完整word版GSMR现状分析.docx
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完整word版GSMR现状分析
GSM-R资料
目录
一、 GSM-R的现状
1． GSM-R在世界发展现状
2． GSM-R在我国的技术发展现状
⑴欧洲GSM-R技术规范的现状
⑵我国GSM-R技术标准与规范的现状及必要性
⑶我国GSM-R标准、规范的范围和主要内容
二、 GSM-R的应用情况
1、 GSM-R与话音通信
1.1GSM-R与无线调度通信
1.2站场无线通信与无线调车机车信号和监控信息传送
1.3区间通信与应急通信
1.4GSM-R与有线调度
1.5GSM-R与普通话音通信
2、 GSM-R与列车控制
2.1列控信息传送
2.2机车同步操控信息传送
3、 GSM-R与铁路信息化
3.1列车无线车次号校核系统信息传送
3.2列车尾部风压装置信息传送
三、 大秦线GSM-R系统的网络结构
1.交换系统
2.GPRS系统
3.基站系统
⑴BTS基站设备
a公共子系统
b载频子系统
c天馈子系统
⑵天馈线
a天线
b馈线
c漏泄同轴电缆
⑶直放站
⑷频率配置
⑸大秦线BTS连接图
四、 GSM-R工程硬件安装
1、 接地规程
1.1接地系统的作用
1.2接地系统的组成
1.3建筑物的地下接地网
1.4接地系统的室内部分
1.5接地系统室外部分
1.馈线接地夹接地位置
2. 馈线接地夹的固定
3. 馈线避雷器的接地
2．机柜的安装
2.1机柜安装介绍
2.2不靠墙安装
2.2.1安装流程
2.2.2底座简介
2.2.3机柜定位
2.2.4安装下框架
2.3在防静电地板上安装
1、支架形式
2、支架组件
3、支架安装方式
4、支架数量
5、安装流程
6、机柜定位
7、支架定位
8、固定支架
9、机柜安装
10、绝缘测试
2.4安装单板和模块时的防静电要求
2.5安装开关盒、风扇盒和插框等
1、 装风扇盒
2、 安装其它盒体
2.6安装单板
2.7安装各功能模块
2.8防尘网的安装、拆卸与除尘
3．射频成套电缆的安装
3.1安装发信电缆
3.2安装收信电缆
3.3安装机柜内天线跳线
4.天馈系统的安装
4.1漏泄同轴电缆
4.2基站天馈系统
4.2.1接头制作
4.2.2组装天线（以定向天线为例）
4.2.3工具仪表见表：
4.3隧道口洞顶天馈线的安装
GSM-R的现状
我国铁路GSM-R网络的发展目标是在全路建立一张移动通信网络，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。
同时，在我国《中长期铁路网规划》中，计划到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，复线率和电化率均达到50％，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，为GSM-R在中国的发展提供了宽广的发展空间。
GSM-R进入中国已有十余年的历程，经过理论研究、技术之争、政策审核、网络建设、施工验收等层层考验，最终在GSM-R工程方面取得了骄人的成绩。
初步建设了分别代表高原、重载和繁忙干线的青藏线、大秦线、胶济线三条GSM-R线路，正在建设的线路还有迁曹线，客运专线的建设也已进入实施阶段（哈大客运专线）。
其中，青藏线是一条集多种领先技术于一身的往返于“世界屋脊”的铁路；大秦线是使中国步入重载领域先进行列的标志性工程，突破性的实现了年运量2亿吨的目标，现在技术还在不断创新，预计年运量将达到4亿吨；胶济线的建设是对GSM-R技术应用于具有中国特色环境的一个尝试，它的成功与否影响着GSM-R技术在时速200Km/h铁路线路的普及率。
与此同时，GSM-R也面临着新的挑战。
在技术、工程上仍然存在未攻克的难点，如GPRS技术能否应用于列控和高速铁路，如何解决与中国移动间的共用带宽干扰问题等；GSM-R目前仅满足了铁路运输业务的基本需求，增值业务还未纳入发展规划。
SM-R在世界发展现状
GSM-R具有功能完善、传输可靠、交换灵活、容量大等特点，在全球各国取得了良好的发展，并在各国的铁路发展中扮演着越来越重要的角色，引导着全球铁路事业向着数字化、智能化、网络化和综合化的方向迈进。
早在1997年，24个国家共同签署备忘录，决定采用GSM-R作为铁路专用通信技术。
经过9年的发展，GSM-R的发展达到了又一个高峰期，截至2006年4月6日，世界各国计划建设GSM-R铁路的里程数如下表所示。
根据《中长期铁路网规划》的发展需要，以及目前我国铁路客货运输的发展规模，预计我国GSM-R铁路的发展规模将会位居世界第一位。
GSM-R全球的发展规划
国家 计划里程
欧洲15个，亚洲6个
欧洲 德国 32000Km
克罗地亚 1300Km
瑞士 3000Km
意大利 8500Km
英国 16000Km
法国 15000Km
西班牙 13000Km
比利时 3000Km
荷兰 3100Km
捷克 2500Km
丹麦 2500Km
芬兰 5000Km
瑞典 9900Km
挪威 3800Km
匈牙利 3800Km
亚洲 俄罗斯 25000Km
印度 19000Km
哈萨克斯坦 4200Km
土耳其 2600Km
沙特阿拉伯 400Km
注：
数据来源于2006年UIC年会统计结果
GSM-R在我国的技术发展现状
GSM-R是面向未来的开放性技术，随着业务需求的发展，我国积极开展了基础理论的研究工作和应用技术条件的制定工作，推进设备及终端的国产化，并大力开发铁路新应用，同时，把握工程关键，合理制定工程设计指标及验收指标，注重工程后期的无线网络优化与运营维护工作。
对世界铁路GSM-R的发展有着积极的推动作用和拉动效应。
GSM-R是在公网GSM标准基础之上，通过增加铁路调度通信功能和高速环境组成要素而建立起来的技术体制。
因此，GSM-R技术标准与规范应包括现有的GSM相关标准以及为满足铁路需求而制定的应用标准，是GSM-R领域内所有技术标准、规范的集合。
⑴欧洲GSM-R技术规范的现状
为适应国际铁路发展与需求，国际铁路联盟（UIC）建立了标准化组织“欧洲集成铁路无线增强网（EIRENE）”，对新一代铁路数字移动通信系统进行研究，并于1993年确定采用GSM作为铁路移动通信技术，随后，逐步建立起一套GSM-R技术标准体系，主要包括3个组成部分：
既有GSM标准，该标准由欧洲电信标准化组织（ETSI）制定，包括根据UIC、EIRENE提出的铁路需求，对GSM所进行的改动与扩展部分。
EIRENE制定的两个标准：
GSM-R系统功能需求规范和GSM-R系统需求规范。
欧洲铁路移动无线系统（MORANE）试验项目制定的GSM-R主要业务流程和设备接口的技术规范。
⑵我国GSM-R技术标准与规范的现状及必要性
由于欧洲铁路和我国铁路运输指挥作业方式、移动通信业务需求均不同，因此，必须制定适合我国的GSM-R标准与规范。
通过制定标准与规范，一方面为网络规划、建设和运维管理提供技术依据，确保网络完整、统一和安全可靠，提高服务质量、合理利用频谱、码号等资源；另一方面，也为各厂家平等接入提供可循的技术依据，为网络设备质量认证和监督提供依据。
此外，通过参与标准研究工作，还可以有效提高人才的业务素质，为我国GSM-R健康发展打下坚实的技术基础。
目前，铁道部主管部门组织路内外科研院校及相关单位组织制定了一系列技术规范。
但是还需结合我国实际应用，对既有技术标准与规范进行修改、完善。
此外，现有技术规范尚不能完全满足我国铁路发展的需要，急需组织制定其它相关技术规范，逐步建立健全适合我国铁路应用的GSM-R技术标准体系。
⑶我国GSM-R标准、规范的范围和主要内容
分类与范围
围绕GSM-R的应用，我国GSM-R技术标准、规范包括综合类、系统类、工程类、设备测试类、接口技术要求及测试类共计7大类，42项。
各类标准之间的层次关系如图所示。
GSM-R技术规范层次关系示意图
主要内容
综合类1项：
GSM-R数字移动通信名词术语
系统类5项：
GSM-R数字移动通信网技术体制
GSM-R数字移动通信网编号计划
GSM-R数字移动通信智能网技术条件
GSM-R数字移动通信通用分组无线业务（GPRS）系统技术条件
GSM-R固定用户接入交换系统技术条件
工程类4项：
GSM-R数字移动通信系统工程设计规范
GSM-R数字移动通信系统工程施工规范
GSM-R数字移动通信系统工程验收规范
GSM-R无线网络覆盖和QoS测试方法
设备类7项：
GSM-R数字移动通信网设备技术规范第一部分：
调度台和车站台
GSM-R数字移动通信网设备技术规范第二部分：
机车综合无线通信设备
GSM-R数字移动通信网设备技术规范第三部分：
手持终端
GSM-R数字移动通信网设备技术规范第四部分：
SIM卡
GSM-R数字移动通信网设备技术规范第五部分：
中继传输系统设备
GSM-R数字移动通信网设备技术规范第六部分：
中继传输设备统一监控管理系统
应用业务类9项：
GSM-R数字移动通信应用技术条件第一分册：
调度通信系统
GSM-R数字移动通信应用技术条件第二分册：
列车无线车次号校核信息传送
GSM-R数字移动通信应用技术条件第三分册：
调度命令信息传送
GSM-R数字移动通信应用技术条件第四分册：
列车尾部装置信息传送
GSM-R数字移动通信应用技术条件第五分册：
调车机车信号和监控信息传送
GSM-R数字移动通信应用技术条件第六分册：
机车同步操作信息传送
GSM-R数字移动通信应用技术条件第七分册：
平面调车信息传送
GSM-R数字移动通信应用技术条件第八分册：
列车控制信息传送
GSM-R数字移动通信应用技术条件第九分册：
数据传输应用接口
设备测试类7项：
GSM-R数字移动通信网设备测试规范第一部分：
智能网子系统
GSM-R数字移动通信网设备测试规范第二部分：
调度台和车站台
GSM-R数字移动通信网设备测试规范第三部分：
车站综合无线通信设备
GSM-R数字移动通信网设备测试规范第四部分：
专用手持终端
GSM-R数字移动通信网设备测试规范第五部分：
SIM卡
GSM-R数字移动通信网设备测试规范第六部分：
中继传输系统设备及网管
接口技术要求
及测试类9项：
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第一部分：
交换子系统与基站子系统间接口（A接口）
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第二部分：
MSC/VLR与HLR间接口（C/D接口）
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第三部分：
MSC/VLR与MSC/VLR间接口（E/G接口）
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第四部分：
MSC/SSP与SCP间接口
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第五部分：
HLR与SCP间接口
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第六部分：
SGSN和BSS中的PCU间接口（Gb接口）
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第七部分：
SGSN/GGSN和HLR间接口（Gr/Gc接口）
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第八部分：
GSM-R与固定用户接入交换机间接口
GSM-R数字移动通信网接口技术要求及测试规范第九部分：
中继传输设备与统一监控管理系统接口
GSM-R的应用情况
GSM-R技术是欧洲铁路联盟（UIC）在TDMA（时分多址）数字移动通信标准中引入了特殊寻址方式和高级语音呼叫业务ASCI而形成的技术体制，成为具有调度功能的数字移动通信系统。
因此，GSM-R也可以算作一种数字集群体制。
特殊寻址方式包括功能寻址（即功能号呼叫）FA和基于位置寻址LAD；高级语音呼叫业务ASCI主要包括语音组呼业务VGCS、语音广播业务VBS、增强多优先级与强拆（eMLPP）、多司机通信等；为满足列车高速运行的要求，GSM采用了适合高速运行环境的特殊算法以及基于无线通信的列车控制等关键技术。
GSM-R是一个比较完善的、综合业务的铁路数字移动通信平台。
GSM-R可以囊括目前各种无线通信系统业务，包括无线列调、平面调车以及各部门各工种的对讲机通信系统，提供列车调度、编组场调车、区间维修、工程施工、应急抢险以及普通话音（即公务通信）等需要的移动通信功能；可以取代传统的电缆加通话柱的区间通信方式，能够给铁路运输指挥带来更多的好处、提供更多的先进功能，满足铁路运输生产各种基本要求；另外由于其组网方式和系统功能，完全具备了目前的有线调度通信系统功能；特别是GSM-R还满足了列车高速运行速度下的传输列控信息的任务。
GSM-R系统一般由交换子系统（SSS）、基站子系统（BSS）、运行与维护子系统（OMC）、终端子系统及移动智能网子系统（IN）等组成。
根据中国铁路行车密度高、运输组织复杂等特点，为了解决大量的非列控数据传输，采用通用分组无线业务子系统（GPRS），与既有有线调度通信系统相结合，实现了有线与无线调度的两网有机结合。
根据铁道部发布的《铁路GSM-R数字移动通信系统网络规划》，将在全路建设19个核心网节点。
SM-R与话音通信
如果GSM-R算作第二代移动通信技术，那么无线列调比第一代模拟蜂窝还要落后一代，可以称为“零代”。
所以，GSM-R是站在先进的公网技术肩膀上，跨越了一代。
GSM-R在铁路通信业务网中、特别是调度通信将发挥主战场作用。
1.1GSM-R与无线调度通信
列车无线调度电话是为列车调度员、车站值班员指挥列车运行而设置的专用电话。
根据《铁路技术管理规程》规定，系统用户包括列车调度员、机车调度员、车站值班员、助理值班员、机车司机等。
传统的无线列调由于技术限制已经越来越不能满足运输需要了。
GSM-R以其丰富的功能，不但完全具有传统的业务和功能，还在功能和性能各方面比原有基础上又有了大大的提升。
GSM-R能够在一个综合平台上提供丰富的综合调度通信业务，尤其能够为列车控制提供无线数据传输。
GSM-R不是无线列调的简单升级，而是具有强大调度功能的、综合业务的铁路数字移动通信平台，是铁路现代化和信息化必不可少的基础设施。
1.2站场无线通信与无线调车机车信号和监控信息传送
在GSM-R调车系统中，通话是基本的功能，应该说是相当成熟的。
为了满足调车作业的实时、可靠性的高要求，还专门设置了调车模式。
另外根据中国调车作业的特殊要求，有关单位正在开发调车终端。
1.3区间通信与应急通信
利用GSM-R系统解决区间通信与应急通信是GSM-R的基本功能，不需要进行特别的处理和附加特殊的设备，只要场强覆盖到的地方，完全可以解决传统的区间通信与应急通信语音、数据以及低速率图像需求。
1.4GSM-R与有线调度
目前的数字调度系统从技术、功能和稳定可靠等方面比无线列调有一定的优势，但是与当今通信主流技术相比差距较大。
而GSM-R系统原本不能接入调度和车站值班员用户，为了解决这个问题，在欧洲采用了专用交换机（PABX）的方式。
我国在引进GSM-R时，结合中国实际，吸收了既有的数字调度系统技术，作为GSM-R的固定用户接入系统（FAS），优势互补，形成了具有中国特色的GSM-R系统，实现两网合一，有机融合。
在组网、用户编号、系统配置等各方面统筹考虑，把原来各自的系统用户，例如调度员、车站值班员、机车司机以及区间通话柱等放在一个系统平台上，实现互连互通。
如果有管理上限制不准互通通信的，可以在GSM-R交换机或智能网上采用呼叫限制方式解决。
因此，中国的GSM-R已经不再好区别是有线通信、还是无线通信了，他们是建立在新基点上的新一代综合业务铁路调度通信系统平台。
大秦线组网方式：
在太原局、大同站及大秦本线14个保留站设置固定用户接入交换机（FAS）。
路局和车站间的固定用户交换机之间采用传输系统提供的2M通道分段环形组网，FAS网络通过太原局FAS连接到MSC（30B＋D）上实现与GSM-R移动通信网络的沟通。
1.5GSM-R与普通话音通信
GSM-R是源于公众移动通信GSM技术。
GSM本身就是普通话音通信系统，因此从技术角度来讲，将GSM-R用于铁路普通话音通信没有任何问题。
那么，应用的障碍主要有两方面：
一是铁路系统拥有的GSM-R频率资源有限，无法支撑众多的铁路普通话音通信需求；二是目前的GSM-R手机终端价格昂贵。
但是，GSM-R用于铁路普通话音通信是可行的。
手机可以采用普通民用手机，目前的价格在不断下降，是可以接受的。
至于频率资源不够是相对于铁路员工数量来说的，就像青藏线格拉段仅800员工，而且在新建铁路中配置干练的员工队伍以及在既有铁路中减员增效都是今后的发展方向，因此GSM-R完全有可能用于普通话音通信。
在瑞典等欧洲铁路已经这样做。
GSM-R用于普通话音通信，在建设上可以省去建设程控交换系统的费用；在使用上，移动方便、普通电话与运输业务的终端可以合二为一。
如果管理上需要，可以限制某些用户与行车业务之间的呼叫权限。
GSM-R用于普通电话业务之后，就不仅仅是有线调度与无线调度的两网融合，而是三网融合了。
GSM-R与列车控制
2.1列控信息传送
传统的列车控制信息传输主要是依靠轨道电路，设置固定闭塞区间，向列车显示运行信号。
由于轨道电路传输特性差、工作环境恶劣，其传输的信息极为有限，还经常出现红光带等故障。
由于采用固定闭塞方式，对于运输效率的进一步提高也产生故障。
而查询应答器、计轴器等方式也只能有限度地解决一些问题。
为了克服上述问题，世界各国铁路都在研究基于移动通信的闭塞技术。
GSM-R是实现列车运行控制系统（CTCS3/4，无线闭塞）基本条件。
由于GSM-R系统终端接入时间长的缺点限制，不得不采用实时在线的电路方式为列控系统提供传输通道。
在列控中，GSM-R仅负责实时、可靠地进行数据传输，不承担安全责任，通信误码或通信中断后如何进行逻辑处理，确保行车安全由信号系统负责。
根据UIC发布的有关ETCS技术条件和我国GSM-R系统设计暂行规定，列控系统对GSM-R的基本要求如表所示。
GSM-R网络列控类数据传输业务服务质量QoS指标
服务质量项目 指标值
移动台发起呼叫建立时间 <6s（95%）,<8.5s（100%）
连接建立失败概率 <10－3
最大端到端时延（30byte数据块） ≤0.5s
链路（失效）断开概率 <10-4/h
传输干扰率TIR（TTI=1s,TRec=7s） <10-3/h
网络注册时延 <30s（95%）,<35s（99%）,<40s（100%）,≥40s认为网络失效
目前在青藏线开通的ITCS列控系统，已经验证了GSM-R在列控中应用的有效性。
2.2机车同步操控信息传送
机车同步操控是目前实现重载运输的主要技术措施。
根据大秦线重载运输的实现方案，需要由多台机车牵引组合列车，列车运行过程中各机车之间同时加速、减速、制动，主控机车和从控机车之间需要通过无线信道实时传送控制命令。
机车同步操控信息主要包括主控到从控的命令、从控到主控的状态、通信状态查询信息。
这些作业都是由设备根据命令自动动作的，而不是由人根据信号进行操作。
因此其安全要求应该不低于列控系统。
机车同步操控信息传送业务对无线通信系统的主要要求有
a全线不能存在无线通信盲区；
b传输的数据包出现差错时允许重传，但传输连续失败不能超过规定的时间；
c上、下行列车通信之间不能相互干扰；
d允许在同一车站内同一个方向的多趟列车运行；
e从控和主控之间的通信不受距离限制。
GSM-R正是满足上述要求的最佳系统，比基于常规对讲无线通信方式要优越的多。
大秦线运煤专线采用的是基于GSM-R网络的机车同步操控系统，经现场试验证明，效果良好，为我们提供了良好的技术、经验借鉴。
机车同步操控是在每台机车上安装LOCOTROL控制模块，同一列车上的LOCOTROL控制模块之间通过无线链路联系在一起。
该系统的基本工作过程为：
主控机车发出命令讯号（如提速、刹车等），通过无线电波传给从控机车，从而使各机车实现同步操作。
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