华为双网备份GSM-R解决方案打造晋豫鲁重载铁路安全新标杆

　　铁路行业作为涉及国计民生的重大基础设施和公共事业行业，国家历来高度重视铁路的投资和发展。自2006年，中国铁路迎来建设高速发展期，从石太线到广深港再到京沪高铁，直至今日，宏伟的高速铁路建设蓝图仍在继续中。

　　作为我国“十二五”期间铁路建设的重点项目，晋豫鲁重载铁路是国家中长期铁路网规划的重要组成部分，整个通道全长1260公里，西起山西吕梁，东至山东日照，横跨山西、河南、山东三省。

　　晋豫鲁重载铁路示意图

　　复杂环境下，晋豫鲁线路通信系统的严峻挑战

　　晋豫鲁铁路又名晋中南铁路、瓦日铁路，横跨晋豫鲁三省，是我国东西向重要路网干线铁路的一条大能力重载铁路。线路西起山西吕梁山地区的兴县瓦塘镇，途经晋豫鲁三省13市，衔接京广、京九等国家南北向主要铁路干线，东至山东日照港口，正线全长1260公里，设计标准为国铁一级，牵引重载万吨列车，轴重30吨，双线电气化，年货运能力2亿吨。如何在超负荷和复杂环境条件下实现安全、可靠、高效的通讯，这对通信系统、信号等各个系统提出了严格要求。在铁路发展的新形势下，作为承载车地列车控制信号的GSM-R系统而言，必须保证高可靠性和高可用性，面临以下三个主要挑战：

　　挑战一：在2500m及以上重载列车如何实现同步牵引、制动。

　　车地无线网络承载了关系到行车安全的列控信息，面对晋豫鲁重载铁路牵引重量大，环境复杂的情况，一旦网络中断或者发生时延，车载信号系统将无法获得地面控制中心的安全信息，列车将自动减速制动甚至停车，重载列车极易引起脱轨，这在地形复杂的山西区域，将给铁路运输业酿造不可预估的损失。

　　挑战二：如何解决同步操控、调度命令、集群多业务的承载

　　铁路干线，重载铁路在行进过程中，同步操控、调度命令、语音等数据命令都承载在一张通信网络上，要保障安全业务必须优先处理，且业务不阻塞。

　　挑战三：行业应用适配

　　如何与现网业务进行兼容，比如铁路现有的CTC/LOCO TROL/FAS（CTC：调度集中系统；LOCO TROL：电力机车制动系统；FAS：数字调度系统）等一系列系统在平台和通讯协议上如何实现互相对接。针对铁路行业应用特性，如何快速响应需求定制。

　　华为高可靠GSM-R解决方案从容面对各种挑战

　　在此项目中，华为凭借全球领先的无线解决方案研发能力，专注地投入到晋豫鲁铁路GSM-R解决方案的研究与定制工作，为晋豫鲁铁路的通信技术建设与运营提供了端到端的高可靠GSM-R创新解决方案，致力于帮助山西铁路局解决晋豫鲁铁路面临的三个挑战。

　　全网冗余高可靠通信网络，保障重载列车安全可靠运营

　　车地无线网络承载的信息是关乎重载铁路安全运行的重要信息，信息传递的准确性与及时性是保证重载列车安全运行的基础。面对2500m以上重载列车，在紧急停车时极易脱轨的隐患，车载无线网络的可靠性与安全性显得尤为重要，在本次方案设计中，特设计了双网备份的方式来提高可靠性。该方案采用双网负荷分担设计，共站址基站通过不同的频点信号分别接入两个核心网，负荷分担工作，同步机车操控、可控列尾分别通过双网传输，保证单点故障时业务零中断。这种双核心网冗余方案及SNCP环网保护技术 ，是铁路信息化新形式下提升铁路网络安全性与可靠性的重要手段。

　　多业务统一承载和部署，各业务带宽、时延有保障

　　晋豫鲁重载铁路在行进过程中，同步操控、调度命令及语音等数据命令都承载在一张通信网上，当多个命令并发进行时，如何保证机车同步等安全业务优先处理且不中断，如何保证大流量业务的处理带宽，成为本次方案设计的重要考虑思路。华为在本次项目中应用的多业务QoS保障方案便可有效解决该问题，此方案的设计思路主要有两步：一是适配晋豫鲁重载铁路业务的调度模型，采用优化G网的统一调度模型、调整参数；二是按照晋豫鲁铁路现网业务模型，带宽按需分配，为不同的QCI业务设置不同的资源百分比，确保业务通信流畅。此外，还可以通过优先业务排他策略，控制接入小区的终端数量来保障带宽。此方案的价值在于保障了晋豫鲁重载铁路安全业务及关键业务的承载，确保了运营的安全性；同时带宽利用率提高，避免浪费频谱资源，达到了关键业务优先级与大带宽业务资源利用率的平衡。

　　多业务部署解决方案

　　融合适配重载列车通信平台与行业应用系统

　　针对新形势下，晋豫鲁铁路GSM-R网络如何实现与现网业务的兼容与对接，实现需求的快速定制，华为采用开放的通信平台与异系统互联互通。以LOCO TROL与华为GSM-R铁路互通为例，一种方法是通过华为GSM-R开放通信平台与LOCO TROL互联互通，这主要体现在核心网通过SGW/PG与第三方地面重联服务器互通，即华为GSM-R网络的核心网关发出的消息通过第三方地面重联服务器转发给LOCO TROL系统，完成异系统互联互通；第二种方法是通过DTE将车LOCO TROL、列尾接入通信网络，核心网增加主控-从控、主控-列尾之间直接转发路由，可不必经地面重联服务器转发。为保证异系统之间互联互通的网络安全，该方案在接入还侧设置防火墙，将核心网转发的上行用户报文重定向到防火墙过滤，防止两终端之间的双向报文攻击。

　　可靠无线网络 让中国安全成为全球标杆

　　华为通过完善的、端到端的高可靠无线解决方案为太原铁路局的安全、高效运营奠定了坚实基础，为区域经济带的发展起到助推作用。该项目在铁路运营、技术创新、装备现代化上为铁路通信技术主管部门与铁路运营单位创造了价值，将铁路无线通信可靠性技术提升到新的高度。华为在本次晋豫鲁铁路中设计的双网备份解决方案，开创性地突破了无线通信冗余技术和复杂区段覆盖技术，进一步提升了铁路通信现代化的水平，让中国铁路通信技术再一次走在了世界前列，让中国安全成为全球标杆。