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2005年，作为我国最重要的一条煤运专线，大秦线的年运输量已经突破了2亿吨，居世界第一。今年，大秦线计划将年运输量提高到2.5亿吨，远期目标更是达到年运输量4亿吨。这将是中国铁路史上的一个奇迹，也是一次巨大的挑战。 可以说，在原有的技术条件和运行密度下，大秦线的运输能力已经达到了极限。为了实现铁路跨越式发展、进一步提高大秦线的运输能力，技术改造和技术创新势在必行。采用GSM-R实现的机车同步操控系统，不受列车长度、地形条件的限制，可以满足4×5000、2×10000等各种运输编组方式的要求。2006年3月，采用GSM-R实现的机车同步操控系统已经投入试运行(编组方式为2×10000t)。目前，大秦线每日重载列车开行对数为73对，日均运量60多万吨(上半年最高运量达到75.5万吨)，其中2万吨列车日开行12对(占14％)、万吨列车28对(占33％)、组合列车33对(占39％)，完全可以达到年运输量2.5亿吨的目标。 在此基础上，进一步提高运输能力，需要提高2万吨列车的开行密度，这就对机车同步操控系统的稳定性、可靠性提出了更高的要求。在现有系统中，GSM-R网络已经进行了无线双网补强改造，而GSM-R核心网和地面应用节点都还是单套设备运行。今年早些时候，太原铁路局、山西铁通和北京交通大学均已提出GSM-R核心网络以及地面应用点增设冗余备份设备的建议。本文即针对GSM-R核心网络和地面应用节点冗余备份，提出了相关的冗余备份方案和系统运行策略。希望可以为今后的工作提供一些具有价值的参考。 本文在第一章首先介绍了GSM-R发展历程和基于GSM-R的列车通信系统的发展趋势，以及采用GSM-R实现机车同步操控系统的基本情况。 第二章主要介绍GSM-R网络及其承载数据业务，分析了GSM-R数据传输的一般原理和数据传输流程。 第三章深入描述了大秦线采用GSM-R实现的机车同步操控系统，以及机车同步操控系统GSM-R与800MHz两种通信方式之间的转换流程。 第四章提出了大秦线GSM-R核心网和机车同步操控系统地面应用节点冗余备份方案，以及相应的系统运行策略。 第五章对全文进行总结，提出进一步的工作方向。