基于GSM-R系统的列车无线通信模式

LillieMann

摘  要： 考虑到铁路车流量的持续增加，完善铁路运营管理工作是十分重要的。通信系统在列车行驶期间发挥重要的通信功能，把列车具体的情况传达给地面的调度人员，以维持铁路交通运输的持续性。面对这种新型模式，铁路部门要编制有效的管理维护计划，让列车无线通信的作用发挥到最佳，满足各类通信结构的操控需要。针对这一点，阐述无线通信模式的优点，及其在列车形式中的功能作用。
关键词： GSM-R系统；列车；无线通信；优点
中图分类号：TN929.532  文献标识码：A  文章编号：1671－7597（2012）0220012－01
1 列车推广无线通信模式的作用
自我国铁路交通运输大范围改造之后，大部分运输车辆的行驶速度实现全面升级，尤其是动车工程改造的实施标志着铁路交通“高速时代”的到来。铁路运输升级提速方便了乘客的交通需求，缩短了两地交通运输的时间。但同时，高速铁路潜在的安全隐患也十分显著，两辆列车之间保持稳定的交通距离关系着列车的安全形势。列车行驶中推广无线通信模式有着多方面的意义：
1.1 及时传递信息。无线通信模式配合直放站或其它中继站对数据信号频率进行扩大处理，这种方式可增强信号接收方的感应性能，及时捕捉到发送方的数据信息。此外，无线通信模式中连接的设备较少，列车人员的通信操作难度较低，经过短时间的信息编写即可准确传输出去。
1.2 方便行驶监控。由于铁路运输车辆行驶全面提速，列车内外部数据传输信号的强度会受到明显的干扰，若依旧采用传统的通信模式，则无法保证数据信息的稳定传输。利用无线通信模式能够搭建广阔的通信平台，让列车人员与地面调度人员保持稳定的通信，方便了列车行驶的控制。
1.3 告警突发故障。在科学技术的引导下，铁路车辆采用的无线通信系统功能更加优越。在满足列车人员对地面传递信息的前提下，也能够起到告警故障的作用。如：许多列车已经安装了自动化监控系统，与无线通信模块相联系，当通信模块出现异常信号时便会产生告警信号，提醒列车人员及时处理。
2 基于GSM-R系统的列车无线通信
运行列车上的人员对地面的调度员或其他人员进行的通信。它包括列车无线调度电话和列车旅客无线电话。列车旅客无线电话是旅客利用列车上的无线电公用设备，通过沿线设置的地面无线电设备和转接装置，经过交换设备，即可与市话网接通有关用户，或经长途线路传输与远距离用户通话。列车无线调度电话的具体应用情况：
调度员对沿线运行的机车进行调度指挥的无线电话。中国铁路的列车无线调度电话，用于调度员、车站值班员对沿线行驶的列车司机、运转车长进行调度指挥。铁路沿线的车站以带状分布在全国各地，各车站设置小功率无线电台和转接装置，机车上配有无线电台和控制盒。调度员通过有线或无线电路与车站电台（或固定电台）接续，然后再由车站电台（或固定电台）与其场强覆盖区内机车电台用无线信道接通，从而构成调度员与司机之间和车站值班员与司机之间相互通话。
列车无线调度电话使用150MHz和400MHz频段，频道间隔为25kHz，在运输业务不繁忙的区段采用单工通信方式，双方使用同一频率，交替地进行收发通话。这种制式具有组网灵活，设备简单等特点。在铁路运输日趋繁忙区段，无线电话使用量不断增多的情况下，为了迅速可靠地接续，现在世界各国陆续使用不同频率进行发射和接收的双工或半双工通信方式。采用音频组合式或数字编码式的选择呼叫，并附有紧急呼叫功能和发送调度命令及各种指令信息的功能。列车无线调度电话覆盖区域的划分有两种形式：一是用于车流密度小、运输不繁忙区段的大区域方式；一是用于车流密度大、运输繁忙区段的小区域方式。
3 基于GSM-R系统的站内无线通信
供铁路站场内进行作业指挥以及业务联系用的一种无线通信。主要有客、货运站无线电话和编组站无线电话。客、货运站无线电话 主要用于货运人员间运营作业和装卸作业，以及旅客运输业务人员间的通信联络。
3.1 编组站无线电话。供编组站的到达场、编组场和出发场等各类作业人员如调车员、列车车辆检修员、铁鞋制动员、车号员、接发列车值班员以及在专用线上进行调车作业等的流动人员按各自不同的系统进行通信联络。根据作业性质和不同的需要分为十几个独立的无线通信系统，组成小区域通信网。在车辆间流动作业的人员使用的无线电话，由于电波传播受车辆、人体、便携式电台的天线高度和屏蔽效应等影响，因此应选用最佳通话频段。调车、检车等作业人员使用的便携式电话机具有体积小、耗电少、重量轻、可靠性高等特点，并能满足防雨、防冲击和全天候要求。
3.2 主要性能。站内无线通信设备主要性能为：发信机杂波抑制比通常要求在60dB以上，组合波抑制比要求在70dB以上，收信机阻塞衰耗应为80dB以上，互调抗扰性应为60dB以上。无线电报警装置 为防止列车进入线路维护、施工区段以及防止道口、桥梁、隧道发生事故，向司机发出告警而设的、司机和施工区段之间、司机和道口之间以及司机和巡道工之间的报警装置。这种装置必须绝对可靠，并且具有特殊使用标志，其作用距离为几公里范围内，警报时间约为10分钟，使用全国统一的专用频率，并尽可能实现自动检测。其他铁路工作人员使用的无线通信 主要有区间内作业、维修人员使用的无线电话和广泛用于铁路其他工作中的电话，如勘察施工、维修作业、救援列车、铁路公安等用的无线电话。
4 列车无线通信系统的维护
科技创新是社会可持续发展的技术保证，铁路通信行业的改革也要借助于不同的科学技术。国家积极投资铁路工程项目建设，基于GSM-R系统在结构上不断优化升级，在设备上也开始定期实施交替更新。列车无线通信模式的推广向列车人员及地面人员搭建了广阔的交流平台，为了防止无线通信系统出现异常情况，相关人员要加强通信模块的维护工作。
4.1 硬件维护。无线通信模式的功能发挥主要是依赖于硬件设备的操控，GSM-R系统在调整数据信号传输阶段需使用信号转换器、中继器、直放站等多种硬件设备。因此，列车人员在日常运营期间要积极维护硬件设备，列车行驶后及时把设备调整到正常的运行状态，保持数据信号的稳定传输。
4.2 软件维护。软件维护的重点是对通信网络采取保护措施，可利用计算机作为控制中心。列车无线通信模式启动，列车人员一边定点向地面发送数据信号，一边可观察软件的状态是否正常。维护期间，需定期检测通信网络是否遭受病毒、恶意攻击等破坏作用，检测到异常要及时处理。
5 结论
总之，基于GSM-R系统的列车无线通信模式具有多方面的优越性能，铁路工程在改造规划时要充分利用数字通信网络的优势，为列车无线通信提供更多的服务项目，确保列车与地面通信的稳定连接。
参考文献：
[1]金子文，基于GSM-R系统的列车通信模块设计[J].安徽通信科技，2011，18（11）：34-35.
[2]赵永进，现代铁路交通运输安全防御体系的设计[J].光通信研究，2011，41（25）：12-14.
[3]厉明梅，列车无线通信技术运用的优势及规划[J].重庆邮电学院学报（自然科学版），2006，22（10）：56-58.
[4]毛长清，GSM-R系统对铁路工程改造的促进作用[J].电信科学，2010，39（21）：87-88.