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,高速铁路通信概论,林俊亭,什么是GSM-R？二.为什么要建设GSM-R?三.GSM-R系统介绍四.GSM-R网络规划五.GSM-R调度通信系统六.GSM-R在铁路运营和服务中的特殊业务与应用 七.国外高速铁路概况,内容提要,一、什么是GSM-R？,GSM-R（Globle System of Mobile for Railway）专门针对铁路对移动通信的需求而推出的专用系统，它基于GSM并在功能上有所超越，是成熟的技术。是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种技术体制。,一、什么是GSM-R？,铁路相对GSM公网的特殊需求：（1）用户级别不同（高级语音呼叫，包括：组呼、群呼、增强多优先级与强拆）（2）功能寻址（调度）（3）基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）（4）高速情况下的移动通信（5）大量特殊的数据业务需求（列控、列尾、车次号等）,一、什么GSM-R？,公网技术体制：GSM、CDMA铁路专网技术体制：（1）无线列调（2）模拟集群：SMRATZONE（广深试验）、MPT1327（北京局、柳南）、UNIDEN（北京、成都、上海等）（3）数字集群：TETRA（秦沈）、GT800（重庆）、GOTA（长春）（4）GSM-R（欧洲）,铁路自动控制专业引入GSM-R技术的必要性,国家政策引导 国家中长期路网规划：1.6万km客专（2020）；铁路“十一五”规划，大力推进技术装备现代化；铁路自动控制理念的转变 铁路信号；调度指挥；列车运行；区间闭塞。发展必要性分析 通信信号一体化。,1、现有铁路无线通信系统存在许多问题2、铁路发展出现许多新业务需求3、欧洲选择GSM-R的原因和发展状况,二、为什么要建设GSM-R?,1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（1）投资方面：系统分散建设，投资浪费。（2）系统功能方面：功能单一，不具备网络能力；频率利用率低，容量有限；话音、数据业务争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。（3）存在的问题：枢纽地区干扰严重；是开放系统，不具保密性。,二、为什么要建设GSM-R?,1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（1）投资方面：系统分散、相互间无法互通、维护成本高各分散系统主要有：无线列调、站场调车、客运、货运、列 检、商检、车号、公务维修、公安等功能：主要为语音业务，少量数据业务 这些系统均为自行投资建设、独立使用、分散维护，造成设备型号各异，种类繁多，相互间无法互通，维护运营成本较高。,二、为什么要建设GSM-R?,1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（2）系统功能频点固定分配、信道固定使用，频率利用率低，容量有限 铁路无线通信系统主要使用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。如北京、徐州、郑州枢纽等地已无频点可供申请使用。既有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。,二、为什么要建设GSM-R?,1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（2）系统功能话音、数据业务争抢信道，传输可靠性低，数据传输能力差。经测算，在TDCS和CTC区段，当列车运行时速超过250公里时，综合考虑调度命令、行车凭证、车次号、进路预告等数据信息传送和车机联控话音通信需求时，业务密度加大，碰撞概率很大。基于无线列调系统的数据传输速率仅达到1.2Kb/s。,二、为什么要建设GSM-R?,1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（3）存在的问题枢纽地区干扰严重 枢纽站往往是多条线路的交汇处，通话的无序性，使各个机车台终端会对无线列调信道进行争抢，造成“大信号抑制小信号”的后果。目前，在枢纽车站设置多套车站电台（每条线1套），其中部分车站台使用同频工作，这些电台在车站附近形成一个大范围内的同频干扰，降低了车站值班员的行车指挥效率。,二、为什么要建设GSM-R?,1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（3）存在的问题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。铁路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。铁路无线、有线调度网基本独立，无法形成有机融合的整体。,二、为什么要建设GSM-R?,1、现有铁路无线通信系统存在许多问题。（3）存在问题开放系统，不具保密性 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。此外，公安系统对保密性的要求也很高，现有系统无法达到。,二、为什么要建设GSM-R?,2、铁路发展出现许多新业务需求：（1）客运专线的业务需求（2）货运专线机车同步控制传输（3）车地信息化数据传输的需要（4）有线、无线调度两网融合的需求,二、为什么要建设GSM-R?,2、铁路发展出现许多新业务需求：（1）客运专线的业务需求（对通信系统在高速情况下的安全性、可靠性、实时性、便捷程度提出了更高的要求）话音类：调度通信、区间通信 数据类：列控信息传送 调度指挥信息传送 行车安全监控信息的传送 旅客综合服务信息的传送,二、为什么要建设GSM-R?,2、铁路发展出现许多新业务需求：（1）客运专线的业务需求列控信息传送需求无线通信网络提供车地双向、实时数据传输通道，传输速率至少2.4kbps，异步透明全速率传输方式。业务不能中断，因此无线信道必须实时可靠，无线网络在铁路沿线应保证连续覆盖并支持切换。每个列车数据传输需要占用至少一个专用无线信道，因此，无线通信网络应能提供覆盖范围内的N列车所需的N个的专用信道。现有系统无法实现。,二、为什么要建设GSM-R?,2、铁路发展出现许多新业务需求：（2）重载货运专线（机车同步控制传输）定义：为了实现牵引过程中同时加速、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递控制命令，这就是机车同步操控信息传送业务。解决方案：DJ4型机车对讲电话系统，人工话音，一致性差基于800MHz的无线数据传输系统，主机和从控机车之间间隔小于650米，只适用于万吨组合列车基于GSM-R系统的解决方案，适用于所有组合形式的列车,二、为什么要建设GSM-R?,2、铁路发展出现许多新业务需求：（3）车地信息化数据传输的需要 列车与地面之间的无线通信一直是信息化发展中的最薄弱环节。随着铁路的发展，铁路信息化要求的无线数据传输内容越来越多，一方面，列车运行、列车安全监控、诊断以及承载货物等实时信息需要传送到地面上来，为实现列车信息实时追踪、客票发售、货运计划、货车追踪、集装箱追踪等提供基础信息，满足铁路路网移动体（机车、车辆等）实时动态跟踪信息传输的需要；另一方面，以旅客为主体的移动信息，需要在车地之间实时进行传送，为旅客提供多方位的综合信息服务。,二、为什么要建设GSM-R?,2、铁路发展出现许多新业务需求：（4）有线、无线调度业务融合的需求 铁路沿线采用无线覆盖，机车上采用无线终端，车站台和调度台都是有线终端。,二、为什么要建设GSM-R?,2、铁路发展出现许多新业务需求：可见，既有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。,二、为什么要建设GSM-R?,3、欧洲选择GSM-R的原因（1）取代落后的模拟设备、提升系统性能的需要；（2）欧洲铁路互通性的需要；（3）新业务的需要（欧洲列车控制系统2级以上）,二、为什么要建设GSM-R?,GSM-R在欧洲的发展状况：目前已在欧洲26国家开始广泛实施，具体包括：德国、英国、法国、意大利、斯洛伐克、荷兰、瑞典、瑞士、西班牙、捷克、芬兰、挪威、比利时。其中，瑞典、德国、意大利、瑞士、挪威、西班牙、荷兰等11个国家开通了商用GSM-R网络。最早开始建设的国家：瑞典（1998年）在全国范围内普速干线建设的国家：意大利（7500km）、荷兰（2800km）GSM-R覆盖里程最长的国家：德国（36000km）最早在高速线开通ETCS2的国家：意大利，罗马那不勒斯，2005年12月21日商用，运营时速347km/h；米兰都灵2006年2月10日正式商用运行，设计时速350km/h。,二、为什么要建设GSM-R?,三、GSM-R系统介绍（一）系统结构,1、网络子系统（NSS）（1）移动交换子系统（SSS）（2）移动智能网（IN）子系统（3）通用分组无线业务（GPRS）子系统2、基站子系统（BSS）3、运行与支持子系统（OSS）（1）网管（2）SIM卡管理系统（3）计费、结算、营帐、客服子系统4、终端设备,三、GSM-R系统介绍（一）系统结构,三、GSM-R系统介绍 1、网络子系统,移动交换子系统：主要完成用户的业务交换功能，完成用户数据与移动性管理、安全性管理。移动业务交换中心（MSC）：负责用户的移动性管理和呼叫控制；拜访位置寄存器（VLR）：负责存储进入该区域内已登记用户的信息；归属位置寄存器（HLR）：是一个负责管理移动用户的数据库。HLR存储本归属区的所有移动用户数据，如识别标志、位置信息、签约业务等；鉴权中心（AuC）：是存储用户鉴权算法和加密密钥的实体，AuC只通过HLR和其他网络实体通信；互连功能单元（IWF）：与固定网络的数据终端之间提供速率和协议的转换；组呼寄存器（GCR）：用于存储移动用户的组ID；短消息服务中心（SMSC）：负责向MSC传送短消息信息；确认中心（AC）：记录、存储铁路紧急呼叫相关信息。,三、GSM-R系统介绍 1、网络子系统,智能网子系统：是在SSS中引入的智能网功能实体，将网络交换功能和业务控制功能相分离，实现对呼叫的智能控制。GSM业务交换点（gsmSSP）GPRS业务交换点（gprsSSP）智能外设（IP）业务控制点（SCP）业务管理点（SMP）业务管理接入点（SMAP）业务生成环境点（SCEP）。,三、GSM-R系统介绍 1、网络子系统,GPRS子系统：负责为无线用户提供分组数据承载业务。GPRS核心层：由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能实体组成；GPRS无线接入层：由PCU、基站、终端等组成。GPRS无线接入层组网应充分利用GSM-R系统的设备资源，保护投资；与GSM-R系统共用频率资源；利用GSM-R系统的基站实现无线覆盖，不单独增加GPRS系统基站。,三、GSM-R系统介绍 1、网络子系统,SGSN:服务GPRS支持节点,移动性管理、寻路等功能。GGSN:网关GPRS支持节点,为GPRS网与外部数据网络相连的网关。DNS:域名服务器，负责提供GPRS网内部SGSN、GGSN 等网络节点的域名解析等。RADIUS:认证服务器,负责存储用户的身份信息，并完成用户的认证和鉴权等功能。PCU:分组控制单元，负责数据分组、无线信道管理、错误发送检测和自动重发。,三、GSM-R系统介绍2、基站子系统,BSS通过无线接口直接与移动台相接，负责无线信号发送接收和无线资源管理；与MSC相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。基站控制器（BSC）编译码和速率适配单元（TRAU）小区广播短消息中心（CBC）基站收发信机（BTS）弱场设备（直放站、漏缆）,三、GSM-R系统介绍 3、运行与支持子系统OSS,（1）网管交换、智能网、GPRS网管、基站网管、直放站网管等。（2）SIM卡管理系统（铁道部管理中心、路局发卡中心两级结构）（3）计费、结算、营帐、客服子系统,三、GSM-R系统介绍 4、终端设备,终端是供GSM-R系统用户直接操作、使用，用来接入GSM-R网的设备，包括移动台和无线固定台。（1）移动台包括（机车、汽车）车载台，手持台、列控数据传输设备、列尾信息传输设备和防灾检测信息传输、车辆安全检测信息传输终端等。移动台由移动设备和SIM卡组成。（2）无线固定台为非移动状态下使用的无线终端，具备与移动台相同的业务功能。注：FAS系统及终端不属于GSM-R系统。,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,1、业务类型（1）语音业务（2）数据业务（3）智能业务,1、业务类型（1）语音业务点对点话音呼叫业务语音广播业务（VBS）语音组呼业务（VGCS）紧急呼叫多方通信（最多五方）,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,1、业务类型（2）数据业务电路交换数据传输业务 系统通过占用一条话音信道提供端到端的数据传输。连接建立时间为510s（平均为6s）。建立完成后，每条链路数据独占一个时隙。数据传输速率2.4、4.8、9.6kbps，数据传输端到端时延不大于500ms（假设包长30字节）。传输方式分为异步透明和非透明两种传输模式。短消息业务 系统提供通过信令信道传送简短信息的业务。消息应采用简单文本格式，消息分段信息长度最长为160个字符（7bit编码）。发送方可以在短消息发送出去后得到一条确认通知。分组交换数据传输业务（GPRS）系统采用无线资源动态分配方式和分组交换传送模式，向用户提供端到端的数据业务，传输速率为9.05171.2kbit/s。,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,1、业务类型（3）智能业务基本业务 功能寻址业务根据被叫用户所承担的功能来发起呼叫，而不是根据被叫用户的号码来寻址。主叫方可以是有线用户，也可以是无线用户。位置寻址业务 将移动用户发起的呼叫，路由到一个与该用户当前所处位置相关的目的地址。这个功能主要用于解决移动用户呼叫固定用户，包括司机或运营手持台用户呼叫调度员和当前车站值班员等。精确位置寻址基于MSISDN的呼叫限制铁路紧急呼叫列车紧急呼叫和调车紧急呼叫。,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,1、业务类型（3）智能业务扩展业务 基于位置的呼叫限制业务 将用户（包括调度员、车站值班员和助理值班员）发起功能号呼叫的范围限制在其管辖区域内。自动获取调度中心的IP地址业务 用于实现列车在运行中自动获取调度中心（TDCS中心）的IP地址。短信的智能业务 包括短信的功能寻址和基于位置寻址等。,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,IWF,无线闭塞中心,车载单元,。,1、CTCS 3级系统（Chinese Train Control System）,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,列控传送信息内容：1、RBC车载通信单元：移动授权：与前车的距离、行驶速度、进路解锁时间等；线路数据：线路长度、起止点坐标、坡度、桥隧信息、牵引换相点数据等；指令：进入调车模式，人工引导等特殊操作、限速2、车载通信单元RBC：列车位置、速度、状态（列车本身的编组、长度、制动性能等情况）、列车类型等。,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,1、实现了列车地面，地面列车的双向信息传送；2、去掉了大规模分布于沿线的轨旁设备；3、信息传送内容更加丰富；4、列车控制曲线从台阶状变为圆滑的曲线。,未来无线列控系统与传统系统的比较：,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,2、机车同步操控概念,由多台机车牵引的组合列车，在牵引过程中，必须实现机车同步操控，即多台机车同时加速、减速、制动，主控机车和从控机车之间需要通信并实时传递控制命令，使它们置于同步工况或独立工况，这就是机车同步操控。,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,2、机车同步操控：,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,3、CTC（centralized traffic control分散自律调度集中系统）对通信系统的需求：,主要包括以下数据信息的传送：（1）调度命令；（2）接车进路预告信息；（3）调车作业通知单；（4）车次号校核。,三条已建线的业务及实现情况大秦线,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,三条已建线的业务及实现情况青藏线,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,三条已建线的业务及实现情况胶济线,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,业务实现方式,三、GSM-R系统介绍（二）系统功能,1、移动交换子系统2、智能网子系统3、GPRS子系统4、GSM-R与外网的接口,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,1、移动交换网 GSM-R核心网络采用二级网络结构，包括移动汇接网和移动本地网，设立TMSC和MSC。（1）TMSC:3个,北京、武汉、西安，兼作MSC和GMSC；（2）MSC：共计19个，在18个铁路局所在地及拉萨设置MSC。,TMSC、MSC设置及汇接表,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,1、移动交换网（3）网关局（GMSC）：与MSC同址设置，作为与其他网间的互联互通点。网络建设初期由移动端局MSC兼任，当网络规模和业务量达到一定程度时，可考虑独立设置。（4）HLR的设置：全路在北京和武汉设置2个HLR，采用地理冗余成对配置，北京主用，武汉备用，成对的两个HLR间实时数据复制。容量按照全网MSC用户容量的120150进行配置，确定HLR容量为800000用户，远期可进行扩容。（5）短消息服务中心（SMSC）：在北京、武汉分别设置1套SMSC，并互为备用。根据全路19个MSC的用户容量，按每用户每天发送3条短信的话务模型，确定SMSC容量为40万BHSM，远期可根据全路GSM-R系统建设的情况进行扩容。（6）紧急呼叫确认中心（AC）：在MSC所在地各设置1套AC记录存储设备，对紧急呼叫的相关信息进行记录、储存。,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,1、移动交换网交换机容量按照用户预测配置，主要考虑各路局现有岗位和职工数量、机车数量、现有手持台配置情况等，根据管内各线路GSM-R系统建设规划，按照一定的预测原则先配置近期容量、远期平滑扩容。,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,2、智能网 在北京、武汉各设置1套智能网设备，主备工作方式。其他核心网节点与MSC合设1套SSP。,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,3、GPRS GPRS网络建设包括GPRS数据网和GPRS节点两部分。GPRS数据网络分为骨干网和本地网两个层次。骨干层由北京、武汉、西安3个大区节点的骨干路由器组成，为网状连接。本地层由19个GPRS业务节点所在地的路由器组成。本地层路由器与骨干层路由器互连。为保证网络的可靠性，每个本地网节点的本地路由器成对设置，分别接入不同的骨干网节点。,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,3、GPRS GPRS节点的设置：北京、武汉各设置一套全网DNS和RADIUS服务器，全路共享。北京、武汉、西安设骨干层路由器，在铁路局所在地及拉萨等地新设19个GPRS节点（GGSN、SGSN）。,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,4、GSM-R与外网的接口列控系统RBC同步操控系统地面应用节点铁通PSTN专网交换机FAS系统TDCS及其他应用系统,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,与PSTN、列控RBC、同步操控AN节点、FAS系统的接口：交换机IWF功能单元。,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,与TDCS等其他应用系统的接口：GPRS接口服务器GRIS、GPRS归属服务器GROS,4、GSM-R与外网的接口GSM-R与其他通信网之间采取“发端入网”的原则：（1）GSM-R移动用户 铁通固网用户：在GSM-R移动用户端进入铁通PSTN网，再路由到铁通固网用户；（2）铁通固网用户 GSM-R移动用户：在固网用户本地接入GSM-R系统的GMSC或最近的GMSC，再路由到GSM-R移动用户。,四、GSM-R网络规划（一）核心网规划,1、网络结构2、无线覆盖3、基站容量及频率配置,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,1、网络结构,六种无线网络覆盖,2、无线覆盖覆盖指标,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,2、无线覆盖弱场解决方案 直放站漏泄同轴电缆/天线方案设计、网络优化时应注意：同频干扰来自同一个基站的基站信号和直放站信号如有交叉，则两个信号的时延差应小于15s。,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,2、无线覆盖多普勒频移当移动终端相对于基站运动时，接收到的基站信号频率会随着其速度变化偏移一个值，反向也是如此。假设 F发：基站发射频率F收：移动体接收频率F移：偏移频率则：F收F发 F移（接近基站为“”，远离为“”）其中：F移列车运行速度/无线电波传播速度F发,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,2、无线覆盖多普勒频移F移=列车运行速度v/无线电波传播速度F发当 F发=900MHz,v=300KM/H时，F移=(300103/3600)/(3x108)x(900X106)=250Hz,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,2、无线覆盖BSC和BTS的设置原则（1）铁路枢纽地区BSC与MSC同址设置，铁路干线和没有MSC的枢纽，BSC宜设置在较大的通信站。为减少BSC间的切换，各BSC所控制的区域应相对集中，不跨铁路局管界。（2）TRAU与MSC同址设置，并根据工程实际容量配置。（3）车站原则上应设置基站，区间基站应尽量靠近铁路线，宜选在交通便利、供电可靠的地方。在铁路枢纽车站、屏蔽性能良好的室内、地下通道和旅客车厢内，可根据需要采用微蜂窝基站和室内分布系统。铁路沿线弱场区应用和现场情况合理选择微蜂窝基站、直放站和LCX等技术措施解决。,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,2、无线覆盖BSC的设置 35个BTS环形组网，构成与BSC的链接。每个环使用2个2M传输通道。原因：（1）提高系统可靠性（2）1个2M（12516k）125/8=15载频 35个基站，每基站2载频，610个载频，预留一定的余量,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,3、基站容量和频率规划,频率配置GSM-R共4MHz频率带宽：885889MHz(移动台发，基站收)930934MHz(基站发，移动台收)双工收发频率间隔45MHz，相邻频道间隔为200kHz。按等间隔频道配置的方法，共有21个载频。频道序号从9991019，扣除低端999和高端1019做为隔离保护，实际可用频道19个。,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,3、基站容量和频率规划,频率配置的基本原则为：同站址的两个基站视为同一个基站进行规划，满足载频间隔不小于400KHz要求；相邻基站载频间隔不小于400KHz。,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,带宽问题：在枢纽地区，由于铁路线向各个方向放射状延伸，4MHz的频率带宽显得比较拥挤，目前客专建设就遇到了此类问题，而且将来在客专与既有线平行建设时也会出现同样的问题，因此频带有加宽的必要。干扰问题：由于目前使用的频段为GSM的扩展频段，与中国移动共用，因此在线路穿越繁华地市时干扰严重（胶济线），铁路应申请专用频段，信产部（2007）136号文件已下发，自2009年年底，铁路GSM-R频段专用。,4、基站容量和频率规划,基站容量：话务模型和用户分布决定基站容量（1）语音业务：个呼：0.015erl（2）电路域数据：列控：1信道/列车同步操控：34信道/列车（3）分组域数据：列尾、车次号、调度命令，约2个信道。,四、GSM-R网络规划（二）无线网规划,（1）TMSC之间采用网状网连接。（2）MSC与相邻两TMSC之间采用双星形连接。（3）GMSC与本地铁通专用电话交换机之间采用点对点连接。（4）MSC到BSC之间采用星型连接，并有不同物理路由的迂回保护通道。（5）BSC与BTS之间尽量采用环形链接，条件不具备可采用星型、链型及混合型连接，要求有不同物理路由的迂回保护通道。（6）主备用HLR、SCP、SMSC之间通过广域网实现高速互联。（7）GPRS节点之间通过IP数据网互连。,四、GSM-R网络规划（三）传输网规划,（四）建网原则核心网配合线路建设采取统筹规划、统一建设、分步实施的建设策略；无线网络采取按线、分等级、分步实施的建设策略。时速300km及以上客运专线、高速铁路以及货运重载等线路按照满足列控信息传送标准进行建设；对于其他线路，根据运输生产实际要求确定。,四、GSM-R网络规划,（四）建网原则近期（2006年2010年）目标：根据铁路路网中长期发展规划，结合客运专线等新线铁路建设、结合铁路第六次大提速和既有线技术改造工程建设GSM-R网络；完成核心网建设。远期目标：在已建成的GSM-R核心网络的基础上，根据各线实际需求和技术发展，继续进行其他干线无线网络建设。,四、GSM-R网络规划,（五）工程实施GSM-R核心网建设现状：已建节点：4个，太原、拉萨、西宁、济南已通过核心网初设鉴定：5个，北京、武汉、西安、上海、广州（结合京津城际、武广客专、京沪高速、郑西客专建设）,四、GSM-R网络规划,GSM-R无线网建设现状：已建线路：3条，大秦线：666公里，货运专线，同站址双网，同MSC青藏线：1142公里，新建线路，同站址双网，异MSC胶济线：473公里，客货混运线路，单网已建客专：京津城际：116.6公里，交织单网。武广：874.4公里，交织单网。郑西：469.5公里，交织单网。等等：,四、GSM-R网络规划,20072008上半年建设的客专线路（10条）,2008下半年启动的客专（5条）,2008下半年新建线路（8条）,铁路近年规划线路,GSM-R“八横八纵”示意图,GSM-R“八横八纵”示意图,国家路网规划,五、GSM-R调度通信系统,五、GSM-R调度通信系统,个别呼叫组呼广播呼叫紧急呼叫,五、GSM-R调度通信系统个别呼叫,移动终端按MSISDN号码呼叫移动终端 移动终端按功能寻址呼叫移动终端 移动终端按ISDN号码寻址呼叫固定终端 移动终端按位置寻址呼叫固定终端 固定终端按MSISDN号码呼叫移动终端 固定终端按功能寻址呼叫移动终端 固定终端呼叫固定终端,五、GSM-R调度通信系统组呼VGCS,移动终端发起组呼 以GSM-R组ID向GSM-R网络发起组呼 固定终端发起组呼 以组地址向FAS发起组呼,五、GSM-R调度通信系统广播呼叫VBS,在特定区域内进行呼叫一方说，多方听的点对多点通信快速呼叫建立呼叫优先级,VGCS随时随地的移动电话会议 VBS实时的语音事件广播通知,五、GSM-R调度通信系统紧急呼叫,紧急299,移动发起方以紧急呼叫组ID发起优先级为0级的紧急呼叫。紧急情况，可以发起“299或599”呼叫,六、GSM-R在铁路运营和服务中的特殊业务与应用 功能寻址,六、GSM-R在铁路运营和服务中的特殊业务与应用 基于位置的寻址,七、国外高速铁路概况,Network Figures at 1st September 2007：BTS(Base transceiver Station)7908 BSC(Base Station Controller)139 MSC(Mobile Switching Centre)30 HLR(Home Location Registers)22 IN(Intelligent Nodes)15NMC(Network Management Centers)17,英国,法国,西班牙,意大利,德国,葡萄牙,丹麦,波兰,瑞典,挪威,瑞士,捷克,比利时,荷兰,斯洛伐克,芬兰,2010年欧洲,意大利GSMR的发展规划,意大利全国铁路线总长2万余公里，GSM-R网络覆盖7500公里。2002年8月18日，开始第一阶段建设，2005年第四季度建设完成。在全国的普通铁路网上部署4个MSC，14个BSC，1111个BTS，2套智能网。意大利铁路计划在所有高速铁路上建设ETCS 2，单独建设GSM-R网络满足ETCS 2的需要。高速铁路网3个MSC。,瑞士GSMR的发展规划,瑞士全国铁路线总长3200公里，全部GSM-R网络覆盖。2003年第一季度开始网络建设，计划于2008年完工。全网部署2个MSC，1520个BSC，10001200个BTS。瑞士铁路在35km的铁路线上对ETCS 2进行商业化，并将在新高速铁路线（Lucerne 伯尔尼）装备ETCS 2设备。,法国GSMR的发展规划,法国全国铁路总长31724公里，GSM-R网络覆盖14000公里。2003年开工，2008年完成建设。全网部署3个MSC，其中2个主用，1个备用，2个HLR和SCP，设置为冗灾备份模式，50个BSC，2200个BTS，安装1万个无线机车台，配备25万个手持台。法铁计划在所有新建的高速线采用ETCS 2级。第一条采用ETCS 2的高速线将是法国境内的东部走廊线，预计于2007年开通。,瑞典GSMR的发展规划,瑞典全国铁路线总长10216公里，GSM-R网络覆盖7500公里。1998年，瑞典开始规划和建设GSM-R网络，2003年第四季度建设完成。全网部署1个MSC，11个BSC，800个BTS，1套智能网设备，安装近2000个无线机车台，配备5000个手持台。,荷兰GSMR的发展规划,荷兰全国铁路线总长2800公里，GSM-R网络覆盖2800公里。2001年，荷兰开始建设GSM-R网络，2003年建设完成，2005年开始商业化运营，计划在2006年初停止模拟线路的运营。全网部署1个MSC，30个BSC，380个BTS。目前，正在两条试验线上进行ETCS测试。,英国GSMR的发展规划,英国全国铁路线总长22000公里，GSM-R网络覆盖16000公里。2003年在全国范围内进行建设，计划于2006年完成。全网部署2个MSC，50个BSC，3200个BTS，安装8500个无线机车台（机车台采用单模方式），采用1套地理冗余的HLR和智能网。,西班牙GSMR的发展规划,西班牙全国铁路线总长12303公里，GSM-R网络覆盖近6000公里。2002年开始建设试验线，计划于2007年完工。2003年10月开始在马德里和Llei-da间建设里程为500公里的新高速线，并将GSM-R作为唯一的铁路通信系统。该系统采用两个MSC和双层无线网，一套IN系统，一个O&M中心。,比利时GSMR的发展规划,比利时全国铁路线总长3410公里，GSM-R网络覆盖3025公里。2003年开始网络建设，计划于2007年完工。全网部署2个MSC，6个BSC，550个BTS。2004年，在1450个机车上安装了2200个无线机车台，配备17000个手持台。,挪威GSMR的发展规划,挪威全国铁路线总长4006公里，GSM-R网络覆盖3500公里。第一条试验线于2004年底完工，第二条线路于2004年6月开始建设。,芬兰GSMR的发展规划,芬兰全国铁路线总长5800公里，全部GSM-R网络覆盖。2003年完成初步的网络部署，计划于2004年完成建设。全网部署1个MSC，4个BSC，434个BTS，安装800个机车台，配备3600个手持台。,捷克GSMR的发展规划,捷克全国铁路线总长6093公里，GSM-R网络覆盖4000公里。2004年开工，计划到2008年完成建设。全网部署1个MSC，安装1700个机车台，配备14000个手持台。,斯洛伐克GSMR的发展规划,斯洛伐克签订GSM-R试验线合同，于2003年开工，对网络的其余部分还在规划。,112,印度GSMR的发展规划,印度全国铁路线总长63230公里，共分为十个铁路区，目前已经有六个铁路区签署合同采用GSM-R系统。“北部铁路公司”建设第一条GSM-R的信号系统线路。,113,国外GSMR最新进展一览表,331.6万平方公里,115,1.4.3 GSM-R业务模型,业务模型可以概括为：GSM-R业务 GSM业务语音调度基本业务铁路应用(第1层)(第2层)(第3层)(第4层),1.5 GSM-R在中国的发展,118,GSM-R在中国发展的三个阶段,三个阶段：可行性论证(技术政策，频率资源)；技术试验(青藏线、大秦线、胶济线)；工程建设实施。,119,GSM-R进入中国已有十余年的历程，其间经历了理论研究、技术决策、工程试验等阶段，现在已经步入网络运营阶段。国家中长期路网规划 见网页。国家中长期路网规划2008调整说明,120,中国铁路网现状示意图,中国铁路网现状示意图,121,中国铁路“十五”建设,哈尔滨,长春,沈阳,天津,北京,呼和浩特,银川,兰州,西宁,乌鲁木齐,拉萨,太原,济南,石家庄,上海,南京,郑州,西安,成都,重庆,杭州,武汉,长沙,南昌,台北,福州,广州,香港,澳门,南宁,昆明,贵阳,海口,“十五”建设驱动GSM-R发展,2000年既有铁路“十五”建设铁路2000年既有电化“十五”建设电化“十五”扩能铁路,124,GSM-R“八横八纵”示意图,GSM-R“八横八纵”示意图,GSM-R发展中需解决的关键技术问题,（1）应用基础理论 无线电波传播；干扰分析；频率规划；冗余覆盖；越区切换可靠性；Qos指标建立与评估。（2）发展方向 高可信无线通信网络（GSMR-C）,谢谢大家！,