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55技术创新TECHNOLOGICAL INNOVATION机车综合无线通信设备功能号注册问题简析王 锐（中国铁路南宁局集团有限公司南宁通信段，南宁 530000）摘要：以机车综合无线通信设备（CIR）功能号注册原理为基础，通过查看 CIR 数据、调阅无线网管信息以及现场无线网络环境测试等方式，对日常维护中所遇到的 5 个功能号注册失败案例进行原因分析，并给出解决方案，以防范功能号注册失败导致车站、调度员等用户无法及时与列车司机进行通信联系，保证 GSM-R 话音业务正常。关键词：CIR；功能号；原因分析中图分类号：U285.2 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2023)07-0055-04Analysis of Registration of CIR Function NumberWang Rui(Nanning Communication Division,China Railway Nanning Group Co.,Ltd.,Nanning 530000,China)Abstract:Based on the principle of CIR function number registration,through viewing CIR data,accessing wireless network management information,and on-site wireless network environment testing,etc.,this paper analyzes the causes of 5 function number registration failure cases encountered in routine maintenance,and gives the solution to prevent users such as stations and dispatchers from being unable to communicate with the train driver in time due to the failure of function number registration,so as to ensure the normal GSM-R voice service.Keywords:CIR;function number;cause analysisDOI:10.3969/j.issn.1673-4440.2023.07.010收稿日期：2022-02-28；修回日期：2023-05-07作者简介：王锐（1989），男，工程师，本科，主要研究方向：铁路无线通信，邮箱：。国内铁路快速发展，GSM-R 网络被广泛应用于铁路线路之中，CIR 作为 GSM-R 网络终端设备重要组成部分，保证列车安全高效运行。本文通过结合CIR 功能号注册原理，对日常维护中所遇到的 个功能号注册失败案例进行原因分析，并给出解决方案。1基本概念功能号注册是功能寻址的第一阶段，CIR 通过注册功能号使其功能角色与激活该功能角色的移动用户号码（MSISDN）关联起来，从而调度员、车站值班员等用户需与列车司机进行联系时，不必知道列车司机所值乘的列车 CIR 移动用户号码，通过呼叫 CIR 功能号，网络会自动将 CIR 功能号对应到 CIR 移动用户号码上，并建立通话连接，方便用户联系列车司机。2CIR功能号注册原理CIR 主机一般由主控单元、电池单元、GPS 单元、GSM-R 话音单元、GSM-R 数据单元、记录单铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年7月，第20卷第7期56T技术创新ECHNOLOGICAL INNOVATION元等部分组成。功能号注册是 GSM-R 网络所特有的业务，因此其进行功能号注册前需确保 CIR 主机中话音单元 SIM 卡附着在 GSM-R 网络上，再由CIR 主控单元控制 CIR 话音单元，通过 GSM-R 网络，向无线子系统(BSS)发送请求消息。BSS 将请求消息中注册所需的过程类型标识、业务代码、功能号发送至移动交换中心（MSC），MSC 将注册信息透传给归属位置寄存器（HLR），HLR 检查用户是否具有功能号注册的权限，再将请求信息转发至智能网（SCP）。SCP 判断消息中功能号的合法性，并返回接受请求或拒绝请求的通知。CIR 功能号注册过程如图 所示。图CIR功能号注册过程Fig.1 CIR function number registration processCIRBSSMSCHLRSCP功能号 MSISDNIMSIMSISDN用户数据用户数据3CIR功能号注册问题分析在日常维护中，CIR 功能号注册常见问题主要分为 类：一是操作问题，列车司机人员较多，业务水平参差不齐，个别人员对 CIR 设备不熟悉，造成操作上的错误；二是设备问题，随着使用时间的增长，CIR、BSS 等设备各电子原器件存在老化现象，在运用过程中极易出现设备异常情况；三是环境问题，随着 GSM-R 线路增多，无线网络环境变得复杂，外部干扰源产生，使得 GSM-R 业务受限，设备间无法正常进行业务交互。案例 ：列车从 MHz 无线网络区段进入GSM-R 无线网络区段，功能号注册失败，话音通话正常。后续列车司机重新注册功能号，恢复正常。分析结论：通过查看 CIR 数据，发现列车司机在 CIR 设备处于 MHz 模式时，进行过车次号设置操作；从 MHz 模式切换至 GSM-R模式后，未进行操作，导致功能号注册失败。CIR功能号注册只有在 GSM-R 模式下才能完成；在 MHz 模式下，车次号设置仅用于车次号显示和车次号校核信息传送，CIR 不进行车次功能号注册。后续列车司机根据 CIR 操作指南进行功能号注册，CIR 功能号注册恢复正常。案例 ：CIR 话音单元故障导致功能号注册失败，无法进行话音通话。反复重启 CIR 后，恢复正常。分析结论：通过查看 CIR 数据，发现故障期间GSM-R 话音单元不能正常识别 SIM 卡，无法获取GSM-R 话音信号，导致功能号注册失败。CIR 主机中的 GSM-R 话音单元故障，会导致 SIM 卡无法正常附着在 GSM-R 网络上，使功能号无法正常注册，也无法进行话音通话。通过 MMI 上的“复位”按钮或重新开/关 CIR 电源，可以让 SIM 卡反复尝试进行 GSM-R 网络附着，从而有机会使其附着在 GSM-R 网络上，使 CIR 功能号注册恢复正常。案例 ：GSM-R 网络干扰导致短时间内在同一站场多辆列车的 CIR 功能号注册失败，无法获取GSM-R 话音信号。反复重启 CIR 未见恢复，开出站场后自动恢复正常。分析结论：通过调阅无线网管数据，发现此站场在故障时间段存在上行 级干扰；通过查看 CIR数据，发现当机车处于站场时，话音信号为，功能号无法正常注册，开出站场后话音信号恢复正常，功能号注册成功。无线网络上行干扰会导致 CIR 无法正常与无线基站设备进行信息交互，使 CIR 话音单元中的 SIM 卡无法附着在 GSM-R 网络上，从而无法获取 GSM-R 话音信号，继而导致 CIR 功能号注册失败。当列车驶离受干扰站场后，上行干扰消失，CIR 话音单元中的 SIM 卡正常附着在 GSM-R网络上，功能号注册恢复正常。案例 ：GSM-R 网络覆盖弱导致某一站场某一位置功能号注册经常失败，GSM-R 话音通话时好铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年7月57技术创新TECHNOLOGICAL INNOVATION时坏。反复重启 CIR 未见恢复，列车移动后自动恢复正常。分析结论：通过调阅无线网管数据，发现此站场无线基站设备运行正常，无异常告警；通过查看CIR 数据，发现当机车处于该站场该位置时，话音信号不稳定，时强时弱，弱时场强为，功能号无法成功注册，列车移动后，话音信号恢复稳定，功能号成功注册；通过现场无线网络测试，发现该站场该位置 GSM-R 网络信号弱，处于 GSM-R 网络信号标准的临界值附近。GSM-R 网络弱场会导致CIR 无法正常与无线基站设备进行信息交互，从而导致 CIR 功能号注册失败。当列车驶离 GSM-R 网络弱场区域后，CIR 的 GSM-R 话音信号恢复正常，从而功能号成功注册。案例 ：智能网故障导致短时间内多辆所处站场不一致的列车的 CIR 功能号注册失败，话音通话正常。询问外局列车司机功能号注册情况，其反应也是功能号注册失败。随后，智能网业务主用由北京切换至武汉，受影响列车功能号注册业务恢复正常。分析结论：通过调阅核心网网管和无线网管数据，发现各设备运行正常，无异常告警；询问北京核心网网管，确认为智能网故障所致。在功能号注册过程中，CIR 需要通过 BSS、MSC 等设备向智能网发送功能号注册请求消息，得到智能网授权消息后，功能号才能成功注册。当智能网发生故障时，会导致大面积的终端设备无法获取智能网提供的授权消息，从而导致功能号注册失败。此时，根据应急处置需要，需将智能网主/备用状态进行切换，以保证 GSM-R 业务正常。4解决方案CIR 功能号注册是 GSM-R 话音通信业务重要组成部分，涉及人、设备、环境等诸多环节，任何一个环节出现问题均有可能造成 CIR 功能号注册失败。因此，可以从 个方面对 CIR 功能号注册问题进行管控，从而防范功能号注册失败。）利用 CIR 在途监测技术CIR 在途监测系统由车载系统、车地传输通道、地面监测系统 部分构成。其通过安装在列车上的车载系统，实现对 CIR 话音单元工作状态、CIR 设备主要运行参数、司机操作等信息的采集，并将采集到的信息利用 GSM-R 网络或公用网络及WLAN，安全、可靠地发送至地面监测系统。地面监测系统经过统计分析，将收集到的信息以列车群、设备状态、网络覆盖状态、告警等形式呈现给维护人员，使维护人员能够根据统计分析结果，及时通知应急处置人员进行相应整治。）搭建无线电监测系统通过加强与地方无线电管理部门协作，在始发站点合适位置架设无线电接收设备，实时监测始发站点附近无线网络环境情况。遇 GSM-R 网络受外部干扰源干扰时，维护人员能够与无线电管理部门进行有效联动，及时找到干扰源，并进行整治。）优化智能网组网方式将现行的智能网主/备模式调整为+主/备模式，当智能网设备任何一处发生故障，不会影响智能网业务正常运行。5结束语CIR 作为列车司机与车站值班员、列车调度员等用户通信的主要工具，对铁路信息传递起着至关重要的作用。但 CIR 设备功能号注册问题时常发生，需要在实际处置中认真分析问题原因，不断完善 CIR 设备功能号注册问题处置流程、优化管理模式，压缩问题处置时间或预防问题出现，从而更好保障铁路运输安全。参考文献1 钟章队，李旭，蒋文怡.铁路 GSM-R 数字移动通信系统 M.北京:中国铁道出版社，2007.2 中国铁路总公司.高速铁路通信技术-无线通信终端 M.北京:中国铁道出版社，2014.3 宋江平.铁路 GSM-R 线路功能号呼叫问题浅析J.铁道通信信号，2018，54（5）：71-73.No.7王锐：机车综合无线通信设备功能号注册问题简析58T技术创新ECHNOLOGICAL INNOVATIONSong Jiangping.Brief Analysis of Train Functional Number Call in Railway Line with GSM-RJ.Railway Signalling&Communication,2018,54(5):71-73.4 卓少聪.浅谈机车综合无线通信设备(CIR)在途监测系统的实施 J.信息通信，2017，30（3）：267-268.Zhuo Shaocong.Discussion on the Implementation of Locomotive Integrated Wireless Communication Equipment(CIR)In-Transit Monitoring SystemJ.Information&Communications,2017,30(3):267-268.5 张浩，高尚勇，姜宏敏.机车综合无线通信设备在途监测系统 J.铁道通信信号，2017，53（6）：58-60.Zhang Hao,Gao Shangyong,Jiang Hongmin.On-Line Monitoring System of Cab Integrated Radio Communication EquipmentJ.Railway Signalling&Communication,2017,53(6):58-60.6 马健.CIR 通信设备故障分析及防范对策 J.上海铁道科技，2017（3）：40-41.Ma Jian.Fault Analysis and Preventive Measures of CIR Communication EquipmentJ.Shanghai Railway Science&Technology,2017(3):40-41.7 刘顺.高速铁路 GSM-R 干扰问题分析及对策J.铁路通信信号工程技术，2019，16（8）：47-51.Liu Shun.Analysis and Countermeasure of GSM-R Interference in High-Speed RailwayJ.Railway Signalling&Communication Engineering,2019,16(8):47-51.8 夏焕祥.GSM-R 系统弱场处理有关问题的分析J.铁道通信信号，2005，41（7）：36-37.9 袁廷瑞，陶柁丞.河谷地带铁路无线通信设备布放方式的探讨 J.铁路通信信号工程技术，2021，18（4）：43-46.Yuan Tingrui,Tao Duocheng.Discussion on Railway Wireless Communication Equipment Layout in ValleyJ.Railway Signalling&Communication Engineering,2021,18(4):43-46.（上接 54页）Ge Weitao,Feng Jingran,Zhou Min,et al.Networking Scheme of Railway 5G-R Wireless Access NetworkJ.Railway Signalling&Communication Engineering,2022,19(6):59-63.7 刘语馨，陈姝，钟章队.边缘云技术在智能铁路中的应用 J.铁道通信信号，2019，55（Z1）：7-12.8 葛伟涛，孙庆东.杭台高铁隧道公网覆盖实施方案 J.铁道通信信号，2022，58（6）：7-11.Ge Weitao,Sun Qingdong.Implementation Plan of Public Network Coverage in Tunnels in Hangzhou-Taizhou High-Speed RailwayJ.Railway Signalling&Communication,2022,58(6):7-11.9 杨琪，冯敬然，周敏，等.城市轨道交通 5G 公专网融合组网方案研究 J.铁路通信信号工程技术，2022，19（7）：63-69.Yang Qi,Feng Jingran,Zhou Min,et al.Research on 5G Public-Private Network Convergence Scheme for Urban Rail TransitJ.Railway Signalling&Communication Engineering,2022,19(7):63-69.*铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年7月