GSMR系統(tǒng)介紹在鐵路上的應(yīng)用課件

1、內(nèi)容三、GSM-R在鐵路上的應(yīng)用第1頁(yè)，共42頁(yè)。業(yè)務(wù)、功能、應(yīng)用及其相互關(guān)系業(yè)務(wù)是通過(guò)GSM-R網(wǎng)向用戶提供的通信服務(wù)。功能是指實(shí)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(shí)際生產(chǎn)環(huán)境中的具體運(yùn)用和體現(xiàn)。第2頁(yè)，共42頁(yè)。GSM-R在鐵路上的應(yīng)用無(wú)線列調(diào)；無(wú)線機(jī)車信號(hào)；CTCS3/CTCS4；調(diào)度指令傳輸；尾部風(fēng)壓檢測(cè)傳輸通道；車次號(hào)傳遞與列車跟蹤；編組站綜合移動(dòng)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(dòng)信息服務(wù)通道。第3頁(yè)，共42頁(yè)。1) 無(wú)線列調(diào)行車調(diào)度員、車站值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)、助理值班員等，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(duì)呼叫建立時(shí)間的要求；“

2、大三角”通信“小三角”通信第4頁(yè)，共42頁(yè)。行車調(diào)度臺(tái)人機(jī)界面第5頁(yè)，共42頁(yè)。車站值班員臺(tái)人機(jī)界面第6頁(yè)，共42頁(yè)。2) 無(wú)線機(jī)車信號(hào) 利用GSM-R數(shù)據(jù)傳輸通道，代替目前的軌道電路來(lái)傳輸色燈信號(hào)： 基于GSM-R傳輸平臺(tái)，提供車-地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道； 無(wú)盲區(qū)、設(shè)備冗余、加密； 滿足列車控制響應(yīng)時(shí)間的要求。 第7頁(yè)，共42頁(yè)。車載模擬終端人機(jī)界面第8頁(yè)，共42頁(yè)。地面控制中心人機(jī)界面第9頁(yè)，共42頁(yè)。3) 調(diào)度指令傳輸 調(diào)度臺(tái)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(tái)收到調(diào)度指令后首先自動(dòng)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(dòng)按下確認(rèn)鍵進(jìn)行人工確認(rèn)，向

3、調(diào)度員表明司機(jī)已經(jīng)閱讀了調(diào)度指令。 第10頁(yè)，共42頁(yè)。3) 調(diào)度指令傳輸 調(diào)度臺(tái)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(tái)收到調(diào)度指令后首先自動(dòng)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(dòng)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。 第11頁(yè)，共42頁(yè)。調(diào)度指令發(fā)送操作界面第12頁(yè)，共42頁(yè)。4) 區(qū)間移動(dòng)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(xiǎn)通信指揮的需要，方便靈活；區(qū)間作業(yè)人員移動(dòng)通信。第13頁(yè)，共42頁(yè)。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(dú)投資及單獨(dú)組網(wǎng)建設(shè)，同時(shí)利用GSM-R強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，

4、克服了原有的抗干擾性差，信息無(wú)法共享等各種缺點(diǎn)。 尾部風(fēng)壓狀態(tài)隨時(shí)通過(guò)車尾裝置傳輸；機(jī)車司機(jī)隨時(shí)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(huì)相互干擾;在隧道內(nèi)也能傳輸。第14頁(yè)，共42頁(yè)。6) 編組站綜合移動(dòng)信息系統(tǒng)調(diào)車區(qū)長(zhǎng)服務(wù)器(區(qū)長(zhǎng)臺(tái))調(diào)車組成員的便攜式漢顯移動(dòng)終端調(diào)車作業(yè)計(jì)劃單傳輸和確認(rèn)第15頁(yè)，共42頁(yè)。7) 列車運(yùn)行控制(ATC)基于GSM-R傳輸平臺(tái)，提供車-地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道；無(wú)盲區(qū)、設(shè)備冗余、加密；滿足列車控制響應(yīng)時(shí)間的要求。第16頁(yè)，共42頁(yè)。8) 調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸通道鐵路移動(dòng)信息化的重要通道 利用GSM-R的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，每臺(tái)機(jī)車都與地面中心維持一條實(shí)時(shí)雙

5、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(guò)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。第17頁(yè)，共42頁(yè)。應(yīng)用舉例1：無(wú)線列調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式主叫方通信范圍被叫方實(shí)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(hào)某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)車次功能號(hào)司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)語(yǔ)音組呼司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)（廣播形式）語(yǔ)音廣播車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)語(yǔ)音組呼所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)語(yǔ)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(zhǎng)語(yǔ)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(yǔ)音組呼本列車內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)完整電話號(hào)碼動(dòng)態(tài)范圍區(qū)域內(nèi)其他司機(jī)語(yǔ)音組呼運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)調(diào)度范圍行車調(diào)度員基

6、于位置尋址車站范圍車站值班員、助理值班員語(yǔ)音組呼本列車內(nèi)列車司機(jī)完整電話號(hào)碼第18頁(yè)，共42頁(yè)。 車站值班員調(diào)度范圍行車調(diào)度員完整電話號(hào)碼車站范圍某一司機(jī)車次功能號(hào)所有司機(jī)語(yǔ)音組呼某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)車次功能號(hào)所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)語(yǔ)音組呼所有助理值班員語(yǔ)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(zhǎng)語(yǔ)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(zhǎng)多方通信相鄰車站相鄰車站的車站值班員完整電話號(hào)碼助理值班員車站范圍某一司機(jī)車次功能號(hào)某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)車次功能號(hào)所有司機(jī)、所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長(zhǎng)語(yǔ)音組呼車站值班員、其他助理值班員語(yǔ)音組呼無(wú)線列調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式第19頁(yè)，共42頁(yè)。GE公司的LOCTROL系統(tǒng)一種先進(jìn)的分布式動(dòng)力控制系統(tǒng)，通

7、過(guò)無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)嚴(yán)密的控制邏輯：組合列車的主控機(jī)車通過(guò)無(wú)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(dòng)控制從控機(jī)車實(shí)現(xiàn)同步操作，如同時(shí)加速、減速、制動(dòng)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(guó)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。BSCBSC應(yīng)用舉例2：重載組合列車的機(jī)車同步（locotrol)OCUOCUOCUBTSMSCANBTSOCU主控機(jī)車從控機(jī)車1從控機(jī)車2從控機(jī)車3BTSBTSBTSBTSBTSBTS第20頁(yè)，共42頁(yè)。 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)絡(luò)完成無(wú)線通信利用車頭和車尾的400M

8、Hz 無(wú)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(hào)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(guò)車載MMI控制列車,系統(tǒng)有超速保護(hù)適用于現(xiàn)有自動(dòng)閉塞的擴(kuò)容和提速,也使用于新建的無(wú)軌道電路的鐵路列車運(yùn)行控制安全且經(jīng)濟(jì)第21頁(yè)，共42頁(yè)。地面設(shè)備層：主要包括列控中心、軌道電路和點(diǎn)式設(shè)備、接口單元、無(wú)線通信模塊等。無(wú)線閉塞中心（RBC）：使用無(wú)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(guò)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(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行列車的控制。點(diǎn)式設(shè)備：主要提供列車定位信息。軌道電路：主要用于列車占用檢測(cè)及列車完整性檢查

9、。車載設(shè)備層：主要包括車載安全計(jì)算機(jī)、連續(xù)信息接收模塊、點(diǎn)式信息接收模塊、無(wú)線通信模塊、測(cè)速模塊、人機(jī)界面和記錄單元等。是對(duì)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(diǎn)式傳輸和無(wú)線傳輸方式。完成點(diǎn)式信息的接收與處理。實(shí)時(shí)檢測(cè)列車運(yùn)行速度并計(jì)算列車走行距離。對(duì)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(hào)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(hào)行車第22頁(yè)，共42頁(yè)。BTSMSCRBCBTSBSCBSCBTSBTSBTS車載信號(hào)設(shè)備車

10、載信號(hào)設(shè)備BTSBTSCTC列控信息傳送系統(tǒng)主要功能利用GSM-R建立車載信號(hào)設(shè)備與無(wú)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(hào)設(shè)備報(bào)告列車狀態(tài)、行車許可請(qǐng)求、列車位置等信息。車載信號(hào)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）第23頁(yè)，共42頁(yè)。應(yīng)用舉例5：列車尾部風(fēng)壓信息傳送（GPRS）機(jī)車電臺(tái)列尾電臺(tái)BTSSGSNBTSBSCBSCBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSCPCU第24頁(yè)，共42頁(yè)。數(shù)據(jù)信息傳輸實(shí)現(xiàn)方式比較序號(hào)實(shí)現(xiàn)方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)說(shuō)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

11、效率高，信息編碼方法和信息格式不受限制。呼叫建立時(shí)間長(zhǎng)，約51 0秒。永久占用信道，浪費(fèi)資源。適合實(shí)時(shí)性要求高的業(yè)務(wù)。 最大速率：9.6kbit/s。時(shí)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(shí)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(hào)發(fā)短消息，可定義優(yōu)先級(jí)，保障重要業(yè)務(wù)4USSD信令信令信道，QoS有保障。固定終端需開發(fā)。適用移動(dòng)終端與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間。5UUS1信令信令信道，QoS有保障，不占用業(yè)務(wù)信道。呼叫建立時(shí)間長(zhǎng)，約510秒。伴隨呼叫建立和結(jié)束時(shí)進(jìn)行傳送，適用移動(dòng)終端之間，信息

12、不超過(guò)32字節(jié)。第25頁(yè)，共42頁(yè)。內(nèi) 容 提 要大秦、青藏、膠濟(jì)3條線GSM-R系統(tǒng)工程概況第26頁(yè)，共42頁(yè)。青藏線工程概況應(yīng)用業(yè)務(wù)工程進(jìn)展第27頁(yè)，共42頁(yè)。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(wú)線覆蓋同站址雙網(wǎng)覆蓋方式。設(shè)備組成（北電）：2套核心網(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。第28頁(yè)，共42頁(yè)。青藏線應(yīng)用業(yè)務(wù)列車無(wú)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(wú)線車次號(hào)校核信

13、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(dòng)和停穩(wěn)信息數(shù)據(jù)傳輸方式：采用GPRS分組數(shù)據(jù)方式第29頁(yè)，共42頁(yè)。拉薩INMSCHLRGPRSMSC西寧鐵通PSTN（專網(wǎng)）CTC調(diào)度通信系統(tǒng)BTSBTSBTSBSCBSC青藏線GSM-R同址雙基站雙網(wǎng)覆蓋BTSBTSBTSBTSBSCBSCBTS第30頁(yè)，共42頁(yè)。青藏線工程進(jìn)度2003年11月-2004年07月，完成試驗(yàn)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(yíng)。第31頁(yè)，共42頁(yè)。工程概況應(yīng)用業(yè)務(wù)工程進(jìn)展大秦線第32頁(yè)，共42頁(yè)。大秦線工程概況概況：貨運(yùn)重

14、載專線，開行重載2萬(wàn)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(wú)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BSC198套BTS站間距：平均7公里，最大13公里。第33頁(yè)，共42頁(yè)。大秦線應(yīng)用業(yè)務(wù)列車無(wú)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(wú)線車次號(hào)校核信息傳送列車尾部風(fēng)壓報(bào)警信息傳送（試驗(yàn)）數(shù)據(jù)傳輸采用GPRS方式第34頁(yè)，共42頁(yè)。大秦線工程進(jìn)度2004年9月動(dòng)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4-1

15、2月進(jìn)行各類測(cè)試和單層網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作基本功能測(cè)試網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)強(qiáng)覆蓋測(cè)試網(wǎng)絡(luò)QoS測(cè)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。第35頁(yè)，共42頁(yè)。工程概況應(yīng)用業(yè)務(wù)工程進(jìn)展膠濟(jì)線第36頁(yè)，共42頁(yè)。膠濟(jì)線工程概況概況：繁忙干線，線路設(shè)計(jì)時(shí)速200km/h。全長(zhǎng)400公里。平原地區(qū)，穿越城鎮(zhèn)多。無(wú)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。第37頁(yè)，共42頁(yè)。膠濟(jì)線應(yīng)用業(yè)務(wù)列車無(wú)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(wú)線車次號(hào)校核信息傳送列車停穩(wěn)與啟動(dòng)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(dòng)通信第38頁(yè)，共42頁(yè)。膠濟(jì)線工程進(jìn)度2005年3月，開工2006年1月，示范段動(dòng)態(tài)測(cè)試2006年4月，系統(tǒng)建設(shè)基本完成2006年5-9月，系統(tǒng)測(cè)試和優(yōu)化2006年10月，系統(tǒng)驗(yàn)收第39頁(yè)，共42頁(yè)