簡談GSM-R網(wǎng)絡數(shù)據(jù)編號方案中短號碼設置原則及方法

狄彩虹

（北京鐵路通信技術中心，北京 100038）

1 概述

隨著國內鐵路工程建設的不斷推進，鐵路GSM-R通信網(wǎng)已廣泛應用于高速鐵路、客運專線和重載鐵路，是承載鐵路運輸調度指揮的重要通信網(wǎng)絡。鐵路GSM-R網(wǎng)絡數(shù)據(jù)編號方案設計是GSM-R網(wǎng)絡工程建設的重要組成部分，編號方案中短號碼的設置在工程建設階段與鐵路開通后運營過程中是非常重要的業(yè)務數(shù)據(jù)。尤其是在樞紐區(qū)域及多條線路交叉并線等特殊場景中，短號碼設置的準確性、完整性、合理性，直接保證了GSM-R網(wǎng)絡為鐵路運輸生產提供及時準確的通信保障服務。

短號碼業(yè)務即位置尋址業(yè)務。鐵路通信中，基于位置的尋址主要用于解決移動用戶呼叫固定用戶。如機車司機按位置尋址方式個別呼叫當前所在調度轄區(qū)的列車調度員并通話。當司機需要呼叫調度員時，直接撥打短號碼12xx，網(wǎng)絡根據(jù)列車當時所處的線路基站位置，自動將其路由到正確的調度員。

以上路由實現(xiàn)過程如下：GSM-R使用小區(qū)特定路由來實現(xiàn)基于位置的尋址即短號碼業(yè)務呼叫。小區(qū)特定路由使用兩個參數(shù)來確定目的地址：被叫方地址（短號碼），小區(qū)識別碼（LAC+CellId）。其中，被叫方地址是由移動終端通過空中接口向移動業(yè)務交換中心（Mobile Servce Switching Center，MSC）提 供 的，即平時俗稱的短號碼。而在每次呼叫中，基站控制器（Base Station Controller，BSC）都要向MSC提供移動臺當前所處小區(qū)的小區(qū)識別碼，即對應的基站小區(qū)信息。智能網(wǎng)（Intelligent Network，IN）設備依據(jù)業(yè)務交換點（Service Switching Point，SSP）/MSC提供的被叫方地址、小區(qū)識別碼，查詢存放在業(yè)務數(shù)據(jù)點（Service Data Point，SDP）中的數(shù)據(jù)，返回給SSP，由MSC 完成接續(xù)，實現(xiàn)短號碼呼叫接續(xù)請求。

2 短號碼目前運用情況

目前在GSM-R網(wǎng)絡中常用的短號碼有以下幾類。

1）短號碼12xx：呼叫最適當?shù)牧熊囌{度員。

12xx短號碼呼叫是在GSM-R的IN設備將列車調度員管轄區(qū)域進行定義，確定12xx呼叫路由指向及呼叫范圍，其中列車調度員管轄區(qū)域依據(jù)運輸組織相關規(guī)定確定。

2）短號碼13xx：呼叫最適當?shù)能囌局蛋鄦T。

13xx短號碼呼叫是在GSM-R的IN設備將車站值班員管轄區(qū)域進行定義，確定13xx呼叫路由指向及呼叫范圍?？紤]到運營需要，按連續(xù)半?yún)^(qū)間實施13xx呼叫范圍。

3）短號碼1930：呼叫最適當?shù)目瓦\調度臺。

4）短號碼1940：呼叫最適當?shù)膭榆囌{度臺。

5）短號碼1900：呼叫最適當?shù)膭榆囁緳C調度臺。

3 短號碼選取的基本原則

各鐵路集團公司均應對本局所有線路，至少是規(guī)劃期內的GSM-R線路做好短號碼規(guī)劃。具體選取原則如下。

1）同一個基站小區(qū)下，同一短號碼不能對應兩個路由對象（設備無法實現(xiàn)）。

2）同一個基站小區(qū)下，同一路由對象可由兩個短號碼進行對應（即針對不同線路設置不同的短號碼）。

3）樞紐區(qū)域，分布式基站較多區(qū)域，鐵路線交叉、并線區(qū)域，不同線路的短號碼盡可能分開設置，但需考慮最大限度減少司機選線次數(shù)。

4）長干線鐵路盡可能采用統(tǒng)一短號碼體系。

5）短號碼的切換盡可能設置在車站基站小區(qū)覆蓋范圍內。

6）盡可能避免機車綜合無線通信設備（Cab Integrated Radio Communication Equipment，CIR）的頻繁選線操作（目前CIR必須依靠切換線路來切換短號碼體系）。

7）線路短號碼設置后，應盡可能避免頻繁修改（CIR需要重新灌裝數(shù)據(jù)）。

8）干線短號碼正序使用；短線及聯(lián)絡線倒序使用。這樣最大限度避免短號碼重復的可能性

9）當GSM-R區(qū)段采用共基站方式進行無線網(wǎng)絡覆蓋或上下行分別歸屬不同列車調度員管轄時，應啟用多個短號碼12xx/13xx進行呼叫路由指向。如1200/1300、1210/1310等。

4 短號碼選取具體用例

以下就結合實際工程中的一些短號碼選取實例來說明短號碼設置的一些原則。

4.1 場景一：跨局干線的短號碼設置

以貴廣客專GSM-R網(wǎng)絡數(shù)據(jù)批復時短號碼設置為例，本工程涉及了3個樞紐區(qū)域，分別是貴陽樞紐（貴廣客專、滬昆高鐵、貴開線、成貴線、滬昆線、相關支線及聯(lián)絡線）、桂林樞紐（貴廣客專、衡柳線、相關聯(lián)絡線）、廣州樞紐（貴廣客專、南廣線、廣珠線、京廣高速線、廣深港高鐵、廣珠城際）。廣州、南寧、成都3個集團公司均涉及，為避免新建工程影響既有線CIR設備運用，本著長干線鐵路盡可能采用統(tǒng)一短號碼體系和不同線路短號碼分開的原則，對3個鐵路集團公司涉及的既有及規(guī)劃中的線路短號碼進行梳理分析。首先梳理既有線最多的中國鐵路廣州局集團有限公司廣州樞紐，通過梳理既有廣珠線、京廣高速、廣深港高鐵、廣珠城際等線路，發(fā)現(xiàn)1200/1300、1210/1310、1230/1330均已被占用。其次梳理中國鐵路南寧局集團有限公司既有線路情況，桂林樞紐既有線已采用1210/1310；而貴廣客專在廣州樞紐區(qū)域與南廣并線，南寧局既有鐵路已采用1220/1320。最后梳理中國鐵路成都局集團有限公司貴陽樞紐及成都樞紐相關線路情況，其中貴陽樞紐后期將涉及滬昆高鐵工程（短號碼已預占用），貴廣客專在貴陽樞紐將與既有客專存在并線區(qū)段，該條客專隨成綿樂工程在成都樞紐區(qū)域已設置了1200/1300。根據(jù)上述梳理情況，綜合考慮以上3個鐵路集團公司既有線及規(guī)劃在建線路短號碼情況，貴廣客專不宜再采用1200/1300、1210/1310、1220/1320或1230/1330。

4.2 場景二：多線路交匯車站及長干線路短號碼的設置

場景介紹：中國鐵路上海局集團有限公司管內杭州樞紐，以杭州東站為中心，包括滬昆高鐵滬杭段（滬杭高鐵）、滬昆高鐵杭長段、寧杭高鐵、杭甬高鐵等鐵路干線，其中，滬杭高鐵、寧杭高鐵、杭甬高鐵已先期開通。

存在問題：杭州東站基站小區(qū)在既有高鐵已經(jīng)使用了1200/1300短號碼數(shù)據(jù)；滬昆高鐵南昌至長沙南區(qū)段短號碼已使用1250/1350，而在南昌局管段滬昆高鐵與昌九城際同在南昌樞紐區(qū)域，既有線短號碼為1200/1300；此次滬昆高鐵杭長段工程開通范圍為杭州東站至南昌西站，這段短號碼如何分配存在問題。

列車司機在進杭州東站之前，需要進行選線：是繼續(xù)在滬昆高鐵（杭長段）運行，還是轉向杭甬高鐵（短號碼為1210/1310）。因此涉及到了短號碼在杭州東的切換問題。根據(jù)不同線路短號碼分開設置及長干線鐵路盡可能采用統(tǒng)一短號碼體系的原則，可考慮將滬昆高鐵上海至南昌西管段短號碼統(tǒng)一修改為1250/1350（因1200/1300南昌局管段已被既有線占用，不能使用）。但因該方案需要修改現(xiàn)網(wǎng)CIR設備運用數(shù)據(jù)，實施難度很大，因此考慮替代方案。

解決方法：方案一，在上海局與南昌局集團公司局界處（江山站）切換短號碼，即從上海虹橋至江山用1200/1300，之后司機在江山選線路，并將CIR設備短號碼數(shù)據(jù)切換為1250/1350（滬昆高鐵南昌至長沙南區(qū)段短號碼已設置為1250/1350，且已處于工程聯(lián)調聯(lián)試狀態(tài)）。但是進一步分析發(fā)現(xiàn)，CIR在杭州東的選線操作其實無法避免，因為杭州東下行方向存在2條干線（滬昆、杭甬）且分屬不同短號碼體系，因此該方案會客觀上造成司機多選一次線路，因此不作為推薦方案；方案二，在杭州東至南昌西區(qū)段短號碼采用1250/1350，上海虹橋至杭州東區(qū)段保持1200/1300不變。該方案免去了運行于滬杭高鐵的CIR數(shù)據(jù)重新灌裝的問題，同時巧妙借用杭州東是下行各條干線分叉點這一特點，將選線點定在杭州東，以選擇是繼續(xù)在滬昆高鐵（杭長段）運行，還是轉向杭甬高鐵運行，因此最為合適。唯一需要注意的是，按照該方案，HangZhouDong這個小區(qū)在滬昆高鐵上存在了兩組短號碼，即1200/1300與1250/1350，且指向同一調度臺/車站值班臺，這與短號碼設置基本原則中的“同一個基站小區(qū)下，同一路由對象可由兩個短號碼進行對應”相一致。

總結分析：在按線路區(qū)分短號碼這個大的原則前提下，短號碼分配還要綜合考慮到線路交叉并線等各種具體情況，以及CIR目前必須按線路名稱切換短號碼這一設備特性現(xiàn)狀?；拘^(qū)是GSM-R網(wǎng)絡數(shù)據(jù)管理的最小單元，隨著CIR的智能化程度不斷發(fā)展、樞紐地區(qū)司機提前選擇運行區(qū)段等實際運用需求的不斷發(fā)展，短號碼分配最終將越來越細化。

4.3 場景三：單基站、單車站、多值班員場景下短號碼業(yè)務呼叫的替代處理方法

場景介紹：石太線榆次樞紐榆次車站西側即為榆次編組站，榆次編組站設置4個編組站（上行到達、上行通過、下行到達、下行通過）值班員，且均需要與列車司機進行雙向通信。榆次編組站站區(qū)內由一個基站信號進行覆蓋。

存在問題：對于同一短號碼13XX，同一個基站小區(qū)（CGI）下只能對應一個路由對象（車站值班臺）。針對以上問題，雖然可以通過設置線路上行、下行短號碼來解決列車運行于上行方向和下行方向時，在榆次編組站內基站覆蓋范圍下的各一個車站值班員（上行通過、下行通過）業(yè)務呼叫，但仍不能滿足榆次編組站內4個值班員的通信需求。

解決方法：通過對機車CIR進行特殊處理，即在接近編組站時，CIR界面顯示所有可以呼叫的車站值班員以便供司機選擇，司機選擇后，通過內置在CIR的運用數(shù)據(jù)中的綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（Integrated Services Digital Network，ISDN）號碼實現(xiàn)通信。

對于榆次編組場這種場景，基本每個鐵路局集團公司都可能涉及到類似場景，其中中國鐵路沈陽局集團有限公司通遼北場也同樣存在多個車站值班臺。采用的方法是設置虛擬振鈴組，將多個車站值班臺放置在振鈴組中，短號碼指向此虛擬振鈴組，列車司機呼叫短號碼時多個車站值班臺同時振鈴，由車站值班員自己來決定誰來接此呼叫，實現(xiàn)短號碼呼叫的延伸。中國鐵路沈陽局集團有限公司目前在京哈線、沈山線、沈大線、京沈線等多條線路上運用良好。

總結分析：對于編組站等存在多個值班員的場景下，單純采用GSM-R網(wǎng)絡短號碼有其局限性，無法實現(xiàn)即時通信。針對這種場景，可以通過ISDN號碼呼叫方式實現(xiàn)點對點呼叫，或者可以通過將所有值班臺設置成虛擬振鈴組，短號碼指向此虛擬振鈴組實現(xiàn)業(yè)務呼叫。

4.4 場景四：單基站覆蓋2個車站的情況下短號碼的處理方法

場景介紹：廣深線在原石龍和茶山站之間新增東莞站，無線覆蓋采用從臨近ShiLong基站下新建直放站的技術方案，同時東莞站新增車站FAS臺。

存在問題：對于短號碼呼叫數(shù)據(jù)，同一個CGI下只能對應一個路由對象，因此ShiLong基站的13XX路由對象只能在石龍車站值班臺和東莞車站值班臺兩者間選擇一個，無論選擇哪一個，都存在無法通過同一13XX短號碼呼叫另一個車站值班臺的問題。對于210組呼及299組呼數(shù)據(jù)，同一個CGI必須對應兩個車站值班臺，存在組呼范圍及對象擴大問題。對于鐵路運輸組織方式，一個ShiLong基站故障將影響石龍與東莞兩個連續(xù)車站的通信業(yè)務。

解決方法：修改原設計方案，由直放站覆蓋方案修改為東莞站增加基站小區(qū)的方式解決上述問題。

總結分析：從鐵路運輸安全的角度考慮，原則上一個基站小區(qū)（含分布式基站）不能覆蓋兩個及以上車站或有人線路所。從鐵路GSM-R編號方案的設計角度考慮，設計單位不能僅以滿足基本的單點呼叫作為GSM-R網(wǎng)絡設計的標準，而應從整個GSM-R網(wǎng)絡技術體系下所能滿足的各類業(yè)務需求角度，統(tǒng)籌考慮，確保鐵路各類通信業(yè)務在安全穩(wěn)定的前提下得以實現(xiàn)。

特例：如果一個基站小區(qū)覆蓋的兩個車站分屬不同線路，那么不同線路上運行機車的CIR可通過不同的13XX短號碼即不同線路短號碼分開的原則，來區(qū)分不同的路由對象。即樞紐區(qū)域，分布式基站較多區(qū)域，鐵路線交叉、并線區(qū)域，不同線路的短號碼盡可能分開設置。

在實際工程中，各鐵路集團公司線路情況錯綜復雜，GSM-R無線網(wǎng)絡覆蓋情況千差萬別，但各鐵路集團公司均應按照以上原則做好短號碼規(guī)劃。對本局線路尤其是樞紐區(qū)域線路做好短號碼設置；針對跨局干線，要積極與相鄰鐵路局集團公司協(xié)商，相關鐵路局間短號碼統(tǒng)籌考慮，盡量采用統(tǒng)一的短號碼，減少CIR選線次數(shù)等等，提高通信呼叫準確性，為鐵路運輸做好通信保障。