關于城際鐵路專用無線通信論文
1列車專用無線通信系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀
1.1GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)
目前GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)主要應用在國家鐵路，是由公眾網(wǎng)絡GSM演變過來適用于鐵路的專用無線通信系統(tǒng)。（1）主要提供的業(yè)務語音業(yè)務：列車調度員與機車司機、車站值班員與機車司機之間等各種列車無線調度通信；鐵路沿線維護人員的通信需求，用于養(yǎng)路、橋隧、接觸網(wǎng)（供電）、電務等部門的區(qū)間維護作業(yè)通信；公安、搶修、救援等多部門、多工種的應急移動通信需求。數(shù)據(jù)業(yè)務：列車運行控制系統(tǒng)信息傳送，機車同步操控信息傳送，列車無線車次號校核信息傳送，調度命令信息無線傳送等。同時也可為城際鐵路CTCS2+ATO列控系統(tǒng)傳送站臺門控制及運行計劃處理兩項業(yè)務。（2）頻率規(guī)定根據(jù)相關規(guī)定，我國GSM-R系統(tǒng)采用專有的工作頻段為：上行：885-889MHz（移動臺發(fā)，基站收）；下行：930-934MHz（基站發(fā)，移動臺收）；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)互通均可實現(xiàn)，可以滿足不同設備網(wǎng)間機車的套跑需求。
1.2TETRA集群通信系統(tǒng)
我國城市軌道交通（地鐵）則主要采用數(shù)字集群通信技術作為列車調度專用無線通信系統(tǒng)，一般采用800MHz頻段TETRA集群通信系統(tǒng)。（1）主要實現(xiàn)的功能語音通話：通話功能是地鐵專用無線通信的主要功能，為控制中心調度員、車輛段調度員、車站值班員等固定用戶與列車司機、防災、維修等移動用戶之間提供通話手段，同時具備選呼、組呼、廣播、緊急呼叫等幾種調度呼叫方式。數(shù)據(jù)通信：系統(tǒng)可以為用戶提供數(shù)據(jù)通信功能，滿足列車車載臺與控制中心及車輛段之間數(shù)據(jù)傳輸需求，包括：出入庫通話組切換觸發(fā)信息、移動用戶設備狀態(tài)信息、列車運行狀況信息、調度信息；并滿足移動用戶之間、移動用戶與固定用戶之間短消息傳送。（2）頻率規(guī)定“國家對800MHz數(shù)字集群通信網(wǎng)使用的無線電頻率資源進行統(tǒng)一規(guī)劃和審批。使用800MHz數(shù)字集群通信頻率應當經(jīng)信息產業(yè)部無線電管理局批準；未經(jīng)批準，任何組織和個人不得擅自使用數(shù)字集群通信頻率”（原信無網(wǎng)[2007]18號文《800MHz數(shù)字集群通信頻率臺（站）管理規(guī)定》）。各省（自治區(qū)、直轄市）無線電管理機構根據(jù)當?shù)貙嶋H需求，制定當?shù)財?shù)字集群通信網(wǎng)使用頻率的規(guī)劃。（3）網(wǎng)間互聯(lián)互通目前TETRA系統(tǒng)不同設備網(wǎng)間尚無法實現(xiàn)基于ISI互聯(lián)互通。因此，若要實現(xiàn)不同設備網(wǎng)間機車套跑還需TETRA供應廠家及二次開發(fā)商共同開發(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(tǒng)主要是用于語音調度通信，而與行車控制有關的數(shù)據(jù)業(yè)務基本由信號專業(yè)本身建設的無線通信網(wǎng)絡來傳送；而在國鐵中GSM-R系統(tǒng)傳送的業(yè)務相對比較豐富，不僅能滿足列車調度語音通信，也能滿足列控等數(shù)據(jù)業(yè)務，是一個承載語音、分組域數(shù)據(jù)及電路域數(shù)據(jù)的多業(yè)務綜合通信平臺。
2GSM-R與TETRA技術體制比較
2.1技術針對性
GSM-R是專門為鐵路移動通信而設計開發(fā)的，滿足鐵路運輸管理系統(tǒng)對鐵路無線網(wǎng)絡的業(yè)務需求和列車控制系統(tǒng)對其提出的服務質量要求。TETRA是新一代集群通信技術，具有較強的調度指揮功能，其針對的是專業(yè)部門的調度通信。該技術的主要應用對象是公共安全、運輸調度、公用事業(yè)等領域。
2.2系統(tǒng)功能
兩種技術都有集群調度通信所需要的各類語音業(yè)務，如個呼、組呼、緊急呼叫、廣播呼叫等，但TETRA系統(tǒng)的.呼叫建立時間較短，一般在0.3-0.5s，而GSM系統(tǒng)的呼叫建立時間一般在5-6s，緊急呼叫可以做到2s以內。兩個系統(tǒng)均可完成電路域數(shù)據(jù)或分組域數(shù)據(jù)業(yè)務的應用，但從目前實際應用來看GSM-R系統(tǒng)承載列控數(shù)據(jù)業(yè)務更完善。TETRA系統(tǒng)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(tǒng)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(guī)模實用案例；根據(jù)TETRA標準組織所做的高速仿真測試，該技術可支持在800MHz頻段450-500km/h的高速通信，但目前已建成的TETRA系統(tǒng)其移動用戶的最高運行速度基本在200km/h以內。
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(guī)范，并已成熟運用；目前TETRA標準中ISI接口尚未能實現(xiàn)標準化，這將導致不同廠家設備并網(wǎng)運行困難。
2.5小結
由于GSM-R是專門針對鐵路設計開發(fā)的標準，所以對于鐵路所需專有業(yè)務更專；而TETRA在集群調度功能上較強。兩種技術均能適應高速運行環(huán)境，都是成熟可靠的適用于列車調度的專用無線通信技術；盡管現(xiàn)階段TETRA系統(tǒng)傳送列控類數(shù)據(jù)尚不成熟，但從技術參數(shù)上看，TETRA系統(tǒng)具備此類數(shù)據(jù)業(yè)務傳送能力，只是還需要開發(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(shù)據(jù)業(yè)務功能更為強大豐富，列控數(shù)據(jù)業(yè)務更為專業(yè)完善；（2）GSM-R系統(tǒng)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)絡運營。同時，GSM-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構和空中接口與GSM相同，GSM技術已被100多個國家的200多個電信運營商所采納，其網(wǎng)絡在世界各種地形環(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(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃、建設、運營維護等方面也積累了豐富的經(jīng)驗。GSM-R技術也可以走GSM/3G/LTE的持續(xù)性發(fā)展道路，與整個通信產業(yè)保持一致。
3城際鐵路專用無線通信技術的選擇
城際鐵路與國鐵的互聯(lián)互通會影響列車專用無線通信技術的選擇，城際鐵路的業(yè)務功能需求、特別是信號列控業(yè)務的需求也會影響列車專用無線通信技術的選擇。綜合1、2兩節(jié)所述，分析如下：（1）如果城際鐵路需要與國鐵互聯(lián)互通，要求考慮機車套跑，采用與國鐵一致的專用無線通信技術GSM-R系統(tǒng)是合適的；若采用TETRA系統(tǒng)，可通過設置雙套機車臺來解決互通套跑問題，但會增加運營難度，增加安全隱患，同時也影響行車效率。（2）如果城際鐵路定位于在區(qū)域內運行，但各條線路仍有成網(wǎng)互聯(lián)套跑的需求，鑒于TETRA系統(tǒng)不同設備網(wǎng)間互聯(lián)互通仍不完善，所以采用GSM-R系統(tǒng)是一個更為妥當?shù)倪x擇。（3）如果城際鐵路只在區(qū)域內運行，且各條線路之間運行相互獨立，采用GSM-R和TETRA系統(tǒng)都是可行的，但在實現(xiàn)行車類數(shù)據(jù)業(yè)務上TETRA系統(tǒng)還需開發(fā)與完善。（4）如果城際鐵路為地方政府與社會資本投資修建（地方鐵路），則大多為自管運營模式，因此選擇TETRA系統(tǒng)較為合適。
4結語
綜上所述，城際鐵路列車專用無線通信系統(tǒng)應首選GSM-R技術；對于僅限于區(qū)域內運行、且各條線路并網(wǎng)運行要求不高的城際鐵路，也可以采用TETRA系統(tǒng)。
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