、移動交換網——交換機容量按照用戶預測配置，主要考慮各路局現有崗位和職工數量、機車數量、現有手持臺配置情況等，根據管內各線路GSM-R系統(tǒng)建設規(guī)劃，按照一定的預測原則先配置近期容量、遠期平滑擴容。四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃2、智能網在北京、武漢各設置1套智能網設備，主備工作方式。其他核心網節(jié)點與MSC合設1套業(yè)務交換點SSP。四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃3、GPRSGPRS網絡建設包括GPRS數據網和GPRS節(jié)點兩部分。GPRS數據網絡分為骨干網和本地網兩個層次。骨干層由北京、武漢、西安3個大區(qū)節(jié)點的骨干路由器組成，為網狀連接。本地層由19個GPRS業(yè)務節(jié)點所在地的路由器組成。本地層路由器與骨干層路由器互連。為保證網絡的可靠性，每個本地網節(jié)點的本地路由器成對設置，分別接入不同的骨干網節(jié)點。四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃3、GPRS

GPRS節(jié)點的設置：北京、武漢各設置一套全網服務器，全路共享。北京、武漢、西安設骨干層路由器，在鐵路局所在地及拉薩等地新設19個GPRS節(jié)點（GGSN、SGSN）。四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃4、GSM-R與外網的接口列控系統(tǒng)RBC同步操控系統(tǒng)地面應用節(jié)點鐵通PSTN專網交換機FAS（固定用戶接入交換機）系統(tǒng)TDCS及其他應用系統(tǒng)四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃4、GSM-R與外網的接口GSM-R與其他通信網之間采取“發(fā)端入網”的原則：（1）GSM-R移動用戶鐵通固網用戶：在GSM-R移動用戶端進入鐵通PSTN網，再路由到鐵通固網用戶；（2）鐵通固網用戶GSM-R移動用戶：在固網用戶本地接入GSM-R系統(tǒng)的GMSC或最近的GMSC，再路由到GSM-R移動用戶。四、GSM-R網絡規(guī)劃

（一）核心網規(guī)劃1）規(guī)劃目標GSM-R無線網絡規(guī)劃目標為鐵路沿線和樞紐地區(qū)（包括合資鐵路和地方鐵路）連續(xù)覆蓋。2）規(guī)劃內容（1）基站控制器BSC與碼速變換器TRAU的設置（2）基站設置（3）工作頻段頻率分配規(guī)劃四、GSM-R網絡規(guī)劃

（二）無線網規(guī)劃(1)基站控制器BSC與碼速變換器TRAU的設置BSC設置原則鐵路樞紐地區(qū)BSC與MSC同址設置，鐵路干線和沒有MSC的樞紐，BSC宜設置在較大的通信站。為減少BSC間的切換，各BSC所控制的區(qū)域應相對集中，不跨鐵路局管界。各BSC負荷應留出網絡優(yōu)化時調整的余量。TRAU設置原則TRAU與MSC同址設置，并根據工程實際容量配置設備。（2）基站的設置覆蓋區(qū)范圍和場強要求應保證基站輻射場強的有效覆蓋范圍，覆蓋范圍為工程設計的鐵路作業(yè)區(qū)，在直轄市、省會城市和計劃單列市的城區(qū)，鐵路GSM-R系統(tǒng)的覆蓋范圍為鐵路外側軌道兩側各2km，其他地域覆蓋范圍為鐵路外側軌道兩側各6km。鐵路GSM-R場強應連續(xù)覆蓋，根據鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃，場強覆蓋指標應符合具體業(yè)務需求，并預留遠期發(fā)展條件。（2）基站的設置不同地區(qū)站型規(guī)劃車站基站宜采用全向站型，圓形或沿鐵路橢圓形覆蓋。區(qū)間基站宜采用全向站型，沿鐵路橢圓形覆蓋。

樞紐地區(qū)根據覆蓋和容量的需求，可以采用定向站型或全向站型。在鐵路樞紐車站和屏蔽性能良好的室內，可以采用微蜂窩基站。弱場區(qū)解決方案鐵路無線弱場區(qū)情況比較復雜，工程中應結合具體應用和現場情況合理選擇以下方案：山區(qū)、隧道、路塹等弱場區(qū)可根據需要采用增加基站。在站房內、地下通道和旅客車廂內，可根據需要采用室內分布系統(tǒng)。（2）基站的設置（3）工作頻段頻率分配規(guī)劃采用900MHz工作頻段885－889MHz（移動臺發(fā)，基站收）930－934MHz（基站發(fā)，移動臺收）共4MHz頻率帶寬,共有21個載頻。頻道序號從999～1019，扣除低端999和高端1019做為隔離保護，實際可用頻道19個，頻道序號為1000～1018。普通單網BSCMSC設計電平－92/-95/-98dBm四、GSM-R網絡規(guī)劃

（二）無線網規(guī)劃——網絡結構交織單網BSCMSC設計電平－92/-95dBm同址雙網BSC1BSC2MSC2MSC1交織雙網MSC2BSC1MSC1設計電平－92/-95dBmBSC2四、GSM-R網絡規(guī)劃

（二）無線網規(guī)劃帶寬問題：在樞紐地區(qū)，由于鐵路線向各個方向放射狀延伸，4MHz的頻率帶寬顯得比較擁擠，目前客專建設就遇到了此類問題，而且將來在客專與既有線平行建設時也會出現同樣的問題，因此頻帶有加寬的必要。干擾問題：由于目前使用的頻段為GSM的擴展頻段，與中國移動共用，因此在線路穿越繁華地市時干擾嚴重（膠濟線），鐵路應申請專用頻段，信產部（2007）136號文件已下發(fā)，自2009年年底，鐵路GSM-R頻段專用。（1）TMSC之間采用網狀網連接。（2）MSC與相鄰兩TMSC之間采用雙星形連接。（3）GMSC與本地鐵通專用電話交換機之間采用點對點連接。（4）MSC到BSC之間采用星型連接，并有不同物理路由的迂回保護通道。（5）BSC與BTS之間盡量采用環(huán)形鏈接，條件不具備可采用星型、鏈型及混合型連接，要求有不同物理路由的迂回保護通道。（6）主備用HLR、SCP、SMSC之間通過廣域網實現高速互聯。（7）GPRS節(jié)點之間通過IP數據網互連。四、GSM-R網絡規(guī)劃

（三）傳輸網規(guī)劃（四）建網原則核心網配合線路建設采取統(tǒng)籌規(guī)劃、統(tǒng)一建設、分步實施的建設策略；無線網絡采取按線、分等級、分步實施的建設策略。時速300km及以上客運專線、高速鐵路以及貨運重載等線路按照滿足列控信息傳送標準進行建設；對于其他線路，根據運輸生產實際要求確定。

四、GSM-R網絡規(guī)劃

（四）建網原則近期（2006年～2010年）目標：根據鐵路路網中長期發(fā)展規(guī)劃，結合客運專線等新線鐵路建設、結合鐵路第六次大提速和既有線技術改造工程建設GSM-R網絡；完成核心網建設。遠期目標：在已建成的GSM-R核心網絡的基礎上，根據各線實際需求和技術發(fā)展，繼續(xù)進行其他干線無線網絡建設。四、GSM-R網絡規(guī)劃

GSM-R核心網建設現狀：已建節(jié)點：4個，太原、拉薩、西寧、濟南已通過核心網初設鑒定：5個，北京、武漢、西安、上海、廣州（結合京津城際、武廣客專、京滬高速、鄭西客專建設）四、GSM-R網絡規(guī)劃

（五）工程實施GSM-R無線網建設現狀：已建線路：3條，大秦線：666公里，貨運專線，同站址雙網，同MSC青藏線：1142公里，新建線路，同站址雙網，異MSC膠濟線：473公里，客貨混運線路，單網待建線路：客專，京津城際，武廣、廣深港、石太、鄭西四、GSM-R網絡規(guī)劃

吉林九江2007－2008上半年建設的客專線路（10條）北京－天津城際（2006.8－2007.10）石家莊－太原客專（2007.7－2008.10）鄭州－西安客專（2008.3－2009.3）廣深港客專廣深段（2008.4－2009.12）武漢－廣州客專（2007.7－2008.10）合肥－武漢客專（2007.3－2008.6）合肥－南京客專（2007.1－2007.8）長春－吉林城際（2007－2008）上海－南京城際（2007－2008）九江－南昌城際（2007－2008）2007－2008上半年建設的客專線路（10條）序號線路名稱正線里程（km）途徑省市工期1合寧166安徽、江蘇2007.1~2007.82京津126北京、天津、河北2006.8~2007.103合武359安徽、湖北2007.3~2008.64石太190河北、山西2007.7~2008.105武廣968湖北、湖南、廣東2007.7~2008.106鄭西473河南、山西2008.3~2009.37廣深港105廣東2008.4~2009.128長吉98吉林2007~20089九昌92江西2007~200810滬寧296上海、江蘇2007~2008合計28733個直轄市、10個省溫州大連秦皇島寧波廈門深圳蒲田福州向塘龍巖福州－廈門（2007～2009）龍巖－廈門（2007～2009）2008下半年啟動的客專（5條）和新建線路（8條）天津－秦皇島客專（2009~2010）石家莊－武漢客專（2009~2010)北京－上海高速北京－石家莊客專（2009~2010）哈爾濱－大連客專（2009.1~2010.1）溫州－福州（2007～2009）甬臺溫（2007～2009）廈門－深圳（2007～2009）向塘－莆田（2007～2009）宜昌武漢－宜昌（2007～2009）利川重慶－利川（2007～2009）福州－廈門（2007～2009）龍巖－廈門（2007～2009）向塘龍巖廈門深圳福州溫州莆田2008下半年啟動的客專（5條）序號線路名稱正線里程（km）途徑省市工期1哈大900黑龍江、吉林、遼寧2009.1~2010.12京石278北京、河北2009~20103津秦245天津、河北2009~20104石武838河北、河南、湖北2009~20105京滬1320北京、河北、山東、江蘇、安徽、上海－合計35813個直轄市、9個省2008下半年新建線路（8條）序號線路名稱正線里程（km）途徑省市工期1溫州－福州312浙江、福建2007－20092甬臺溫282浙江3福州－廈門273福建4廈門－深圳493福建、廣東5向塘－莆田640江西、福建6武漢－宜昌291湖北7龍巖－廈門171福建8重慶－利川244重慶、湖北合計27061個直轄市、5個省五、GSM-R調度通信系統(tǒng)五、GSM-R調度通信系統(tǒng)個別呼叫組呼廣播呼叫緊急呼叫五、GSM-R調度通信系統(tǒng)——個別呼叫移動終端按MSISDN號碼呼叫移動終端移動終端按功能尋址呼叫移動終端移動終端按ISDN號碼尋址呼叫固定終端移動終端按位置尋址呼叫固定終端固定終端按MSISDN號碼呼叫移動終端固定終端按功能尋址呼叫移動終端固定終端呼叫固定終端五、GSM-R調度通信系統(tǒng)——組呼VGCS移動終端發(fā)起組呼以GSM-R組ID向GSM-R網絡發(fā)起組呼固定終端發(fā)起組呼以組地址向FAS發(fā)起組呼

五、GSM-R調度通信系統(tǒng)——廣播呼叫VBS在特定區(qū)域內進行呼叫一方說，多方聽的點對多點通信快速呼叫建立呼叫優(yōu)先級VGCS—隨時隨地的移動電話會議VBS—實時的語音事件廣播通知五、GSM-R調度通信系統(tǒng)——緊急呼叫緊急299移動發(fā)起方以緊急呼叫組ID發(fā)起優(yōu)先級為0級的緊急呼叫。緊急情況，可以發(fā)起“299或599

”呼叫六、GSM-R在鐵路運營和服務中的特殊業(yè)務與應用——

GSM-R系統(tǒng)業(yè)務模型GSM基礎設施eMLPPVBSVGCS高級語音呼叫功能尋址基于位置的尋址接入矩陣鐵路基本業(yè)務

鐵路應用功能號表示調度通信列車自動控制(CTCS)遠程控制鐵路緊急救援通信平面調車軌道維護高速數字通信尾部風壓檢測區(qū)間移動通信旅客業(yè)務GSM電信業(yè)務GSM-R業(yè)務=GSM業(yè)務+語音調度業(yè)務+鐵路應用六、GSM-R在鐵路運營和服務中的特殊業(yè)務與應用——功能尋址北京東環(huán)調度臺京秦西調度臺唐山樞紐調度臺京山三調度臺京山四調度臺調度呼叫司機T302120K212Y333L2922車站值班員呼叫司機六、GSM-R在鐵路運營和服務中的特殊業(yè)務與應用——基于位置的尋址北京東環(huán)調度臺京秦西調度臺唐山樞紐調度臺京山三調度臺京山四調度臺司機1200呼叫調度T302120K212Y333L2922GSM-R補充業(yè)務1.增強多優(yōu)先級和強拆業(yè)務（eMLPP)2.號碼識別3.呼叫轉移4.呼叫完成5.多方通話6.閉合用戶群7.用戶到用戶信令8.呼叫禁止9.呼叫轉移10.遇忙呼叫完成11.專用撥號方案12.名字識別六、GSM-R在鐵路運營和服務中的特殊業(yè)務與應用調度通信車次號/CTC調度命令的傳送調度命令的傳送列尾裝置信息傳送調車機車信號和監(jiān)控信息系統(tǒng)傳輸機車同步控制傳輸CTCS3級/CTCS4級區(qū)間移動公(工)務通信應急指揮通信話音和數據業(yè)務旅客列車移動信息服務通道應用舉例1：無線列調的實現方式調度通信系統(tǒng)業(yè)務包括列車調度通信、貨運調度通信、牽引變電調度通信、其他調度及專用通信、站場通信、應急通信、施工養(yǎng)護通信和道口通信等。列車調度通信系統(tǒng)的主要問題是解決“大三角”和“小三角”通信，“大三角”通信是指列車調度員、車站值班員和機車司機之間的通信；“小三角”通信是指車站值班員、機車司機和運轉車長之間的通信。(1).增強的多級優(yōu)先與強占權(eMLPP)：鐵路緊急呼叫或列車自動控制等許多通信應用，都要求網絡無論處于何種負載狀況下均能迅速建立呼叫。如果在一個無線電小區(qū)發(fā)生擁塞(所有無線電頻率和業(yè)務信道均被占用)，eMLPP可立即切斷低優(yōu)先權的呼叫而優(yōu)先建立高優(yōu)先權的呼叫。(2).語音組呼服務(VGCS)：移動或固定用戶撥打組呼ID號，可與指定區(qū)域內的小組成員建立呼叫。該組內所有成員均可通過同一業(yè)務信道進行接聽；該小組的成員也可通過按鍵講話(PTT)方式發(fā)出通話請求，系統(tǒng)依據“先請求先服務”的原則建立一個上行鏈路來提供通話服務。（例如：行車調度員同時呼叫車站值班員、司機和運轉車長;車站值班員呼叫所有的運轉車長）(3).語音廣播服務(VBS)：VBS可用來在指定區(qū)域(可跨多個小區(qū))內廣播消息或發(fā)布緊急呼叫(一點對多點的呼叫，主呼者講話而眾多的被呼方只能收聽)。區(qū)域的定義和選擇可動態(tài)設定，從而具有極大的靈活性。（例如：行車調度員以廣播的形式呼叫司機和運轉車長)

(4).功能尋址(FA)：便于固定(移動)用戶撥號呼叫列車上移動用戶的一種方式。用戶可以由它們所擔當的功能角色而不是它們所使用的終端設備的功能號來尋址。同一時刻，至少可以為一個用戶分配若干個功能地址，單只能將一個功能地址分配給一個用戶（例如：行車調度員呼叫某一司機；車站值班員呼叫某一運轉車長）(5).基于位置的尋址(LDA)：便于列車上移動用戶(如火車司機)呼叫固定用戶(調度員)的一種方式。例如當火車司機呼叫固定用戶(調度員)時，系統(tǒng)依據移動用戶(火車司機)的當前位置(所在控制區(qū)/小區(qū))對固定用戶(調度員)進行尋址，自動地將呼叫轉接到列車當前所在控制區(qū)的調度員。（例如：列車司機呼叫行車調度員；運轉車長呼叫行車調度員）GE公司的LOCTROL系統(tǒng)一種先進的分布式動力控制系統(tǒng)，通過無線通信實現嚴密的控制邏輯：組合列車的主控機車通過無線方式廣播操控命令，從控機車根據接收的操控命令自動控制從控機車實現同步操作，如同時加速、減速、制動停車。從控機車傳送本地機車的狀態(tài)信息到主控機車。我國大秦線：重載組合列車采用GSM-R網絡為機車同步操控信息傳送提供數據傳輸通道。BSCBSC應用舉例2：重載組合列車的機車同步（locotrol)…OCUOCUOCUBTSMSCANBTSOCU主控機車從控機車1從控機車2從控機車3BTSBTSBTSBTSBTSBTS

應用舉例3：ITCS–增強型列車控制系統(tǒng)基于GPS衛(wèi)星定位和GSM-R網絡完成無線通信利用車頭和車尾的400MHz無線通信系統(tǒng)保證列車的完整性區(qū)間和站內可不設信號機和軌道電路采用RBC技術,區(qū)間為虛擬閉塞,站內為虛擬聯鎖司機通過車載MMI控制列車,系統(tǒng)有超速保護適用于現有自動閉塞的擴容和提速,也使用于新建的無軌道電路的鐵路列車運行控制安全且經濟地面設備層：主要包括列控中心、軌道電路和點式設備、接口單元、無線通信模塊等。無線閉塞中心（RBC）：使用無線通信手段的地面列車間隔控制系統(tǒng)。它根據列車占用情況及進路狀態(tài)，通過安全邏輯運算，產生控車命令，向所管轄列車發(fā)出行車許可和列車控制信息，實現對運行列車的控制。點式設備：主要提供列車定位信息。軌道電路：主要用于列車占用檢測及列車完整性檢查。應用舉例4：列車運行控制（1）車載設備層：主要包括車載安全計算機、連續(xù)信息接收模塊、點式信息接收模塊、無線通信模塊、測速模塊、人機界面和記錄單元等。是對列車進行操縱和控制的主體，具有多種控制模式，并能夠適應軌道電路、點式傳輸和無線傳輸方式。完成點式信息的接收與處理。實時檢測列車運行速度并計算列車走行距離。對列車運行控制信息進行綜合處理，生成目標距離模式曲線，控制列車按命令運行。BTSMSCRBCBTSBSCBSCBTSBTSBTS車載信號設備車載信號設備BTSBTSCTC列控信息傳送系統(tǒng)主要功能利用GSM-R建立車載信號設備與無線閉塞中心RBC之間的永久電路數據通道，GSM-R網絡提供不中斷服務。

RBC向列車發(fā)送列車控制信息，車載信號設備報告列車狀態(tài)、行車許可請求、列車位置等信息。車載信號設備和RBC雙機熱備保證數據傳輸可靠性。應用舉例4：列車運行控制（2）應用舉例5：列車尾部風壓信息傳送（GPRS）機車電臺列尾電臺…BTSSGSNBTSBSCBSCBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSCPCU七、國內外GSM-R發(fā)展概況

工程建設與應用情況已建工程：2003年，中國開始設計建設GSM-R網絡，總計約2300km長。目前，3條線獨立運用，尚未組網。大秦線680公里膠濟線473公里青藏線1142公里青藏線工程概況應用業(yè)務工程進展青藏線－工程概況概況：高原鐵路，全線1142公里，高于4000米的地段960公里，最高海拔5072米，凍土區(qū)約600公里，11座隧道。無線覆蓋同站址雙網覆蓋方式。設備組成（北電）：2套核心網設備。1套HLR/SGSN/IN/MSC網管設備。4套BSC。388套（194處）BTS?；鹃g距：平均6公里，最大8公里。三大難點：高原缺氧；生態(tài)脆弱(環(huán)保)；凍土(青藏鐵路穿過凍土區(qū)有550公里，真正的凍土地段400公里；屬于較不穩(wěn)定、不穩(wěn)定多年凍土地區(qū)190公里，極不穩(wěn)定高溫凍土地段100公里)。青藏線－應用業(yè)務話音通信列車無線調度通信其他話音通信（工務、電務、供電、水電、機務、公安等）列車控制數據傳輸（ITCS）：CSD方式數據傳輸：GPRS方式。調度命令傳輸車次號傳輸光纖直放站網管信息凍土監(jiān)測信息CTDS數據傳輸風速測量機車工況信息晃車信息應急通信圖像數據傳輸預售票（規(guī)劃中）青藏線GSM-R同址雙基站雙網覆蓋拉薩INMSCHLRGPRSMSC西寧鐵通PSTN（專網）CTC調度通信系統(tǒng)BTSBTSBTSBSCBSCBTSBTSBTSBTSBSCBSCBTS青藏線－工程進度2003年11月-2004年07月，完成試驗線的施工和調試工作2005年02月-2006年06月，全線GSM-R的施工建設、系統(tǒng)調試、網絡優(yōu)化。2006年07月，正式運營。工程概況應用業(yè)務工程進展大秦線大秦線－工程概況概況：貨運重載專線，開行重載2萬噸組合列車。全線680公里，隧道、路塹、彎道較多，共有橋梁385座，隧道52座。無線覆蓋采用同站址雙網覆蓋方式設備組成（華為）：1套核心網設備(MSC/HLR/SGSN/GGSN/AuC)，5000用戶2套BSC206套BTS（103處）站間距：平均7公里，最大10公里。重要地位大秦線是我國西煤東運的大通道，是中國能源經濟的生命線。它承擔著全國六大電網、五大發(fā)電公司、380多家主要發(fā)電廠、十大鋼鐵公司等的生產用煤和民用煤、出口煤的運輸任務，煤炭運量占全國鐵路煤運總量的1/7。然而，煤炭運輸依然處于十分緊張的狀態(tài)，我國東、南部及沿海地區(qū)對煤炭的需求持續(xù)增長，讓這條年輕的鋼鐵動脈難以招架。電煤運輸吃緊，直接波及電力市場供應，2004年前10個月，我國24個省級電力網先后出現不同程度的拉閘限電。嚴峻的形勢下，大秦鐵路的擴能工程勢在必行。作為我國國民經濟的大動脈，鐵路的運輸能力直接影響著我國國民經濟的發(fā)展。機車同步操控系統(tǒng)大秦線(大同－秦皇島)作為一條重載運煤專線，采用多機車牽引模式，實現機車間的同步操控，達到年運量2億噸。如果牽引機車操作不同步，就會造成車箱間的擠壓或者拉鉤現象，影響運輸安全，降低運輸效率。為了保證操作的可靠性，利用GSM-R網絡提供可靠的數據傳輸通道，采用無線通信的方式來實現機車間的同步操控。系統(tǒng)結構列車編組列車啟動前首先要進行編組，列車編組包括兩個過程：機車注冊登記與通信連接制動管路測試與會話鏈接

列車注冊登記和通信連接過程

列車運行中的同步控制

操作指令傳遞

列車解編組列車到達目的地后，要進行列車解編組。列車解編組的過程與列車編組正好相反：制動管路測試與解除會話鏈接為了保證安全，主控機車通過檢查制動管路的連通性，確保指定的從控機車已經被摘掛。會話鏈接解除要依從控機車3、2、1的順序執(zhí)行。通信連接拆除機車的通信注銷由Locotrol發(fā)出，主控機車與從控機車的通信注銷沒有嚴格的順序要求，由各個機車單獨完成，應用節(jié)點接收到注銷數據后，即將該機車分離出對應的數據會議組，并給相應機車返回注銷確認消息。地面應用節(jié)點在檢測到全部機車完成通信注銷以后，刪除Locotrol數據會議組，表示該車次號列車解體。

大秦線－應用業(yè)務列車無線調度通信機車同步操控信息傳送列車調度指揮信息傳送包括：調度命令信息傳送 列車無線車次號校核信息傳送列車尾部風壓報警信息傳送（試驗）數據傳輸采用GPRS方式大秦線－工程進度2004年9月動工2005年3月核心網及單層BSS系統(tǒng)建設基本完成2005年4-12月進行各類測試和單層網絡優(yōu)化工作基本功能測試網絡場強覆蓋測試網絡QoS測試2006年2-12月進行雙層BSS系統(tǒng)建設，2006年底前全部完成。工程概況應用業(yè)務工程進展膠濟線膠濟線－工程概況概況：繁忙干線，線路設計時速200km/h。全長473公里。平原地區(qū)，穿越城鎮(zhèn)多。無線覆蓋采用單層網覆蓋方式。設備組成（西門子）：1套核心網設備(MSC/HLR/GPRS/IN/網管設備）。MSC近期開通5000用戶，軟件具備近期開通25000用戶條件SGSN、GGSN近期開通2500用戶1套BSC。77套BTS（44套車站基站、33套區(qū)間基站）。站間距：平均5公里，最大7公里。膠濟線－應用業(yè)務語音通信列車無線調度通信貨運調度通信牽引供電調度通信列車調度指揮信息傳送：包括：調度命令信息傳送（進路預告信息）列車無線車次號校核信息傳送列車尾部風壓信息傳送（試驗）數據傳輸采用GPRS方式膠濟線－工程進度2005年3月，開工2006年1月，示范段動態(tài)測試2006年4月，系統(tǒng)建設基本完成2006年5-9月，系統(tǒng)測試和優(yōu)化2006年10月，系統(tǒng)驗收已經開工的客運專線（高速鐵路）項目共計：5560公里線路名稱長度（km）京廣客運專線2300京津城際鐵路115鄭西客運專線456石太客運專線190合武、合寧客運通道526寧波～溫州～福州～廈門客運通道855廣珠城際鐵路117廣深客運專線105哈大客運專線904基本結論我國從2003年結合既有線、新建線開始建設GSM-R系統(tǒng)工程，已投入正式應用；從2006年開始，計劃結合客運專線建設GSM-R網絡。上述線路的規(guī)劃、建設需要GSM-R技術規(guī)范提供指導和支撐。國內GSM-R發(fā)展現狀2000年底，鐵道部確定GSM-R為中國鐵路未來發(fā)展的方向。2001年，鐵道部正式向信產部提出GSM-R使用頻率的申請，2003年9月，信產部正式批復鐵道部GSM-R使用900MHz頻段4MHz帶寬。2002年開始，鐵道部組織設計、科研、大專院校以及供貨廠商等單位，制定了相關技術規(guī)范。2003年起，鐵道部結合重點工程，在大秦、青藏和膠濟線等建設GSM-R工程，積累了一定的建設經驗。2006年，成立中國鐵路GSM-R規(guī)范編制組和GSM-R對外工作組，負責制定系列規(guī)范和對口UIC協(xié)調工作。國外GSM-R發(fā)展現狀（1）國際鐵路聯盟（UIC）為滿足歐洲21世紀鐵路一體化進程推薦了歐洲鐵路專用移動通信系統(tǒng)—GSM-R（GSMRailway），目前已在全球15個國家開始廣泛實施，具體包括：德國、英國、法國、意大利、斯洛伐克、荷蘭、瑞典、瑞士、西班牙、捷克、芬蘭、挪威、比利時、中國、印度。其中，瑞典、德國、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷蘭、中國等8個國家開通了商用GSM-R網絡。從國外的應用來看，GSM-R用于調度通信技術成熟，并實現了高速鐵路列車ETCS2級列控信息的傳送。

1993年國際鐵路聯盟(UIC)與歐洲電信標準組織(ETSI)協(xié)商，提出了歐洲各國鐵路下一代無線通信以GSMPhase2+為標準的GSM-R技術，這一提議在1995年經UIC評估并最終確認。 1997年，24個國家的32個組織共同簽署了諒解備忘錄，決定采用GSM-R作為鐵路專用通信技術，并至少要將GSM-R用于過境運輸通信。國外GSM-R發(fā)展現狀（2）歐洲選擇GSM-R原因：1、各國鐵路互通性的需要。2、系統(tǒng)性能提升的需要。3、新業(yè)務的需要。4、取代目前互不兼容的模擬系統(tǒng)設備，節(jié)約總體成本。1、采用GSM-R的國家1999年2個國家2002年7個國家2005年15個國家 德國、瑞典、意大利、英國、荷蘭、西班牙、比利時、芬蘭、法國、挪威、斯洛伐克、瑞士、捷克、印度、中國2008年將達到34個國家

德國全國鐵路線總長46142公里，GSM-R網絡覆蓋近36000公里。2001年第一季度開工第一階段的網絡建設，2004年第四季度結束；2005年開始第二階段建設，2007年完成。全網共部署7個MSC，2個HLR，63個BSC，2800個BTS，安裝12000個無線機車臺，配備78500個手持臺。德鐵采用HLR和SCP冗災備份方案，決定在高速區(qū)段全面投資建設ETCS，支持ETCS的無線通信系統(tǒng)必須采用GSM-R。目前正在柏林－萊比錫線路進行ETCS2級的測試，該線于2005年9月15日完成調試，2005年底開通運行，2006年實現商用。(1)德國GSM–R的發(fā)展(2)瑞典GSM–R的發(fā)展

瑞典全國鐵路線總長10216公里，GSM-R網絡覆蓋7500公里。1998年，瑞典開始規(guī)劃和建設GSM-R網絡，2003年第四季度建設完成。全網部署1個MSC，11個BSC，800個BTS，1套智能網設備，安裝近2000個無線機車臺，配備5000個手持臺。(3)荷蘭GSM–R的發(fā)展

荷蘭全國鐵路線總長2800公里，GSM-R網絡覆蓋2800公里。2001年，荷蘭開始建設GSM-R網絡，2003年建設完成，2005年開始商業(yè)化運營，計劃在2006年初停止模擬線路的運營。全網部署1個MSC，30個BSC，380個BTS。目前，正在兩條試驗線上進行ETCS測試。(4)意大利GSM–R的發(fā)展

意大利全國鐵路線總長2萬余公里，GSM-R網絡覆蓋7500公里。2002年8月18日，開始第一階段建設，2005年第四季度建設完成。在全國的普通鐵路網上部署4個MSC，14個BSC，1111個BTS，2套智能網。意大利鐵路計劃在所有高速鐵路上建設ETCS2，單獨建設GSM-R網絡滿足ETCS2的需要。高速鐵路網3個MSC。(5)瑞士GSM–R的發(fā)展

瑞士全國鐵路線總長5000公里，全部GSM-R網絡覆蓋。2003年第一季度開始網絡建設，計劃于2008年完工。全網部署2個MSC，15~20個BSC，1000~1200個BTS。瑞士鐵路在70km的鐵路線上對ETCS2進行商業(yè)化，并將在新高速鐵路線（盧塞恩–伯爾尼）裝備ETCS2設備。(6)法國GSM–R的發(fā)展

法國全國鐵路總長31724公里，GSM-R網絡覆蓋14000公里。2003年開工，2008年完成建設。全網部署3個MSC，其中2個主用，1個備用，2個HLR和SCP，設置為冗災備份模式，50個BSC，2200個BTS，安裝1萬個無線機車臺，配備2~5萬個手持臺。法鐵計劃在所有新建的高速線采用ETCS2級。第一條采用ETCS2的高速線將是法國境內的東部走廊線，預計于2007年開通。(7)英國GSM–R的發(fā)展

英國全國鐵路線總長22000公里，GSM-R網絡覆蓋16000公里。2003年在全國范圍內進行建設，計劃于2006年完成。全網部署2個MSC，50個BSC，3200個BTS，安裝8500個無線機車臺（機車臺采用單模方式），采用1套地理冗余的HLR和智能網。

(8)西班牙GSM–R的發(fā)展

西班牙全國鐵路線總長12303公里，GSM-R網絡覆蓋近6000公里。2002年開始建設試驗線，計劃于2007年完工。2003年10月開始在馬德里和列伊達間建設里程為500公里的新高速線，并將GSM-R作為唯一的鐵路通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用兩個MSC和雙層無線網，一套智能網系統(tǒng)，一個O&M中心。(9)比利時GSM–R的發(fā)展

比利時全國鐵路線總長3410公里，GSM-R網絡覆蓋3025公里。2003年開始網絡建設，計劃于2007年完工。全網部署2個MSC，6個BSC，550個BTS。2004