基于位置呼叫限制在铁路GSM-R功能寻址中的作用

沙娜

【摘要】 功能寻址是实现GSM-R集群调度通信的主要手段，引入GSM-R基于位置呼叫范围限制，使列车调度员或车站值班员用功能寻址（车次功能号）方式呼叫管辖范围内运行的机车，能有效的避免不同调度辖区使用相同车次号呼叫机车司机时通信受阻情况，为列车的调度指挥作业提供了安全保证。

【关键词】 功能寻址 基于位置呼叫限制 调度指挥 安全保证

一、绪论

功能寻址（车次功能号）是铁路GSM-R网络中一个非常重要的先进寻址功能，是实现集群调度通信的关键技术和必要手段。但由于功能寻址存在列车调度员或车站值班员等调度用户使用相同车次号呼叫到非管辖范围内的机车，为行车安全造成很大隐患。本文针对 GSM-R 网络引入基于位置呼叫限制功能在功能寻址（车次功能号）中的应用进行了探讨与研究。

二、功能寻址

2.1功能寻址简介

功能寻址是GSM-R中非常重要的先进寻址功能，是实现集群调度通信的关键技术和必要手段。功能寻址指用戶可以根据它们当时所担当的功能角色（功能号），而不是它们所使用的终端设备的号码（ISDN）来进行寻址。功能号是 GSM-R为了实现功能寻址而统一制定的，具有相对唯一性的号码，根据用户担任的职务、角色分配用户号。

2.2功能号的构成

GSM-R的功能号由呼叫类型和用户号码组成，呼叫类型有车次功能号、机车功能号、车号功能号、调度功能号和调车及维修功能号等类型；用户号码由用户识别码和功能码组成。用户识别号码是用于包含此号码用户包含的用户信息，例如车次功能号的用户识别号码是列车的车次。机车功能号的用户识别号码是机车的车号。不同的呼叫类型对应不同的用户识别号码。功能码表示不同用户的具体身份，如本务司机（车载台）、本务司机（手持终端）、列车长、乘警长功能号等，都有相应的功能码进行标识。

2.3功能寻址应用中存在的问题

根据铁路运输组织的相关规定，铁路是按铁路局为单位进行运输组织管理，各个铁路局的调度员指挥自己调度区内运行的机车。在列车运行中，由于机车长交路或机械故障而导致列车长时间运行，会导致不同铁路局出现同一个车次号的情况，从而引起的列车调度员或车站值班员等调度用户使用相同车次号呼叫到非管辖范围内其他机车的问题。

三、基于位置的呼叫限制

3.1基于位置的呼叫限制简介

基于位置的呼叫限制，是指主叫用户发起呼叫后，网络需要根据被叫用户的位置来判断是否进行呼叫接续，判断的依据是被叫用户当时所在的位置是否处于主叫用户所管辖的范围。位置呼叫限制是将某一用户发起呼叫的范围限制在其管辖的范围内，从而避免了无关呼叫的发起，保障了铁路通信的可靠性和安全性。

在GSM-R网络中，调度员和车站值班员的管辖范围是依据小区来划分的，即基于位置呼叫限制中的位置信息采用小区信息。其中，全球小区识别码（CGI）是用来识别一个基站小区所覆盖的区域，在LAI（MCC+MNC+LAC）的基础上再加小区识别码CI构成。其结构如下：

3.2基于位置呼叫限制的必要性

为保证运输的安全性与管理的可靠性，铁路使用区段管理的制度，每位行车调度员或车站值班员都管辖了一定长度的调度区段。基于位置呼叫限制的应用，使得行车调度员只能与其管辖范围内的机车司机、运转车长、车站值班员、车站助理值班员通话；车站值班员、车站助理值班员只能与进入其车站范围内的机车司机、运转车长通话，一旦列车出了管辖的范围，呼叫就需要被限制。具有调度身份的用户使用功能号呼叫移动用户，网络根据主叫用户功能号和被叫用户位置信息进行判断筛选，筛选通过的呼叫被正常接续，未通过的呼叫被释放。这种限制即保证了调度通信的可靠性，但又不会简单地、永久地进行通讯限制，有效解决了功能寻址在应用中存在的问题。

四、智能网的实现方式

4.1基于位置的呼叫限制业务的设计

目前主要采用GSM-R智能网技术方案来实现基于位置寻址的呼叫限制。首先需在SCP中针对每个调度员或车站值班员设计一张管辖范围的表格，在表中设定好该调度或车站所管辖的所有小区ID，此表由铁路运输管理部门确定，并作为SCP判断主叫用户与被叫用户之间是否能建立呼叫的依据。其次当主叫用户发起呼叫时，SCP需要知道被叫用户的当前位置信息。这就需要发起一个ATI（Any Time Interogation，即时查询）的消息向HLR请求被叫用户的当前位置信息。获得位置信息后再由SCP根据表1判断呼叫是否能够建立，以此实现了基于位置的呼叫限制业务。

4.2以瓦日线上的运行的某货物列车为例进行详解

瓦日线是连接我国东西部的重要煤炭资源运输通道，西起山西省吕梁市兴县瓦塘镇，东至山东省日照港，横跨太原、郑州、济南铁路局。货运交路也比较复杂，运输时间比较长，必然出现某一时刻在不同局管辖区出现相同车次的问题，如果不进行基于位置的呼叫限制，调度员或车站值班员将无法将自己管界的车次正确唤起。针对不同区域相同车次号的问题，在 SCP（智能网）中定义 DA值与管辖基站小区 CGI值与固定用户（调度台、车站值班台）的功能号数据关联。表4为瓦日线郑州铁路局和济南铁路局的调度员管辖的其中两个车站范围，小区信息为LAC+CI。

当范县车站值班员使用FAS设备呼叫某车次的机车司机时，FAS设备将该呼叫信息送至 MSC，MSC 根据呼叫类型判断为功能号呼叫同时向 SCP 发送 Initial DP 消息，SCP根据范县车站值班员的用户功能号信息对应其调度DA 值，得知是晋中南列车调台（郑州）的调度用户管辖范围；同时，SCP 根据将在瓦日线上运行的火车车次功能号对应的MSISDN 号向 HLR发送 ATI消息，HLR 根据该 MSISDN 号码对应的 IMSI 号码向该用户所在的 VLR 发送PSI（Provide Subscriber Info，提供用户信息）消息，MSC将获取到的被叫用户位置信息通过 HLR 返回 SCP，SCP 根据返回的被叫用户小区信息（LAC+CI）与晋中南列车调度台（郑州）的管辖范围做一个比对，当郑州局主叫调度用户的管辖范围包含在线车次号所在郑州局的基站小区，则建立呼叫，否则将会释放本次呼叫。

因此，济南局调度员就不会对郑州局管辖的基站小区运行的车次进行呼叫。就有效避免了当同一个车次的货物列车已经驶入济南局区段后，再次被郑州局调度员叫起，影响列车的正常调度指挥工作。

五、小结

GSM-R网络功能寻址作为现阶段铁路GSM-R网络中非常重要的先进寻址功能，有效解决了功能寻址中的存在的问题，是实现集群调度通信的关键技术和必要手段，必将在铁路的大跨越式发展中发挥重要的作用。

参 考 文 献

[1]钟章队等编著，铁路数字移动通信系统（GSM-R）应用基础理论， 北京交通大学出版社

[2]2009年7月 MORANE，FFFS for functional addressing，UIC ERTMS/GSM-R Operators Group， 2012

[3]GSM-R数字移动通信网编号计划（V3.0）铁道部技术规范