關(guān)于城際鐵路專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信論文
1列車(chē)專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信系統的應用現狀
1.1GSM-R數字移動(dòng)通信系統
目前GSM-R數字移動(dòng)通信系統主要應用在國家鐵路，是由公眾網(wǎng)絡(luò )GSM演變過(guò)來(lái)適用于鐵路的專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信系統。（1）主要提供的業(yè)務(wù)語(yǔ)音業(yè)務(wù)：列車(chē)調度員與機車(chē)司機、車(chē)站值班員與機車(chē)司機之間等各種列車(chē)無(wú)線(xiàn)調度通信；鐵路沿線(xiàn)維護人員的通信需求，用于養路、橋隧、接觸網(wǎng)（供電）、電務(wù)等部門(mén)的區間維護作業(yè)通信；公安、搶修、救援等多部門(mén)、多工種的應急移動(dòng)通信需求。數據業(yè)務(wù)：列車(chē)運行控制系統信息傳送，機車(chē)同步操控信息傳送，列車(chē)無(wú)線(xiàn)車(chē)次號校核信息傳送，調度命令信息無(wú)線(xiàn)傳送等。同時(shí)也可為城際鐵路CTCS2+ATO列控系統傳送站臺門(mén)控制及運行計劃處理兩項業(yè)務(wù)。（2）頻率規定根據相關(guān)規定，我國GSM-R系統采用專(zhuān)有的工作頻段為：上行：885-889MHz（移動(dòng)臺發(fā)，基站收）；下行：930-934MHz（基站發(fā)，移動(dòng)臺收）；頻道間隔為200KHz，雙工收發(fā)間隔為45MHz。（3）網(wǎng)間互聯(lián)互通GSM-R不同設備網(wǎng)間互聯(lián)互通均可實(shí)現，可以滿(mǎn)足不同設備網(wǎng)間機車(chē)的套跑需求。
1.2TETRA集群通信系統
我國城市軌道交通（地鐵）則主要采用數字集群通信技術(shù)作為列車(chē)調度專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信系統，一般采用800MHz頻段TETRA集群通信系統。（1）主要實(shí)現的功能語(yǔ)音通話(huà)：通話(huà)功能是地鐵專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信的主要功能，為控制中心調度員、車(chē)輛段調度員、車(chē)站值班員等固定用戶(hù)與列車(chē)司機、防災、維修等移動(dòng)用戶(hù)之間提供通話(huà)手段，同時(shí)具備選呼、組呼、廣播、緊急呼叫等幾種調度呼叫方式。數據通信：系統可以為用戶(hù)提供數據通信功能，滿(mǎn)足列車(chē)車(chē)載臺與控制中心及車(chē)輛段之間數據傳輸需求，包括：出入庫通話(huà)組切換觸發(fā)信息、移動(dòng)用戶(hù)設備狀態(tài)信息、列車(chē)運行狀況信息、調度信息；并滿(mǎn)足移動(dòng)用戶(hù)之間、移動(dòng)用戶(hù)與固定用戶(hù)之間短消息傳送。（2）頻率規定“國家對800MHz數字集群通信網(wǎng)使用的無(wú)線(xiàn)電頻率資源進(jìn)行統一規劃和審批。使用800MHz數字集群通信頻率應當經(jīng)信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線(xiàn)電管理局批準；未經(jīng)批準，任何組織和個(gè)人不得擅自使用數字集群通信頻率”（原信無(wú)網(wǎng)[2007]18號文《800MHz數字集群通信頻率臺（站）管理規定》）。各�。ㄗ灾螀^、直轄市）無(wú)線(xiàn)電管理機構根據當地實(shí)際需求，制定當地數字集群通信網(wǎng)使用頻率的規劃。（3）網(wǎng)間互聯(lián)互通目前TETRA系統不同設備網(wǎng)間尚無(wú)法實(shí)現基于ISI互聯(lián)互通。因此，若要實(shí)現不同設備網(wǎng)間機車(chē)套跑還需TETRA供應廠(chǎng)家及二次開(kāi)發(fā)商共同開(kāi)發(fā)解決。
1.3小結
由上可以看出，在城市軌道交通中采用的TETRA系統主要是用于語(yǔ)音調度通信，而與行車(chē)控制有關(guān)的數據業(yè)務(wù)基本由信號專(zhuān)業(yè)本身建設的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳送；而在國鐵中GSM-R系統傳送的業(yè)務(wù)相對比較豐富，不僅能滿(mǎn)足列車(chē)調度語(yǔ)音通信，也能滿(mǎn)足列控等數據業(yè)務(wù)，是一個(gè)承載語(yǔ)音、分組域數據及電路域數據的多業(yè)務(wù)綜合通信平臺。
2GSM-R與TETRA技術(shù)體制比較
2.1技術(shù)針對性
GSM-R是專(zhuān)門(mén)為鐵路移動(dòng)通信而設計開(kāi)發(fā)的，滿(mǎn)足鐵路運輸管理系統對鐵路無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)需求和列車(chē)控制系統對其提出的服務(wù)質(zhì)量要求。TETRA是新一代集群通信技術(shù)，具有較強的調度指揮功能，其針對的是專(zhuān)業(yè)部門(mén)的調度通信。該技術(shù)的主要應用對象是公共安全、運輸調度、公用事業(yè)等領(lǐng)域。
2.2系統功能
兩種技術(shù)都有集群調度通信所需要的各類(lèi)語(yǔ)音業(yè)務(wù)，如個(gè)呼、組呼、緊急呼叫、廣播呼叫等，但TETRA系統的.呼叫建立時(shí)間較短，一般在0.3-0.5s，而GSM系統的呼叫建立時(shí)間一般在5-6s，緊急呼叫可以做到2s以?xún)�。兩個(gè)系統均可完成電路域數據或分組域數據業(yè)務(wù)的應用，但從目前實(shí)際應用來(lái)看GSM-R系統承載列控數據業(yè)務(wù)更完善。TETRA系統的基站故障弱化功能較強，基站有單站集群的工作模式，并且支持直通模式（DMO）；而GSM-R系統則相對較弱。
2.3對高速運行的適應性
GSM-R在標準上要求支持500km/h的高速通信，并且在350km/h的運行環(huán)境已有大規模實(shí)用案例；根據TETRA標準組織所做的高速仿真測試，該技術(shù)可支持在800MHz頻段450-500km/h的高速通信，但目前已建成的TETRA系統其移動(dòng)用戶(hù)的最高運行速度基本在200km/h以?xún)取?/p>
2.4互聯(lián)互通
GSM-R不同設備供應商網(wǎng)間互聯(lián)互通可完全做到，在國內有完善成熟的標準規范，并已成熟運用；目前TETRA標準中ISI接口尚未能實(shí)現標準化，這將導致不同廠(chǎng)家設備并網(wǎng)運行困難。
2.5小結
由于GSM-R是專(zhuān)門(mén)針對鐵路設計開(kāi)發(fā)的標準，所以對于鐵路所需專(zhuān)有業(yè)務(wù)更專(zhuān)；而TETRA在集群調度功能上較強。兩種技術(shù)均能適應高速運行環(huán)境，都是成熟可靠的適用于列車(chē)調度的專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)；盡管現階段TETRA系統傳送列控類(lèi)數據尚不成熟，但從技術(shù)參數上看，TETRA系統具備此類(lèi)數據業(yè)務(wù)傳送能力，只是還需要開(kāi)發(fā)驗證。由以上分析我們也可以看到，GSM-R相對于TETRA的兩大優(yōu)勢在于：（1）GSM-R的數據業(yè)務(wù)功能更為強大豐富，列控數據業(yè)務(wù)更為專(zhuān)業(yè)完善；（2）GSM-R系統不同設備網(wǎng)間的互聯(lián)互通更為成熟，更適合于大型網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)。同時(shí)，GSM-R系統的網(wǎng)絡(luò )結構和空中接口與GSM相同，GSM技術(shù)已被100多個(gè)國家的200多個(gè)電信運營(yíng)商所采納，其網(wǎng)絡(luò )在世界各種地形環(huán)境、各種氣候條件下得到了廣泛的驗證，我國在鐵路GSM-R系統網(wǎng)絡(luò )規劃、建設、運營(yíng)維護等方面也積累了豐富的經(jīng)驗。GSM-R技術(shù)也可以走GSM/3G/LTE的持續性發(fā)展道路，與整個(gè)通信產(chǎn)業(yè)保持一致。
3城際鐵路專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的選擇
城際鐵路與國鐵的互聯(lián)互通會(huì )影響列車(chē)專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的選擇，城際鐵路的業(yè)務(wù)功能需求、特別是信號列控業(yè)務(wù)的需求也會(huì )影響列車(chē)專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的選擇。綜合1、2兩節所述，分析如下：（1）如果城際鐵路需要與國鐵互聯(lián)互通，要求考慮機車(chē)套跑，采用與國鐵一致的專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)GSM-R系統是合適的；若采用TETRA系統，可通過(guò)設置雙套機車(chē)臺來(lái)解決互通套跑問(wèn)題，但會(huì )增加運營(yíng)難度，增加安全隱患，同時(shí)也影響行車(chē)效率。（2）如果城際鐵路定位于在區域內運行，但各條線(xiàn)路仍有成網(wǎng)互聯(lián)套跑的需求，鑒于TETRA系統不同設備網(wǎng)間互聯(lián)互通仍不完善，所以采用GSM-R系統是一個(gè)更為妥當的選擇。（3）如果城際鐵路只在區域內運行，且各條線(xiàn)路之間運行相互獨立，采用GSM-R和TETRA系統都是可行的，但在實(shí)現行車(chē)類(lèi)數據業(yè)務(wù)上TETRA系統還需開(kāi)發(fā)與完善。（4）如果城際鐵路為地方政府與社會(huì )資本投資修建（地方鐵路），則大多為自管運營(yíng)模式，因此選擇TETRA系統較為合適。
4結語(yǔ)
綜上所述，城際鐵路列車(chē)專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通信系統應首選GSM-R技術(shù)；對于僅限于區域內運行、且各條線(xiàn)路并網(wǎng)運行要求不高的城際鐵路，也可以采用TETRA系統。
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