GSM-R系統(tǒng)介紹-在鐵路上的應(yīng)用

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1、,單擊此處編輯母版標(biāo),單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,內(nèi)容,三、,GSM-R,在,鐵路上的應(yīng)用,業(yè)務(wù)、功能、應(yīng)用及其相互關(guān)系,業(yè)務(wù)是通過GSM-R網(wǎng)向用戶提供的通信服務(wù)。,功能是指實現(xiàn)業(yè)務(wù)的某一方面的,具體作用,。,應(yīng)用是各種業(yè)務(wù)在鐵路運(yùn)輸實際生產(chǎn)環(huán)境中的,具體運(yùn)用和體現(xiàn),。,GSM-R在鐵路上的應(yīng)用,無線列調(diào)；,無線機(jī)車信號；,CTCS3/CTCS4,；,調(diào)度指令傳輸；,尾部風(fēng)壓檢測傳輸通道；,車次號傳遞與列車跟蹤；,編組站綜合移動信息系統(tǒng)；,機(jī)車調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸綜合通道；,旅客列車移動信息服務(wù)通道。,1)無線列調(diào),行車調(diào)度員、車站值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長、助理值班員等，

2、采用熱鍵功能，單鍵操作；,保證通話質(zhì)量，滿足調(diào)度電話對呼叫建立時間的要求；,“大三角”通信,“小三角”通信,行車調(diào)度臺人機(jī)界面,車站值班員臺人機(jī)界面,2)無線機(jī)車信號,利用GSM-R數(shù)據(jù)傳輸通道，代替目前的軌道電路來傳輸色燈信號：,基于GSM-R傳輸平臺，提供車-地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道；,無盲區(qū)、設(shè)備冗余、加密；,滿足列車控制響應(yīng)時間的要求。,車載模擬終端人機(jī)界面,地面控制中心人機(jī)界面,3)調(diào)度指令傳輸,調(diào)度臺上編輯調(diào)度指令，然后直接發(fā)送到機(jī)車上，機(jī)車車載臺收到調(diào)度指令后首先自動發(fā)回確認(rèn)信息，向調(diào)度員表明調(diào)度指令已經(jīng)正確發(fā)送。當(dāng)司機(jī)閱讀后手動按下確認(rèn)鍵進(jìn)行人工確認(rèn)，向調(diào)度員表明司機(jī)已經(jīng)閱讀

3、了調(diào)度指令。,3)調(diào)度指令傳輸,調(diào)度臺上編輯調(diào)度指令，然后直接發(fā)送到機(jī)車上，機(jī)車車載臺收到調(diào)度指令后首先自動發(fā)回確認(rèn)信息，向調(diào)度員表明調(diào)度指令已經(jīng)正確發(fā)送。當(dāng)司機(jī)閱讀后手動按下確認(rèn)鍵進(jìn)行人工確認(rèn)，向調(diào)度員表明司機(jī)已經(jīng)閱讀了調(diào)度指令。,調(diào)度指令發(fā)送操作界面,4)區(qū)間移動公(工)務(wù)通信,替代區(qū)間通話柱，滿足緊急救援、應(yīng)急搶險通信指揮的需要，方便靈活；,區(qū)間作業(yè)人員移動通信。,5),尾部風(fēng)壓反饋傳輸,將尾部風(fēng)壓數(shù)據(jù)反饋傳輸通道納入GSM-R，避免單獨投資及單獨組網(wǎng)建設(shè)，同時利用GSM-R強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，克服了原有的抗干擾性差，信息無法共享等各種缺點。,尾部風(fēng)壓狀態(tài)隨時通過車尾裝置傳輸；,機(jī)車司機(jī)隨時

4、可以查詢、反饋車尾工作狀態(tài)；,在復(fù)線區(qū)段或臨線，追蹤列車之間不會相互干擾;,在隧道內(nèi)也能傳輸。,6)編組站綜合移動信息系統(tǒng),調(diào)車區(qū)長服務(wù)器(區(qū)長臺),調(diào)車組成員的便攜式漢顯移動終端,調(diào)車作業(yè)計劃單傳輸和確認(rèn),7)列車運(yùn)行控制(ATC),基于GSM-R傳輸平臺，提供車-地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道；,無盲區(qū)、設(shè)備冗余、加密；,滿足列車控制響應(yīng)時間的要求。,8)調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸通道鐵路移動信息化的重要通道,利用GSM-R的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，每臺機(jī)車都與地面中心維持一條實時雙向數(shù)據(jù)傳輸通道，所有與調(diào)度相關(guān)的應(yīng)用數(shù)據(jù)（車地和地車）都可以通過這條通道進(jìn)行傳輸，徹底解決鐵路信息化建設(shè)中車地信息傳輸?shù)钠款i。,應(yīng)用舉例1：

5、無線列調(diào)的實現(xiàn)方式,主叫方,通信范圍,被叫方,實現(xiàn)方法,行車,調(diào)度,員,調(diào)度范圍,某一司機(jī),車次功能號,某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長,車次功能號,司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長,語音組呼,司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長（廣播形式）,語音廣播,車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長,語音組呼,所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長,語音組呼,車站范圍,車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長,語音組呼,列車司機(jī),調(diào)度范圍,行車調(diào)度員,基于位置尋址,車站范圍,車站值班員、助理值班員,語音組呼,本列車內(nèi),運(yùn)轉(zhuǎn)車長,完整電話號碼,動態(tài)范圍,區(qū)域內(nèi)其他司機(jī),語音組呼,運(yùn)轉(zhuǎn)車長,調(diào)度范圍,行車調(diào)度員,基于位置尋址,車站范圍,車站值班員、助理值班員,語音組呼,本列車內(nèi),列車司機(jī),完

6、整電話號碼,車站值班員,調(diào)度范圍,行車調(diào)度員,完整電話號碼,車站范圍,某一司機(jī),車次功能號,所有司機(jī),語音組呼,某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長,車次功能號,所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長,語音組呼,所有助理值班員,語音組呼,所有助理值班員、某一車次的司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長,語音組呼,某一助理值班員、某一車次的司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長,多方通信,相鄰車站,相鄰車站的車站值班員,完整電話號碼,助理值班員,車站范圍,某一司機(jī),車次功能號,某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長,車次功能號,所有司機(jī)、所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長,語音組呼,車站值班員、其他助理值班員,語音組呼,無線列調(diào)的實現(xiàn)方式,GE,公司的,LOCTROL,系統(tǒng)一種先進(jìn)的分布式動力控制系統(tǒng)，通過無線通信實現(xiàn)嚴(yán)密的控制邏輯：,組

7、合列車的主控機(jī)車通過無線方式廣播操控命令，從控機(jī)車根據(jù)接收的操控命令自動控制從控機(jī)車實現(xiàn)同步操作，如同時加速、減速、制動停車。從控機(jī)車傳送本地機(jī)車的狀態(tài)信息到主控機(jī)車。,我國大秦線：重載組合列車采用,GSM-R,網(wǎng)絡(luò)為機(jī)車同步操控信息傳送提供數(shù)據(jù)傳輸通道。,B,S,C,B,S,C,應(yīng)用舉例2：重載組合列車的機(jī)車同步（locotrol),OCU,OCU,OCU,B,T,S,MSC,AN,B,T,S,OCU,主控機(jī)車,從控機(jī)車1,從控機(jī)車2,從控機(jī)車3,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,B,T,S,應(yīng)用舉例3：ITCS,增強(qiáng)型列車控制系統(tǒng),基于GPS衛(wèi)星定位和GSM-R網(wǎng)

8、絡(luò)完成無線通信,利用車頭和車尾的400MHz 無線通信系統(tǒng)保證列車的完整性,區(qū)間和站內(nèi)可不設(shè)信號機(jī)和軌道電路,采用RBC技術(shù),區(qū)間為虛擬閉塞,站內(nèi)為虛擬聯(lián)鎖,司機(jī)通過車載MMI控制列車,系統(tǒng)有超速保護(hù),適用于現(xiàn)有自動閉塞的擴(kuò)容和提速,也使用于新建的無軌道電路的鐵路,列車運(yùn)行控制安全且經(jīng)濟(jì),地面設(shè)備層：主要包括列控中心、軌道電路和點式設(shè)備、接口單元、無線通信模塊等。,無線閉塞中心（,RBC,）：,使用無線通信手段的地面列車間隔控制系統(tǒng)。它根據(jù)列車占用情況及進(jìn)路狀態(tài)，通過安全邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生控車命令，向所管轄列車發(fā)出行車許可和列車控制信息，實現(xiàn)對運(yùn)行列車的控制。,點式設(shè)備：主要提供列車定位信息。,軌

9、道電路：主要用于列車占用檢測及列車完整性檢查。,車載設(shè)備層：主要包括車載安全計算機(jī)、連續(xù)信息接收模塊、點式信息接收模塊、無線通信模塊、測速模塊、人機(jī)界面和記錄單元等。,是對列車進(jìn)行操縱和控制的主體，具有多種控制模式，并能夠適應(yīng)軌道電路、點式傳輸和無線傳輸方式。,完成點式信息的接收與處理。實時檢測列車運(yùn)行速度并計算列車走行距離。對列車運(yùn)行控制信息進(jìn)行綜合處理，生成目標(biāo)距離模式曲線，控制列車按命令運(yùn)行。,應(yīng)用舉例4：列車運(yùn)行控制（1）,模擬區(qū)段,GSM-R區(qū)段,車載信號設(shè)備,連接,應(yīng)答器,轉(zhuǎn)換,應(yīng)答器,通知車載單元“與RBC建立聯(lián)系”,通知“進(jìn)入E2控車模式”,司機(jī)目視地面信號行車,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,車載信號設(shè)備,車載信號設(shè)備,B,T,S,B,T,S,CTC,列控信息傳送系統(tǒng)主要功能,利用,GSM-R,建立車載信號設(shè)備與無線閉塞中心,RBC,之間的永久電路數(shù)據(jù)通道，,GSM-R,網(wǎng)絡(luò)提供不中斷服務(wù)。,RBC,向列車發(fā)送列車控制信息，車載信號設(shè)備報告列車狀態(tài)、行車許可請求、列車位置等信息,。,車載信號設(shè)備和,RBC,雙機(jī)熱備保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性。,應(yīng)用舉例4：列車運(yùn)行控制（2）,應(yīng)用舉例5：列車尾部風(fēng)壓信息傳送（GPRS）,機(jī)車電臺,列尾電臺,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,數(shù)據(jù)信息傳輸實現(xiàn)方式比較,序號,實現(xiàn)方式,優(yōu)點,缺點,說明,1,電路域,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),呼叫建立后，QoS有保障；,數(shù)據(jù)傳輸效率高，信息編,碼方法和信息格式不受限,制。,呼叫建立時間長，約,51 0秒。永久占用,信道，浪費資源。,適合實時性要求高的業(yè),務(wù)。,最大速率：9.6kbit/s。,時延：500ms。,2,分組域,（GPRS）,業(yè)務(wù),永久在線，支持中、高速,率傳輸；信道利用率高。,時延較大：12s。,投資大。,適用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量大的,情況,3,短消息業(yè)務(wù),信令信道，QoS有保障。,傳輸速率較低。,采用功能號發(fā)

12、短消息，,可定義優(yōu)先級，保障重,要業(yè)務(wù),4,USSD信令,信令信道，QoS有保障。,固定終端需開發(fā)。,適用移動終端與網(wǎng)絡(luò)服,務(wù)器之間。,5,UUS1信令,信令信道，QoS有保障，,不占用業(yè)務(wù)信道。,呼叫建立時間長，約,510秒。,伴隨呼叫建立和結(jié)束時,進(jìn)行傳送，適用移動終,端之間，信息不超過32,字節(jié)。,內(nèi) 容 提 要,大秦、青藏、膠濟(jì)3條線GSM-R系統(tǒng)工程概況,青藏線,工程概況,應(yīng)用業(yè)務(wù),工程進(jìn)展,青藏線工程概況,概況：,高原鐵路,，全線,1142公里,，高于4000米的地段,960公里,，最高海拔5072米，凍土區(qū)約600公里。,無線覆蓋,同站址雙網(wǎng),覆蓋方式。,設(shè)備組成（北電）：,2套

13、核心網(wǎng)設(shè)備。,1套HLR/SGSN/IN/MSC網(wǎng)管設(shè)備。,4套BSC。,385套BTS。,基站間距：平均,6,公里，最大,8,公里。,青藏線應(yīng)用業(yè)務(wù),列車無線調(diào)度通信,列車控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸（ITCS）,數(shù)據(jù)傳輸方式：采用CSD方式,調(diào)度指揮信息傳送,包括：,無線車次號校核信息,調(diào)度命令信息(含行車憑證),調(diào)車作業(yè)信息,列車啟動和停穩(wěn)信息,數(shù)據(jù)傳輸方式：采用GPRS分組數(shù)據(jù)方式,拉薩,IN,MSC,HLR,GPRS,MSC,西寧,鐵通,PSTN,（,專網(wǎng),）,CTC,調(diào)度通信系統(tǒng),B,T,S,B,T,S,B,T,S,BSC,BSC,青藏線GSM-R同址雙基站雙網(wǎng)覆蓋,B,T,S,B,T,S,B

14、,T,S,B,T,S,BSC,BSC,B,T,S,青藏線工程進(jìn)度,2003年11月-2004年07月，完成試驗線的施工和調(diào)試工作,2005年02月-2006年06月，全線GSM-R的施工建設(shè)、系統(tǒng)調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。,2006年07月，正式運(yùn)營。,工程概況,應(yīng)用業(yè)務(wù),工程進(jìn)展,大秦線,大秦線工程概況,概況：,貨運(yùn)重載,專線，開行重載2萬噸組合列車。全線,680,公里，,隧道、路塹、彎道較多,，共有橋梁385座，隧道52座。,無線覆蓋采用,同站址雙網(wǎng),覆蓋方式。,設(shè)備組成（華為）：,1套核心網(wǎng)設(shè)備(MSC/HLR/SGSN/GGSN/AuC),2套BSC,198套BTS,站間距：平均,7,公里，最大

15、,13,公里。,大秦線應(yīng)用業(yè)務(wù),列車無線調(diào)度通信,機(jī)車同步操控信息傳送,數(shù)據(jù)傳輸采用CSD方式,列車調(diào)度指揮信息傳送,包括：,調(diào)度命令信息傳送,列車無線車次號校核信息傳送,列車尾部風(fēng)壓報警信息傳送（試驗）,數(shù)據(jù)傳輸采用GPRS方式,大秦線工程進(jìn)度,2004年9月動工,2005年3月核心網(wǎng)及單層BSS系統(tǒng)建設(shè)基本完成,2005年4-12月進(jìn)行各類測試和單層網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作,基本功能測試,網(wǎng)絡(luò)場強(qiáng)覆蓋測試,網(wǎng)絡(luò)QoS測試,2006年2-12月進(jìn)行雙層BSS系統(tǒng)建設(shè)，2006年底前全部完成。,工程概況,應(yīng)用業(yè)務(wù),工程進(jìn)展,膠濟(jì)線,膠濟(jì)線工程概況,概況：,繁忙干線,，線路設(shè)計時速200km/h。全長,40

16、0,公里。,平原地區(qū),，穿越城鎮(zhèn)多。,無線覆蓋采用,單層網(wǎng),覆蓋方式。,設(shè)備組成（西門子）：,1套核心網(wǎng)設(shè)備(MSC/HLR/GPRS/IN/網(wǎng)管設(shè)備）。,1套BSC。,76套BTS。,站間距：平均,5,公里，最大,8,公里。,膠濟(jì)線應(yīng)用業(yè)務(wù),列車無線調(diào)度通信,列車調(diào)度指揮信息傳送：,包括：,調(diào)度命令信息傳送,列車無線車次號校核信息傳送,列車停穩(wěn)與啟動信息傳送,列車尾部風(fēng)壓信息傳送,數(shù)據(jù)傳輸采用GPRS方式,公務(wù)移動通信,膠濟(jì)線工程進(jìn)度,2005年3月，開工,2006年1月，示范段動態(tài)測試,2006年4月，系統(tǒng)建設(shè)基本完成,2006年5-9月，系統(tǒng)測試和優(yōu)化,2006年10月，系統(tǒng)驗收,已經(jīng)開工的客運(yùn)專線（高速鐵路）項目,共計：5560公里,線路名稱,長度,（km）,京廣客運(yùn)專線,2300,京津城際鐵路,115,鄭西客運(yùn)專線,456,石太客運(yùn)專線,190,合武、合寧客運(yùn)通道,526,寧波溫州福州廈門客運(yùn)通道,855,廣珠城際鐵路,117,廣深客運(yùn)專線,105,哈大客運(yùn)專線,904,問題與討論,需要進(jìn)一步研究分析：,列車運(yùn)行控制信息傳送系統(tǒng)：GPRS方式。,平面調(diào)車模式。,客運(yùn)專線與既有