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[摘要] 既有铁路无线通信的现状与不足，铁路跨越式发展需要引入新的技术来满足新的需要。本文就铁路跨越式发展对新业务的需求进行了阐述。简单介绍了GSM-R技术组成以及能实现的功能，阐述了GSM-R在我国几条试验线的试验成果，以及目前国内GSM-R网络的建设情况、运用情况，展望了下一步的发展前景。
[关键字] GSM-R 技术 铁路 应用
随着铁路信息化水平的不断提高，语音和数据通信在铁路安全与效率方面的作用也显得日益重要。铁路过去依赖不同的技术系统来满足通信的需求，现在逐渐转向移动通信系统。移动通信系统在铁路安全运行上的作用日益彰显，无线通信技术跟不上形势的发展，在一定程度上制约了铁路的跨越式发展，2002年以来铁道部经过几年的论证、研究，在我国决定借鉴欧洲先进国家铁路通信在GSM-R系统上的成功经验，在国内选择GSM-R作为铁路专用移动通信系统，替代原有的模拟通信系统，支持铁路跨越式发展，首批试点线路为青藏线、大秦线和胶济线，并在实验成功的基础上逐步在全国各条铁路干线和新建城际客运专线上推广使用，本文简单阐述了GSM-R的组成、功能及国外的应用情况我国的发展情况谈一下自己的看法。
一、既有铁路无线通信的现状及不足
我国铁路既有的无线的通信系统主要包括列车无线调度通信系统（即无线列调）、站场平面调车无线通信系统、各专用（部门）对讲机系统等，以上无线通信系统不仅要实现无线列车调度、铁路站场调车通信、铁路区间移动通信等话音通信功能，同时还承担了车次号传输、列车尾部风压数据传输、道口预（报）警等很多数据无线传输任务，在铁路运输安全生产中发挥着越来越重要的作用。但是，由于铁路既有的单信道模拟制式无线通信设备主要是为满足话音通信设计的，长期以来一直存在着枢纽地区同频干扰严重，信道接入困难、语音不清晰和数据与话音争夺信道、相互干扰、系统分散、相互间无法互通、不具备网络能力、不具有保密性、维护成本高等问题，而且几万公里铁路沿线还一直沿用着落后不便的区间通话柱方式进行沿线作业和救援抢险，不适应技术发展和日益增长的运输生产需要。
现有铁路无线通信系统是我国铁路运输的薄弱环节，某种程度上制约了铁路跨越式的发展，需要引入新的技术来满足铁路跨越式发展的需要。
二、铁路跨越式发展对新业务的需求
随着我国铁路向着高速、重载、客运专线的方向发展，铁路运输安全对通信保障的要求越来越高，对通信业务提出了新的要求。
归纳起来主要有以下几方的新需求：1、基于通信的列车控制。2、重载机车同步操作。3、行车安全监控信息的传送。4、旅客综合服务信息的传送。5、有线、无线调度两网融合具有灵活的车—地高级语音通信功能。6、具有世界范围内的标准接口可实现跨国界的高速和一般列车间的通信。
综上所述可见，既有无线系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性、联网能力强、可满足高速、重载运输及信息化需求的通信系统适应未来铁路高速化的需要。
三、GSM-R系统介绍及世界范围内的发展情况
GSM-R中文全称为铁路综合数字移动通信系统。GSM-R是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点，为铁路运营提供定制附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统，GSM-R能满足列车运行速度为0-500km／小时的无线通信要求，安全性好。GSM-R可作为信号及列控系统的良好传输平台。
GSM-R 系统由六个子系统组成：交换子系统（SSS）、基站子系统（BSS）、运行与维护子系统（OMC）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、终端子系统及移动智能网子系统（IN），并通过交换子系统（SSS）中的网关移动交换中心（GMSC）实现与其他通信网络的电路域业务的互联互通，通过通用分组无线业务系统（GPRS）中的网关GPRS业务支持节点（GGSN）实现与其他数据信息网络的分组域业务的互联互通，GSM-R的业务是在GSM的业务的基础上，根据铁路的特殊需要进行修改和补充后形成的，所以GSM-R不仅可以提供GSM网络日常的话音、数据业务，而且可以提供铁路特色的功能业务。
GSM-R网络可实现的业务如下：
（1）话音、数据业务，包括：点对点呼叫、点对点的紧急呼叫、廣播呼叫、组呼叫、铁路紧急呼叫、多方通话、短消息等业务。
（2）调度功能业务，包括：增强多优先级与强拆（eMLPP）业务、语音广播呼叫业务（VBS）、语音组呼业务（VGCS）。
（3）铁路特定业务，包括：功能寻址、基于位置的寻址、铁路紧急呼叫、调车作业、多驾驶员通信等业务。
GSM-R为铁路公司的工作人员之间，包括司机、调度员、调车员、机车工程师和站台人员，提供了语音和数据通讯技术。GSM-R推出了一系列先进功能，如语音组呼、语音广播、基于位置的寻址、以及紧急抢占通话权等，从而大幅改善了工作人员间的通讯、协作和安全管理。GSM-R可将信号直接发送给列车司机，从而提高了列车速度，增加了运输密度，同时增强了行驶的安全性。GSM-R是一项目前在全球15个国家成功运营的技术。尽管GSM-R技术规范在2000年才制订完成，但已经广泛用于世界35个国家，包括欧盟所有成员国，而且亚洲、亚欧大陆和北非使用该技术规范的国家数量也在逐月增加。
四、GSM-R系统在我国的应用和发展
我国建设GSM-R网络初期分别在大秦线、青藏线、胶济线、分别从，山区、列车重载、高原冻土环境下的列车控制、客货混跑三个具有中国特色的环境下，就GSM-R技术进行了现实运用论证，取得成功，为我国GSM-R的全面建设积累了丰富的经验，打下了坚实的基础。
在青藏铁路通信中采用了专用的GSM-R系统，解决了冻土地带信号传输问题，减少了维护工作量；创造性的采用双交换机、同站址双基站无线覆盖方式，使GSM-R网络达到了可靠性、有效性、可维护性、安全性等技术指标要求，为全国推广列控技术积累丰富的经验。
大秦线是重载运输专线，山区多、隧道多、曲线多。我国自主研发了机车同步操控地面应用节点、车载通信单元和管理维护设备，可控列尾主机和控制盒，实现了２万吨重载组合列车同步操控；采用同站址双基站和基站交织两种无线覆盖方式混合组网，满足了不同地理环境的网络可靠性需求；为我国GSM-R在多山区、多隧道、多曲线的环境下应用积累经验。
胶济线GSM-R的成功运用，创造了在繁忙干线运营GSM-R的宝贵新经验。
铁道部按国家《中长期铁路网规划》全国将建设三个移动汇接交换中心(TMSC)，分别设在北京、武汉、西安。在全国18个铁路局所在地以及拉萨设置共计19个MSC（移动交换中心）,GSM-R核心网络采用二级网络结构。建立全国铁路统一的GSM-R移动通信平台,在铁路内部实现全国漫游,加快高速铁路信息化建设,实现高速铁路跨越式发展，目前我国已经建成有北京、武汉2个大区移动汇接中心，19个本地网端局MSC组成覆盖全国的GSM-R骨干网络结构，目前应经建成并投入实际应用的线路除青藏线、大秦线、胶济线以外，还有津京城际、武广高速铁路、石太客运专线、合宁客运专线、京九铁路、即将建成的有京沪高速铁路、京石、石武高速铁路，随着大量客运专线及高速铁路的建设，GSM-R网络将在我国的铁路通信中将占据主导逐渐取代落后的模拟无线通信，我国铁路的GSM-R时代将逐渐来临。
五、结束语
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具。GSM-R技术在铁路通信网中的应用现状及其未来的发展趋势，铁路通信网应该抓住当今通信技术的发展潮流和市场的需要，在保证铁路通信要求的前提下，既要符合中国铁路技术政策和有关行业的技术政策要求，也要密切结合我国实际需求，合理利用资源，做到技术先进、经济合理、安全适用、现实可行，从而参与同其他电信部门的竞争，为出行的旅客以及网络覆盖区域的用户提供高质量、方便、快捷、多元化的电信服务，进一步推动全国既有铁路通信系统的改造，全面加快铁路跨越式发展，实现运输生产力的大幅度提升，到2020年基本实现中国铁路现代化，为国民经济的稳步增长打下坚实的基础。
[关键字] GSM-R 技术 铁路 应用
随着铁路信息化水平的不断提高，语音和数据通信在铁路安全与效率方面的作用也显得日益重要。铁路过去依赖不同的技术系统来满足通信的需求，现在逐渐转向移动通信系统。移动通信系统在铁路安全运行上的作用日益彰显，无线通信技术跟不上形势的发展，在一定程度上制约了铁路的跨越式发展，2002年以来铁道部经过几年的论证、研究，在我国决定借鉴欧洲先进国家铁路通信在GSM-R系统上的成功经验，在国内选择GSM-R作为铁路专用移动通信系统，替代原有的模拟通信系统，支持铁路跨越式发展，首批试点线路为青藏线、大秦线和胶济线，并在实验成功的基础上逐步在全国各条铁路干线和新建城际客运专线上推广使用，本文简单阐述了GSM-R的组成、功能及国外的应用情况我国的发展情况谈一下自己的看法。
一、既有铁路无线通信的现状及不足
我国铁路既有的无线的通信系统主要包括列车无线调度通信系统（即无线列调）、站场平面调车无线通信系统、各专用（部门）对讲机系统等，以上无线通信系统不仅要实现无线列车调度、铁路站场调车通信、铁路区间移动通信等话音通信功能，同时还承担了车次号传输、列车尾部风压数据传输、道口预（报）警等很多数据无线传输任务，在铁路运输安全生产中发挥着越来越重要的作用。但是，由于铁路既有的单信道模拟制式无线通信设备主要是为满足话音通信设计的，长期以来一直存在着枢纽地区同频干扰严重，信道接入困难、语音不清晰和数据与话音争夺信道、相互干扰、系统分散、相互间无法互通、不具备网络能力、不具有保密性、维护成本高等问题，而且几万公里铁路沿线还一直沿用着落后不便的区间通话柱方式进行沿线作业和救援抢险，不适应技术发展和日益增长的运输生产需要。
现有铁路无线通信系统是我国铁路运输的薄弱环节，某种程度上制约了铁路跨越式的发展，需要引入新的技术来满足铁路跨越式发展的需要。
二、铁路跨越式发展对新业务的需求
随着我国铁路向着高速、重载、客运专线的方向发展，铁路运输安全对通信保障的要求越来越高，对通信业务提出了新的要求。
归纳起来主要有以下几方的新需求：1、基于通信的列车控制。2、重载机车同步操作。3、行车安全监控信息的传送。4、旅客综合服务信息的传送。5、有线、无线调度两网融合具有灵活的车—地高级语音通信功能。6、具有世界范围内的标准接口可实现跨国界的高速和一般列车间的通信。
综上所述可见，既有无线系统无法满足铁路新业务需求，应建立一个能完善解决铁路新业务需求、高安全可靠性、联网能力强、可满足高速、重载运输及信息化需求的通信系统适应未来铁路高速化的需要。
三、GSM-R系统介绍及世界范围内的发展情况
GSM-R中文全称为铁路综合数字移动通信系统。GSM-R是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点，为铁路运营提供定制附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统，GSM-R能满足列车运行速度为0-500km／小时的无线通信要求，安全性好。GSM-R可作为信号及列控系统的良好传输平台。
GSM-R 系统由六个子系统组成：交换子系统（SSS）、基站子系统（BSS）、运行与维护子系统（OMC）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、终端子系统及移动智能网子系统（IN），并通过交换子系统（SSS）中的网关移动交换中心（GMSC）实现与其他通信网络的电路域业务的互联互通，通过通用分组无线业务系统（GPRS）中的网关GPRS业务支持节点（GGSN）实现与其他数据信息网络的分组域业务的互联互通，GSM-R的业务是在GSM的业务的基础上，根据铁路的特殊需要进行修改和补充后形成的，所以GSM-R不仅可以提供GSM网络日常的话音、数据业务，而且可以提供铁路特色的功能业务。
GSM-R网络可实现的业务如下：
（1）话音、数据业务，包括：点对点呼叫、点对点的紧急呼叫、廣播呼叫、组呼叫、铁路紧急呼叫、多方通话、短消息等业务。
（2）调度功能业务，包括：增强多优先级与强拆（eMLPP）业务、语音广播呼叫业务（VBS）、语音组呼业务（VGCS）。
（3）铁路特定业务，包括：功能寻址、基于位置的寻址、铁路紧急呼叫、调车作业、多驾驶员通信等业务。
GSM-R为铁路公司的工作人员之间，包括司机、调度员、调车员、机车工程师和站台人员，提供了语音和数据通讯技术。GSM-R推出了一系列先进功能，如语音组呼、语音广播、基于位置的寻址、以及紧急抢占通话权等，从而大幅改善了工作人员间的通讯、协作和安全管理。GSM-R可将信号直接发送给列车司机，从而提高了列车速度，增加了运输密度，同时增强了行驶的安全性。GSM-R是一项目前在全球15个国家成功运营的技术。尽管GSM-R技术规范在2000年才制订完成，但已经广泛用于世界35个国家，包括欧盟所有成员国，而且亚洲、亚欧大陆和北非使用该技术规范的国家数量也在逐月增加。
四、GSM-R系统在我国的应用和发展
我国建设GSM-R网络初期分别在大秦线、青藏线、胶济线、分别从，山区、列车重载、高原冻土环境下的列车控制、客货混跑三个具有中国特色的环境下，就GSM-R技术进行了现实运用论证，取得成功，为我国GSM-R的全面建设积累了丰富的经验，打下了坚实的基础。
在青藏铁路通信中采用了专用的GSM-R系统，解决了冻土地带信号传输问题，减少了维护工作量；创造性的采用双交换机、同站址双基站无线覆盖方式，使GSM-R网络达到了可靠性、有效性、可维护性、安全性等技术指标要求，为全国推广列控技术积累丰富的经验。
大秦线是重载运输专线，山区多、隧道多、曲线多。我国自主研发了机车同步操控地面应用节点、车载通信单元和管理维护设备，可控列尾主机和控制盒，实现了２万吨重载组合列车同步操控；采用同站址双基站和基站交织两种无线覆盖方式混合组网，满足了不同地理环境的网络可靠性需求；为我国GSM-R在多山区、多隧道、多曲线的环境下应用积累经验。
胶济线GSM-R的成功运用，创造了在繁忙干线运营GSM-R的宝贵新经验。
铁道部按国家《中长期铁路网规划》全国将建设三个移动汇接交换中心(TMSC)，分别设在北京、武汉、西安。在全国18个铁路局所在地以及拉萨设置共计19个MSC（移动交换中心）,GSM-R核心网络采用二级网络结构。建立全国铁路统一的GSM-R移动通信平台,在铁路内部实现全国漫游,加快高速铁路信息化建设,实现高速铁路跨越式发展，目前我国已经建成有北京、武汉2个大区移动汇接中心，19个本地网端局MSC组成覆盖全国的GSM-R骨干网络结构，目前应经建成并投入实际应用的线路除青藏线、大秦线、胶济线以外，还有津京城际、武广高速铁路、石太客运专线、合宁客运专线、京九铁路、即将建成的有京沪高速铁路、京石、石武高速铁路，随着大量客运专线及高速铁路的建设，GSM-R网络将在我国的铁路通信中将占据主导逐渐取代落后的模拟无线通信，我国铁路的GSM-R时代将逐渐来临。
五、结束语
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具。GSM-R技术在铁路通信网中的应用现状及其未来的发展趋势，铁路通信网应该抓住当今通信技术的发展潮流和市场的需要，在保证铁路通信要求的前提下，既要符合中国铁路技术政策和有关行业的技术政策要求，也要密切结合我国实际需求，合理利用资源，做到技术先进、经济合理、安全适用、现实可行，从而参与同其他电信部门的竞争，为出行的旅客以及网络覆盖区域的用户提供高质量、方便、快捷、多元化的电信服务，进一步推动全国既有铁路通信系统的改造，全面加快铁路跨越式发展，实现运输生产力的大幅度提升，到2020年基本实现中国铁路现代化，为国民经济的稳步增长打下坚实的基础。