GSM-R通信系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù) 課件全套 任務(wù)1-11 GSM-R通信系統(tǒng)概述-GSM–R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)工程施工及設(shè)備維護(hù)實(shí)戰(zhàn)

GSM-R通信系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)任務(wù)一 G

S

M

-

R

通信系統(tǒng)概述模 塊 一——概述目 錄01

移動(dòng)通信系統(tǒng)概述（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史（二）移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)及分類(lèi)02 鐵路移動(dòng)通信概述（一）移動(dòng)通信在鐵路中的應(yīng)用（二）GSM-R通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介（三）GSM-R的發(fā)展歷程模 塊 一01移動(dòng)通信系統(tǒng)概述（1）第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（1G）指采用蜂窩技術(shù)組網(wǎng)，僅支持模擬語(yǔ)音通信的移動(dòng)電話(huà)標(biāo)準(zhǔn)。這一標(biāo)準(zhǔn)制定于20世紀(jì)80年代，主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址（FrequencyDivisionMultipleAccess，F(xiàn)DMA）技術(shù)。（2）各標(biāo)準(zhǔn)彼此不能兼容，無(wú)法互通，不能支持移動(dòng)通信的長(zhǎng)途漫游，只是一種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)。（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)20年代，歸納起來(lái)大致經(jīng)歷了5個(gè)階段：1.第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)?

定義： ?

特點(diǎn)：（1）模擬話(huà)音直接調(diào)頻。（2）多信道共用和FDMA接入方式。（3）頻率復(fù)用的蜂窩小區(qū)組網(wǎng)方式和越區(qū)切換。（4）無(wú)線(xiàn)信道的隨機(jī)變參特征使信號(hào)受多徑衰落和陰影衰落的影響。（5）環(huán)境噪聲與多類(lèi)電磁干擾。（6）無(wú)法與固定電信網(wǎng)絡(luò)迅速向數(shù)字化推進(jìn)相適應(yīng)。（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史2.第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)定義（1）由于模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)本身的缺陷，如頻譜效率低、網(wǎng)絡(luò)容量有限、業(yè)務(wù)種類(lèi)單一、保密性差等，已使得其無(wú)法滿(mǎn)足人們的需求。因此，人們于20世紀(jì)90年代初期開(kāi)發(fā)了基于數(shù)字技術(shù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)——數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，即第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)（2

G）。（2）最具代表性的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)為GSM（GlobalSystemofMobile

communication）和CDMA系統(tǒng)，這兩大系統(tǒng)在目前世界移動(dòng)通信市場(chǎng)占據(jù)著主要的份額。特點(diǎn)（1）有效利用頻譜。數(shù)字方式比模擬方式能更有效地利用有限的頻譜資源，隨著更好的語(yǔ)音信號(hào)壓縮算法的推出，每個(gè)信道所需的傳輸帶寬越來(lái)越窄。（2）高保密性。模擬系統(tǒng)使用調(diào)頻技術(shù)，很難進(jìn)行加密；而數(shù)字調(diào)制是在信息本身編碼后再進(jìn)行調(diào)制，故容易引入數(shù)字加密技術(shù)。（3）可靈活地進(jìn)行信息變換及存儲(chǔ)。（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史3.第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)是在第二代移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步演進(jìn)，以寬帶CDMA技術(shù)為主，并能同時(shí)提供話(huà)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。注：中國(guó)使用國(guó)際電信聯(lián)盟確定的三個(gè)無(wú)線(xiàn)接口標(biāo)準(zhǔn)，分別是中國(guó)電信運(yùn)營(yíng)的CDMA

2000、中國(guó)聯(lián)通運(yùn)營(yíng)的WCDMA和中國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)的TD-SCDMA。制式WCDMACDMA2000TD-SCDMA繼承基礎(chǔ)GSM窄帶CDMAGSM同步方式異步同步同步碼片速率3.84

Mb/s1.2288

Mb/s1.28

Mb/s系統(tǒng)帶寬5

MHz1.25

MHz1.6

MHz核心網(wǎng)GSM

MAPANSI

41GSM

MAP語(yǔ)音編碼方式AMREVRCAMR【表1-1三種移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比】（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史4.

第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)定義第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）是第四代移動(dòng)通信及其技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是集3G與WLAN于一體，并能夠傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的高質(zhì)量視頻圖像的技術(shù)系統(tǒng)。特點(diǎn)（1）能夠以100

Mb/s的速度進(jìn)行下載，比撥號(hào)上網(wǎng)快2000倍，上傳的速度也能達(dá)到20

Mb/s，并能夠滿(mǎn)足幾乎所有用戶(hù)對(duì)于無(wú)線(xiàn)服務(wù)的要求。（2）4G與固定寬帶網(wǎng)絡(luò)在價(jià)格方面不相上下，而且計(jì)費(fèi)方式更加靈活機(jī)動(dòng)，用戶(hù)完全可以根據(jù)自身的需求確定所需的服務(wù)。（3）4G可以在DSL和有線(xiàn)電視調(diào)制解調(diào)器沒(méi)有覆蓋的地方部署，然后再擴(kuò)展到整個(gè)地區(qū)。4.

第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史【圖1-14G商用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)發(fā)展和演進(jìn)過(guò)程】低時(shí)延和大連接特點(diǎn)的新一代寬5

G

通信設(shè)施是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史5.

第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)5

G

，

是指第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)，是具有高速率、5

G

定義了三大類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景，即增

強(qiáng)

移

動(dòng)

寬

帶帶移動(dòng)通信技術(shù)，（eMBB）、超低時(shí)延高可靠通信（uRLLC）和的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。海

量

機(jī)

器

通

信（mMTC）。主要面向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)流量爆炸式增長(zhǎng)，為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶(hù)提供更加極致的應(yīng)用體驗(yàn)，

5

G

的峰值速

率

可

以

達(dá)

到10～20

Gb/s。截至2021年底，我國(guó)已建

成142.5萬(wàn)個(gè)5G基站，總量占全球6

0

%

以上，

5

G用戶(hù)數(shù)達(dá)到3.55億戶(hù)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)已邁入5

G

引領(lǐng)時(shí)代。（一）移動(dòng)通信系統(tǒng)特點(diǎn)及分類(lèi)1.移動(dòng)通信的特點(diǎn)1）信道特性差2）干擾復(fù)雜3）頻譜資源有限4）用戶(hù)終端設(shè)備（移動(dòng)臺(tái)）要求高5）要求有效的管理和控制2.移動(dòng)通信的分類(lèi)（1）按使用對(duì)象可分為民用設(shè)備和軍用設(shè)備。（2）按使用環(huán)境可分為陸地通信、海上通信和空中通信。（3）按多址方式可分為頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）。（4）按覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。（5）按業(yè)務(wù)類(lèi)型可分為電話(huà)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)。（6）按工作方式可分為同頻單工、異頻單工、異頻雙工和半雙工。（7）按服務(wù)范圍可分為專(zhuān)用網(wǎng)和公用網(wǎng)。（8）按信號(hào)形式可分為模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)。模 塊 一02鐵路移動(dòng)通信概述（一）移動(dòng)通信在鐵路中的應(yīng)用1.

調(diào)度指揮與安全生產(chǎn)（1）鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)作為列車(chē)調(diào)度無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)的更新和換代，旨在支持各種移動(dòng)語(yǔ)音通信，如區(qū)段業(yè)務(wù)移動(dòng)、緊急救援、調(diào)車(chē)編組操作、車(chē)站無(wú)線(xiàn)通信等。（2）對(duì)移動(dòng)和固定無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅鐭o(wú)線(xiàn)電列車(chē)號(hào)碼傳輸、列車(chē)后端氣壓、機(jī)車(chē)狀態(tài)信息、列車(chē)車(chē)軸溫度檢測(cè)、橋梁和隧道監(jiān)控、鐵路電源狀態(tài)交叉保護(hù)與監(jiān)測(cè)等，都需要在鐵路無(wú)線(xiàn)通信中得到解決。2.

列車(chē)運(yùn)行控制安全防護(hù)（1）鐵路移動(dòng)通信在CTCS-3級(jí)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)中提供列車(chē)到基礎(chǔ)設(shè)施的安全數(shù)據(jù)傳輸，

為列車(chē)控制系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)透明的雙工傳輸通道，確保列車(chē)高速安全運(yùn)行。（2）鐵路移動(dòng)通信系統(tǒng)還能夠進(jìn)行機(jī)車(chē)同步運(yùn)行控制的安全數(shù)據(jù)傳輸，保證重載鐵路多機(jī)車(chē)同步運(yùn)行，提高運(yùn)營(yíng)效率。（一）移動(dòng)通信在鐵路中的應(yīng)用3.鐵路信息化乘客被視為移動(dòng)信息服務(wù)系統(tǒng)的主體，需要車(chē)載票務(wù)服務(wù)、移動(dòng)電子商務(wù)和客運(yùn)移動(dòng)增值服務(wù)等。機(jī)車(chē)、車(chē)輛、集裝箱等鐵路網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)體需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤信息傳輸，為實(shí)時(shí)在線(xiàn)信息查詢(xún)和各種管理信息系統(tǒng)提供移動(dòng)傳輸通道。鐵路信息化是必然選擇?！咀ⅲ?鐵路信息化圖示在下頁(yè)】服務(wù)等。4.

鐵路移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)乘客被視為移動(dòng)信息服務(wù)系統(tǒng)的主體，需要車(chē)載票務(wù)服務(wù)、移動(dòng)電子商務(wù)和客運(yùn)移動(dòng)增值機(jī)車(chē)、車(chē)輛、集裝箱等鐵路網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)體需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤信息傳輸，為實(shí)時(shí)在線(xiàn)信息查詢(xún)和各種管理信息系統(tǒng)提供移動(dòng)傳輸通道。鐵路信息化是必然選擇。（一）移動(dòng)通信在鐵路中的應(yīng)用【圖1-2鐵路信息化體系結(jié)構(gòu)圖】圖右圖所示為鐵路信息化體系結(jié)構(gòu)，各系統(tǒng)在信息化體系中處于不同的層次并相互作用、相互支撐，構(gòu)成了緊密相連的有機(jī)整體（二）GSM-R通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介【圖1-3GSM-R系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型層次結(jié)構(gòu)】定義（GSM-R）是基于成熟、通用的公共移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)GSM平臺(tái)，專(zhuān)門(mén)為滿(mǎn)足鐵路應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的數(shù)字式移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，目的是建立一個(gè)全面的話(huà)音和數(shù)據(jù)移動(dòng)通信平臺(tái)，并構(gòu)建一個(gè)調(diào)度通信、列車(chē)控制、公共移動(dòng)和信息傳輸?shù)木C合通信系統(tǒng)。（二）GSM-R通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介【圖1-3GSM-R系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型層次結(jié)構(gòu)】GSM-R業(yè)務(wù)=GSM業(yè)務(wù)+集群+鐵路特色功能GSM-R與GSM的關(guān)系主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：GSM-R理論建立在GSM理論基礎(chǔ)之上。GSM-R技術(shù)建立在GSM技術(shù)基礎(chǔ)之上。GSM-R工業(yè)以GSM工業(yè)為基礎(chǔ)。GSM-R工程建設(shè)以GSM工程經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。GSM-R應(yīng)用開(kāi)發(fā)吸收GSM成功經(jīng)驗(yàn)。GSM-R的市場(chǎng)是鐵路專(zhuān)用，GSM的市場(chǎng)是公眾商用。2）實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段1）標(biāo)準(zhǔn)制定階段 3）項(xiàng)目實(shí)施階段（三）GSM-R的發(fā)展歷程1992年，國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UIC）認(rèn)為GSM正在逐漸成為移動(dòng)通信的適用標(biāo)準(zhǔn)，并發(fā)現(xiàn)GSM技術(shù)可以為新的鐵路移動(dòng)數(shù)字通信系統(tǒng)提供一個(gè)理想的平臺(tái)。在此基礎(chǔ)上，UIC制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試方法，建立了標(biāo)準(zhǔn)化的組織體系，制定了一系列鐵路需求規(guī)范，并設(shè)計(jì)了業(yè)務(wù)功能、服務(wù)質(zhì)量和電磁環(huán)境等指標(biāo)。1.GSM-R在全球的發(fā)展為了驗(yàn)證GSM-R系統(tǒng)的可靠性、移動(dòng)性和兼容性，UIC成立了另一個(gè)專(zhuān)門(mén)的組織，包括鐵路運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備制造商和研究機(jī)構(gòu)，專(zhuān)注于GSM-R高速環(huán)境下的性能驗(yàn)證。自1999年以來(lái)，歐洲一些國(guó)家開(kāi)始了GSM-R網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行測(cè)試和商業(yè)建設(shè)。瑞典、德國(guó)、意大利、法國(guó)、芬蘭、挪威、英國(guó)、比利時(shí)和西班牙陸續(xù)開(kāi)展了全國(guó)范圍的GSM-R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。GSM-R三階段（三）GSM-R的發(fā)展歷程2.GSM-R在中國(guó)的發(fā)展我國(guó)GSM-R建設(shè)和發(fā)展服從《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》安排，分為三個(gè)階段：第一階段：青藏線(xiàn)、大秦線(xiàn)和膠濟(jì)線(xiàn)的建設(shè)與試驗(yàn)該階段的建設(shè)為GSM-R在中國(guó)鐵路的全面推廣應(yīng)用積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)并打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二階段：客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)建設(shè)著重構(gòu)建中國(guó)鐵路GSM-R核心網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，搭建網(wǎng)絡(luò)骨架結(jié)構(gòu)，并且以客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)為主干線(xiàn)，建設(shè)相關(guān)的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)，為客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)的各種鐵路應(yīng)用提供完整的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)第三。階段：全國(guó)鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)的形成與完善階段逐漸構(gòu)建相關(guān)的無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò)，最終形成覆蓋全國(guó)鐵路的GSM-R網(wǎng)絡(luò)。1）安全性有待提升一組對(duì)立概念在未來(lái)，有必要進(jìn)一步提升GSM-R技術(shù)的安全性，有效克服各種自然環(huán)境對(duì)通信帶來(lái)的損害。統(tǒng)一設(shè)備生產(chǎn)管理的規(guī)范，保障設(shè)備間的兼容性，是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。（三）GSM-R的發(fā)展歷程3.

未來(lái)鐵路移動(dòng)通信的發(fā)展目前，稍微嚴(yán)重的自然災(zāi)害都會(huì)給鐵路沿線(xiàn)的通信設(shè)備帶來(lái)重大的打擊，中斷GSM-R無(wú)線(xiàn)通信的信息交互，從而給鐵路運(yùn)輸造成嚴(yán)重影響。2）設(shè)備的規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)有待統(tǒng)一我國(guó)GSM-R設(shè)備生產(chǎn)的規(guī)格沒(méi)有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，不同廠(chǎng)商出于對(duì)市場(chǎng)需求的不同考量以及對(duì)市場(chǎng)的預(yù)期有所差異，所生產(chǎn)出來(lái)的GSM-R設(shè)備暫未實(shí)現(xiàn)完全的統(tǒng)一模 塊 一GSM-R通信系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)任務(wù)一 G

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通信系統(tǒng)概述T

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S——概述GSM-R通信系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)任務(wù)二 GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接口模 塊 二——GSM-R系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目 錄GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（一）移動(dòng)終端設(shè)備（二）基站子系統(tǒng)（BSS）（三）移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）（四）通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS）（五）智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN）GSM-R系統(tǒng)接口（一）Um接口（二）基站子系統(tǒng)內(nèi)部接口（三）網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口（四）GPRS子系統(tǒng)內(nèi)部接口模 塊 二01G

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R

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一、GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSM-R網(wǎng)絡(luò)主要由六個(gè)子系統(tǒng)組成：移動(dòng)臺(tái)（MS）接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)的用戶(hù)設(shè)備，包括有線(xiàn)終端和無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備?；咀酉到y(tǒng)（BSS）由一個(gè)基站控制器（BSC）和若干個(gè)基站收發(fā)信機(jī)（BTS）組成。移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）建立在移動(dòng)交換中心（MSC）上，負(fù)責(zé)端到端的呼叫、用戶(hù)數(shù)據(jù)管理、移動(dòng)性管理和與固定網(wǎng)絡(luò)的連接。通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS）完成車(chē)地之間各種數(shù)據(jù)信息的安全傳輸，實(shí)現(xiàn)行車(chē)調(diào)度、機(jī)車(chē)IP地址更新與查詢(xún)等功能。智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN）實(shí)現(xiàn)GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的功能尋址、接入矩陣、位置尋址、位置呼叫限制、調(diào)度命令的傳送、短消息業(yè)務(wù)等功能。操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，為GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供管理和維護(hù)功能。（一）移動(dòng)終端設(shè)備提供的主要功能（1）接口單元。連接設(shè)備內(nèi)部有關(guān)單元，并為數(shù)據(jù)、話(huà)音應(yīng)用業(yè)務(wù)提供接入接口。（2）GSM-R數(shù)據(jù)單元。在主控單元的控制下完成數(shù)據(jù)的收發(fā)（支持GPRS方式）。（3）GSM-R語(yǔ)音單元。在主控單元的控制下完成語(yǔ)音的收發(fā)?！咀ⅲ篏SM-R終端設(shè)備類(lèi)型及使用范圍表在下頁(yè)】輔助作用與組成（1）輔助作用：記錄單元具有對(duì)話(huà)音、承載業(yè)務(wù)信息及操作過(guò)程等記錄和話(huà)音回放的功能；MMI實(shí)現(xiàn)人機(jī)信息的交互。（2）組成：GSM-R系統(tǒng)終端設(shè)備包括移動(dòng)臺(tái)和無(wú)線(xiàn)固定臺(tái)，除了調(diào)度終端、車(chē)站終端和有線(xiàn)電話(huà)外，其他終端設(shè)備均屬于移動(dòng)終端。（一）移動(dòng)終端設(shè)備【表2-1GSM-R終端設(shè)備類(lèi)型及使用范圍】終端設(shè)備類(lèi)型用戶(hù)類(lèi)型及范圍作業(yè)手持臺(tái)（OPH）用于列車(chē)上，以及車(chē)站、編組站、沿線(xiàn)區(qū)間及其他鐵路作業(yè)區(qū)的各工種工作人員的話(huà)音和數(shù)據(jù)通信通用手持臺(tái)（GPH）用于鐵路公務(wù)人員與鐵路業(yè)務(wù)相關(guān)人員的話(huà)音和數(shù)據(jù)通信調(diào)車(chē)手持臺(tái)（OPS）用于編組場(chǎng)調(diào)車(chē)作業(yè)的話(huà)音和數(shù)據(jù)通信固定無(wú)線(xiàn)臺(tái)用于區(qū)間、站場(chǎng)各類(lèi)信息點(diǎn)、業(yè)務(wù)點(diǎn)的通用數(shù)據(jù)傳輸或話(huà)音通信機(jī)車(chē)綜合通信設(shè)備用于運(yùn)營(yíng)機(jī)車(chē)、救援機(jī)車(chē)、維修檢測(cè)機(jī)車(chē)、編組場(chǎng)調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)、軌道車(chē)等機(jī)車(chē)司機(jī)的話(huà)音通信和通用數(shù)據(jù)傳輸列控機(jī)車(chē)臺(tái)用于運(yùn)營(yíng)機(jī)車(chē)、救援機(jī)車(chē)、維修檢測(cè)機(jī)車(chē)、編組場(chǎng)調(diào)車(chē)機(jī)車(chē)、軌道車(chē)等機(jī)車(chē)司機(jī)與地面控制中心之間的安全信息傳輸機(jī)車(chē)同步操作機(jī)車(chē)臺(tái)用于分布動(dòng)力重載列車(chē)本務(wù)機(jī)車(chē)和補(bǔ)機(jī)車(chē)之間的同步操作數(shù)據(jù)傳輸汽車(chē)車(chē)載臺(tái)用于各工種維護(hù)維修用車(chē)輛的話(huà)音和數(shù)據(jù)通信列尾通信設(shè)備用于列車(chē)尾部風(fēng)壓及控制信息的傳輸調(diào)度終端用于各工種調(diào)度員、值班室值班員的話(huà)音和數(shù)據(jù)通信車(chē)站終端用于車(chē)站（場(chǎng)）值班員、其他工種值班員的話(huà)音和數(shù)據(jù)通信有線(xiàn)電話(huà)需要納入GSM-R網(wǎng)絡(luò)的固定電話(huà)用戶(hù)組成部分移動(dòng)終端由終端設(shè)備和SIM（SubscriberIdentity

Module）卡組成，終端設(shè)備可以完成話(huà)音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息的發(fā)送與接收。SIM卡稱(chēng)為用戶(hù)識(shí)別模塊，它包含所有與用戶(hù)相關(guān)的信息。使用GSM-R網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)臺(tái)都需要插入SIM卡，只有當(dāng)處理異常的緊急呼叫時(shí)，可以在不用SIM卡的情況下操作移動(dòng)臺(tái)。包括車(chē)載臺(tái)（如機(jī)車(chē)臺(tái)、汽車(chē)臺(tái)）、手持臺(tái)（如通用手持臺(tái)、運(yùn)營(yíng)手持臺(tái)），以及其他列控?cái)?shù)據(jù)傳輸設(shè)備、列尾信息傳輸設(shè)備等（一）移動(dòng)終端設(shè)備【圖2-2移動(dòng)終端的組成】【圖2-3CIR設(shè)備】（一）移動(dòng)終端設(shè)備1.機(jī)車(chē)綜合無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備（CIR）CIR設(shè)備放置在機(jī)車(chē)駕駛室中，供機(jī)車(chē)司機(jī)通信使用，CIR是對(duì)無(wú)線(xiàn)列調(diào)機(jī)車(chē)電臺(tái)、GSM-R車(chē)載綜合平臺(tái)、800

MHz安全預(yù)警機(jī)車(chē)設(shè)備、450

MHz調(diào)度命令無(wú)線(xiàn)傳送機(jī)車(chē)裝置、列車(chē)尾部風(fēng)壓傳送設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和綜合使用的設(shè)備。CIR由主機(jī)、操作顯示終端（MMI）、揚(yáng)聲器、打印終端、連接電纜、天線(xiàn)、射頻饋線(xiàn)等組成。（一）移動(dòng)終端設(shè)備2.

GSM-R手持臺(tái)CIR設(shè)備放置在機(jī)車(chē)駕駛室中，供機(jī)車(chē)司機(jī)通信使用，CIR是對(duì)無(wú)線(xiàn)列調(diào)機(jī)車(chē)電臺(tái)、GSM-R車(chē)載綜合平臺(tái)、800

MHz安全預(yù)警機(jī)車(chē)設(shè)備、450

MHz調(diào)度命令無(wú)線(xiàn)傳送機(jī)車(chē)裝置、列車(chē)尾部（a）OPH （b）GPH風(fēng)壓傳送設(shè)備等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃和綜合使用的設(shè)備。CIR由主機(jī)、操作顯示終端（MMI）、揚(yáng)聲器、打印終端、連接電纜、天線(xiàn)、射頻饋線(xiàn)等組成。（a）OPH （b）【圖2-4 手持臺(tái)】GPH（一）移動(dòng)終端設(shè)備OPH主要用于列車(chē)、車(chē)站、編組場(chǎng)、沿線(xiàn)區(qū)間及其他鐵路作業(yè)區(qū)各工種的工作人員進(jìn)行話(huà)音和數(shù)據(jù)通信。GPH主要用于各類(lèi)管理人員、鐵路業(yè)務(wù)相關(guān)人員進(jìn)行話(huà)音和數(shù)據(jù)通信。兩種手持臺(tái)的業(yè)務(wù)功能要求見(jiàn)表2-2：種類(lèi)電信業(yè)務(wù)通用手持臺(tái)（GPH）作業(yè)手持臺(tái)（OPH）語(yǔ)音傳輸語(yǔ)音呼叫必選必選公眾緊急呼叫必選必選短消息業(yè)務(wù)短消息MT/PP必選必選短消息MO/PP必選必選短消息小區(qū)廣播必選必選傳真?zhèn)鬏數(shù)谌?lèi)傳真和語(yǔ)音交替可選可選自動(dòng)第三類(lèi)傳真可選可選語(yǔ)音組業(yè)務(wù)語(yǔ)音組呼業(yè)務(wù)（VGCS）必選必選語(yǔ)音廣播業(yè)務(wù)（VBS）必選必選【表2-2GPH與OPH手持臺(tái)業(yè)務(wù)功能要求】在隧道等弱場(chǎng)區(qū)，為了提高無(wú)線(xiàn)信號(hào)強(qiáng)度，還需要配置直放站設(shè)備，如近端機(jī)、遠(yuǎn)端機(jī)、漏纜和天線(xiàn)等。BSS是GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中最基本的組成部分。它有兩種基本組成設(shè)備，分別是基站收發(fā)信機(jī)（BTS）和基站控制器（BSC）?；咀酉到y(tǒng)包含了GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中無(wú)線(xiàn)通信部分的所有基礎(chǔ)設(shè)施，它通過(guò)空中無(wú)線(xiàn)接口直接與移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)通信連接，同時(shí)又連到網(wǎng)絡(luò)端的交換機(jī)，為移動(dòng)臺(tái)和交換子系統(tǒng)提供傳輸通路↓BSS可以看作移動(dòng)臺(tái)與交換機(jī)之間的橋梁。（二）基站子系統(tǒng)（BSS）【圖2-5BSS系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)】（二）基站子系統(tǒng)（BSS）從功能上看，BSS通過(guò)無(wú)線(xiàn)接口直接與移動(dòng)臺(tái)相連，負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)發(fā)送接收和無(wú)線(xiàn)資源管理；通過(guò)A接口與NSS相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶(hù)之間或移動(dòng)用戶(hù)與固定網(wǎng)用戶(hù)之間的通信連接，并且傳送系統(tǒng)信令和用戶(hù)信息等。一組對(duì)立概念為了保持BTS盡可能簡(jiǎn)單，BTS往往只包含那些靠近無(wú)線(xiàn)接口所必需的功能。（二）基站子系統(tǒng)（BSS）1.

基站收發(fā)信機(jī)（BTS）BTS由天線(xiàn)、耦合系統(tǒng)、收發(fā)信機(jī)（TRX）及基站公共功能（BCF）組成BTS在網(wǎng)絡(luò)的固定部分和無(wú)線(xiàn)部分之間提供中繼，移動(dòng)用戶(hù)通過(guò)空中接口（Um口）與BTS相連，BTS通過(guò)內(nèi)部Abis接口與BSC連接?！緢D2-6BTS的結(jié)構(gòu)及功能】（二）基站子系統(tǒng)（BSS）2.

基站控制器（BSC）定義BSC通過(guò)BTS和移動(dòng)臺(tái)的遠(yuǎn)端命令管理所有的無(wú)線(xiàn)接口，主要進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信道的分配、釋放及越區(qū)信道切換的管理等，起著B(niǎo)SS系統(tǒng)中交換設(shè)備的作用?；竟δ埽?）無(wú)線(xiàn)呼叫處理：建立與釋放無(wú)線(xiàn)鏈路和進(jìn)行MSC和BTS之間的信道交換。（2）無(wú)線(xiàn)資源管理：無(wú)線(xiàn)接入處理，無(wú)線(xiàn)信道分配（業(yè)務(wù)和信令），無(wú)線(xiàn)信道監(jiān)控。（3）業(yè)務(wù)集中管理：可以減少傳送費(fèi)用。2.

基站控制器（BSC）（二）基站子系統(tǒng)（BSS）基本功能（4）短消息業(yè)務(wù)（小區(qū)廣播管理）：向OMC-R所規(guī)定的目標(biāo)小區(qū)廣播短消息。BSC（基站控制器）的主要操作維護(hù)功能包括：OSS接口管理，BTS和TRAU管理。簡(jiǎn)單總結(jié)BSC的功能為：具有對(duì)一個(gè)或多個(gè)BTS進(jìn)行控制的功能，主要負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等，是個(gè)很強(qiáng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)?！緢D2-7基站控制器BSC的地位與作用】【圖2-8TRAU的結(jié)構(gòu)】3.TRAU結(jié)構(gòu)及功能TRAU由編譯碼器、控制器和外部PCM接口組成。值得注意的是，TRAU可以嵌入基站子系統(tǒng)BSS內(nèi)，和BSC合成在一個(gè)物理實(shí)體中，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)置，放在MSC側(cè)。（二）基站子系統(tǒng)（BSS）SSS系統(tǒng)（三）移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）我國(guó)GSM-R建設(shè)和發(fā)展服從《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》安排，分為三個(gè)階段：系統(tǒng)功能：SSS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(hù)數(shù)據(jù)管理和移動(dòng)性管理。提供基本話(huà)音呼叫業(yè)務(wù)和電路域數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。主要作用：移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）包括實(shí)現(xiàn)GSM-R的主要交換功能的交換中心，以及管理用戶(hù)數(shù)據(jù)和移動(dòng)性所需的數(shù)據(jù)庫(kù)。它的主要作用是管理GSM-R用戶(hù)和其他網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)之間的通信。構(gòu)成方式：移動(dòng)交換子系統(tǒng)由移動(dòng)交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR）、拜訪(fǎng)位置寄存器（VLR）、鑒權(quán)中心（AuC）、設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）、互聯(lián)功能單元（IWF）、組呼寄存器（GCR）、短消息服務(wù)中心（SMSC）等功能實(shí)體構(gòu)成。1.

移動(dòng)交換中心（MSC）?

定義：（1）MSC是SSS子系統(tǒng)的核心，SSS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(hù)數(shù)據(jù)管理和移動(dòng)性管理。提供面向系統(tǒng)其他功能實(shí)體的接口、到其他網(wǎng)絡(luò)的接口，以及與其他MSC互聯(lián)的接口。（2）實(shí)現(xiàn)對(duì)本MSC所屬無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的移動(dòng)用戶(hù)進(jìn)行移動(dòng)性管理、業(yè)務(wù)控制管理、連接管理、呼叫控制、話(huà)務(wù)轉(zhuǎn)接等。一）移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史?

主要功能：（1）處理用戶(hù)呼叫的交換功能。（2）協(xié)調(diào)自己所轄區(qū)域的呼叫，特別是尋呼移動(dòng)臺(tái)的功能。（3）與BSS協(xié)作動(dòng)態(tài)分配接入資源。（4）監(jiān)督BSS與MS之間的無(wú)線(xiàn)連接。（5）進(jìn)行呼叫的統(tǒng)計(jì)。（6）作為短消息網(wǎng)關(guān)，連接用戶(hù)與短消息服務(wù)中心。（三）移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）2.

歸屬位置寄存器（HLR）HLR是系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫(kù)，

存放與用戶(hù)有關(guān)的所有信息，

包括用戶(hù)的MSISDN、用戶(hù)類(lèi)別、漫游權(quán)限、IMSI、Ki、基本業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)及當(dāng)前位置信息等，

從而為MSC提供建立呼叫所需的路由信息。一個(gè)G

S

M

-

R

網(wǎng)絡(luò)中可以有不止一個(gè)HLR，它的數(shù)量取決于用戶(hù)的數(shù)量、設(shè)備的容量和網(wǎng)絡(luò)的組織結(jié)構(gòu)。（三）移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）【圖2-9HLR任務(wù)與用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)】3.

拜訪(fǎng)位置寄存器（VLR）定義VLR是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)進(jìn)入該控制區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)用戶(hù)的相關(guān)信息，為移動(dòng)用戶(hù)提供呼叫接續(xù)的必要數(shù)據(jù)。主要功能負(fù)責(zé)存儲(chǔ)屬于本MSC網(wǎng)絡(luò)下的移動(dòng)用戶(hù)數(shù)據(jù)，類(lèi)似MSC的內(nèi)存。由于VLR與MSC之間有大量的數(shù)據(jù)需要存取，為了提高移動(dòng)管理和呼叫建立的速度，VLR總是與MSC實(shí)現(xiàn)功能綜合，采用內(nèi)部接口直接集成?！緢D2-10VLR的功能及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)】（三）移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）【圖2-11AuC功能】（三）移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）4.

鑒權(quán)中心（AuC）AuC定義：AuC是存儲(chǔ)用戶(hù)鑒權(quán)算法、加密密鑰，以及產(chǎn)生鑒權(quán)信息的網(wǎng)元。AuC的主要功能：一是對(duì)用戶(hù)的身份進(jìn)行鑒權(quán)；二是為移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)之間在無(wú)線(xiàn)鏈路上的通信進(jìn)行加密。5.

互聯(lián)功能單元（IWF）【圖2-12 IWF在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的作用】IWF負(fù)責(zé)在GSM-R網(wǎng)絡(luò)與固定網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)終端之間提供速率和協(xié)議的轉(zhuǎn)換，具體功能取決于互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型和互聯(lián)的業(yè)務(wù)。I（WaF）常O與PHMSC在同一（個(gè)b）物G理PH設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，提供GSM-R網(wǎng)絡(luò)與其他固定網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，通過(guò)不同的硬件板卡或軟件驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。（三）移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）6.

組呼寄存器（GCR）7.短消息服務(wù)中心（SMSC）↓組呼寄存器（GCR）用于存儲(chǔ)移動(dòng)用戶(hù)的組ID、移動(dòng)臺(tái)利用語(yǔ)音組呼（VGCS）和語(yǔ)音廣播（VBS）參考發(fā)起呼叫的小區(qū)信息，以及發(fā)起呼叫的MSC是否負(fù)責(zé)處理呼叫的指示。短消息服務(wù)中心（SMSC）負(fù)責(zé)從MSC接收、存儲(chǔ)用戶(hù)短消息信息，以及通過(guò)MSC向用戶(hù)轉(zhuǎn)發(fā)短消息信息，即向MSC傳送短消息信息?！鼳C是GSM-R網(wǎng)絡(luò)的特殊部件，負(fù)責(zé)記錄、存儲(chǔ)鐵路緊急呼叫相關(guān)信息。（三）移動(dòng)交換子系統(tǒng)（SSS）短消息系統(tǒng)針對(duì)鐵路業(yè)務(wù)的可擴(kuò)展業(yè)務(wù)包括：（1）鐵路信息查詢(xún)業(yè)務(wù)，如列車(chē)到發(fā)時(shí)刻、票務(wù)查詢(xún)。（2）鐵路政策、法規(guī)、業(yè)務(wù)等宣傳。（3）鐵路內(nèi)部信息發(fā)送。（4）提供與GPS系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口，支持GPS業(yè)務(wù)及Wap、Internet業(yè)務(wù)。（5）提供API接口，支持增值業(yè)務(wù)的二次開(kāi)發(fā)。8.

確認(rèn)中心（AC）（四）通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS）GSM技術(shù)基礎(chǔ)上→端到端分組交換業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)為無(wú)線(xiàn)用戶(hù)提供分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，GPRS系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放接口，與已有的GSM-R電路交換系統(tǒng)有很多交互接口?！緢D2-13GSM-R網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)對(duì)比】GPRS與GSM-R是兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)，但具有相似性和對(duì)稱(chēng)性，它們共用基站和HLR設(shè)備等（四）通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS）鐵路GPRS與公眾GPRS的區(qū)別：在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)功能、參數(shù)設(shè)置上均有所不同。GPRS子系統(tǒng)主要組成：GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）、網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）、分組控制單元（PCU）、域名服務(wù)器（DNS）、認(rèn)證服務(wù)器（RADIUS）、接口服務(wù)器（GRIS）、歸屬服務(wù)器（GROS）等節(jié)點(diǎn)。GPRS子系統(tǒng)↓GPRS網(wǎng)絡(luò)核心層由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能實(shí)體組成；GPRS無(wú)線(xiàn)接入層由PCU（分組控制單元）、基站、終端等組成。GPRS無(wú)線(xiàn)接入層組網(wǎng)應(yīng)充分利用GSM-R系統(tǒng)的設(shè)備資源，保護(hù)投資，與GSM-R系統(tǒng)共用頻率資源。1.

服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）SGSN是為移動(dòng)臺(tái)MS服務(wù)的GPRS支持節(jié)點(diǎn)，SGSN主要負(fù)責(zé)移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前位置信息的登記，負(fù)責(zé)完成移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)分組數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)。其功能如下：（1）移動(dòng)性管理。（2）會(huì)話(huà)管理。（3）用戶(hù)數(shù)據(jù)管理。（4）安全性管理。（5）計(jì)費(fèi)。2.

網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）GGSN為GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)路由選擇、與外部網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能。其功能如下：（1）網(wǎng)絡(luò)接入控制功能。（2）維護(hù)路由表。（3）用戶(hù)數(shù)據(jù)管理。（4）移動(dòng)性管理功能。（5）其他功能：具有為MS動(dòng)態(tài)分配IP地址的功能，或配置DHCP（動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議）服務(wù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分配IP地址的功能；GGSN具有接入RADIUS（遠(yuǎn)端撥入用戶(hù)驗(yàn)證服務(wù)）服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)認(rèn)證的功能。（四）通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS）3.

分組控制單元（PCU）一組對(duì)PCU是在BSS側(cè)增加的一個(gè)處理單元，可以使BSS提供數(shù)據(jù)功能，控制無(wú)線(xiàn)接口使多個(gè)用戶(hù)使用相同的無(wú)線(xiàn)資源。PCU主要完成數(shù)據(jù)分組、無(wú)線(xiàn)信道的管理、錯(cuò)誤發(fā)送檢測(cè)和自動(dòng)重發(fā)等功能。

鐵路GPRS網(wǎng)絡(luò)的域名解析主要有4個(gè)用途：（1）在PDP上下文激活過(guò)程中，SGSN將APN提交給DNS進(jìn)行解析，獲得用戶(hù)所使用的GGSN的IP地址。（2）在SGSN間路由區(qū)更新過(guò)程中，新的SGSN通過(guò)域名解析查找原SGSN的IP地址。（3）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各網(wǎng)元之間通信時(shí)，網(wǎng)元域名至網(wǎng)元IP地址間的解析。（4）機(jī)車(chē)臺(tái)、列尾主機(jī)等車(chē)載GPRS設(shè)備的域名至其IP地址的解析。4.

域名服務(wù)器（DNS）DNS（Domain

Name

Server）就是進(jìn)行域名解析的服務(wù)器，能夠?qū)⒕W(wǎng)元域名轉(zhuǎn)化成實(shí)際的IP地址。（四）通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS）GPRS系統(tǒng)認(rèn)證服務(wù)器（RADIUS）存儲(chǔ)用戶(hù)身份信息，對(duì)用戶(hù)認(rèn)證請(qǐng)求進(jìn)行確認(rèn)，給用戶(hù)分配權(quán)限，完成用戶(hù)的認(rèn)證和鑒權(quán)功能；存儲(chǔ)所有機(jī)車(chē)號(hào)、車(chē)次號(hào)與IP地址的映射表。接口服務(wù)器（GRIS）GRIS系統(tǒng)是GSM-R系統(tǒng)GPRS網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用設(shè)備之一，提供了GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部鐵路專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)間的接口，并對(duì)經(jīng)過(guò)本網(wǎng)元的所有信息進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，具備統(tǒng)計(jì)功能。歸屬服務(wù)器（GROS）GROS系統(tǒng)是GPRS子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的重要應(yīng)用網(wǎng)元。GROS的主要功能如下：（1）為機(jī)車(chē)提供當(dāng)前歸屬GRIS的IP地址信息。（2）當(dāng)CIR機(jī)車(chē)用戶(hù)跨界，進(jìn)入非當(dāng)前GRIS管轄范圍時(shí)，由GROS向CIR設(shè)備發(fā)送GRIS地址更新指令，更新當(dāng)前歸屬GRIS地址信息。（四）通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS）【圖2-14智能網(wǎng)在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中的作用與地位】智能網(wǎng)的引入可以快速、經(jīng)濟(jì)、靈活和方便地提供鐵路應(yīng)用的各種新業(yè)務(wù)，可減少對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的改造。通過(guò)在交換子系統(tǒng)中引入的智能網(wǎng)功能實(shí)體，實(shí)現(xiàn)對(duì)呼叫的智能控制，主要目的是實(shí)現(xiàn)操作的便捷和智能。（五）智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN）1.智能網(wǎng)中各主要節(jié)點(diǎn)的功能1）GSM業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（gsmSSP）具有業(yè)務(wù)交換功能，可檢測(cè)出GSM-R智能業(yè)務(wù)的請(qǐng)求。2）GPRS業(yè)務(wù)交換點(diǎn)（gprsSSP）具有業(yè)務(wù)交換功能，可檢測(cè)出GPRS智能業(yè)務(wù)的請(qǐng)求。3）業(yè)務(wù)控制點(diǎn)（SCP）SCP具有業(yè)務(wù)控制功能，對(duì)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)接續(xù)和計(jì)費(fèi)的控制，以實(shí)現(xiàn)部分鐵路特定的業(yè)務(wù)。（五）智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN）4）智能外設(shè)（IP）IP在SCP的控制下提供業(yè)務(wù)邏輯程序所指定的各種專(zhuān)用資源5）業(yè)務(wù)管理點(diǎn)（SMP）SMP能配置和提供GSM-R智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。6）業(yè)務(wù)管理接入點(diǎn)（SMAP）相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)，為GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供管理和維護(hù)功能。7）業(yè)務(wù)生成環(huán)境點(diǎn)（SCEP）SCEP用于開(kāi)發(fā)、生成GSM-R智能網(wǎng)業(yè)務(wù)。【圖2-15智能網(wǎng)子系統(tǒng)的構(gòu)成】（五）智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN）2.智能網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)（1）基本業(yè)務(wù)：功能號(hào)注冊(cè)、注銷(xiāo)與管理，功能尋址，位置尋址，精確位置尋址、基于MSISDN呼叫限制。（2）擴(kuò)展業(yè)務(wù)：基于位置的呼叫限制、基于號(hào)碼的呼叫限制、短信智能業(yè)務(wù)、自動(dòng)獲取調(diào)度中心IP地址。定義【圖2-16 OSS各分類(lèi)子系統(tǒng)及主要功能】OSS是操作人員與系統(tǒng)設(shè)備之間的中介，它實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的集中操作與維護(hù)，完成了包括移動(dòng)用戶(hù)管理、移動(dòng)設(shè)備管理及網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)等功能。OSS主要包括網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和用戶(hù)管理系統(tǒng)。（六）操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）模 塊 二02G

S

M

-

R

系統(tǒng)接口用于移動(dòng)臺(tái)與GSM系統(tǒng)固定部分之間的互通，其物理鏈接通過(guò)無(wú)線(xiàn)鏈路實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括無(wú)線(xiàn)資源管理、移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)與模擬移動(dòng)通信網(wǎng)主要區(qū)別之一是無(wú)線(xiàn)接口不同。定義為移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）之間的通信接口Um是完全標(biāo)準(zhǔn)化的接口，也稱(chēng)開(kāi)放式接口，來(lái)自不同廠(chǎng)商所生產(chǎn)的MS和BTS之間都可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的Um接口連接。（一）Um接口1.

Abis接口【圖2-17 Abis接口特性】Abis接口定義為基站子系統(tǒng)（BSS）中的兩個(gè)功能實(shí)體基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）之間的通信接口，用于B（TSa與）BOSPCH之間的互聯(lián)（，b）物G理PH鏈接通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048

Mb/s或64

kb/s

PCM數(shù)字傳輸鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)。（二）基站子系統(tǒng)內(nèi)部接口【圖2-18Ater接口的基本特性及功能】2.Ater接口A(yíng)ter接口位于BSC和TRAU之間，用于處理BSC和TRAU之間的消息，同時(shí)支持16

kb/s的語(yǔ)音與數(shù)據(jù)通道，根據(jù)CCITT

No.7（CCS7）保留有信令通道，并定義BSC與TRAU之間的信令鏈路為L(zhǎng)APD，同時(shí)通過(guò)MSC到OMC-R可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理功能。（二）基站子系統(tǒng)內(nèi)部接口【圖2-19網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口】網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口如下圖所示：（三）網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口A(yíng)接口定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）與

基

站

子

系

統(tǒng)（BSS）之間的通信接口。此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等。1.

A接口B接口是MSC與當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在相應(yīng)的MSC控制區(qū)域內(nèi)

進(jìn)

行

漫

游

時(shí)VLR起定位和管理數(shù)據(jù)庫(kù)功能。C

接

口

是

M

S

C（

G

M

S

C

）

與VLR之間的接口。

HLR之間的接口。它主要用于傳遞管理與路由選擇信息。D接口是HLR與VLR之間的接口，用于移動(dòng)臺(tái)位置和用戶(hù)管理的信息交換。（三）網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口2.

B接口3.

C接口4.

D接口E接口是移動(dòng)交換中心之間的接口，在兩個(gè)MSC（GMSC）之間交換有關(guān)越區(qū)切換等信息。F接口是MSC與EIR之間的接口，用于在MSC與EIR之間交換有關(guān)移動(dòng)設(shè)備的管理信息。G接口是VLR之間的接口，當(dāng)某個(gè)移動(dòng)臺(tái)使用臨時(shí)移動(dòng)臺(tái)號(hào)碼（TMSI）在新的VLR中登記時(shí)，通過(guò)G接口在VLR之間交換有關(guān)信息。H接口H接口是HLR與AuC之間的接口，通過(guò)此接口，對(duì)移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的IMSI進(jìn)行鑒權(quán)和身份認(rèn)證。I接口I接口是MSC與GCR之間的接口，主要用于發(fā)起VGCS和VBS呼叫時(shí)，通過(guò)GCR來(lái)確定相關(guān)的主呼屬性。PSTN/ISDN/PSDN接口PSTN/ISDN/PSDN接口是MSC與公共交換電話(huà)網(wǎng)絡(luò)（PSTN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)（ISDN）和分組交換公共的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)（PSDN）之間的接口。（三）網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口GPRS內(nèi)部接口GPRS子系統(tǒng)內(nèi)部接口主要包括Gn、Gi、Gb等接口：1.Gn接口支持用戶(hù)數(shù)據(jù)和有關(guān)信令的傳輸，支持移動(dòng)性管理MM，采用TCP/IP協(xié)議。Gi接口在Gi接口上需要進(jìn)行協(xié)議的封裝/解封裝、地址轉(zhuǎn)換（如私有網(wǎng)IP地址轉(zhuǎn)換為共有網(wǎng)IP地址）、用戶(hù)接入時(shí)的鑒權(quán)和認(rèn)證等操作。Gb接口Gb接口是SGSN和BSS間的接口。通過(guò)該接口，SGSN完成與BSS系統(tǒng)、MS之間的通信，以完成分組數(shù)據(jù)傳送、移動(dòng)性管理、會(huì)話(huà)管理方面的功能。該接口是GPRS組網(wǎng)的必選接口。（四）GPRS子系統(tǒng)內(nèi)部接口典型案例一、案例背景在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中，GRIS接口服務(wù)器提供了GPRS網(wǎng)絡(luò)與鐵路調(diào)度集中系統(tǒng)CTC業(yè)務(wù)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)之間的接口服務(wù)，負(fù)責(zé)CTC與CIR業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。GRIS對(duì)經(jīng)過(guò)它的所有信息進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，同時(shí)具備數(shù)據(jù)的查詢(xún)和統(tǒng)計(jì)功能。某日，GRIS接口服務(wù)器上報(bào)告警信息，GRIS監(jiān)控管理終端顯示整個(gè)GRIS接口服務(wù)器指示燈變?yōu)榛疑珳鐮顟B(tài)，CTC與CIR業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)出現(xiàn)故障，如圖2-20所示?！緢D2-20GRIS系統(tǒng)指示燈】典型案例二、案例分析GRIS接口服務(wù)器和監(jiān)控管理終端軟件界面包含4個(gè)業(yè)務(wù)狀態(tài)指示燈，分別是GRIS與CIR、GRIS與CTC、GRIS與GROS、GRIS與DNS的連接狀態(tài)指示燈。每當(dāng)任意兩者之間產(chǎn)生數(shù)據(jù)交互時(shí)指示燈顯示綠燈閃爍，而當(dāng)任意兩者之間產(chǎn)生故障或訪(fǎng)問(wèn)超時(shí)時(shí)指示燈顯示紅燈閃爍，GRIS接口服務(wù)器自身故障時(shí)指示燈顯示灰色，同時(shí)產(chǎn)生聲音告警。例如，如果GRIS與CTC指示燈顯示紅燈閃爍，表示GRIS與其相連的某個(gè)或多個(gè)CTC通信服務(wù)器之間的鏈路檢測(cè)數(shù)據(jù)包超時(shí)，此時(shí)需檢查兩者之間的數(shù)據(jù)網(wǎng)連接是否正常，CTC通信服務(wù)器工作是否正常。如果GRIS與GROS指示燈顯示紅燈閃爍，表示GRIS與全路兩套GROS之間的數(shù)據(jù)交互超時(shí)，需要確認(rèn)GRIS與GROS之間的數(shù)據(jù)網(wǎng)路由是否出現(xiàn)問(wèn)題。如果GRIS與DNS指示燈閃紅，表示GRIS在向DNS查詢(xún)CIR車(chē)載終端IP地址時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要確認(rèn)GRIS與DNS之間的路由是否出現(xiàn)問(wèn)題，CIR車(chē)載終端機(jī)車(chē)號(hào)是否正確，DNS中相應(yīng)機(jī)車(chē)號(hào)數(shù)據(jù)是否錯(cuò)誤，等等。典型案例三、故障處理GRIS接口服務(wù)器故障期間，4個(gè)業(yè)務(wù)狀態(tài)指示燈均顯示灰色，并且產(chǎn)生聲音告警，GSM-R維護(hù)人員遠(yuǎn)程登錄GRIS接口服務(wù)器，發(fā)現(xiàn)GRIS接口服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)軟件“GRIS監(jiān)控管理終端”顯示軟件界面卡死。此時(shí)，GRIS接口服務(wù)器無(wú)法正常工作，某局管內(nèi)所有基于GSM-R的列車(chē)調(diào)度業(yè)務(wù)受到影響，列車(chē)調(diào)度命令和列車(chē)接車(chē)進(jìn)路預(yù)告信息等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，立刻重啟GRIS接口服務(wù)器軟件后業(yè)務(wù)恢復(fù)正常。模 塊 二GSM-R通信系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)任務(wù)二 GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及接口T

H

A

N

K

S——GSM-R系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GSM-R通信系統(tǒng)應(yīng)用與維護(hù)任務(wù)三 G

S

M

-

R

網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分模 塊 二——GSM-R系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.

GSM服務(wù)區(qū)GSM服務(wù)區(qū)是指移動(dòng)用戶(hù)可以通過(guò)GSM終端獲得通信服務(wù)的所有區(qū)域，可由若干個(gè)PLMN服務(wù)區(qū)組成。2.

PLMN服務(wù)區(qū)PLMN（Public

LandMobile

Network，公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）服務(wù)區(qū)是由一個(gè)公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)提供通信業(yè)務(wù)的地理區(qū)域。一個(gè)PLMN區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)MSC服務(wù)區(qū)組成。在該區(qū)域內(nèi)具有共同的編號(hào)制度和共同的路由計(jì)劃。如我國(guó)的中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通等，均有各自的PLMN網(wǎng)絡(luò)及編號(hào)?！咀ⅲ篏SM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)是指所有GSM-R運(yùn)營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的總和?！?.

MSC服務(wù)區(qū)一個(gè)MSC服務(wù)區(qū)指由該MSC所覆蓋的服務(wù)區(qū)域和該MSC相連的所有BSC所控制的BTS的覆蓋區(qū)域的總和，

位于該區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)均在該服務(wù)區(qū)的拜訪(fǎng)寄存器（VLR）中進(jìn)行登記。因此，在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，MSC總是和VLR集成在一起，在網(wǎng)絡(luò)中形成一個(gè)節(jié)點(diǎn)。4.

位置區(qū)（LA）每個(gè)MSC/VLR服務(wù)區(qū)又被劃分為若干個(gè)位置區(qū)。在一個(gè)位置區(qū)內(nèi)，移動(dòng)臺(tái)可以自由地移動(dòng)，而不需要進(jìn)行位置更新，因此一個(gè)位置區(qū)是廣播尋呼消息的尋呼區(qū)域。一個(gè)位置區(qū)只能屬于某一個(gè)MSC/VLR，即位置區(qū)的劃分不能跨越MSC/VLR。利用位置區(qū)識(shí)別碼（LAI），系統(tǒng)可以區(qū)別不同的位置區(qū)?！咀ⅲ篏SM-R網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)是指所有GSM-R運(yùn)營(yíng)商提供的網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的總和?！?.

小區(qū)（CELL）一個(gè)位置區(qū)包括若干個(gè)小區(qū)，小區(qū)是指一個(gè)BTS所覆蓋的全部或部分區(qū)域，是最小的可尋址無(wú)線(xiàn)區(qū)域，有時(shí)也稱(chēng)基站區(qū)。每個(gè)小區(qū)具有專(zhuān)門(mén)的識(shí)別碼（CGI），它表示網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)基本的無(wú)線(xiàn)覆蓋區(qū)域。【圖2-21GSM網(wǎng)絡(luò)中各種覆蓋區(qū)域之間的關(guān)系】目 錄GSM-R網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（一）GSM-R組網(wǎng)技術(shù)概述（二）核心網(wǎng)規(guī)劃（三）無(wú)限網(wǎng)規(guī)劃GSM–R系統(tǒng)編號(hào)（一）GSM公共編號(hào)（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)（三）網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)內(nèi)部接口（四）GPRS子系統(tǒng)內(nèi)部接口模 塊 二01G

S

M

-

R

網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃1.

區(qū)域覆蓋方式1）大區(qū)制大區(qū)制是指采用一個(gè)基站覆蓋整個(gè)服務(wù)范圍，完成服務(wù)區(qū)內(nèi)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制。由于整個(gè)服務(wù)區(qū)域半徑較大（半徑為30～50

km），需要架設(shè)較高的天線(xiàn)（幾十米至上百米），右圖所示，增大信號(hào)發(fā)射功率，才能保證移動(dòng)臺(tái)可以接收到基站的信號(hào)。這種覆蓋方式的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，一般不需要交換設(shè)備（控制方式簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低）。適用于用戶(hù)密度不大或通信容量較小的系統(tǒng)，一般用戶(hù)數(shù)只能有幾百個(gè)?！緢D2-22大區(qū)制基站】（一）GSM-R組網(wǎng)技術(shù)概述1.

區(qū)域覆蓋方式1）大區(qū)制由于受到移動(dòng)臺(tái)發(fā)射功率的限制，基站無(wú)法收到較遠(yuǎn)處移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的信號(hào)。為解決這個(gè)問(wèn)題，可以在服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)若干分集接收點(diǎn)與基站相連，使移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)經(jīng)分集接收點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)至基站。在大區(qū)制中，服務(wù)范圍仍然有限，頻率不能重復(fù)使用，用戶(hù)容量小，因此滿(mǎn)足不了用戶(hù)數(shù)日益增長(zhǎng)的需要。如果用增大基站發(fā)射功率或增大其天線(xiàn)高度的辦法來(lái)擴(kuò)大服務(wù)范圍，就有可能使電磁波輻射到不需要的地區(qū)，形成干擾并降低頻率的有效利用?！緢D2-23大區(qū)制覆蓋方式示意圖】（一）GSM-R組網(wǎng)技術(shù)概述一組對(duì)立概念建網(wǎng)成本和復(fù)雜性增加2）小區(qū)制為了加大服務(wù)面積，從經(jīng)濟(jì)、頻率有效利用的綜合觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，將整個(gè)服務(wù)區(qū)劃分成半徑為2～10

km的許多小區(qū)域，在每一個(gè)小覆蓋區(qū)設(shè)置一個(gè)基站，這種方式稱(chēng)為小區(qū)制。小區(qū)制中，大的小區(qū)被分成若干個(gè)小區(qū)后，相隔一定距離的兩個(gè)小區(qū)使用相同的頻率組以實(shí)現(xiàn)各自區(qū)域內(nèi)的通信聯(lián)系，一個(gè)頻率可以重復(fù)使用多次，從而增加了單位面積上可供使用的頻道數(shù)，提高了頻率利用率?！緢D2-6BTS的結(jié)構(gòu)及功能】（一）GSM-R組網(wǎng)技術(shù)概述（一）GSM-R組網(wǎng)技術(shù)概述2.頻率分配1）GSM-R工作頻段我國(guó)GSM-R有2個(gè)4

MHz頻率帶寬：885～889

MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收），930～934

MHz（基站發(fā)，移動(dòng)臺(tái)收）。雙工收發(fā)頻率間隔45

MHz，相鄰頻道間隔為200

kHz。按等間隔頻道配置的方法，共有21個(gè)載頻。自2009年底起，鐵路GSM-R頻段專(zhuān)用。2）頻率復(fù)用提高GSM-R網(wǎng)絡(luò)容量的途徑：一是小區(qū)分裂，通過(guò)增加基站密度，提高網(wǎng)絡(luò)容量；二是頻率復(fù)用技術(shù)。下面重點(diǎn)介紹頻率復(fù)用技術(shù)?！緢D2-25蜂窩小區(qū)中頻率復(fù)用示意圖】2）頻率復(fù)用即小區(qū)之間在間隔足夠遠(yuǎn)的情況下，可使用相同的頻率，一般情況下把可用的N個(gè)頻道分成F組，依次把F組頻道分配給相鄰小區(qū)使用。如果采用全向型天線(xiàn)，通常在每個(gè)小區(qū)的中心位置設(shè)立一個(gè)基站，稱(chēng)為O型站點(diǎn)；如果采用定向扇形天線(xiàn)，則通常在三個(gè)小區(qū)的交叉點(diǎn)上設(shè)立一個(gè)基站，稱(chēng)為S型站點(diǎn)，該站點(diǎn)覆蓋相鄰的三個(gè)小區(qū)。在GSM系統(tǒng)中常采用4/12和3/9頻率復(fù)用方式。（一）GSM-R組網(wǎng)技術(shù)概述【圖2-26按4/12方式復(fù)用的小區(qū)組成示意圖】4/12復(fù)用方式：把頻率分成12組，并輪流分配到4個(gè)站點(diǎn)（A、B、C、D），每個(gè)站點(diǎn)可用3個(gè)頻率組（一）GSM-R組網(wǎng)技術(shù)概述3/9復(fù)用方式：把有限的頻率分成9組，并輪流分配到3個(gè)站點(diǎn)（A、B、C），每個(gè)站點(diǎn)可用到3個(gè)頻率組【圖2-27按3/9方式復(fù)用的小區(qū)組成示意圖】頻率規(guī)劃一個(gè)良好的頻率規(guī)劃可以在維持良好話(huà)音質(zhì)量的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量的提升。頻率規(guī)劃原則：（1）同基站內(nèi)不允許存在同頻、鄰頻頻點(diǎn)。（2）同一小區(qū)內(nèi)BCCH和TCH的頻率間隔最好在400

kHz以上。（3）沒(méi)有采用跳頻時(shí)，同一小區(qū)TCH間的頻率間隔最好在400

kHz以上。（4）直接鄰近的基站應(yīng)避免同頻（即使其天線(xiàn)主瓣方向不同，旁瓣及背瓣的影響也會(huì)帶來(lái)較大的干擾）。（一）GSM-R組網(wǎng)技術(shù)概述（二）核心網(wǎng)規(guī)劃1.

移動(dòng)交換子系統(tǒng)1）GSM-R核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)置GSM-R核心網(wǎng)絡(luò)采用二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括移動(dòng)匯接網(wǎng)和移動(dòng)本地網(wǎng)?！緢D2-28交換網(wǎng)設(shè)置】（二）核心網(wǎng)規(guī)劃1.

移動(dòng)交換子系統(tǒng)【表2-3節(jié)點(diǎn)分配】大區(qū)匯接中心TMSC（3個(gè)，兼作MSC和GMSC匯接的移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)端局MSC） （19個(gè)，設(shè)在18個(gè)鐵路局所在地及拉薩）北京北京、沈陽(yáng)、太原、呼和浩特、哈爾濱、濟(jì)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2）固定用戶(hù)接入交換系統(tǒng)設(shè)置↓固定用戶(hù)一般指調(diào)度員或者車(chē)站值班員，采用有線(xiàn)方式和FA

S

連接，F(xiàn)AS再與MSC相連實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)的互通。（二）核心網(wǎng)規(guī)劃1.

移動(dòng)交換子系統(tǒng)與MSC同址設(shè)置，初期由移動(dòng)端

局MSC兼任，

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和業(yè)務(wù)量達(dá)到一定程度時(shí)，

可考慮獨(dú)立設(shè)置。在北京、武漢分別設(shè)置1套SMSC，并互為備用。遠(yuǎn)期可根據(jù)全

路GSM-R系統(tǒng)建設(shè)的情況進(jìn)行擴(kuò)容。在MSC所在地各設(shè)置1套AC記錄存儲(chǔ)設(shè)備，對(duì)緊急呼叫的相關(guān)信息進(jìn)行記錄、儲(chǔ)存。MSC設(shè)置在18個(gè)鐵路局集團(tuán)公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)鐵路局）所在地

及

拉

薩

設(shè)

置M

S

C

，

共計(jì)1

9個(gè)。網(wǎng)關(guān)局GMSC設(shè)置HLR設(shè)置全路在北京和武漢設(shè)置2個(gè)HLR，采用地理冗余成對(duì)配置，北京主用，武漢備用，成對(duì)的兩個(gè)HLR間實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)復(fù)制。短消息服務(wù)中心SMSC設(shè)置緊急呼叫確認(rèn)中心AC設(shè)置【圖2-29SCP異地容災(zāi)備份】（二）核心網(wǎng)規(guī)劃2.智能網(wǎng)子系統(tǒng)1）業(yè)務(wù)控制點(diǎn)SCP的設(shè)置北京和武漢設(shè)置2個(gè)SCP節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均采用硬件和軟件冗余備份，2個(gè)SCP節(jié)點(diǎn)間建立主備用關(guān)系，通過(guò)廣域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高速互聯(lián)，保證SCP數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。2）業(yè)務(wù)交換點(diǎn)SSP的設(shè)置SSP是受SCP指令控制起接續(xù)作用的部件，SSP與MSC合設(shè)。（a）OPH （b）GPH通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS）的業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)采用二級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括全國(guó)骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)和各路局本地?cái)?shù)據(jù)網(wǎng)【圖2-30 GPRS子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖】（二）核心網(wǎng)規(guī)劃3.

GPRS子系統(tǒng)3.GPRS子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用MPLS

BGP

VPN各路局核心路由器與各路局骨干接入路由器建立EBGP鄰居關(guān)系，實(shí)現(xiàn)GPRS網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通。全國(guó)設(shè)置若干個(gè)GPRS本地網(wǎng)，本地網(wǎng)由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS、BG、CG以及本地網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備等組成，通過(guò)鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的接入路由器接入骨干網(wǎng)，同時(shí)GPRS本地網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備進(jìn)行冗余設(shè)置，保證安全性。4.GSM-R與外網(wǎng)的接口GSM-R與列控系統(tǒng)RBC的接口。GSM-R與同步操控系統(tǒng)地面應(yīng)用節(jié)點(diǎn)的接口。GSM-R與鐵通PSTN專(zhuān)網(wǎng)交換機(jī)的接口。GSM-R與FAS系統(tǒng)的接口。GSM-R與TDCS及其他應(yīng)用系統(tǒng)的接口。（二）核心網(wǎng)規(guī)劃1.

基站子系統(tǒng)組網(wǎng)方式（1）星型組網(wǎng)方式星型組網(wǎng)時(shí)每個(gè)站點(diǎn)上由BSC直接引入n條E1

PCM鏈路。每個(gè)站點(diǎn)上的BTS設(shè)備都是末端設(shè)備。（3）環(huán)型組網(wǎng)方式環(huán)型組網(wǎng)有兩套互為備用的鏈路。環(huán)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有兩個(gè)上級(jí)節(jié)點(diǎn)，提高了鏈路的可靠性。（2）鏈型組網(wǎng)方式鏈型組網(wǎng)適用于一個(gè)站點(diǎn)多臺(tái)BTS的情況，信號(hào)經(jīng)過(guò)的環(huán)節(jié)較多，線(xiàn)路可靠性較差。適用于呈帶狀分布的、用戶(hù)密度較小的地區(qū)，可以大量節(jié)省傳輸設(shè)備。（4）樹(shù)型組網(wǎng)方式樹(shù)型組網(wǎng)方式實(shí)際上是星型和鏈型混合組網(wǎng)方式。它適用于面積大，用戶(hù)密度較低的地區(qū)，其組網(wǎng)方式復(fù)雜，經(jīng)過(guò)環(huán)節(jié)多，線(xiàn)路可靠性高。（三）無(wú)線(xiàn)網(wǎng)規(guī)劃2.

單網(wǎng)交織冗余覆蓋定義單網(wǎng)交織冗余覆蓋，如右圖所示，是指鐵路沿線(xiàn)由一層無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)加密基站，使線(xiàn)路上的某個(gè)地點(diǎn)的基站出現(xiàn)故障時(shí)，該地點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)仍然能夠通過(guò)相鄰基站得到保證，使得沿線(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用不會(huì)因個(gè)別無(wú)線(xiàn)設(shè)備的故障而中斷?！緢D2-31單網(wǎng)交織冗余覆蓋】（二）核心網(wǎng)規(guī)劃（二）核心網(wǎng)規(guī)劃組號(hào)12345678頻率分組1000100210051006101010111014101510031004100710081012101310161018【表2-4 頻率分組表】頻率分配的秩序可以按1、3、5、7、2、4、6、8的秩序進(jìn)行，每個(gè)基站四載頻，一個(gè)基站兩扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)兩個(gè)載頻。每個(gè)小區(qū)配置兩個(gè)載頻，可保證同一小區(qū)和鄰小區(qū)的頻點(diǎn)不相鄰。2.單網(wǎng)交織冗余覆蓋單網(wǎng)交織冗余覆蓋網(wǎng)絡(luò)所需的小區(qū)數(shù)在原有的單層網(wǎng)絡(luò)上增加了一倍，因此將GSM-R的19個(gè)頻點(diǎn)分為8組，由于實(shí)際應(yīng)用中可能有一些特殊站型和特殊環(huán)境，預(yù)留了三個(gè)頻點(diǎn)1001、1009、1017號(hào)作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整使用。同站址無(wú)線(xiàn)雙層【圖2-32網(wǎng)絡(luò)】（二）核心網(wǎng)規(guī)劃3.同站址無(wú)線(xiàn)雙層覆蓋同站址無(wú)線(xiàn)雙層網(wǎng)絡(luò)是指兩個(gè)基站并列設(shè)在同一站點(diǎn)，形成了鐵路沿線(xiàn)的兩個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層組號(hào)頻率重組131000，10031005，1007571010，10121014，1016241002，10041006，1008681011，10131015，1018【表2-5頻率分組】4.

交織站址無(wú)線(xiàn)雙層網(wǎng)絡(luò)定義與同站址方式不同，交織站址無(wú)線(xiàn)雙層網(wǎng)絡(luò)中的第二層基站位于一層兩個(gè)連續(xù)的基站之間。其優(yōu)點(diǎn)是如果某地發(fā)生災(zāi)害，只有其中一層失去覆蓋，另外一層的服務(wù)不受影響。但與此同時(shí)也帶來(lái)了小區(qū)規(guī)劃復(fù)雜，以及站址和安裝成本增加的問(wèn)題?！緢D2-33交織站址無(wú)線(xiàn)雙層網(wǎng)絡(luò)】（二）核心網(wǎng)規(guī)劃模 塊 二02G

S

M

–

R

系統(tǒng)編號(hào)（一）GSM公共編號(hào)1.

移動(dòng)用戶(hù)的ISDN號(hào)碼（MSISDN）MSISDN號(hào)碼是呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中某一用戶(hù)時(shí)，主叫用戶(hù)所撥的號(hào)碼。簡(jiǎn)單地說(shuō)，其實(shí)就是我們的手機(jī)號(hào)碼。手機(jī)號(hào)碼組成為：MSISDN=CC+

NDC+SN，【圖2-34MSISDN號(hào)碼組成】【圖2-35 SN號(hào)碼組成】CC

是國(guó)家碼，我國(guó)的國(guó)家號(hào)碼為86；NDC是國(guó)內(nèi)目的代碼，我國(guó)的GSM-R網(wǎng)絡(luò)國(guó)內(nèi)目的代碼為149。SN是用戶(hù)號(hào)碼，其中H0H1H2為HLR的識(shí)別碼，H0=CT=8，H1H2為地區(qū)號(hào)碼；ABCDE為移動(dòng)用戶(hù)號(hào)碼，首位A或AB表示用戶(hù)類(lèi)型，E表示號(hào)碼所屬站段。一組對(duì)MCC為移動(dòng)國(guó)家號(hào)碼，由3位數(shù)字組成；MSIN為移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別號(hào)碼，是一個(gè)10位的等長(zhǎng)號(hào)碼；IMSI用于GSM移動(dòng)通信網(wǎng)所有信令中，存儲(chǔ)在HLR、VLR和SIM卡。2.

移動(dòng)用戶(hù)漫游號(hào)碼（MSRNMSISDN是面向用戶(hù)的，而IMSI是面向網(wǎng)絡(luò)的，網(wǎng)絡(luò)通過(guò)IMSI號(hào)碼來(lái)識(shí)別用戶(hù)的身份。此號(hào)碼存儲(chǔ)于用戶(hù)端的SIM卡和網(wǎng)絡(luò)側(cè)，它由15位數(shù)字組成。（一）GSM公共編號(hào)【圖2-36 IMSI號(hào)碼組成】IMSI是在PLMN網(wǎng)中唯一識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶(hù)的號(hào)碼，它就像每一個(gè)用戶(hù)的身份證一樣。把MSISDN和IMSI對(duì)比起來(lái)看，MSISDN就像我們的名字，而IMSI就像我們的身份證號(hào)碼一樣。3.

移動(dòng)用戶(hù)漫游號(hào)碼（MSRN）定義MSRN

是在每次呼叫移動(dòng)用戶(hù)時(shí)，為了使網(wǎng)絡(luò)再次選擇路由，根據(jù)HLR

的請(qǐng)求，由用戶(hù)所處漫游地的VLR

臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶(hù)的一個(gè)號(hào)碼。該號(hào)碼在接續(xù)完成后即可釋放給其他用戶(hù)使用。它的結(jié)構(gòu)與MSISDN一樣。（一）GSM公共編號(hào)4.

臨時(shí)移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼（TMSI）定義GSM系統(tǒng)提供了在空中接口傳遞TMSI代替IMSI的保密措施。TMSI

是由當(dāng)前所屬VLR為來(lái)訪(fǎng)移動(dòng)用戶(hù)在鑒權(quán)成功后分配的一個(gè)臨時(shí)用戶(hù)識(shí)別碼，TMSI是一個(gè)4

字節(jié)的BCD碼，僅限在本地使用，由各MSC/VLR自行分配。該號(hào)碼在呼叫完成后即可釋放給其他用戶(hù)使用。5.

國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）?

定義：IMEI號(hào)碼用于唯一地識(shí)別一個(gè)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備，而與使用該手機(jī)的SIM卡用戶(hù)無(wú)關(guān)。在用戶(hù)不用SIM卡做緊急呼叫時(shí)，IMEI可被用作用戶(hù)標(biāo)識(shí)號(hào)碼，這也是唯一將IMEI號(hào)碼用于呼叫的情況。（一）移?

組成部分：IMEI=TAC+FAC+SNR+CD/SDTAC

為型號(hào)批準(zhǔn)碼，表示設(shè)備型號(hào)。FAC

為最后裝配碼，表示生產(chǎn)廠(chǎng)家及其裝配地。SNR

為流水序列號(hào)，表示設(shè)備生產(chǎn)順序號(hào)。CD/SD為備用碼，其中CD為校驗(yàn)位，SD為空閑位。（一）GSM公共編號(hào)【圖2-37IMEI號(hào)碼組成】6.

位置區(qū)識(shí)別碼（LAI）代表MSC

業(yè)務(wù)區(qū)的不同位置區(qū)，用于移動(dòng)用戶(hù)的位置更新，號(hào)碼結(jié)構(gòu)為：LAI=MCC+MNC+LAC。8.

基站識(shí)別色碼（BSIC）主要用于識(shí)別不同的基站或扇區(qū)，特別用于識(shí)別在不同國(guó)家和國(guó)內(nèi)不同網(wǎng)絡(luò)邊界地區(qū)的基站。7.

全球小區(qū)識(shí)別碼（CGI）是用來(lái)識(shí)別一個(gè)位置區(qū)的小區(qū)，它是在位置區(qū)識(shí)別碼（LAI）后加上一個(gè)小區(qū)識(shí)別碼（CI）。9.

移動(dòng)用戶(hù)切換號(hào)碼（HON）同MSRN一樣屬于局?jǐn)?shù)據(jù)范疇，HON號(hào)碼在全網(wǎng)范圍內(nèi)的每個(gè)MSC交換機(jī)上唯一分配，不可重復(fù)。（一）GSM公共編號(hào)GSM-R專(zhuān)有編號(hào)GSM

-

R專(zhuān)有編號(hào)按照《鐵路GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)編號(hào)計(jì)劃（V3.0）》（鐵運(yùn)〔2013〕3號(hào)）執(zhí)行。我國(guó)鐵路GSM

-

R

網(wǎng)絡(luò)包括以下類(lèi)型的號(hào)碼：（1）國(guó)內(nèi)GSM-

R網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)號(hào)碼；（2）國(guó)際GSM-

R網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)號(hào)碼；（3）短號(hào)碼：用于GSM-

R

網(wǎng)絡(luò)內(nèi)快速撥號(hào)；（4）引示號(hào)：用于GSM-

R網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)呼叫其他網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的分隔碼；（5）移動(dòng)用戶(hù)及固定用戶(hù)號(hào)碼；（6）特服號(hào)：用于特服業(yè)務(wù)呼叫。GSM-

R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備編號(hào)：用于標(biāo)識(shí)GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。IP地址：用于GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、終端設(shè)備及網(wǎng)管設(shè)備的TCP/IP尋址。（9）信令點(diǎn)編碼：用于采用No.7信令方式的信令點(diǎn)尋址。（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)GSM-R專(zhuān)有編號(hào)GSM

-

R專(zhuān)有編號(hào)按照《鐵路GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)編號(hào)計(jì)劃（V3.0）》（鐵運(yùn)〔2013〕3號(hào)）執(zhí)行。編號(hào)原則：（1）號(hào)碼應(yīng)在全網(wǎng)范圍內(nèi)統(tǒng)一分配，應(yīng)滿(mǎn)足互聯(lián)互通的要求。（2）編號(hào)方案應(yīng)保證網(wǎng)絡(luò)之間的互操作性，有助于用戶(hù)身份的識(shí)別和權(quán)限限制，并保持穩(wěn)定。（3）編號(hào)方案應(yīng)具有靈活性和可擴(kuò)充性，采用不等位編號(hào)，最長(zhǎng)不超過(guò)15位，并且由0到9的數(shù)字組成。（4）為方便用戶(hù)撥號(hào)，給特定用戶(hù)分配功能號(hào)碼，標(biāo)識(shí)用戶(hù)的職能身份。（5）可以用字母，字母在終端被轉(zhuǎn)換成數(shù)字串，轉(zhuǎn)換關(guān)系應(yīng)由鐵道部統(tǒng)一制定。（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)功能號(hào)碼是GSM-R網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的精華部分。調(diào)度員也可以通過(guò)功能號(hào)撥叫，在不知道列車(chē)上工作人員MSISDN號(hào)碼的情況下，準(zhǔn)確地找到要找的司乘人員。GSM-R網(wǎng)絡(luò)的功能號(hào)大致分為4種：車(chē)次功能號(hào)TFN、機(jī)車(chē)功能號(hào)EFN、車(chē)號(hào)功能號(hào)、調(diào)度員功能號(hào)。功能號(hào)的總體編號(hào)規(guī)則↓FN（功能號(hào)）=CT（功能號(hào)類(lèi)型）+UN（用戶(hù)號(hào)碼）+FC（功能碼）1.

功能號(hào)碼（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)功能碼功能描述功能碼功能描述00告警保留40ETCS/CTCS使用01本務(wù)機(jī)司機(jī)（車(chē)載臺(tái)）41～49國(guó)際（ETCS/CTCS）預(yù)留02～05補(bǔ)機(jī)1～4司機(jī)（車(chē)載臺(tái)）50～53國(guó)內(nèi)（車(chē)載臺(tái)）預(yù)留06～08國(guó)內(nèi)預(yù)留54～59國(guó)際（車(chē)載臺(tái)）預(yù)留09國(guó)際預(yù)留60～62國(guó)內(nèi)（旅客服務(wù)）預(yù)留10列車(chē)長(zhǎng)

163～69國(guó)際（旅客服務(wù)）預(yù)留11列車(chē)長(zhǎng)

270～79國(guó)內(nèi)預(yù)留12～19國(guó)際（列車(chē)員）預(yù)留80國(guó)際預(yù)留20國(guó)內(nèi)（餐車(chē)人員、列車(chē)員）預(yù)留81本務(wù)機(jī)司機(jī)（手持終端）21～27國(guó)際（餐車(chē)人員、列車(chē)員）預(yù)留82～85補(bǔ)機(jī)1～4司機(jī)（手持終端）28～30國(guó)內(nèi)（乘檢、列檢人員）預(yù)留86運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)長(zhǎng)1/隨車(chē)機(jī)械師131乘警長(zhǎng)187運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)長(zhǎng)2/隨車(chē)機(jī)械師232乘警長(zhǎng)287～89保留國(guó)內(nèi)使用33～39國(guó)際（乘警）預(yù)留90～99保留國(guó)內(nèi)使用【表2-6功能碼FC

的編碼規(guī)則】【表2-7ASCII編碼表】1）車(chē)次功能號(hào)TFN（TrainFunctionNumber）編碼規(guī)則：TFN（功能號(hào)）=CT（功能號(hào)類(lèi)型）+TN（車(chē)次號(hào)）+FC（功能碼）其中，CT=

2；TN=車(chē)次號(hào)字母部分+車(chē)次號(hào)數(shù)字部分（字母部分長(zhǎng)度最大支持兩位字符，編碼符合ASCII

編碼表（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)字母十進(jìn)制數(shù)字字母十進(jìn)制數(shù)字字母十進(jìn)制數(shù)字A65J74S83B66K75T84C67L76U85D68M77V86E69N78W87F70O79X88G71P80Y89H72Q81Z90I73R82【表2-8車(chē)次功能號(hào)編碼規(guī)則】1）車(chē)次功能號(hào)TFN（TrainFunctionNumber）編碼規(guī)則：TFN（功能號(hào)）=CT（功能號(hào)類(lèi)型）+TN（車(chē)次號(hào)）+FC（功能碼）其中，CT=

2；TN=車(chē)次號(hào)字母部分+車(chē)次號(hào)數(shù)字部分（字母部分長(zhǎng)度最大支持兩位字符，編碼符合ASCII

編碼表（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)車(chē)次功能號(hào)（TFN）備注2CCCC×××××

FF共

8～12

位數(shù)字。CCCC：車(chē)次號(hào)是0～2位字母轉(zhuǎn)換的

4

位數(shù)字，符合ASCII

碼轉(zhuǎn)換規(guī)則，當(dāng)車(chē)次號(hào)中帶1位字母時(shí)，CCCC=00CC，車(chē)次號(hào)中不帶字母字母時(shí)，CCCC=0000；當(dāng)車(chē)次號(hào)為0+1位字母+xxxx時(shí)，CCCC=48CC；當(dāng)車(chē)次號(hào)為00+xxxx時(shí)，CCCC=4848?！痢痢痢痢粒很?chē)次號(hào)中的數(shù)字位，1～5位可變長(zhǎng)，分別為×、××、……、×××××。FF：2

位數(shù)字功能碼

FC2）機(jī)車(chē)功能號(hào)EFN（EngineFunctionNumber）編碼規(guī)則EFN（功能號(hào)）=CT（功能號(hào)類(lèi)型）+EN（機(jī)車(chē)號(hào)）+FC（功能碼）↓其中：CT=3；EN=機(jī)車(chē)類(lèi)型代碼+機(jī)車(chē)編號(hào)（機(jī)車(chē)類(lèi)型代碼按規(guī)定編碼；固定3位；機(jī)車(chē)編號(hào)以實(shí)際機(jī)車(chē)的編號(hào)為準(zhǔn)，固定5位）（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)3）調(diào)度用戶(hù)功能號(hào)碼LN編碼規(guī)則FN（功能號(hào)）=CT（功能號(hào)類(lèi)型）+LN（位置區(qū)）+FC（功能碼）↓其中，CT

=

91，LN

=

L1L2L3L4L5，用以確定被叫方的注冊(cè)位置，包括調(diào)度轄區(qū)、車(chē)站（場(chǎng)）、編組場(chǎng)（分場(chǎng)）位置號(hào)，由5位數(shù)字組成，在全路范圍內(nèi)統(tǒng)一分配。L1L2=H1H2，與MSISDN號(hào)碼的H1H2相同。（二）GSM-R專(zhuān)有編號(hào)【表2-9調(diào)度用戶(hù)功能碼FC】功能碼功能描述功能碼功能描述00通用調(diào)度員（用于不受基于位置呼叫限制的各類(lèi)調(diào)度員）39預(yù)留01列車(chē)調(diào)度員40貨運(yùn)調(diào)度員02列車(chē)助理調(diào)度員41～49預(yù)留03～04預(yù)留50牽引供電調(diào)度員05車(chē)站（場(chǎng)）、編組場(chǎng)（分場(chǎng)）值班員（主信號(hào)樓）51～79預(yù)留