摘要：本文主要描述了中国铁路通信系统的几十年来的发展历史，并通过对GSM-R系统具体原理和即将投入运营的合宁高速铁路GSM-R系统的具体应用的介绍，充分说明了GSM-R系统是铁路未来通信发展的方向，是铁路跨越式发展，全面实现信息化建设的里程碑。
关键词：铁路通信系统；GSM-R；信息化；网络建设；业务功能；历史意义
中图分类号：TE46文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)15-30663-02
From GSM-R of the Railway to See the Development of Communication Systems
ZHAO Hui
(Tietong Tellcommunications Corporation Hefei Brangh, Hefei 230000, China)
Abstract: This paper describes the China Railway Communication System decades of history, Through the GSM-R system principles and specific operation in the Hefei-Nanjing high-speed railway GSM-R system should be specific with the introduction shows the GSM-R system is the communications future railway development in the direction of railway development by leaps and bounds the full realization of information technology milestone.
Key words: Railway Communication System; GSM-R; Information; Network construction; Business functions; Historical significance
1 引言
进入21世纪，随着铁路跨越式的发展，铁路通信系统也迎来了划时代的转变，铁路无线全球通信系统的GSM－R的建设和使用，表明中国铁路正在不断吸取国外铁路的先进经验和成果，努力提升自身的经济技术结构和规模水平，加快发展步伐，争取在较短时间内运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。
2 铁路通信的发展过程和现状
新中国成立初期，铁路长途通信一直采用的是以架空明线和电缆为传输媒质的载波通信设备，电话交换大量发展步进制自动交换机及人工长途台，在专用通信方面，全路调度、各站、养路等通信系统改造为铁线支流脉冲选叫方式。进入70年代，随着国外铁路开始应用光纤技术，我国铁路光缆、数字通信也随之进入研究阶段，进入80年代中后期，数字光纤通信已经在多条线上试用成功，90年代，数字光纤通信已经在铁路通信中被广泛使用，这一时期除光缆建设迅速发展以外，其他数字通信建设也得到了相应的发展。在交换方面，大量采用程控交换设备，90年代末，全路长途交换网基本形成，在数据交换方面，根据铁路运输管理信息系统（TMIS）、客票预定和发售信息系统及铁路其他信息业务的需要，建设了铁路第一个分组交换数据网，在专用通信方面，由于光数字分插设备的应用，区段通信电缆数大幅度增加，中间站通信条件大为提高。调度等共线电话也推广采用了程控共线设备。
铁路无线通信系统使用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，主要使用450M频段，共58对频点，固定分配给了无线列调、站调、公安等无线系统使用，各个部门间不能相互共享，造成频率资源的极大浪费，无线通信系统采用频点（信道）固定分配的方式，信道长期指配给某一系统（通常按专业划分）用户使用，当一个信道遇忙时，其它用户只能等待，往往造成该信道上的用户争抢或者出现阻塞，通信质量得不到保证；而信道空闲时，别的系统用户也并不能利用该信道进行通信。这无疑是对频率资源的一种浪费，也制约了用户数量的进一步发展。铁路无线通信系统枢纽地区干扰严重，不具备网络能力，移动终端对讲距离受限，邻站交界区易发生业务中断，各个无线通信系统分散，不能联合组网，使得各系统之间用户无法进行联络，无线、有线调度网基本独立，无法形成有机融合的整体。无线列调系统是开放系统，并未做任何鉴权加密处理，对用户无需进行身份识别，只要无线终端用户频点和调制方式与无线列调相同，便可以加入到无线列调系统内的通信。因此，话音业务可以被接收或窃听，给行车安全带来极大的隐患。
随着我国铁路信息化建设的不断发展，铁路数据信息业务量的多样化和高速率，使得GSM-R系统在国内有着广阔的发展空间，GSM-R技术也正是顺应时代的发展，利用其固有的“网络”特性，为铁路信息化和自动化发展奠定良好的基础，利用通信的手段实现铁路移动设施和固定设施的无缝连接，确保列车平稳、高速、安全地运行。
3 GSM-R系统的介绍
GSM-R(GSM for Railway)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的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。
2002年以来，铁道部经过几年的论证、研究，决定借鉴欧洲先进国家铁路通信在GSM-R系统上成功经验，决定在国内选择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。
既有的GSM－R通信系统主要由BSS（基站子系统）、NSS（交换子系统）、OSS（管理子系统）三大部分组成，根据业务的需要，增加了智能业务和GPRS分组数据业务功能单元，我国目前在青藏、大秦、胶济线试用的GSM-R系统基本上可以满足铁路运输信息业务十大功能：机车同步操作控制系统的信息传输、列车控制系统的信息传输、调度通信、无线车次号信息/CTC调度命令的传送、列车尾部风压信息传送、机车综合监测信息传送（弓况、工况、轴温等）、客车运行安全监测系统（TCDS）信息传送、旅客移动信息服务系统的信息传送、大型编组场/车站综合移动信息服务系统的信息传送、区间移动通信与公务移动通信。
4 安徽省内铁路GSM-R系统的建设和发展情况
进入2008年，我国铁路GSM－R通信系统的将全面建设和使用，安徽省内合宁、合武高速客运专线铁路将相继建设完工并投入运营，两条新线将全面使用GSM-R通信系统，合宁客运专线将在2007年底投入运营，全长166公里，其中客车运行期间为合肥站至南京站，同时组织部分跨线客车，货车运行期间为合肥东站至南京东站，因此合宁线GSM-R网络覆盖合肥、合肥东至南京、南京东站。合宁线为客货共线铁路，旅客列车设计行车速度200km/h（合宁线正线线间距、限界、桥涵、隧道结构物预留提速250km/h及以上条件），绝大部分地段地处平原地区，地形比较平坦，两端枢纽处于大城市，沿线人口稠密，经济较为发达。
合宁GSM-R系统设置基站子系统（BSS）的基站控制器（BSC）、编译码和速率适配单元（TRAU）、PCU设备，根据场强覆盖的需要在铁路沿线设置基站设备（BTS）和弱区覆盖设备，动车组和机车配置机车综合通信设备（CIR），相关移动工作人员配置手持终端。基站子系统暂接入济南核心网，待上海核心网建成后再接入上海核心网。
合宁铁路属于平原地形，全线地形比较平坦，仅有亭子山1号和亭子山2号2座隧道，相距108m，分别长370m和1635m，设计按照设置基站26处，其中车站14处，区间12处。铁塔26处，高度暂按40m考虑，对于亭子山两座隧道，本工程采用光纤直放站结合漏泄电缆的覆盖方案来解决。
由于合宁客运高速专线属于新建高速铁路，其通信配套设备与既有铁路铁路通信系统不同，其稳定性和安全性大大提高，根据合宁线的业务需求，新建的GSM-R无线通信系统主要提供以下业务功能：
1、调度通信：列调、货调、电调等。
2、应急抢险及施工维护通信；（合宁铁路不设有区间救援通话设备，完全依靠GSM-R系统实现应急救援通话。
3、无线车次号校核信息与列车进站停稳信息传送。
4、调度命令（含行车凭证、调车单、列车接车进路预告信息等）传送。
5、列尾风压数据传送。
6、无线机车信号和调车监控信息传送。
7、旅客服务系统移动数据业务。
8、区间维护作业通信：提供工务、供电、水电、电务等部门的区间维护作业通信业务。
9、应急移动通信：提供公安、抢修、救援等多部门、多工种的应急移动通信业务。
10、固定无线通信：提供铁路沿线桥隧守护等距车站较远不便设置有线电话地点维护人员的通信业务。
5 GSM-R系统的运营对中国铁路发展的重要意义
合武铁路也将在2008年底建成开通，从南京至合肥至武汉500多公里客运专线铁路运输将完全在GSM-R通信系统的指挥下运营，随着合宁、合武铁路GSM-R系统的开通使用，安徽铁路通信发展将会迈上一个新的台阶，将进一步推动安徽乃至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。