截至2025年，中国铁路营业里程达16.5万公里，其中高速铁路超5万公里，建成了全球规模最大、技术水平领先的现代化铁路网。伴随铁路运输组织和运输模式的不断升级，作为列车运行控制与运输调度核心支撑的铁路专用移动通信系统，已成为保障行车安全与提升运输效率的关键基础设施，可视为铁路系统的“神经系统”。

中国铁路移动通信体系经历了从第一代模拟无线列调系统，到第二代GSM-R系统的跨越发展，目前正迈入以5G为基础的新一代铁路移动通信系统（5G-R）的关键演进阶段。以5G-R为代表的新一代标准体系，正在推动铁路通信向宽带化、融合化方向演进。

从“语音为主”到“全业务融合”：

铁路通信承载能力跃迁

传统GSM-R系统以语音调度与列控数据为核心，主要支撑CTCS-3级列控、列车调度通信等行车安全相关业务。随着铁路信息化与智能化水平不断提升，业务形态发生显著变化，呈现出以下趋势：

由单一语音向多业务承载演进：视频检测，车载数据回传等业务快速增长

由封闭专用向专网融合发展：部分原公网业务逐步向铁路专网迁移

由人工经验向数据驱动转型：智能分析与决策类业务成为新需求

基于5G技术构建的5G-R系统，在带宽、时延及连接能力方面实现全面提升，可支撑列车500km/h高速场景下稳定运行，具备支撑多类型业务融合承载的能力。相较GSM-R仅能承载列调列控类业务，5G-R可承载业务类型增加，可用于承载：

列控类业务：CTCS-3级列控、重载列车多机车协同控制

调度类业务：语音调度、应急通信

数据类业务：动车组状态检测（DMS）、司机行为分析（EOAS）

感知类业务：接触网检测（3C）、灾害预警、轨旁检测

视频类业务：车载及线路视频回传

此外，针对铁路沿线点状分布的工务、电务及供电设备，5G-R通过引入轻量化物联网能力（如RedCap），有效满足低功耗、广覆盖接入需求，显著降低建设与运维成本。

图1 5G-R成为智联万物、加速铁路数智化转型的基础设施

面向智能铁路的网络能力重构

面向铁路“宽带化、数字化、智能化”的发展目标，5G-R不仅是铁路通信网络升级，更是支撑铁路智能化运行的重要底座。围绕“可视、可管、可控、可测、可靠、可信”的发展目标，铁路通信网络正加速向智能化体系演进。

铁路未来以5G-R为基础，可融合5G毫米波、卫星通信等多种接入方式，形成多模融合通信体系，为铁路运行组织提供了从数据采集、信息处理到智能决策的全链条支撑，加速铁路系统向“感知—分析—决策—执行”闭环演进，也有效提升复杂场景下的通信保障能力。

图2 5G-R 端到端解决方案系统业务架构

关键技术突破支撑高可靠运行

中国铁路结合国家“新基建”决策部署，率先在铁路行业提出5G-R专网的概念和系统目标，在全球均属首创。华为积极参与5G-R专网研发、试验等工作，在技术演进与业务适配应用，关键技术研究等方面开展深入研究，为实现“交通强国、铁路先行”的总体目标积极贡献力量。

1. 覆盖能力优化

在复用既有GSM-R站址资源的基础上，通过性能、算法、工程等多维度优化增强，提升覆盖能力约10dB，可对齐GSM-R覆盖站间距3~5km，在降低建设成本的同时保障连续覆盖。

图3 5G-R无线覆盖增强方案

2．高可靠网络架构

通过设备级、网元级与网络级三级冗余设计，实现“五个9”（99.999%）的系统可靠性，包括：

BBU主备与RRU双活机制

实网与虚网双平面架构

跨节点快速倒换能力

可满足列控系统对通信网络倒换小于18秒的高可用性的严苛要求。

图4 5G-R可靠性保障方案

3．共小区与容量提升技术

采用增强型共小区技术（Hyper Cell），通过控制信道统一与业务信道独立调度，实现逻辑小区融合，大幅降低切换感知并提升系统容量，满足高密度业务承载需求。相比传统共小区技术容量显著提升。

图5 5G-R共小区算法Hyper Cell方案

4．高速移动通信增强

针对高速场景下频偏与切换频繁问题，通过优化频率纠偏算法与信号设计，提升无线链路稳定性，支持500km/h以上高速场景稳定通信，并具备向更高速率演进能力。

图6 5G-R高速移动无线稳定接入方案

自主创新：

铁路通信发展的关键路径

在全球科技竞争格局不断变化的背景下，关键基础设施领域的自主创新能力日益成为国家战略重点。铁路移动通信系统作为行车安全核心支撑，其安全性与可控性至关重要。

5G-R系统覆盖铁路“车、机、工、电、辆”等全业务体系，涉及车地通信、车车通信及终端和地面网络的全场景连接。构建端到端自主创新体系，需要在以下方面持续推进：

标准体系创新：深度参与国际标准制定，提升话语权

核心技术创新：终端和网络关键硬件，设备及系统自主研发

网络运行创新：构建可预测、可验证的性能保障体系

网络安全创新：建立全生命周期安全防护能力

通过产业链协同与技术创新，逐步形成覆盖“标准—技术—产品—应用”的完整生态体系，为铁路高质量发展提供坚实支撑。

图7 华为5G-R创新应用体系

从GSM-R到5G-R，中国铁路移动通信正经历从“专用语音系统”向“综合数字底座”的跨越。5G-R不仅是通信技术的升级，更是推动铁路迈向数字化、智能化的重要基础设施。在“交通强国、铁路先行”的战略指引下，加快5G-R关键技术突破与规模化应用，构建端到端自主创新的铁路通信体系，将为中国铁路高质量发展注入持续动力。

截至目前，华为已服务全球超18万公里铁路，在全面智能化时代，华为通过打造坚实的算力底座，使能百模千态，赋能交通业务场景智能升级。未来，华为将持续深入行业，坚持业务需求与科技创新双轮驱动，联合客户伙伴，共同构建围绕供应链产业链安全高效运转的大交通大物流数智底座，使能“人悦其行、物优其流、数智其赢”。

文章来源：RT轨道交通

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