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的應用現狀
1.1GSM-R數字移動通信系統
目前GSM-R數字移動通信系統主要應用在國家鐵路，是由公眾網絡GSM演變過來適用于鐵路的專用無線通信系統。（1）主要提供的業務語音業務：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，用于養路、橋隧、接觸網（供電）、電務等部門的區間維護作業通信；公安、搶修、救援等多部門、多工種的應急移動通信需求。數據業務：列車運行控制系統信息傳送，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列控系統傳送站臺門控制及運行計劃處理兩項業務。（2）頻率規定根據相關規定，我國GSM-R系統采用專有的工作頻段為：上行：885-889MHz（移動臺發，基站收）；下行：930-934MHz（基站發，移動臺收）；頻道間隔為200KHz，雙工收發間隔為45MHz。（3）網間互聯互通GSM-R不同設備網間互聯互通均可實現，可以滿足不同設備網間機車的套跑需求。
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作為列車調度專用無線通信系統，一般采用800MHz頻段TETRA集群通信系統。（1）主要實現的功能語音通話：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。數據通信：系統可以為用戶提供數據通信功能，滿足列車車載臺與控制中心及車輛段之間數據傳輸需求，包括：出入庫通話組切換觸發信息、移動用戶設備狀態信息、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）頻率規定“國家對800MHz數字集群通信網使用的無線電頻率資源進行統一規劃和審批。使用800MHz數字集群通信頻率應當經信息產業部無線電管理局批準；未經批準，任何組織和個人不得擅自使用數字集群通信頻率”（原信無網[2007]18號文《800MHz數字集群通信頻率臺（站）管理規定》）。各省（自治區、直轄市）無線電管理機構根據當地實際需求，制定當地數字集群通信網使用頻率的規劃。（3）網間互聯互通目前TETRA系統不同設備網間尚無法實現基于ISI互聯互通。因此，若要實現不同設備網間機車套跑還需TETRA供應廠家及二次開發商共同開發解決。
1.3小結
由上可以看出，在城市軌道交通中采用的TETRA系統主要是用于語音調度通信，而與行車控制有關的數據業務基本由信號專業本身建設的無線通信網絡來傳送；而在國鐵中GSM-R系統傳送的業務相對比較豐富，不僅能滿足列車調度語音通信，也能滿足列控等數據業務，是一個承載語音、分組域數據及電路域數據的多業務綜合通信平臺。
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的，滿足鐵路運輸管理系統對鐵路無線網絡的業務需求和列車控制系統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、公用事業等領域。
2.2系統功能
兩種技術都有集群調度通信所需要的各類語音業務，如個呼、組呼、緊急呼叫、廣播呼叫等，但TETRA系統的.呼叫建立時間較短，一般在0.3-0.5s，而GSM系統的呼叫建立時間一般在5-6s，緊急呼叫可以做到2s以內。兩個系統均可完成電路域數據或分組域數據業務的應用，但從目前實際應用來看GSM-R系統承載列控數據業務更完善。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的運行環境已有大規模實用案例；根據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系統其移動用戶的最高運行速度基本在200km/h以內。
2.4互聯互通
GSM-R不同設備供應商網間互聯互通可完全做到，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接口尚未能實現標準化，這將導致不同廠家設備并網運行困難。
2.5小結
由于GSM-R是專門針對鐵路設計開發的標準，所以對于鐵路所需專有業務更專；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；盡管現階段TETRA系統傳送列控類數據尚不成熟，但從技術參數上看，TETRA系統具備此類數據業務傳送能力，只是還需要開發驗證。由以上分析我們也可以看到，GSM-R相對于TETRA的兩大優勢在于：（1）GSM-R的數據業務功能更為強大豐富，列控數據業務更為專業完善；（2）GSM-R系統不同設備網間的互聯互通更為成熟，更適合于大型網絡運營。同時，GSM-R系統的網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，其網絡在世界各種地形環境、各種氣候條件下得到了廣泛的驗證，我國在鐵路GSM-R系統網絡規劃、建設、運營維護等方面也積累了豐富的經驗。GSM-R技術也可以走GSM/3G/LTE的持續性發展道路，與整個通信產業保持一致。
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互通會影響列車專用無線通信技術的選擇，城際鐵路的業務功能需求、特別是信號列控業務的需求也會影響列車專用無線通信技術的選擇。綜合1、2兩節所述，分析如下：（1）如果城際鐵路需要與國鐵互聯互通，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系統是合適的；若采用TETRA系統，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域內運行，但各條線路仍有成網互聯套跑的需求，鑒于TETRA系統不同設備網間互聯互通仍不完善，所以采用GSM-R系統是一個更為妥當的選擇。（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，但在實現行車類數據業務上TETRA系統還需開發與完善。（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應首選GSM-R技術；對于僅限于區域內運行、且各條線路并網運行要求不高的城際鐵路，也可以采用TETRA系統。
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