- 鐵路信號系統網絡與信息安全
- 閆連山 陳建譯編著
- 8791字
- 2019-05-21 17:50:20
1.2 信號系統基本概念
在實際鐵路運輸過程中,即使在鐵路線路、橋梁、機車和車輛等設備條件良好的情況下,也可能發生列車沖突和顛覆等重大事故。發生列車沖突的原因可能是多列列車同時占用一個空間造成的;也可能是由于道岔位置不正確而導致列車駛入錯誤線而造成沖撞;另外,列車速度超過了線路限制速度也會引起顛覆事故。
因此,在現代鐵路運輸系統中,除了鐵路固定設備(線路、橋、隧)和移動設備(機車、車輛)以外,還需要鐵路信號系統的支撐,共同構成鐵路運輸系統三個不可分割的技術基礎。
鐵路信號系統是為了保證運輸安全而誕生和發展的,在鐵路運輸中的地位是基礎設施、安全設備、指揮工具和服務條件;作用是保證行車安全、提高運輸效率和改進服務質量;任務是行車指揮、進路控制、間隔調整、速度控制、編組與解體,系統的第一使命是保證行車安全[10]。鐵路信號系統可以準確迅速地組織列車運行和保證調車作業安全,從而提高運輸效率,改善行車工作人員的勞動條件。利用信號機的顯示,能向列車或調車車列發出指示運行條件、線路狀況、列車或車輛位置等信息。
1.2.1 鐵路信號基礎設備
信號是傳遞信息的符號,鐵路信號設備是一個總稱,主要包括信號(Signal)及相關設備、聯鎖(Interlocking)和閉塞(Blocking)。鐵路信號是指向有關行車和調車作業人員發出的指示和命令;聯鎖設備用于保證站內行車和調車工作的安全和提高車站的通過能力;閉塞設備用于保證列車區間內運行的安全間隔,提高區間內的通過能力。
1.2.1.1 信號機
鐵路信號機(Signal)是安裝在鐵路道旁的機械或電子設備,用以傳送線路前方狀態的相關信息給司機或調車員。司機或調車員通過理解信號代表的指令采取相應操作,一般來說,鐵路信號會指示列車以安全速度行駛(含降速)或立即停止[11]。
我國鐵路的色燈信號機目前主要采用的是XS型系列透鏡式色燈信號機,有高柱型和矮型之分。不論是高柱型還是矮型,按照機構還可分為二燈式、三燈式、四燈式、五燈式等,這些不同類型的機構由信號設計部門根據需要選用或組合使用。但不同顯示數目的信號機構,其顯示的原理都是相同的,其結構也是相似的,只是燈室數目不同而已。信號機按用途分為進站、出站、通過、進路、預告、接近、遮斷、駝峰、駝峰輔助、復示、調車信號機。出站與進路復示信號機及遮斷信號機是單顯示的信號機;預告信號機是二顯示信號(綠燈或黃燈),預告進站、通過或防護信號機的禁止和進行信號顯示;自動閉塞區段的通過信號機是三顯示信號(紅燈、綠燈或黃燈);適宜于鐵路提速和高速區段的通過信號機則是四顯示信號(紅燈、綠燈、黃燈或黃綠兩燈)[11]。圖1-1為典型的信號機設置。

圖1-1 信號機設置圖示[11]
(1)進站信號機(X、S)
進站信號機用于防護車站,指示列車可否進站以及進站時的運行條件,一般設在距車站最外方進站道岔尖軌尖端(逆向道岔)或警沖標(順向道岔)不少于50m的地方。
(2)出站信號機(S1、SⅡ、S3、X1、XⅡ、X3)
出站信號機的作用是防護區間。作為列車占用區間的憑證,指示列車可否由車站開往區間;與敵對進路相聯鎖,信號開放后保證進路安全可靠;指示列車站內停車的位置,防止越過警沖標。每條發車線均應單獨設置出站信號機以免誤認信號造成行車事故。出站信號機應設在每一發車線路警沖標內方的適當地點。
(3)預告信號機(XY)
當非自動閉塞區段未安裝機車信號時,在進站、通過、防護等信號機前方均應設置預告信號機;在采用色燈式進站信號機或進站信號機的顯示距離不足或瞭望條件受限制的情況下,也必須設置預告信號機。它的作用是將主體信號機的顯示狀態提前告訴司機。預告信號機應設在距主體信號機不少于一個列車制動距離(目前我國為800m)的地點。
(4)通過信號機
通過信號機的作用是防護自動閉塞區段的閉塞分區或非自動閉塞區段的所間區間(線路所之間),其設置示意如圖1-2所示,作用是指示列車可否開進它所防護的閉塞分區或所間區間。通過信號機通常設在所間區間或閉塞分區的分界處。

圖1-2 通過信號機設置示意圖
(5)調車信號機
調車信號機是用來指示調車機車進行作業的,只在電氣集中聯鎖的車站上采用,通常設在調車作業繁忙的線路上(如到發線、咽喉道岔區),以及從非聯鎖區到聯鎖區的入口處。
調車信號機一般采用矮型色燈信號機,在到發線上也可以在出站信號機上添設一個允許調車的月白色燈,作為出站兼調車信號機。
(6)進路
在車站上為列車進站與出站所準備的通路,稱為列車進路;為各種調車作業準備的通路稱為調車進路。一般每一個列車、調車進路的始端都應設有一架信號機進行防護,以保證作業時的安全。信號機燈光顯示的一方為信號機的前方,信號機的后方則為所防護的進路。
信號機既然是防護進路的,就要有一個明確的范圍,也就是說進路應有明確的始端和終端。不然的話,就沒有辦法防護。進路通常用信號機、警沖標、車擋表示器、站界標或次一信號機來確定管轄范圍[11]。如圖1-3所示的進路包括以下設置。

圖1-3 中間站信號機布置平面圖
①下行I道接車進路:X為防護信號機;進路范圍從X到XI(含股道)。
②下行3道接車進路:X為防護信號機;進路范圍從X到X3(含股道)。
③下行5道接車進路:X為防護信號機;進路范圍從X到X5(含股道)
④下行I道發車進路:XI為防護信號機;進路范圍從XI到站界。
⑤下行3道發車進路:X3為防護信號機;進路范圍從X3到站界。
⑥下行5道發車進路:X5為防護信號機;進路范圍從X5到站界。
⑦上行Ⅱ道接車進路:S為防護信號機;進路范圍從S到SⅡ(含股道)。
⑧上行4道接車進路:S為防護信號機;進路范圍從S到S4(含股道)。
⑨上行5道接車進路:S為防護信號機;進路范圍從S到S5(含股道)。
⑩上行Ⅱ道發車進路:SⅡ為防護信號機;進路范圍從SⅡ到站界。
上行4道發車進路:S4為防護信號機;進路范圍從S4到站界。
上行5道發車進路:S5為防護信號機;進路范圍從S5到站界。
1.2.1.2 繼電器
繼電器(Relay)是一種自動控制與遠程控制系統必不可少的元件。這種元件的特性是當輸入x達到一定值時,輸出量y發生突變。如圖1-4所示,當輸入量x從0增大到x1時,輸出量y從0突然增大到y1,此后如x再增大,輸出量y保持不變;當輸入量x從大于或等于x2減小到小于x1時,輸出量y突然從y1減小到0,此后,如x再繼續減小至零,y仍保持在y1大小。如上所述的二值特性,就稱為繼電特性。具有繼電特性的元件,稱為繼電器。

圖1-4 繼電器特性曲線
由此可見,繼電器是一種控制參數變化時能引起被控制參數突然變化的電器元件。它能以極小的電信號來控制執行電路中功率相當大的對象,并能控制數個回路,以此來完成由人工難以實現的具有復雜邏輯關系的控制過程。
由于繼電器具有這樣的基本功能,故成為自動控制與遠程控制必不可少的器件,廣泛應用于國民經濟各個部門的生產過程和國防系統的自動化與遠動化之中。在鐵路系統中,鐵路信號設備也大量地應用鐵路信號專用的各種類型繼電器(如信號安全型繼電器)及其他類型繼電器[12]。
1.2.1.3 道岔和轉轍機
由一條線路分歧為兩條線路,在分歧點上鋪設的轉轍線路叫做道岔(Turnout)。道岔用來使機車車輛從一股道轉入另一股道。單開道岔采用最為廣泛,占各類道岔總數95%以上。在站場中,當需要連接的股道較多時,可以在主線的兩側或同側連續鋪設兩個普通單開道岔,如因地形長度限制不能在主線上連續鋪設兩個單開道岔時,可以設法把一個道岔納入另一個道岔之內,這就組成了復式道岔。
轉轍機(Switch)是道岔的轉換裝置,能轉換道岔、鎖閉道岔及反映道岔尖軌所處的位置,是實現車站信號等自動控制及遠距離控制必不可少的設備。按轉轍機的動力來分,我國目前主要有以電動機為動力的電動轉轍機、以壓縮空氣為動力的電空轉轍機及以高壓液體(油壓)為動力的電液轉轍機三種。按轉轍機的轉換時間可將其分為快速(0.5~1.5s)、中速(3~6s)和低速(8~20s)三種。
上述各種動力的轉轍機,只要選用適當功率的電動機或設計合適的機械結構,都可以獲得不同的轉換速度。電動轉轍機轉換時間的長短決定于電動機的功率及機械結構的減速比。同樣功率的電動機,轉換時間長一些可使轉換力增大;而同樣的轉換力,轉換時間長一些,可選用功率較小的電動機。
我國絕大多數電氣集中設備的車站,以及無風源過濾設備的駝峰調車場都采用電動轉轍機,因此,電動轉轍機使用的數量最多。其次是電空轉轍機,凡是有風源過濾設備的駝峰調車場,一般都采用電空轉轍機。電液轉轍機目前使用得還不多[13]。
1.2.1.4 軌道電路
軌道電路(Track Circuit)是一段以鐵路線路的鋼軌為導體構成的電路,用于自動連續檢測這段線路是否被機車車輛占用,也用于控制信號或轉轍裝置,以保證行車安全。如圖1-5所示,整個路網依適當距離分成許多閉塞區間,各閉塞區間以軌道絕緣接頭隔開,形成獨立軌道電路,各區間的起始點皆設有色燈信號機。

圖1-5 軌道電路原理
當有列車駛入閉塞區間時,電流改經列車車軸,不會流經繼電器,接點接通紅燈電路(信號機即顯示禁行)。當軌道電路某段線路上空閑時,軌道電路上的繼電器有足夠的電流通過,吸起被磁化的銜鐵,閉合前接點,從而接通色燈信號機的綠燈電路,顯示綠色燈光,表示前方線路空閑,允許機車車輛占用。軌道電路的這種工作特性能夠防止列車追尾和沖突事故,確保行車安全。
軌道電路的另一個重要作用是能發現鋼軌發生斷裂。一旦前方鋼軌折斷或出現阻礙,切斷了軌道電流,就會使繼電器因供電不足而釋放銜鐵接通紅色信號電路。此時,線路雖然空閑,信號機仍然顯示紅燈,從而防止列車顛覆事故。
軌道電路有四種狀態,即調整狀態(無車占用)、分路狀態(有車占用)、斷軌故障狀態和短路故障狀態。
(1)調整狀態:平時在軌道電路的兩根鋼軌完好、又無列車占用時,電源電流通過兩根鋼軌和接收設備——軌道繼電器,使它有電磁力吸起銜鐵,并且閉合其前接點,反映了軌道電路空閑——調整狀態。
(2)分路狀態:當有列車占用軌道區段時,電源電流被列車輪軸分路,使繼電器由于得不到足夠的電流而失磁,使銜鐵落下,并且閉合其后接點,反映了軌道電路被占用——分路狀態。
(3)斷軌狀態:當軌道電路發生斷軌或斷線等故障時,同樣使接收電流減少而繼電器失磁,使銜鐵落下,反映出軌道電路故障——斷軌狀態。
(4)短路故障狀態:當軌道電路區段無列車占用時,由于鋼軌輔助設備的不正常接觸,或外界短路線造成兩根鋼軌之間短路(此時的短路也是分流),使繼電器由于得不到足夠的電流而失磁落下銜鐵,并且閉合其后接點,此為短路故障狀態。
由上述軌道電路的四種工作狀態可知,軌道電路可以檢查鋼軌線路上的列車運行情況及線路完整狀態,并將這些信息連續地傳遞到自動控制系統中去,從而可以迅速和準確地指揮列車運行。
例如:區間自動閉塞與機車信號就是利用軌道電路傳遞前方列車運行狀態的信息,自動地指揮后方續行列車,以最小的間隔運行,從而提高行車的密度和速度,并確保了行車安全性。在電氣集中車站的到發線上裝設軌道電路,可以檢查出軌道上是否有車占用,防止向有車占用的股道上再接入列車。道岔區段軌道電路,可以防止列車輪對占用道岔時,發生道岔中途轉換的危險。由此可見,軌道電路在鐵路信號自動控制系統中具有極其重要的作用[11]。
1.2.1.5 應答器
應答器(Balise)從定義上來講就是利用電磁感應理論在特定地點實現機車與地面間相互通信的數據傳輸裝置,通常安裝在兩根鋼軌中心枕木上。
應答器主要分為無源應答器和有源應答器,其中無源應答器不要求外加電源,平時處于休眠狀態,僅靠瞬時接收車載BTM(Balise Transmission Module)天線的能量信號而工作,并能在接收到車載天線能量信號的同時向車載天線發送大量的編碼信息。應答器的典型組成結構如圖1-6所示。
當車載天線接近應答器時,應答器的耦合線圈感應到27MHz的磁場,能量接收電路將其轉化為電能,從而建立起應答器工作所需要的電源,應答器開始工作,控制模塊首先判斷C接口來的數據是否有效,若無效或無數據,則使用報文存儲器中的數據輸出到數據收發模塊,經功率放大后,由耦合線圈發送。只要在車載天線在應答器上方,控制模塊就會不間斷地發送報文。一旦控制模塊作出報文選擇(選擇存儲的數據還是C接口傳來的數據),在本次上電工作周期內,無論C接口數據有效與否,應答器都不會改變發送的數據。C接口工作電源僅用于該接口電路,不給控制模塊和數據收發供電,因此,有源應答器也只有在車載天線出現時才發送數據[14]。

圖1-6 應答器組成結構
1.2.2 區間閉塞
區間的界限,對于單線區段以進站信號機作為車站與區間的界限;對于復線或多線區段,分別以各線的進站信號機或站界標作為車站與區間的界限。由車站向區間發車時,必須確認區間無車;在單線線路上還必須防止兩個車站同時向一個區間發車。為此,要求按照一定的方法組織列車在區間內運行,一般叫做行車閉塞法,或叫做區間閉塞(Section Block)。
所謂“閉塞”,是指當一列車出發占用區間后,就使該區間兩端封閉起來,不允許再向這一區間發車,直到該列車駛離這一區間之后,才能向該區間發第二個列車,這樣就可以防止追尾。實現閉塞的方法一般有下列四種。
1.2.2.1 人工閉塞(路牌、路簽閉塞)
為了僅僅準許一列列車有權占用區間,必須發給一定形式的行車憑證。電報或電話閉塞的行車憑證是路票。路票是發車站值班員在和接車站值班員取得聯系后簽發的。列車司機得到路票后,即可向路票所指定的區間發車。因為這種方法是以人工保證的,所以也叫做人工閉塞方法,簡稱人工閉塞(Manual Blocking)。
在工作繁忙時容易因疏忽而造成錯誤簽發路票,以至引起撞車事故,因而后來又采用了電氣路簽或電氣路牌閉塞(Electronic Blocking)。此種閉塞方式的行車憑證是從閉塞機里取出的路簽或路牌。在一個區間的兩端車站上各安裝一臺閉塞機,并作為一組。在一組閉塞機里裝有這個區間的行車憑證——路簽或路牌。只有在區間開通的條件下,由兩站的車站值班員協同操作,才能由一組閉塞機里取出一個路簽或路牌。列車司機得到路簽或路牌后,才有權占用該路簽或路牌所屬的區間。因此能保證區間只有一個列車運行。只有將已取出的路簽或路牌再納入該組的閉塞機里之后,才說明這個區間由閉塞狀態又復原為開通狀態,才有可能重新取出另一個路簽或路牌,亦即才有可能向這個區間發出另一列車。這樣就克服了電報或電話閉塞的缺點,行車安全得到了保證。
路牌和路簽閉塞雖然在鐵路運輸中起了很重要的作用,但當行車密度加大時,這種閉塞方法就不適應了。因為取送路牌或路簽的工作很繁重,還會限制列車通過車站速度,有時會發生路簽或路牌破損、丟失等事故,在運量不平衡區段還要調整路簽或路牌數,因而延長了車站間隔時間,而車站間隔時間延長就阻礙著線路通過能力的進一步提高,不能適應高速行車的要求。正是因為如此,半自動閉塞就逐步發展了起來。
1.2.2.2 半自動閉塞
為了取消像路簽或路牌那樣的實物憑證,半自動閉塞以出站信號機的進行信號作為列車占用區間的行車憑證。某一區間的兩個車站,所屬同一區間的出站信號機同時只準許一架開放,并且只有取得區間空閑證明時才能開放。
發車站必須在辦好閉塞的基礎上才能開放出發信號。出站信號機開放后,區間即成為閉塞狀態。列車依據出站信號機的進行信號開出車站時,這架出站信號機就自動關閉,并和有關出站信號機一樣被鎖在關閉的位置上。只有取得證明該列車確實全部出清區間以后,才能解除對出站信號機的鎖閉,這個區間才又復原為開通狀態。可見,半自動閉塞能縮短會車時間,從而提高了區間的通過能力,改善了車站值班員和機車乘務人員的勞動條件。半自動閉塞只用到列車進出車站的檢查設備(用較短的一段軌道電路),在區間沒有檢查設備。為了證實列車在區間沒有遺留下車輛,列車到站要由車站值班員確認。亦即列車是否出清區間還要由人工保證。這種方法,既要人的操縱,又依靠列車的作用自動動作,所以叫做半自動閉塞(Semi-Automatic Blocking)。
由于半自動閉塞辦理閉塞的手續(包括開放出站信號機)還是需要一定的時間,而且在這種制度下,一個區間仍只準有一列列車運行。這樣,當鐵路運量不斷增大,要求進一步提高區間通過能力時,就顯示出半自動閉塞本身的局限性。
1.2.2.3 自動閉塞
如果將區間劃分若干個閉塞分區,每個閉塞分區都裝以軌道電路,在分界點處設通過信號機,并使之與軌道電路相聯系,依據列車占用和出清閉塞分區而自動地變換信號顯示,這樣就可以在一個區間內同時允許多列列車運行,從而使線路的通過能力得到進一步提高;并且,閉塞分區內是否留有車輛也由設備直接檢查出來。這種方法,不再需要人為操縱,稱之為自動閉塞(Automatic Blocking)。
自動閉塞運用在復線鐵路上,提高線路通過能力的效果特別顯著,因為復線鐵路沒有列車交會。在自動閉塞區段,一般在機車上還要裝有機車自動信號,以反映地面固定信號機的顯示。機車自動信號又往往附有自動停車裝置,當列車司機沒有按機車自動信號的顯示采取措施時,自動停車裝置就發揮其作用,迫使列車自動地停車。很明顯,裝上機車自動信號和自動停車裝置后,就能進一步地發揮出自動閉塞的效果。
1.2.2.4 移動閉塞
移動閉塞(Movable Blocking)方式不需要將區間劃分成固定的若干閉塞分區,而是在兩個列車之間自動地調整運行間隔,使之經常保持一定距離的閉塞方法。這種閉塞方式是由列車自動調整間隔,使兩列車之間的間隔最小,從而增大了區間內的行車密度,大大提高區段的通過能力,但其準確性也依賴于列車定位精度的響應速度[11]。
1.2.3 聯鎖
在車站內有許多條線路,線路之間用道岔連接著,根據道岔不同的位置來開通不同的線路。列車和調車車列是根據信號機的顯示來運行的。如車站某一端向某一股道接車,不但要求有關道岔開通方向正確,而且車站另一端沒有向同一股道辦理接車,該端的進站信號機才能開放。否則,車站兩端的列車同時進人某一股道就會發生正面沖突,造成嚴重的行車事故。
為了保證行車安全,通過技術方法使道岔(Turnout)、進路(Route)和信號機(Signal)三者之間按一定的程序、一定的條件建立起既聯系而又制約的關系,這種關系稱為聯鎖(Interlocking),如圖1-7所示。為完成聯鎖關系而裝設的信號設備稱為聯鎖設備。

圖1-7 聯鎖系統制約關系示意
為了保證行車安全,各種聯鎖設備應滿足下列主要技術條件:
①當進路有關道岔開通位置不對或敵對信號未關閉,該信號機不能開放。
②信號機開放后,該進路上有關道岔不能扳動,其敵對信號機不能開放。
③正線上的出站信號機未開放時,進站信號機不能開放,通過信號主體信號機未開放時,預告信號機不能開放。
目前,我國鐵路上采用的聯鎖設備主要有電鎖器聯鎖(Interlocking with ElectricLock)、電氣集中聯鎖(Electronic Interlocking)和計算機(微機)聯鎖(Microcomputer-based Interlocking)三種類型。
1.2.3.1 聯鎖類型
(1)電鎖器聯鎖
電鎖器聯鎖利用電鎖器實現聯鎖關系。電鎖器聯鎖設備因其采用信號機類型不同,可分為臂板電鎖器聯鎖(Interlockingby Electric Locks with Semaphore)、電動臂板電鎖器聯鎖及色燈電鎖器聯鎖(Interlockingby Electric Locks with ColorLight Signals)三種。
(2)電氣集中聯鎖
應用電氣方法由一個地方集中控制和監督道岔、進路和信號,并實現它們之間聯鎖關系的設備稱為電氣集中聯鎖。電氣集中聯鎖可分為大站電氣集中聯鎖和小站電氣集中聯鎖等。
(3)計算機聯鎖
計算機聯鎖是用微型計算機和其他一些電子、繼電器件組成具有“故障—安全”性能的實時控制系統。計算機聯鎖安全可靠、處理速度快,優勢明顯,也是目前鐵路系統主流的聯鎖方式[11]。
1.2.3.2 聯鎖圖表
依據車站信號設備平面布置圖,編制記載信號、進路以及道岔之間聯鎖關系的文件是聯鎖表,由車站信號設備平面布置圖和聯鎖表組成聯鎖圖表。聯鎖圖表是決定車站信號設備設計工作的基本文件。圖1-8為典型的聯鎖圖表(上為車站信號設置平面布置圖,同圖1-3一樣,下為對應的聯鎖表)。
在圖1-8下面的聯鎖表中,由左至右,通常分為以下七欄:

圖1-8 典型的車站聯鎖表[11]
①方向:記載接發車方向和調車方向。
②進路:記載列車進路到達哪一股道,或從哪一股道發車(通過進路是由接車進路和發車進路組成),記載調車進路由哪些股道或哪些線往外調車,以及向哪些股道或哪些線調車。
③進路號碼:將各條進路編以號碼,以便填寫敵對進路關系時比較方便。
④信號機:記載防護進路的信號機編號名稱和相應的顯示。
⑤道岔:記載與進路有關的道岔。在該欄中,僅填道岔號碼時,表示該道岔為定位;填有帶小括弧()道岔號碼時,表示該道岔為反位。
⑥敵對進路:記載敵對進路的編號。
⑦軌道區段:在設有軌道電路的車站,需要記載進路上軌道區段的編號。在未設軌道電路(為半自動閉塞所設的一段專用軌道電路除外)的車站,則可不列此欄。
1.2.4 鐵路綜合數字移動通信系統
鐵路綜合數字移動通信系統(GSM-R)作為信號系統數據傳輸通道之一,是在公用蜂窩移動通信系統(GSM)基礎上增加了調度通信功能和適合高速移動下使用的要素,能夠滿足國際鐵路聯盟提出的鐵路專用調度通信要求。在GSM-R網上實現鐵路無線列調需增加一個車站臺,而車站臺既要具有調度業務又要具有站內通信、站間通信、區間通信等通信業務。
GSM-R是以移動交換中心(Mobile Switching Center,MSC)為平臺的移動通信網和以固定用戶接入交換機(Fixedusers Access Switching,FAS)為平臺的有線通信網的融合,從而形成現代化的調度通信、公務移動、列車信息傳輸一體化的通信系統[15]。GSM-R由三大部分組成,包括GSM-R陸地移動網絡、FAS固定網絡和終端系統(包括移動終端和固定終端)。其中陸地移動網絡又由基站子系統(Base Station System,BSS)、網絡交換子系統(Network Switching System,NSS)、操作維護子系統(Operation Support System,OSS)組成,如圖1-9所示。

圖1-9 GSM-R無線通信系統組成[15]
(1)基站子系統(BSS)
基站子系統(BSS)由一個基站控制器(BSC)和若干個基站收發信機(BTS)組成。BTS主要負責與一定覆蓋區域內的移動臺(MS)進行通信,并對空中接口進行管理。BSC負責管理BTS與MSC之間的信息流。
(2)網絡交換子系統(NSS)
網絡交換子系統(NSS)建立在移動業務交換中心(MSC)上,負責端到端的呼叫、用戶數據管理、移動性管理、與固定網絡的連接。它包括GMSC(網關MSC)、HLR(歸屬位置寄存器)、VLR(拜訪位置寄存器)、GCR(組呼寄存器)、AuC(鑒權中心)、EIR(設備識別寄存器)等。
(3)操作和維護子系統(OSS)
操作和維護子系統(OSS)是相對獨立的子系統,為GSM-R網絡提供管理和維護功能。它主要提供移動用戶管理、移動設備管理、網絡操作和控制三類功能,由操作維護中心(OMC)來完成,其中OMC-R負責管理BSS,OMC-S負責管理NSS。