GSM-R系统介绍-在铁路上的应用

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1、,单击此处编辑母版标,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,内容,三、,GSM-R,在,铁路上的应用,业务、功能、应用及其相互关系,业务是通过GSM-R网向用户提供的通信服务。,功能是指实现业务的某一方面的,具体作用,。,应用是各种业务在铁路运输实际生产环境中的,具体运用和体现,。,GSM-R在铁路上的应用,无线列调；,无线机车信号；,CTCS3/CTCS4,；,调度指令传输；,尾部风压检测传输通道；,车次号传递与列车跟踪；,编组站综合移动信息系统；,机车调度数据传输综合通道；,旅客列车移动信息服务通道。,1)无线列调,行车调度员、车站值班员、司机、运转车长、助理值班员等，

2、采用热键功能，单键操作；,保证通话质量，满足调度电话对呼叫建立时间的要求；,“大三角”通信,“小三角”通信,行车调度台人机界面,车站值班员台人机界面,2)无线机车信号,利用GSM-R数据传输通道，代替目前的轨道电路来传输色灯信号：,基于GSM-R传输平台，提供车-地之间双向安全数据传输通道；,无盲区、设备冗余、加密；,满足列车控制响应时间的要求。,车载模拟终端人机界面,地面控制中心人机界面,3)调度指令传输,调度台上编辑调度指令，然后直接发送到机车上，机车车载台收到调度指令后首先自动发回确认信息，向调度员表明调度指令已经正确发送。当司机阅读后手动按下确认键进行人工确认，向调度员表明司机已经阅读

3、了调度指令。,3)调度指令传输,调度台上编辑调度指令，然后直接发送到机车上，机车车载台收到调度指令后首先自动发回确认信息，向调度员表明调度指令已经正确发送。当司机阅读后手动按下确认键进行人工确认，向调度员表明司机已经阅读了调度指令。,调度指令发送操作界面,4)区间移动公(工)务通信,替代区间通话柱，满足紧急救援、应急抢险通信指挥的需要，方便灵活；,区间作业人员移动通信。,5),尾部风压反馈传输,将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R，避免单独投资及单独组网建设，同时利用GSM-R强大的网络功能，克服了原有的抗干扰性差，信息无法共享等各种缺点。,尾部风压状态随时通过车尾装置传输；,机车司机随时

4、可以查询、反馈车尾工作状态；,在复线区段或临线，追踪列车之间不会相互干扰;,在隧道内也能传输。,6)编组站综合移动信息系统,调车区长服务器(区长台),调车组成员的便携式汉显移动终端,调车作业计划单传输和确认,7)列车运行控制(ATC),基于GSM-R传输平台，提供车-地之间双向安全数据传输通道；,无盲区、设备冗余、加密；,满足列车控制响应时间的要求。,8)调度数据传输通道铁路移动信息化的重要通道,利用GSM-R的数据业务，每台机车都与地面中心维持一条实时双向数据传输通道，所有与调度相关的应用数据（车地和地车）都可以通过这条通道进行传输，彻底解决铁路信息化建设中车地信息传输的瓶颈。,应用举例1：

5、无线列调的实现方式,主叫方,通信范围,被叫方,实现方法,行车,调度,员,调度范围,某一司机,车次功能号,某一运转车长,车次功能号,司机和运转车长,语音组呼,司机和运转车长（广播形式）,语音广播,车站值班员、助理值班员、司机、运转车长,语音组呼,所有运转车长,语音组呼,车站范围,车站值班员、助理值班员、司机、运转车长,语音组呼,列车司机,调度范围,行车调度员,基于位置寻址,车站范围,车站值班员、助理值班员,语音组呼,本列车内,运转车长,完整电话号码,动态范围,区域内其他司机,语音组呼,运转车长,调度范围,行车调度员,基于位置寻址,车站范围,车站值班员、助理值班员,语音组呼,本列车内,列车司机,完

6、整电话号码,车站值班员,调度范围,行车调度员,完整电话号码,车站范围,某一司机,车次功能号,所有司机,语音组呼,某一运转车长,车次功能号,所有运转车长,语音组呼,所有助理值班员,语音组呼,所有助理值班员、某一车次的司机和运转车长,语音组呼,某一助理值班员、某一车次的司机和运转车长,多方通信,相邻车站,相邻车站的车站值班员,完整电话号码,助理值班员,车站范围,某一司机,车次功能号,某一运转车长,车次功能号,所有司机、所有运转车长,语音组呼,车站值班员、其他助理值班员,语音组呼,无线列调的实现方式,GE,公司的,LOCTROL,系统一种先进的分布式动力控制系统，通过无线通信实现严密的控制逻辑：,组

7、合列车的主控机车通过无线方式广播操控命令，从控机车根据接收的操控命令自动控制从控机车实现同步操作，如同时加速、减速、制动停车。从控机车传送本地机车的状态信息到主控机车。,我国大秦线：重载组合列车采用,GSM-R,网络为机车同步操控信息传送提供数据传输通道。,B,S,C,B,S,C,应用举例2：重载组合列车的机车同步（locotrol),OCU,OCU,OCU,B,T,S,MSC,AN,B,T,S,OCU,主控机车,从控机车1,从控机车2,从控机车3,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,应用举例3：ITCS,增强型列车控制系统,基于GPS卫星定位和GSM-R网

8、络完成无线通信,利用车头和车尾的400MHz 无线通信系统保证列车的完整性,区间和站内可不设信号机和轨道电路,采用RBC技术,区间为虚拟闭塞,站内为虚拟联锁,司机通过车载MMI控制列车,系统有超速保护,适用于现有自动闭塞的扩容和提速,也使用于新建的无轨道电路的铁路,列车运行控制安全且经济,地面设备层：主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。,无线闭塞中心（,RBC,）：,使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息，实现对运行列车的控制。,点式设备：主要提供列车定位信息。,轨

9、道电路：主要用于列车占用检测及列车完整性检查。,车载设备层：主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。,是对列车进行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。,完成点式信息的接收与处理。实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。,应用举例4：列车运行控制（1）,模拟区段,GSM-R区段,车载信号设备,连接,应答器,转换,应答器,通知车载单元“与RBC建立联系”,通知“进入E2控车模式”,司机目视地面信号行车,B,T,S,M

10、SC,RBC,B,T,S,B,S,C,B,S,C,B,T,S,B,T,S,B,T,S,车载信号设备,车载信号设备,B,T,S,B,T,S,CTC,列控信息传送系统主要功能,利用,GSM-R,建立车载信号设备与无线闭塞中心,RBC,之间的永久电路数据通道，,GSM-R,网络提供不中断服务。,RBC,向列车发送列车控制信息，车载信号设备报告列车状态、行车许可请求、列车位置等信息,。,车载信号设备和,RBC,双机热备保证数据传输可靠性。,应用举例4：列车运行控制（2）,应用举例5：列车尾部风压信息传送（GPRS）,机车电台,列尾电台,B,T,S,SGSN,B,T,S,B,S,C,B,S,C,B,T,

11、S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,S,C,P,C,U,数据信息传输实现方式比较,序号,实现方式,优点,缺点,说明,1,电路域,数据业务,呼叫建立后，QoS有保障；,数据传输效率高，信息编,码方法和信息格式不受限,制。,呼叫建立时间长，约,51 0秒。永久占用,信道，浪费资源。,适合实时性要求高的业,务。,最大速率：9.6kbit/s。,时延：500ms。,2,分组域,（GPRS）,业务,永久在线，支持中、高速,率传输；信道利用率高。,时延较大：12s。,投资大。,适用于数据业务量大的,情况,3,短消息业务,信令信道，QoS有保障。,传输速率较低。,采用功能号发

12、短消息，,可定义优先级，保障重,要业务,4,USSD信令,信令信道，QoS有保障。,固定终端需开发。,适用移动终端与网络服,务器之间。,5,UUS1信令,信令信道，QoS有保障，,不占用业务信道。,呼叫建立时间长，约,510秒。,伴随呼叫建立和结束时,进行传送，适用移动终,端之间，信息不超过32,字节。,内 容 提 要,大秦、青藏、胶济3条线GSM-R系统工程概况,青藏线,工程概况,应用业务,工程进展,青藏线工程概况,概况：,高原铁路,，全线,1142公里,，高于4000米的地段,960公里,，最高海拔5072米，冻土区约600公里。,无线覆盖,同站址双网,覆盖方式。,设备组成（北电）：,2套

13、核心网设备。,1套HLR/SGSN/IN/MSC网管设备。,4套BSC。,385套BTS。,基站间距：平均,6,公里，最大,8,公里。,青藏线应用业务,列车无线调度通信,列车控制系统数据传输（ITCS）,数据传输方式：采用CSD方式,调度指挥信息传送,包括：,无线车次号校核信息,调度命令信息(含行车凭证),调车作业信息,列车启动和停稳信息,数据传输方式：采用GPRS分组数据方式,拉萨,IN,MSC,HLR,GPRS,MSC,西宁,铁通,PSTN,（,专网,）,CTC,调度通信系统,B,T,S,B,T,S,B,T,S,BSC,BSC,青藏线GSM-R同址双基站双网覆盖,B,T,S,B,T,S,B

14、,T,S,B,T,S,BSC,BSC,B,T,S,青藏线工程进度,2003年11月-2004年07月，完成试验线的施工和调试工作,2005年02月-2006年06月，全线GSM-R的施工建设、系统调试、网络优化。,2006年07月，正式运营。,工程概况,应用业务,工程进展,大秦线,大秦线工程概况,概况：,货运重载,专线，开行重载2万吨组合列车。全线,680,公里，,隧道、路堑、弯道较多,，共有桥梁385座，隧道52座。,无线覆盖采用,同站址双网,覆盖方式。,设备组成（华为）：,1套核心网设备(MSC/HLR/SGSN/GGSN/AuC),2套BSC,198套BTS,站间距：平均,7,公里，最大

15、,13,公里。,大秦线应用业务,列车无线调度通信,机车同步操控信息传送,数据传输采用CSD方式,列车调度指挥信息传送,包括：,调度命令信息传送,列车无线车次号校核信息传送,列车尾部风压报警信息传送（试验）,数据传输采用GPRS方式,大秦线工程进度,2004年9月动工,2005年3月核心网及单层BSS系统建设基本完成,2005年4-12月进行各类测试和单层网络优化工作,基本功能测试,网络场强覆盖测试,网络QoS测试,2006年2-12月进行双层BSS系统建设，2006年底前全部完成。,工程概况,应用业务,工程进展,胶济线,胶济线工程概况,概况：,繁忙干线,，线路设计时速200km/h。全长,40

16、0,公里。,平原地区,，穿越城镇多。,无线覆盖采用,单层网,覆盖方式。,设备组成（西门子）：,1套核心网设备(MSC/HLR/GPRS/IN/网管设备）。,1套BSC。,76套BTS。,站间距：平均,5,公里，最大,8,公里。,胶济线应用业务,列车无线调度通信,列车调度指挥信息传送：,包括：,调度命令信息传送,列车无线车次号校核信息传送,列车停稳与启动信息传送,列车尾部风压信息传送,数据传输采用GPRS方式,公务移动通信,胶济线工程进度,2005年3月，开工,2006年1月，示范段动态测试,2006年4月，系统建设基本完成,2006年5-9月，系统测试和优化,2006年10月，系统验收,已经开工的客运专线（高速铁路）项目,共计：5560公里,线路名称,长度,（km）,京广客运专线,2300,京津城际铁路,115,郑西客运专线,456,石太客运专线,190,合武、合宁客运通道,526,宁波温州福州厦门客运通道,855,广珠城际铁路,117,广深客运专线,105,哈大客运专线,904,问题与讨论,需要进一步研究分析：,列车运行控制信息传送系统：GPRS方式。,平面调车模式。,客运专线与既有