◎周初松

高速鐵路GSM-R工程性網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究

◎周初松

隨著我國現(xiàn)代鐵路技術(shù)與通信技術(shù)的結(jié)合，GSM-R工程網(wǎng)絡(luò)在鐵路的運(yùn)輸和使用之中得到了很大的優(yōu)化和研究，提高了傳統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量和通信效率，本文對于高速鐵路運(yùn)輸之中的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了介紹和研究。

為了滿足人們在出行過程之中對網(wǎng)絡(luò)連接的需求，我國的鐵路建設(shè)部門開始將GSM-R移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到了新時(shí)代的高速鐵路列車的建設(shè)之中，該技術(shù)的加入不僅方便了乘客在鐵路出行的過程之中的網(wǎng)絡(luò)需求，也加強(qiáng)了鐵路網(wǎng)絡(luò)的管理的便捷性，給鐵路的安全運(yùn)輸和安全形式帶來了保障。

GSM-R 網(wǎng)絡(luò)的組成和應(yīng)用現(xiàn)狀

所謂GSM-R網(wǎng)絡(luò)是國家鐵路管理部門與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)部門針對鐵路的運(yùn)行特點(diǎn)而專門設(shè)計(jì)的通訊網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持語音通信和網(wǎng)絡(luò)連接等功能，可以滿足在高速列車運(yùn)行過程之中的通信和調(diào)度命令的接收與發(fā)送要求，為列車的安全行駛提供了網(wǎng)絡(luò)保障。GSM-R網(wǎng)絡(luò)在使用之中包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、基站系統(tǒng)、運(yùn)行系統(tǒng)以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)，各個(gè)系統(tǒng)共同合作，完成鐵路運(yùn)輸過程之中的網(wǎng)絡(luò)連接工作。

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)只要用于在列車的行駛過程之中的信息交換和信息安全保護(hù)工作，這一系統(tǒng)從構(gòu)成上來說，主要是由定位寄存器、網(wǎng)絡(luò)交換器、信息寄存器、等結(jié)構(gòu)所組成，在功能層面，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能可以通過分層來進(jìn)行表述，主要可以分為無線接入層、核心層兩種功能層面，其核心功能層主要是用于滿足在網(wǎng)絡(luò)使用過程之中的通信和寄存功能的要求，無線接入層主要是在網(wǎng)絡(luò)通訊之中的各種信號(hào)傳播基礎(chǔ)設(shè)施的總稱，主要包括基站等信號(hào)傳輸設(shè)施。

基站系統(tǒng)主要是為了網(wǎng)絡(luò)通訊之中的信號(hào)傳播而服務(wù)，在鐵路交通的網(wǎng)絡(luò)基站設(shè)置之中。通過GSM-R基站的設(shè)置就可以滿足在列車行駛過程之中的信號(hào)傳輸要求，不必再設(shè)置GPRS信號(hào)基站。

在當(dāng)今的鐵路建設(shè)之中，為了滿足人民出行的網(wǎng)絡(luò)要求和鐵路安全行駛要求的網(wǎng)絡(luò)通信情況，GSM-R網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)在我國的高速鐵路建設(shè)之中得到了非常廣泛的應(yīng)用，且其網(wǎng)絡(luò)通信和信息傳遞功能在鐵路列車的安全行駛方面有著巨大的價(jià)值。目前，我國的高速鐵路建設(shè)比如青藏鐵路、京津高鐵等建設(shè)項(xiàng)目之中，列車均使用了GSM-R網(wǎng)絡(luò)作為列車與鐵路管理部門之間的聯(lián)系手段，在我國鐵路建設(shè)之中發(fā)揮著非常重要的作用。

通過將GSM-R網(wǎng)絡(luò)在鐵路列車上的應(yīng)用，列車與交通管制部門之間的信息交流變得方便，管制部門對于列車運(yùn)行狀況的信息收集和監(jiān)控也變得更為順利，GSM-R網(wǎng)絡(luò)在速度和網(wǎng)絡(luò)帶寬方面具有優(yōu)勢，滿足了在列車的行駛管理和監(jiān)控之中的網(wǎng)絡(luò)需求，加強(qiáng)了國家鐵路管理部門對于列車行駛的安全管理。

先進(jìn)且快速的網(wǎng)路技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)了列車之間的信息交流。在傳統(tǒng)的裂成行駛之中，假如列車進(jìn)入隧道之中，列車之間的信息交流就會(huì)受到阻礙，可能產(chǎn)生事故。在GSM-R網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在列車之中得到應(yīng)用之后，該網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以降低在列車的行駛之中，列車通信受到周圍環(huán)境的影響的程度，進(jìn)而提高列車的行駛的安全性。

GSM-R網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

網(wǎng)絡(luò)通信頻率的優(yōu)化。列車行駛之中，列車駕駛信息的傳輸以及列車駕駛與鐵路管理人員的聯(lián)絡(luò)對于網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率有較高的要求，但是，在列車的行駛之中，當(dāng)列車經(jīng)過交通樞紐等車流量較大的站點(diǎn)時(shí)，由于各個(gè)列車的信息傳遞都較為頻繁，傳輸?shù)碾姴〝?shù)量較多就影響了列車的網(wǎng)絡(luò)頻率的設(shè)定，從而影響了列車之間的信息交流。除了列車通訊的互相干擾之外，列車行駛之中網(wǎng)絡(luò)基站環(huán)境也會(huì)影響列車之間的正常信息交流，受到環(huán)境之中山體、海拔等因素的影響，列車之間的通信會(huì)變得困難。

為了減少在列車的行駛過程之中，雜波較多對列車正常網(wǎng)絡(luò)通訊的影響，國家網(wǎng)絡(luò)部門應(yīng)該在列車的建設(shè)之中對其所使用的GSM-R網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減小雜波影響。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)部門在列車信號(hào)基站的建設(shè)過程之中，應(yīng)該對雜波的影響作出優(yōu)化，并針對周邊環(huán)境，對于基站的設(shè)立地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。列車的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)技術(shù)人員可以采用較為抗干擾的線路以及頻率較高的通信電波，以減少環(huán)境雜波以及通信雜波的影響，除此之外，不同列車的通信頻率設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)同頻、鄰頻現(xiàn)象，降低列車通訊的互相干擾。

對數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行優(yōu)化。GSM-R網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)在列車運(yùn)行之中的一大應(yīng)用就是對列車的行駛情況的記錄和傳輸，以保證鐵路管理人員對列車的運(yùn)行狀況有全面的了解。但是，在實(shí)際的應(yīng)用之中，由于行駛狀態(tài)對于網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的影響，其所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在向管理部門進(jìn)行通信的過程之中會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)的損壞和丟失現(xiàn)象。為了避免對于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的影響，鐵路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)人員應(yīng)該對該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在優(yōu)化之中，技術(shù)人員應(yīng)該首先對數(shù)據(jù)的傳輸過程進(jìn)行全面的模擬和檢驗(yàn)，以發(fā)現(xiàn)在數(shù)據(jù)傳輸之中的故障點(diǎn)，以便于后續(xù)工作的進(jìn)行。在發(fā)現(xiàn)傳輸故障點(diǎn)之后，可以對數(shù)據(jù)交換機(jī)進(jìn)行對應(yīng)的改造和重新設(shè)計(jì)，優(yōu)化其數(shù)據(jù)傳輸性能。技術(shù)人員還可以定期對網(wǎng)絡(luò)底層的不必要數(shù)據(jù)進(jìn)行清理，以保證網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的工作效率。

升級通訊網(wǎng)絡(luò)軟件。在現(xiàn)代的信息技術(shù)的發(fā)展之中，操控的效率與系統(tǒng)操作軟件的性能有很大的關(guān)系，操作軟件的操作性能較好，其本身的操作難易度適中，對于列車駕駛?cè)藛T的操作效率有很大的推進(jìn)作用。因此，在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化之中，技術(shù)人員可以加強(qiáng)和優(yōu)化列車網(wǎng)絡(luò)操控軟件的性能。列車網(wǎng)絡(luò)的主要作用在于對外界環(huán)境和自身運(yùn)行狀態(tài)的收集和記錄，并與管理部門進(jìn)行聯(lián)系以傳輸所記錄的信息。完成上述的工作也需要系統(tǒng)軟件的參與，優(yōu)化軟件性能可以加強(qiáng)列車收集信息的能力和列車工作情況的記錄傳輸，對于列車的安全行駛和網(wǎng)絡(luò)的正常使用有很大的價(jià)值。

列車網(wǎng)絡(luò)傳輸性能的優(yōu)化對于提高列車的舒適性和運(yùn)行的安全性有很大的價(jià)值，對于鐵路行業(yè)的未來發(fā)展和創(chuàng)新有極大的推動(dòng)作用，是我國現(xiàn)階段列車改革的重點(diǎn)之一。

（作者單位：中國鐵建電氣化局集團(tuán)第五工程有限公司）