铁路系统一些概念

《铁路系统一些概念》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铁路系统一些概念（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、无线列调这是本词条的历史版本，由南汀于2008-1-9贡献。查看最新版本列车无线调度通信系统（简称无线列调）是用于指挥列车运营的专用无线通信系统。铁路列车无线调度通信系统主要分A、B、C三种制式，400KHZ 感应系统在山区电气化区段也有一定范围的应用。各制式的区别主要在于组网方式、系统功能、通信方式、频率配置等几个方面。早期列车无线调度通信只是用作车站值班员与司机（站车）对讲，不构成系统，主要是在突发事故时能及时通知司机或者车站值班员，避免重大事 故的进一步发生；也正是由于在列车运营过程中，列车无线调度通信系统避免了无数次事故的发生，才受到了各方的重视，得到进一步的发展。 目前，列车无线调度

2、可以为调度员-车站值班员-司机之间（俗称大三角通信） ，以及车站值班员-司机-车长之间（俗称小三角通信）提供通信手段， 已经成为铁路运营的重要安全保障系统，也是行车作业重要的指挥手段，是机车安全行车三大件之一，对提高运营效率，保证列车行车安全具有非 常重要的作用。在救援抢险过程中，列车无线调度通信系统发挥着巨大的作用，加快救援过程和缩短事故历时，确保了我国铁路安全、有序、快速的运营。除此之外，列车无线调度通信系统还具备一些扩展功能，如DMIS无线车次号校核系统、DMIS无线调度命令传输系统和列车尾部风压控制系统， 这些功能的需求也正是将来铁路无线通信得以进一步发展的前提。现有列车无线调度通信系

3、统的主要系统功能如下：（1）调度员按车次号个别呼叫司机并通话，也可对调度区段内的所有机车全呼、通话并发布通告。（ A）（2）司机呼叫调度员时，调度所设备应具有显示、存储机车呼入的功能。（ A）（3）在紧急情况下，机车司机可向调度员发出紧急呼叫并通话。（ A）（4）调度员向司机发送调度指令并显示，司机向调度员发送报告并显示，非话信息由调度所设备和机车设备分别记录。 （A）（5）机车台、车站台、调度所设备之间应具有双向数据传输功能，具有实时数据、短数据和报文分包传送的功能（A）；机车台、车站台和调度 所设备之间应具有双向数据传输功能（B）；系统应具有数据传输功能（C）。（6）调度员与司机通话时，不

4、随机车所在位置（该调度区段范围内）的改变而中断，具有自动越区切换功能。 （A、 B）（7）调度所设备留有可接入铁路电话交换网的人工转接接口；（ A、 B）（8）调度员可对该调度区段的所有机车进行呼叫、通话，并发布通告。（B）（9）调度员采用选站后群呼方式呼叫司机并通话。车站台占用时，向调度台示忙。在紧急情况下，调度员可优先与司机通话。（ B）（10）司机采用信令方式呼叫调度员并通话。（B）（11）系统应满足调度员、司机间及车站值班员、司机、助理值班员、运转车长之间的通话。（ B、 C）（12）机车司机能向调度员发出紧急呼叫，通过车站台转接（人工或自动） 。 （C）（13） 有条件时，车站电台可

5、以进行相邻车站间的通话。 （A、 B、 C）（14）车站值班员、助理值班员、司机、运转车长之间呼叫采用信令方式.也可以采用话音直接呼叫便携台。 （ B、 C）（15）调度员、车站值班员、与司机间及与便携台的通话分别由调度所、车站及机车上的录音设备自动录音。 （A、 B、 C）（16）系统具备车站电台、机车电台自检功能，机车电台出入库遥测功能，车站电台场强测试自动配合功能等。（ A、 B、 C）（17）检修所的监测设备能自动和手动监测调度所设备、车站电台和中继器的工作状态（并能对车站电台的参数进行远端修改A）；调度员通话 时，监测中断；自动监测时，通话完毕后该中断能自动恢复；区间中继器通过车站电

6、台无线遥控监测。 （A、 B、 C）（18）机车电台预留列尾装置、DMIS无线车次号校核系统、调度命令无线传输系统等数据接口。（A、B、C）（19）系统能向下兼容。（A、B）铁路平面无线调车系统2007-10-15 00:00:00来源：中华铁道网铁路平面无线调车系统（radio marshalling of rail way plane sys tem）基于无线电台加装控制软、硬件实时传送铁路车辆平面交叉编组调车连挂作业所需各种“色灯信令与语言提示、通信与信.铁路平面无线调车系统（radio marshalling of railway plane systeid基于无线

7、电台加装控制软、硬件实时传送 铁路车辆平面交叉编组调车连挂作业所需各种“色灯信令与语言提示、通信与信号一体化的车辆编组调度的信息与控制系 统。发展长期以来铁路平面调车信号采用手信号旗和灯显示方式，安全和效率难以保证，特别是雨、雾天时，长大列车 作业十分困难。20世纪60年代中国在南京轮渡上采用了电子管无线电台进行调车指挥，70年代中国探索、试制了电子管和 分立元件的无线调车系统，80年代初引进日本NEC电台，应用在丰台、南翔调车场，形成了“语音为主，通话与音响并行” 的中国第一代无线调车系统。80年代中期，中国开发研制了南京西的“单频控制直流点灯的色灯显示和通话并用，以及双音 频控制交流点灯”

8、的第二代无线调车系统。90年代初又研制出“色灯信号、通话、音响、记忆”的第三代新型无线调车系统。 1991年山现了“运用单片微处理机技术实现数字编码灯显和语音合成”的第四代无线平面调车系统。2002年后又研制出多 信道共用平面无线调车系统，还可进行机车台传真调车信息，结束了20年来信道忙闲不均、利用率不高的专用信道式无线 调车方式。铁道部运输局于1992年下达了 “关于站场无线调车八五规划实施意见的通知”文件,从政策上确立了以下事项： 2000年全部甩掉手持灯旗；从无线调车制式上把“色灯信号”改为“灯显装置”，逐步推广应用，淘汰电话、音响制式；从 技术上由“单音频”发展为“双音频”及“数字编码

9、”；设备购置、维修一律从运营成本或“基建”、“更改”中列支o1996 年，铁道部制定了铁路调车作业标准（GB/T7178），1997年制定铁道行业标准铁路平面无线调车设备供货技术条件 （TB/T 28341997），至今已有8个工厂、公司生产设备，型号不断翻新，功能更加完善，完全符合中国国情、路情，全面 满足车务、机务需要。组成 无线平面调车由三大部分组成（下图）机车设备以机车控制器为核心，机车台完成调车指令的识别、显示，还有司机话盒、可转动色灯显示器、外接扬声 器、调车信息记录仪（黑匣子）和打印机、传真的外围设备及机车设备编号。移动设备由调车员控制盒（电台）、连结员控制盒（电台）和制动员控制

10、盒（电台）组成。主要完成由调车人员向 机车发送指令、话音以指挥机车运行，电台与控制盒是一体化，则可在送灯显信号同时传送语音提示，还可以与司机通话以 及调车组人员间通话。固定设备以调车区长控制器、电台为核心，有区长台、台式话筒、外接扬声器和有录音插孔的外接录音装置，可记 录调车作业中的通话情况。原理平面无线调车系统的基本原理主要是利用无线通信设备的通信功能，另加装调车信号显示所需数字编码信号的 控制钮，在电台内部加装微处理器，注入研发的灯显及语音合成等各种控制软件，在电台外部接口加装了信号显示灯、外接 扬声器、记录打印及传真等各种信息输出装置。平面无线调车系统采用了专用或多信道共用、FSK数字调

11、制的无线数控、通 信技术，所有控制器采用单片微处理机技术,应用了安全控制技术，有“故障停车”、各频率间“串码防护”、“交流点灯”， 制动员间“联锁制动”有紧急制动、“指令强插”，还采用了语音合成技术，将调车员指令以标准语通知司机。机车控制器 采用E2PROM存储器，设置了“运记”接口进行数据采集与交换及记录技术，还设有奇偶检错和纠错技术。各个主要组成部 分工作原理见下图。系统构成图T发射机；R一接收机。机车装置原理机车设备含机车控制器、电源、手持送话器、电台及机车天线，其中机车控制器是机车设备的核心。机车控制器内设有微机数据记录系统，记录调车作业过程数据，如点灯状态、车速等，记录数据可以用打印

12、机打印出来，以 备事故分析。全部数据均设“掉电保护”，断电半年时钟也不用重置。调车过程中的命令不仅通过色灯显示给司机，而且可 通过话音合成方式用符合标准的语声通知司机。机车控制器是整个平面无线调车灯显系统的核心。机车控制器由电台、控制 板和电源板组成。控制又是整个机车控制器的核心。控制板是一块以8031为核心的微处理机系统。E2PROM为系统的程序存 储器及语音数据存储体，是理想的“黑匣子”数据存储器。移动设备原理移动设备包括调车员控制盒（电台）、连结员控制盒（电台）和制动员控制盒（电台）。调车员控制盒与无线电台配套，它具有送、受话器和对讲键及红、绿、黄3种色灯指令按钮，可分别发送话音信号（通

13、 话）和各种调车作业指令及呼叫，并具有本地监听功能和响应机车控制器发来的回示信号。该控制盒还备有灯光照明装置。连结员控制盒有5个键，在通常情况下，连结员只能发送停车信号，只能向机车台发射强插“停车”及解锁信号。在放权后，连结员控制盒的功能同调车长一样。制动员控制盒具有红、绿、黑及照明4个键，有送、受话器及紧急停车按钮、发射强插信号和解锁信号，可收听机 车回示话音，控制器盒上装有夜间照明装置。固定设备原理固定设备由区长控制器、电台及双循环录音机、解码放音机组成。调车区长控制器接收调车员发来的呼叫信号。它具有监听调车作业及与调车员通话的功能。设备带有录音输出插孔， 可以通过双迹循环录音机对收、发话

14、音及调车作业过程进行录音，具有自动倒带循环录音、时标显示等功能。调车长控制盒 共有5个按钮，这些键单独使用或组合使用可分别向机车、区长台、连结员发出各种信令。向机车发送的显示控制有8种信令：停车；绿灯；十、五、三车；连结；溜放；减速；牵出（绿闪）；接近连挂（黄闪）。向区长台发送 音频选呼信号。向机车控制器发送收、放机信号。双迹循环录音机是一种磁记录设备，可同时记录2路话音信号和时间信号，具有声控自动启动和暂停、双卡替换工作，卡带、断带故障自动报警和提示等多种功能，还具备慢速录音、自动循环、时标信号记录和可锁定等专用功能。应用1994年铁道部召开了平面无线调车互检工作会议，总结了应用经验，为进一

15、步推广应用该系统铺平了道路。编 组站、区段站平面调车在2000年已全面应用该无线调车系统，且已基本甩掉手灯、手旗，保证了安全，提高了效率，减轻 了调车人员劳动强度。中间站的调车作业中，由于中国铁路有近5000个中间站，安全问题很突出，故也广泛采用无线调车系统。1993年铁 道部召开了 “中间站无线数控调车设备技术”研讨会，为中间站调车应用该系统开辟了道路。客运站在客运列车到达后，需转场到客技站进行客车整备、检修、编组甩挡、车辆调动等，采用“平面无线调车系统”，则信号传递迅速、准确，保证了安全，实现了甩开手灯、手旗，提高了编组能力，故在中国铁路大中型客运站广泛应用了“平面无线调车系统”。“平面无

16、线调车系统”也适于特殊要求的钢铁企业。由于企业内部铁路运输环境恶劣，弯道多，道口多，货物体积大， 作业频繁，且多台机车交叉运行，调车安全不保证。无线调车系统解决了多年难题，提高了运输效率。数字微波通信digital microwave communication基于时分复用技术的一类多路数字通信体 制。可以用来传输电话信号，也可以用来传输数据信号与图像信号。与数字微波 通信相对应的是它的前身一一模拟微波通信，它是基于频分复用技术的一类多路 通信体制，主要用来传输模拟电话信号和模拟电视信号（见载波通信）。目录问题1：微波是什么？答:微波与无线电波、红外线、可见光一样都是电磁波，微波是指频率为30

17、0MHz-300KMHz 的电磁波，即波长在1米到1毫米之间的电磁波。微波频率比一般的无线电波频率高，通常 也称为“超高频电磁波”。问题2：微波是怎样产生的？答：微波能通常由直流或50MHz交流电通过一特殊的器件来获得。可以产生微波的器件有 许多种，但主要分为两大类：半导体器件和电真空器件。电真空器件是利用电子在真空中运 动来完成能量变换的器件，或称之为电子管。在电真空器件中能产生大功率微波能量的有磁 控管，多腔速调管，微波三、四极管，行波管等。在目前微波加热领域特别是工业应用中使 用的主要是磁控管及速调管。问题3：微波应用的频率有那些？编辑本段数字微波通信技术特征数字微波通信具有两大技术特征

18、：它所传送的信号是按照时隙位置分列复用而成的统一数字流，具有综合传输的性质。它利用微波信道来传送信息，拥有很宽的通过 频带，可以复用大量的数字电话信号，可以传送电视图像或高速数据等宽带信号。由于 微波电磁信号按直线传播，数字微波(模拟微波也如此)通信可以按直视距离设站(站距约 50千米)，因此，建设起来比较容易。特别在丘陵山区或其他地理条件比较恶劣的地区， 数字微波通信具有一定的优越性。在整个国家通信的传输体系中，数字微波通信也是重 要的辅助通信手段。数字通信系统详解 (1)2011-04-14 16:25:13 来源:互联网基本原理所有的通信系统都包括一个发射器(TX)、一个接收器(RX)和

19、传输介质(图1)。TX和RX 使兼容于传输介质的信息信号得以传输，其中可能涉及到调制。一些系统采用某种形式的编 码来提高可靠性。将本文中讨论的信息视为不归零(NRZ)二进制数据。而传输介质可能是诸 如非屏蔽双绞线(UTP)或同轴电缆那样的铜电缆，光缆，或者是用于无线通信的无障空间。 在所有情况下，信号都将被介质极大地削弱并叠加上噪声。噪声(而非衰减)通常决定着一种 通讯介质是否可靠。通信可分为两大类：基带或宽带。所谓基带传输是数据直接通过介质本身传输，如通 过RS-485或I2C链路传送串行数字数据。最初的10Mbps以太网就是基带通信。宽带传输 意味着采用调制(在某些情况下是复用)技术。有线

20、电视和DSL也许是最好的宽带通信例子， 蜂窝数据也属于宽带。通信还有同步或异步两种模式。同步数据(如SONET光纤通信中的数据)被计时，而异 步方式使用启动和停止位，RS-232及其它一些技术中采用的就是异步方式。此外，通信链路还分为单工、半双工或全双工。单工链路指的是单向通信，广播就是个 简单例子。双工是指双向通信。半双工是将同一条信道交替作为发送和接收信道。全双工意 味着同时(或至少是并发)发送和接收，例如电话。拓扑同样是通信的基础。点对点、一点对多点以及多点对一点都是常用拓扑。组网技术 则包括总线、环状和网状网等几种方式。不一定要求它们适用于所有传输介质。数据速率与带宽 数字通信串行发送

21、各数据位，即一位接着一位。但是，你经常会见到使用多条串行路径 的情况，例如四对UTP CAT 5e/6电缆或并行光缆。多输入多输出(MIMO)无线技术也采用两 或多个并行位流。在任何情况下，基本数据传输速率(图2)或容量C是位时间(t)的倒数：C = 1/tC 为信道容量或数据速率(以每秒内可传输的位数表示)， t 为一个位间隔时间。代表速 率的字符R也常被用来指代数据速率。一个位间隔时间为100ns的信号其数据速率是：C = 1/100 X 10-9= 10Mbit/s需多少带宽(B)才能传输一个数据速率为C的二进制信号是个大问题。事实证明，决定 带宽的是位脉冲的上升时间(tR):B = 0

22、.35/tRB是以MHz表示的3dB带宽，tR以微秒(us)为单位。该公式将傅立叶理论的效应考虑 在内。例如，10ns(或0.01 us)的上升时间需要的带宽为：B = 0.35/0.01 = 35MHz采用香农-哈特利(Shannon-Hartley)定理可进行更精确的测量。Hartley指出，一个无噪 声信道内给定数据速率所需的最窄带宽就是该数据速率的一半。B = C/2或给定带宽的最大可能数据速率为：C = 2B例如，6MHz带宽允许最高12Mbps的数据速率。Hartley还表示，该关系式仅适用于二 级或二进制信号。如果采用多级传输，那么数据速率可表示为：C = (2B)log2MM表

23、示传输的电压等级数或符号数。计算底数为2的对数是件苦差事，所以将其转换 为：log2N = (3.32)log10N此时，log10N就是数字N的常用对数。因此C = 2B(3.32)log10N对于二进制或两级传输来说，6MHz带宽所能实现的数据速率就如上式给出的：C = 2(6)(3.32)log102 = 12 Mbits/s当采用四个电压级时，6MHz信道的最大理论数据速率为：C = 2(6)(3.32)log104 = 24 Mbits/s为解释这点，让我们考虑多级传输方案。可通过一个基带传输路径传输多个电压级，其 中每个电压级代表两个或多个位。假设我们要传输一个串行的8位字节(图3

24、a)，并假定一个 1us的位周期对应一个1Mbps的时钟。所需的最窄带宽是：B = C/2 = 1 Mbit/s/2 = 500kHz当采用四个电压级时，每个电压级可以传送两位(图3b)。每一级被称为一个符号。在这 个例子中，四个电压级(0、1、2和3V)传输同一个字节11001001。该技术被称为脉幅调制 (PAM)。每一级或符号的时长为1US,求得的符号率(也称为波特率)为1Msymbol/s。因此， 波特率为1Mbaud，但实际位速率是其两倍，即2Mbps。请注意它只需一半的时间就可以传 输相同的数据量。这意味着对于给定的时钟速率来说，可在8卩s内传输以二进制数据格式表示的8位数 据。如

25、果采用四个电压级的PAM,则在同样时间内可传输两倍的数据量(即16位)。对于一 个给定带宽来说，这相当于4Mbps的更高数据速率。Shannon后来对这一基本关系式进行了 修改，将信噪比(S/N或SNR)因素也考虑在内：C = (B)log2(1 + S/N)或 C = B(3.32)log10(1 + S/N)S/N是功率比，不能用dB(分贝)来衡量。你还能看到把S/N称为载波噪声比(或C/N)的。 C/N通常被定义为调制或宽带信号的S/No S/N用于基带或解调后。对一个20dB或100比1 的S/N来说，6MHz信道的最大数据传输速率是：C = 6(3.32)log10(1 + 100)

26、 = 40 Mbits/s若S/N = 1或0dB,则数据速率降低到：C = 6(3.32)log10(1 + 1) = 6 Mbits/s最后一个例子说明了为什么许多工程师使用保守的大拇指规则：在有噪声的信道中，数 据速率约等于带宽，即 C=B。如果具有良好 S/N 的信道所支持的数据速率看起来违背了物理定律，那是因为 Shannon-Hartley 公式没有明确指定在传输中可使用多个电压级或符号。请看下式：C = B(3.32) log10(1 + S/N) = 2B(3.32) log10M这里，M是电压级数目或符号数。求解M：M = V(1 + S/N)以6MHz信道、40Mbps数据

27、速率为例(假设S/N=100)。这将需要多个电压级或符号：M = V(1 + 100) = 10理论上，用10个电压级就可以实现40Mbps的速率。除了用不同的电压级之外，还可以用其它方式来表示等级或符号。它们可以是不同的相 移或频率，或电压级、相移和频率的某种组合。回想一下，正交调幅QAM)就是不同电压级 和相移的组合。作为在窄信道内实现高数据速率的首选调制方法，QAM在数字电视以及诸 如HSPA、WiMAX和长期演进(LTE)等无线标准中得到应用。信道损伤在传输过程中，数据会受到许多“伤害”，尤其是来自噪声的影响。计算带宽与数据速 率应假设存在加性高斯白噪声(AWGN)。噪声的来源各式各样

28、。例如，热激发会产生噪声，它对接收器前端影响最大。电阻和晶 体管也是噪声源，而半导体是另一种噪声源。互调失真也产生噪声。此外，通过在非线性电 路内混频产生的信号所造成的干扰信号也被视为噪声处理。其它噪声源包括通过电容或电感耦合从电缆上获取的信号。汽车点火产生的脉冲噪声、 开/关马达或继电器引发的感应冲击以及电源线尖峰信号对数字信号都特别有害。电源线引 起的60Hz “嗡嗡”噪声是另一个例子。同一电缆内一对导线与另一对导线耦合而成的信号 会产生“交叉干扰”噪声。在无线链路上，噪声可能来自大气(如闪电)甚至来自各个星球。由于噪声通常是随机的，因此其频谱很广。通过简单的过滤来限制带宽可以降低噪声。

29、但缩窄带宽显然将影响数据传输速率。还要着重指出的是，数字系统中处理噪声的方式与模拟系统不同。S/N或C/N被用于模 拟系统，但评估数字系统通常采用Eb/N0o Eb/N0是每比特能量与频谱噪声密度之比。它通 常表示为 Eb/N0。能量Eb用焦耳表示，它是信号功率(P)与位时间t的乘积。由于数据容量或速率C(有时 称为R)是t的倒数，因此Eb=P/Ro N0=N(噪声功率)/B(带宽)。使用上述定义，可以看到Eb/N0 与S/N的关系如下：Eb/N0= S/N (B/R)记住，也可以用dB表示Eb/N0和S/No在数字系统中，每比特能量能够更准确地衡量噪声。这是因为信号传输通常是在短期内 进行，能量平均分布于这段时间(本文转自电子工程世界： )