试析高速铁路GSM—R 通信动态检测系统.docVIP

精品论文 参考文献 试析高速铁路GSM—R 通信动态检测系统 （中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600） 摘要：GSM—R系统的应用对我国铁路特别是高速铁路的发展起到巨大的作用。该系统的有效运营离不开联调联试和不断的网络优化，其动态检测技术也在我国得到很大发展。本文结合某高速铁路相关情况，从GSM—R技术的概念出发，对GSM—R 通信动态检测系统在高速铁路建设及运行过程中的应用进行了详细分析。 关键词：GSM—R；动态检测；应用 前言 GSM—R（GSM for Railways）系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，属于专用移动通信的一种，专用于铁路的日常运营管理，是非常有效的调度指挥通信工具。 可以说，GSM—R系统的应用对于铁路建设、特别是高速铁路的建设及运行而言有着极为重要的意义。通过对该系统的合理应用，能够显著提高高速铁路的综合运行质量。而为实现整个系统的可靠性联调联式以及持续性的网络优化，要求做好对动态检测技术的应用。某高速铁路全长98.79公里，总投资97.6亿元，按国家I级双线电气化铁路建设，速度目标值为每小时250 公里，设计为客货混跑高速铁路，其牵引质量为4000吨，满足开行双层集装箱列车运输条件，在该项目建设中就引入了GSM—R系统。现结合这一实际案例，做详细分析与说明。 1 GSM—R技术简介 1.1GSM—R技术概述 GSM—R技术是由国际铁路联盟（简称UIC）所开发的适用于全球范围的铁路运输通信系统，是专门为了铁路建设、管理和运营的通信系统，其能够同时实现列车控制、调度职能，同时还在该系统中嵌入了诸如优先级、组级广播呼叫功能，让铁路运营管理更加高效。GSM—R系统的通信频率在870～960MHz之间，在运行过程中由移动台发射基站接收的上行频率在885～889MHz之间，由基站发射移动台接收的下行频率在930～934MHz之间，该两种频率的优点主要体现在建设成本低廉，同时能够很好地抵御电气化对于信号的干扰，可供实现时速le;500km/h地高铁管理需求。 1.2 GSM—R网络组成和功能 （1）网络子系统。网络子系统（简称NSS）是建立在移动交换中心（MSC）的基础之上，其与基站的连接方式是通过接口来完成的。网络子系统中包括有码型变换器、鉴权中心、组呼寄存器、设备识别寄存器和速率适配器等，其主要职能就是实现端-端之间语音呼叫和数据的管理。 （2）基站子系统。基站子系统分别由基站收发信息机和基站的控制器组成，当需要在无线区域运行时，则完全由MSC进行具体分控制。其中基站控制器的作用是管理收发信机和MSC之间的信息，同时基站控制器可以实现对收发信机一对多的控制。基站收发信机的职能体现在两个方面，其一是实现无线区域移动台的通信，其二是管理空中接口。 （3）操作和维护系统。操作系统和维护系统是彼此独立的，其中操作系统是完成网络操作的功能，维护系统则是需要进行用户、设备的管理和控制。现如今GSM—R 通信系统已经完成了外部网络之间的联系，从而实现公网、专网、移动等各个类型用户之间的联系。 2 GSM—R系统国内外研究现状 GSM—R系统应用起源于欧洲铁路，我国21世纪初引入这一系统，特别是在高速铁路上，作为指挥高速列车行车及调度的无线通信系统。GSM—R系统的正常运行对于保障行车安全具有非常重要的意义，因此对系统状态进行检测是不可或缺的。对GSM—R系统的检测可分为2个阶段，第一阶段是在高铁线路GSM—R通信系统建设完毕开通运营前，使用动态检测系统检测网络的各项指标是否符合开通运营条件，即联调联试；第二阶段是高铁线路运营过程中的日常动态检测，及时监测通信设备及系统的运用状态，为养护维修相关部门提供重要的参考。 目前，已经有国外采购和国产化的GSM—R检测系统（硬件和软件）在0号高速综合检测列车上应用，每个月对全路各高速铁路线路进行日常检测；更高速度的综合检测列车GSM—R检测系统也已用于京沪高速铁路的日常通信检测，检测项目主要包括无线场强覆盖、语音服务质量、电路域（CSD）服务质量和分组域（GPRS）服务质量等。 3 高速铁路GSM—R通信动态检测系统软硬件平台 3.1 系统架构 根据《GSM—R无线网络覆盖和服务质量（QOS）测试方法》中规定的对GSM—R系统服务质量的检测项目，新一代高速综合检测列车通信检测系统（见图1）由中央处理服务器、同步定位子系统、电磁环境检测子系统、GSM—R无线场