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文檔簡介
第八章GSM-R業(yè)務及應用參考書目:鐘章隊.《鐵路GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)》林俊亭.《GSM-R技術及其在軌道交通中的應用》朱惠忠.《GSM-R通信技術與應用》主要內(nèi)容:8.1GSM-R業(yè)務原理8.2GSM-R鐵路基本業(yè)務8.3GSM-R在鐵路中的功能應用
8.1GSM-R業(yè)務原理GSM基礎設施eMLPPVBSVGCS語音調(diào)度業(yè)務-ASCI功能尋址與位置有關的尋址接入矩陣鐵路基本業(yè)務鐵路應用功能號的表示調(diào)度通信自動列車控制(CTCS)遠程遙控鐵路緊急救援移動服務調(diào)車作業(yè)移動服務軌道維護移動服務高速數(shù)字通信列車尾部風壓信息傳送區(qū)間移動公務通信旅客列車綜合移動信息服務GSM電信業(yè)務8.1.1GSM-R電信業(yè)務電信業(yè)務——由網(wǎng)絡提供給用戶的通信能力承載業(yè)務——兩個接入點之間傳送信號的能力終端業(yè)務——可以為用戶之間通信提供全部通信能力的電信業(yè)務補充業(yè)務——隨著用戶需求的發(fā)展,對電信業(yè)務進行的修改和補充(1)承載業(yè)務
提供在用戶之間實時傳遞信息的手段,而不改變信息本身所包含的內(nèi)容。對應于開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型的低層功能。僅說明了通信網(wǎng)的通信能力,而與終端的類型無關。
(2)終端業(yè)務:
用戶終端業(yè)務包括網(wǎng)絡提供的通信能力和終端本身所具有的通信能力。可以理解為用戶通過終端的通信所獲得的業(yè)務。
用戶終端業(yè)務由OSI的1-7層的特性規(guī)定。由此可知,用戶終端業(yè)務中必定包含了承載業(yè)務的內(nèi)容。
(3)補充業(yè)務:補充業(yè)務——隨著用戶需求的發(fā)展,對電信業(yè)務進行的修改和補充基本補充業(yè)務:任何GSM網(wǎng)絡都適用附加補充業(yè)務:由本國GSM網(wǎng)絡所提供8.1.2語音調(diào)度業(yè)務-ASCI語音組呼業(yè)務(VGCS)語音廣播業(yè)務(VBS)增強的多優(yōu)先級和強拆業(yè)務(eMLPP)(1)語音組呼業(yè)務(VGCS)VGCS(VoiceGroupCallService)——語音組呼業(yè)務,它是一種電信業(yè)務。VGCS業(yè)務定義了一種由多方參加(GSM移動臺或固網(wǎng)電話)、一人講話、多方聆聽的語音通信方式。VGCS業(yè)務突破了GSM網(wǎng)絡點對點通信的局限性,能夠以簡捷的方式建立組呼叫,實現(xiàn)調(diào)度指揮、緊急通知等特定功能,尤其適用于鐵路的行車指揮調(diào)度部門。一個特定的VGCS通信由組功能碼(組ID)和組呼區(qū)域唯一確定。組ID與組呼區(qū)域的結(jié)合共同稱作組呼參考,即組呼參考唯一的確定一個VGCS通信。組ID標識該組的功能,即由哪些身份的成員參加;組呼區(qū)域是指VGCS通信所覆蓋的地理范圍,以無線蜂窩小區(qū)為基本單位,一個組呼區(qū)最多可有25個小區(qū)。業(yè)務用戶:業(yè)務用戶有講話的權利,但必須先爭取到上行信道才能講話。組呼發(fā)起后默認5s占用上行講話時間,5s后如果講者沒有按PTT鍵請求占用上行,釋放組呼發(fā)起者的講話權。調(diào)度員:調(diào)度員在組呼中以雙工方式加入組呼,擁有隨時講話的權利,它們可以是固網(wǎng)用戶或移動用戶。調(diào)度員可以發(fā)起某個組ID的組呼,也可以接收組呼區(qū)域中一定組ID的所有組呼。一個組呼中最多可以有5個調(diào)度員,也可以沒有。語音組呼信道:在組呼進行時,網(wǎng)絡給組呼區(qū)域上的每個小區(qū)分配的一對專用業(yè)務信道,這條信道的上行鏈路只有講話的業(yè)務用戶才能占用,小區(qū)內(nèi)的其他業(yè)務用戶則共享下行鏈路聆聽消息。組呼發(fā)起過程舉例:用戶A在小區(qū)1,撥打組ID發(fā)起組呼系統(tǒng)配置組呼范圍是小區(qū)1,2,3,三個小區(qū)內(nèi)所有組成員接入組呼組呼調(diào)度員以雙工方式接入組呼用戶A釋放組呼上行,用戶D占用上行說話,其他所有組成員臨時作為聽者聽者組呼講者組呼調(diào)度員組呼發(fā)起者小區(qū)1小區(qū)2小區(qū)3GSM-R網(wǎng)絡用戶A用戶D組呼1.0方式:1.0方式每個組呼小區(qū)都共享一個組呼信道,講者只申請組呼信道上行GSM-R網(wǎng)絡用戶A申請說話小區(qū)1小區(qū)2小區(qū)3用戶A釋放PTT鍵列車到站列車到站列車到站列車到站組呼1.5方式:組呼1.5方式講者小區(qū)占用兩個組呼信道講者單獨申請了一個專有的組呼信道,說話完畢后釋放該組呼信道,進入共享信道作為聽者講者下行后專有的組呼下行信道,解決了調(diào)度員存在的情況下的回音問題其他小區(qū)仍然共享一個組呼信道GSM-R網(wǎng)絡用戶A申請說話小區(qū)1小區(qū)2小區(qū)3用戶A釋放PTT鍵列車到站列車到站列車到站列車到站(2)語音廣播業(yè)務(
VBS
)VBS(VoiceBroadcastService)——語音廣播業(yè)務。VBS業(yè)務是指在某個特定的區(qū)域上,一個用戶講話,其他用戶在下行鏈路上聆聽講話內(nèi)容,即VBS主要實現(xiàn)的單向通信功能,且所有參與VBS的用戶都必須經(jīng)過授權。VBS業(yè)務與VGCS業(yè)務相似,在業(yè)務定義、信令流程、對系統(tǒng)和終端的需求,呼叫控制等方面都大同小異。
兩種業(yè)務一個最重要的不同之處在于:VBS的業(yè)務用戶不能實現(xiàn)講話者與聆聽者之間的轉(zhuǎn)換,包括調(diào)度員在內(nèi),因此VBS的呼叫發(fā)起者一定是講話者。廣播呼叫區(qū)域:必須預先定義,它由分配了VBS業(yè)務的一個小區(qū)或者一簇小區(qū)組成。廣播呼叫區(qū)域的組成由業(yè)務提供商在網(wǎng)絡中預定義。廣播呼叫信道:對于某個VBS呼叫,在每個小區(qū)上都要分配一個廣播呼叫信道。小區(qū)上的所有聆聽用戶共享廣播呼叫信道的下行鏈路。廣播呼叫成員:參與某個VBS的所有業(yè)務用戶和調(diào)度員。廣播呼叫參考:在網(wǎng)絡中每一個語音廣播呼叫的唯一標識。由組ID和組呼區(qū)域組成。由業(yè)務用戶發(fā)起一個VBS呼叫時,組呼區(qū)域由該業(yè)務用戶在發(fā)起VBS呼叫時所在的小區(qū)和呼叫使用的組ID來唯一確定的。由調(diào)度員發(fā)起的一個VBS呼叫首先必須連接到相應的組呼區(qū)域上,由于調(diào)度員可以注冊多個組呼區(qū)域和組ID,因此每次發(fā)起廣播呼叫時,調(diào)度員必須以專用地址的形式給出一個組呼區(qū)域和組ID的指示。每次呼叫的聆聽用戶包含兩部分,一部分是位于組呼區(qū)域上對應組ID的業(yè)務用戶,另一部分是授權參加此次呼叫的所有調(diào)度用戶。廣播VBS發(fā)起過程舉例:
GSM-R網(wǎng)絡聽者廣播調(diào)度員廣播發(fā)起者小區(qū)1小區(qū)2小區(qū)3同一個小區(qū)所有廣播用戶共享一個組呼信道只有廣播發(fā)起者可以說話,其他任何成員只能作為聽者,包括調(diào)度員在內(nèi)
VBS建立過程-業(yè)務用戶發(fā)起VBSVBS與VGCSVBS建立過程-調(diào)度用戶發(fā)起VBS調(diào)度用戶發(fā)起VBSMSISDNVBS與VGCSVBS和VGCS在無線信道分配上最重要的不同之處:VBS的發(fā)起者即講話用戶從一開始就占用一條專用信道,其他業(yè)務用戶共享廣播呼叫信道的下行鏈路,對應的上行鏈路一直處于空閑狀態(tài)。而VGCS的發(fā)起者是業(yè)務用戶時,該業(yè)務用戶同其他業(yè)務用戶一起被分配到組呼信道的下行鏈路上聆聽通話,該業(yè)務用戶想講話時同其他業(yè)務用戶一樣必須提出申請,獲得網(wǎng)絡的準許后才可以使用組呼信道的上行鏈路(一對信道方案)或網(wǎng)絡再分配給它一條專用信道(一對半信道方案)。(3)補充業(yè)務——增強的多優(yōu)先級和強拆(eMLPP)eMLPP是enhancedMulti-LevelPrecedenceandPreemptionservice的縮寫,即增強多優(yōu)先級與強拆,它是一種補充業(yè)務。在呼叫建立期間和越區(qū)切換期間,系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)先級水平對網(wǎng)絡資源進行處理。eMLPP業(yè)務主要由三個元素構(gòu)成:優(yōu)先級呼叫建立時間資源搶占能力優(yōu)先級是指在呼叫建立時給該呼叫指配一個優(yōu)先級別,并和該呼叫的建立時間類型一起參與網(wǎng)絡資源的競爭與調(diào)配。eMLPP業(yè)務定義了7個優(yōu)先等級:A(最高,網(wǎng)絡內(nèi)部使用)B(網(wǎng)絡內(nèi)部使用)0(預定)1(預定)2(預定)3(預定)4(最低,預定)呼叫建立時間是指從用戶按下“發(fā)送”鍵開始,到被叫用戶能夠接收信息為止,不包含用戶反應時間。對于多方呼叫、VGCS或VBS,呼叫建立時間是指至少有一個被叫用戶能夠接收信息為止。eMLPP業(yè)務規(guī)定的呼叫建立時間有3個等級:1級,快速呼叫建立1-2s2級,正常呼叫建立<5s3級,慢速呼叫建立<10s資源強占有兩種情況:網(wǎng)絡資源強占:呼叫建立或切換時,沒有空閑網(wǎng)絡資源,則終止低優(yōu)先級呼叫,將資源給高優(yōu)先級呼叫使用的過程。用戶接口資源強占:具有較高優(yōu)先級的呼叫請求與正在進行較低優(yōu)先級通話的用戶建立通信時,網(wǎng)絡終止被叫用戶的當前呼叫,并將其接入高優(yōu)先級呼叫的過程。eMLPP增強型多優(yōu)先級和強占業(yè)務在系統(tǒng)資源(包括無線資源,中繼資源)不足時,高優(yōu)先級呼叫強占低優(yōu)先級呼叫的資源資源強占調(diào)度員發(fā)起組呼無線信道資源全忙低優(yōu)先級呼叫eMLPP增強型多優(yōu)先級和強占業(yè)務在低優(yōu)先級用戶通話過程中,高優(yōu)先級呼叫強占低優(yōu)先級呼叫的用戶呼叫強占調(diào)度員呼叫司機鐵路緊急呼叫一種特殊的組呼,組ID299,2s內(nèi)接通,調(diào)度臺和移動用戶都可以發(fā)起最高優(yōu)先級,在無線信道資源緊張的時候可以強占低優(yōu)先級呼叫資源對于處于通話中的組用戶,強制接入緊急呼叫,聽者用戶不允許主動退出緊急呼叫。普通低優(yōu)先級呼叫列車長主司機調(diào)度員發(fā)起鐵路緊急呼叫50000012998.2GSM-R鐵路基本業(yè)務功能尋址位置尋址功能尋址以及基于位置的尋址是GSM-R中兩個非常重要的先進尋址功能,是實現(xiàn)調(diào)度通信的關鍵技術和必要手段。8.2.1功能尋址功能尋址——用戶可以由它們當時所擔當?shù)墓δ芙巧?,而不是它們所使用的終端設備的號碼來尋址。在鐵路通信中有許多這樣的情況,因為從鐵路運輸管理的角度出發(fā),主叫方在發(fā)起呼叫時更多的是使用被叫方所擔當?shù)墓δ芙巧木幪?。這個特征保證了用戶功能號碼與其用來應答的物理終端之間的獨立性。在鐵路上,功能尋址主要用于解決固定用戶到移動用戶的呼叫。下圖描述了調(diào)度員采用功能號對司機進行呼叫:北京東環(huán)調(diào)度臺京秦西調(diào)度臺唐山樞紐調(diào)度臺京山三調(diào)度臺京山四調(diào)度臺調(diào)度呼叫司機T302120K212Y333L2922車站值班員呼叫司機功能節(jié)點FFN——用于存儲功能號,并將功能號轉(zhuǎn)換成對應的MSISDN號碼的網(wǎng)絡節(jié)點,完成功能號的注冊、注銷和查詢等操作。功能地址FA——包含字母和數(shù)字的地址,用來標識終端用戶功能。功能號FN——不包含任何字母字符,存儲在一個或多個FFN中,呼叫要從FN到MSISDN進行轉(zhuǎn)換,通過MSISDN號碼來尋址被叫用戶。功能尋址注冊:在功能號FN和MSISDN號之間建立了臨時的關聯(lián)。功能尋址注銷:解除功能號和MSISDN號之間的關聯(lián)。功能尋址查詢:移動用戶可以獲得有關GSM-R中存儲的數(shù)據(jù)信息。HLR處理功能尋址查詢,并向移動臺返回請求的信息。注冊過程:在功能號和MSISDN號之間建立了臨時的關聯(lián)。USSD串使用舉例:FollowMe注冊: “**214*SC*FN***#”;FollowMe注銷: “##214*SC*FN***#”;FollowMe查詢: “*#214*SC*FN***#”;強制注銷: “**214*SC*FN*88*MSISDN*#”?!?14”代表功能號業(yè)務的業(yè)務指示碼“88”代表監(jiān)督者代碼,對于強制注銷必須填寫該項,并且由網(wǎng)絡管理員和用戶商定,以防止非法用戶使用。功能號FN組成:FNT+UIN+FCFNT:功能號類型UIN:用戶識別號FC:功能代碼
可以給每列正在運行的列車司機分配一個功能號,司機駕駛列車從起點站出發(fā)時,他都必須向網(wǎng)絡注冊該功能號,網(wǎng)絡負責將該功能號與他當時所使用的機車電臺的真實號碼對應起來。
FNT:功能號類型車次號中字母到數(shù)字的映射表FC:功能代碼FNT=2、3:Z55次車司機功能號碼:200905501東風7G型00001號機車司機功能號碼:3152101
網(wǎng)絡必須提供一套機制,以保證功能尋址能夠正確而有效地進行。該機制主要包括以下方面:功能角色必須按一定規(guī)律進行編號,以使得交換機可以對其進行識別;必須提供一套有效的注冊和注銷功能號的方法;必須保證功能號的相對唯一性。
功能尋址是GSM-R的特征,它允許通過功能號來呼叫用戶,而功能號可用來識別應用和功能。
在歐洲的EIRENE規(guī)范中,用“FollowMe”(簡稱FM)業(yè)務來解決功能尋址。在鐵路行車調(diào)度中,運輸管理講究責任明確,各個分局的調(diào)度所管理當前處于其管轄范圍內(nèi)的列車,每個調(diào)度員和車站值班員只允許和其管轄范圍內(nèi)的列車司機進行通信。列車在行車過程中要經(jīng)過若干調(diào)度區(qū)段以及若干車站,當司機呼叫調(diào)度員或車站值班員時,他只能呼叫當前調(diào)度區(qū)段的調(diào)度員或當前車站的車站值班員。
8.2.2位置尋址北京東環(huán)調(diào)度臺京秦西調(diào)度臺唐山樞紐調(diào)度臺京山三調(diào)度臺京山四調(diào)度臺司機1200呼叫調(diào)度T302120K212Y333L2922基于位置的尋址——由移動用戶發(fā)起呼叫,路由到一個與該用戶當前所處位置相關的目的地址,正確的調(diào)度員或車站值班員由主叫移動用戶當時所處的位置來確定。
例如,當列車在運行過程中司機需要呼叫當前調(diào)度員時,他并不知道調(diào)度員的電話號碼,但他可以使用一個短號碼如1200向網(wǎng)絡發(fā)起呼叫請求。網(wǎng)絡識別該短號碼,并將其路由到正確的行車調(diào)度員,采用1300呼叫車站值班員。實現(xiàn)該功能的主要問題是:如何劃分調(diào)度區(qū)段以及車站管轄范圍;如何分配小區(qū)識別碼等,以使得GSM-R網(wǎng)絡的交換機能夠很快地將一個基于位置的尋址正確路由到其目的地。
GSM-R使用小區(qū)特定路由來實現(xiàn)基于位置的尋址。小區(qū)特定路由使用兩個參數(shù)來確定目的地址:被叫方地址(短碼)小區(qū)識別碼被叫方地址是由移動終端通過空中接口中向MSC提供的移動臺當前所處小區(qū)的小區(qū)識別碼是由BSC向MSC提供。GSM-R網(wǎng)絡必須在原有的網(wǎng)絡上構(gòu)建列車位置跟蹤系統(tǒng),以對列車位置進行跟蹤,做到調(diào)度員和車站值班員終端的人機界面上只顯示其管轄范圍內(nèi)的列車信息。調(diào)度通信機車同步操作系統(tǒng)的信息傳輸無線車次號和CTC調(diào)度命令傳送列尾信息傳送CTCS3/CTCS4列控信息傳輸區(qū)間移動公務通信應急指揮通信話音和數(shù)據(jù)業(yè)務機車綜合監(jiān)測信息傳送旅客列車移動信息服務通道大型編組場/車站綜合移動信息服務系統(tǒng)的信息傳送8.3GSM-R在鐵路中的功能應用GSM-R業(yè)務模型:eMLPP廣播VBS組呼VGCSCSDGPRS標準GSM業(yè)務語音類應用列車調(diào)度通信編組場調(diào)車通信貨運調(diào)度通信牽引變電調(diào)度通信施工養(yǎng)護通信站場調(diào)度通信道口調(diào)度通信應急語音通信數(shù)據(jù)類應用ETCS自動列車控制多機車牽引調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息傳送調(diào)度命令傳送車次號傳送列尾信息傳送旅客信息服務功能尋址功能號碼顯示接入矩陣位置尋址GSM-R基本業(yè)務GSM-R應用話音類業(yè)務——調(diào)度通信列車無線調(diào)度電話(簡稱無線列調(diào))是重要的鐵路行車通信設備,號稱列車行車“三大件”之一,在保證列車正點運行、降低機車能耗、提高通過能力、通告險情、防止事故、救援搶險等各方面都具有重要的作用。無線列調(diào)系統(tǒng)的主要問題是解決“大三角”和“小三角”通信,“大三角”通信是指行車調(diào)度員、車站值班員和機車司機之間的通信;“小三角”通信是指車站值班員、機車司機和運轉(zhuǎn)車長之間的通信。GSM-R除支持所有的GSM電信業(yè)務和承載業(yè)務外,為了滿足鐵路指揮調(diào)度的需求,還包含一些鐵路所特有的功能:優(yōu)先級業(yè)務eMLPP語音組呼業(yè)務VGCS語音廣播業(yè)務VBS功能尋址基于位置的尋址行車調(diào)度員按車次號個別呼叫司機并通話;行車調(diào)度員能夠?qū)υ撜{(diào)度區(qū)段內(nèi)的所有機車進行全呼、通話,以及發(fā)出通告;行車調(diào)度員可呼叫某個車站的車站值班員和該車站管轄范圍內(nèi)的所有司機,緊急情況下,行車調(diào)度員可優(yōu)先與司機通話;司機可呼叫當前所在調(diào)度區(qū)段的行車調(diào)度員;緊急情況下司機可向行車調(diào)度員發(fā)出緊急呼叫并通話;司機呼叫行車調(diào)度員時調(diào)度所設備能夠存儲機車呼入;司機與臨近機車司機之間可組呼通信;相鄰車站值班員之間可進行通話;車站值班員、助理值班員、司機、運轉(zhuǎn)車長之間可以通話;調(diào)度總機、車站臺和機車臺具有錄音功能或錄音接口;行車調(diào)度員向司機發(fā)送調(diào)度指令并在機車臺顯示,司機向行車調(diào)度員發(fā)送報告并在度臺顯示,非話音信息由調(diào)度所設備和機車設備分別打印記錄;調(diào)度所設備、車站臺和機車臺之間具有雙向數(shù)據(jù)傳輸功能,可以傳送實時數(shù)據(jù)、短據(jù)或報文數(shù)據(jù);調(diào)度所設備應具有人工轉(zhuǎn)接鐵路電話交換網(wǎng)的功能。采用450M通信方式是:
當列車靠近前方車站時,司機要發(fā)起一個叫做“車機聯(lián)控”的過程來問路。
司機聽得車機聯(lián)控的提示后,拿起話筒,開始呼叫“北京站,北京站,1541次向你接近”,這個信息會發(fā)送到這個機車臺場強所能覆蓋的范圍的所有機車臺以及車站臺。這些設備都會有聲音,如果不是呼叫自己,就不理,10秒后,自動關閉,被呼叫的對象,聽到是叫自己,就拿起話筒進行通話“1541次1線通過”。這種調(diào)度到GSM-R中就是一個點對點的呼叫,司機發(fā)起一個功能號為“前站”的基于位置的呼叫,MSC自動路由到前方的車站并建立呼叫。無線列調(diào)存在的問題:技術基礎特別是制式落后
功能擴展十分困難,逐漸不適應現(xiàn)代運輸不斷出現(xiàn)的新業(yè)務,特別是綜合業(yè)務、數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅煌l干擾嚴重,影響了通信質(zhì)量和可靠性。設備型號、種類繁多
由于在無線列調(diào)的不同發(fā)展時期,根據(jù)不同鐵路的不同需求以及當時的技術水平,無線列調(diào)系統(tǒng)所使用的設備種類、型號各有特色,因而沿用至今的設備更是參差不齊。頻率分散,制式不一
無線列調(diào)系統(tǒng)曾使用的頻段150MHz、160MHz、413MHz、450MHz、460MHz,運行列車為了完成無線列調(diào)通話,或者車站為了適應所通過列車的設備,需要配置不同頻段、多種制式的設備。通話范圍有限
現(xiàn)有無線列調(diào)系統(tǒng)的無線覆蓋,取決于電臺的發(fā)射功率,一般只覆蓋車站大小的范圍。在現(xiàn)場考察中,了解到調(diào)度員、車站值班員處的話音通信背景噪聲很大,甚至淹沒了正常通話,給工作人員帶來了很大的不便。GSM-R調(diào)度通信系統(tǒng)主要由NSS(包括MSC、HLR、AUC、VLR、GCR等)、BSS(包括BSC、BTS)、OSS、FAS、調(diào)度臺、車站臺、機車綜合通信設備CIR、作業(yè)手持臺OPH及其他固定終端等構(gòu)。
部、局FAS接入鄰近的MSC;車站FAS不直接與MSC相連接,路局FAS與車站FAS之間連接。
通過FAS交換機和MSC連接實現(xiàn)有線、無線調(diào)度通信一體化。BTSBSCMSCGSM-R網(wǎng)絡車站值班員調(diào)度員#2調(diào)度員#1局級FAS調(diào)度通信CIRFAS網(wǎng)絡站段FAS應急通信事故現(xiàn)場手持臺應急指揮中心GSM-R無線列調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢:1)GSM-R是數(shù)字系統(tǒng),可以利用糾錯、檢錯及話音編碼等手段提高話音質(zhì)量,抗干擾能力強,可以利用加密機制使系統(tǒng)保密性更好,可靠性更高;2)方案中無線和有線結(jié)合的方式,既充分體現(xiàn)了GSM-R的優(yōu)勢,又利用了現(xiàn)有的有線通信資源,節(jié)省投資。3)采用蜂窩機制,可以有效的利用無線頻點和通信電纜資源,擴大覆蓋范圍,提高系統(tǒng)容量;各種先進技術如功能尋址,基于位置的尋址,優(yōu)先級的使用,使無線列調(diào)功能更加強大;4)因為只有一種系統(tǒng),對于運營者來說維護成本更低,而且在不同的鐵路網(wǎng)之間具有互操作性;5)可以采用靈活設置完成雙工和半雙工通信,實現(xiàn)大三角和小三角通信更容易;6)除了可以用于無線列調(diào),GSM-R還可以為鐵路部門提供一個完善的移動通信平臺,為通信信號一體化構(gòu)造一個統(tǒng)一的通信網(wǎng)絡,降低鐵路部門在通信上的投資,提高投資回報率。貨運調(diào)度通信系統(tǒng)的主要用戶有貨運調(diào)度員、中間站(區(qū)段站、編組站、貨運站)貨運室值班員、貨運員以及其他相關人員。貨運調(diào)度員應按個別呼叫、組呼等方式呼叫調(diào)度轄區(qū)范圍內(nèi)相關的所屬用戶并通話。貨運調(diào)度員接收所屬用戶的個別呼叫并通話。貨運調(diào)度通信牽引供電調(diào)度通信系統(tǒng)的主要用戶有牽引供電調(diào)度員、牽引變電所值班員、電力機務段(折返段)值班員、接觸網(wǎng)工區(qū)值班員、開閉所值班員、分區(qū)所值班員、自耦變電所值班員、供電段調(diào)度室、“V亭”控制站值班員、接觸網(wǎng)工區(qū)流動作業(yè)人員以及其他相關人員。牽引供電調(diào)度員應按個別呼叫、組呼等方式呼叫調(diào)度轄區(qū)范圍內(nèi)相關的所屬用戶并通話。牽引供電調(diào)度員接收所屬用戶的個別呼叫并通話。牽引供電調(diào)度通信其他調(diào)度及專用通信包括機調(diào)、車務、工務、電務、供電、水電、機務、車輛、公安等調(diào)度及專用電話,供各級專業(yè)管理部門及其管內(nèi)所屬值班人員、流動作業(yè)人員等使用的具有調(diào)度功能的專用電話業(yè)務。調(diào)度員或?qū)S秒娫捴蛋鄦T按個別呼叫、組呼方式呼叫管轄范圍內(nèi)相關的所屬用戶并通話。調(diào)度員或?qū)S秒娫捴蛋鄦T接收所屬用戶的個別呼叫并通話。其他調(diào)度及專用通信站場通信包括車站(場)集中電話、駝峰調(diào)車電話、平面調(diào)車電話、貨運電話、列檢電話、車號電話和商檢電話等。站場通信施工養(yǎng)護通信是指為維修或施工臨時組織的通信,主要用戶包括維修或施工現(xiàn)場指揮人員、各工種(含工務、電務、供電、水電等,下同)領導及現(xiàn)場作業(yè)人員、現(xiàn)場防護人員、軌道檢查車(電線路修復車、接觸網(wǎng)綜合檢測車、各種施工作業(yè)車輛、試驗車等)工作人員、列車調(diào)度員、牽引供電調(diào)度員、車站值班員、機車司機以及其他相關人員。施工養(yǎng)護通信點對點呼叫:各工種領導可按個別呼叫方式呼叫相關所屬用戶并通話。各工種領導接收所屬用戶的個別呼叫并通話。維修或施工現(xiàn)場指揮人員可按個別呼叫方式呼叫現(xiàn)場各工種相關人員并通話。維修或施工現(xiàn)場指揮人員接收現(xiàn)場各工種相關人員的個別呼叫并通話。語音組呼:各工種領導可按組呼方式呼叫相關所屬用戶并通話。維修或施工現(xiàn)場指揮人員可按組呼方式呼叫現(xiàn)場各工種相關人員并通話。施工養(yǎng)護通信道口通信的主要用戶包括道口值班人員、車站值班員以及其他相關人員。點對點呼叫:車站值班員按個別呼叫呼叫轄區(qū)范圍內(nèi)的道口值班人員并通話。車站值班員接收轄區(qū)范圍內(nèi)的道口值班人員的個別呼叫并通話。語音組呼:車站值班員按組呼方式呼叫轄區(qū)范圍內(nèi)的道口值班人員并通話。道口通信應急通信的主要用戶包括各級救援中心領導、事件現(xiàn)場領導及各工種(含車務、工務、電務、供電、水電、機務、車輛、公安、安監(jiān)等,下同)作業(yè)人員、有關調(diào)度人員、車站值班員、助理值班員、機車司機、救援列車主任以及其他相關人員。點對點呼叫:各級救援中心領導可按個別呼叫方式呼叫相關所屬用戶并通話。各級救援中心領導接收所屬用戶的個別呼叫并通話。事件現(xiàn)場各工種領導可按個別呼叫方式呼叫各自工種現(xiàn)場作業(yè)人員并通話。應急通信事件現(xiàn)場各工種領導接收各自工種現(xiàn)場作業(yè)人員的個別呼叫并通話。事件現(xiàn)場領導按個別呼叫方式呼叫現(xiàn)場工種領導并通話。事件現(xiàn)場領導接收現(xiàn)場各工種領導的個別呼叫并通話。語音組呼:各級救援中心領導按組呼方式呼叫相關所屬用戶并通話。事件現(xiàn)場各工種領導可按組呼方式呼叫各自工種現(xiàn)場作業(yè)人員并通話。事件現(xiàn)場領導可按組呼方式呼叫現(xiàn)場各工種領導并通話。應急通信數(shù)據(jù)類業(yè)務
GSM-R作為鐵路綜合通信平臺,能夠在列車高速移動時為車-地雙向數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的信息傳輸能力。列車上的數(shù)據(jù)如列車位置、列車尾部風壓信息、旅客和貨物實時信息都需要傳送到地面上來;地面的控制中心會有一些信息發(fā)送到列車上來,這樣就需要在列車與地面之間建立一條雙向的數(shù)據(jù)傳輸通道。
GSM-R數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務分為兩種:1.安全數(shù)據(jù)傳輸——指與列車控制有關的信息傳送業(yè)務。采用電路交換CSD方式傳輸數(shù)據(jù),由于安全數(shù)據(jù)傳輸對傳輸質(zhì)量要求較高,且全程占用信道資源。為保證安全數(shù)據(jù)傳輸通道資源的可用性,采用了eMLPP業(yè)務,并給安全數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務分配了較高的1級優(yōu)先級。青藏線ITCS大秦線LOCOTROL2.非安全數(shù)據(jù)傳輸——包括調(diào)度指揮、應急搶險、運營監(jiān)控、管理維護和旅客服務等類數(shù)據(jù),通稱為鐵路綜合信息傳輸。采用分組交換GPRS方式傳輸數(shù)據(jù),多用戶共享一個分組數(shù)據(jù)傳輸通道,且只有當需要傳輸數(shù)據(jù)時才占用信道。鐵路非安全數(shù)據(jù)業(yè)務特點?業(yè)務點移動性強?業(yè)務點分散?非周期間斷數(shù)據(jù)傳輸?頻繁小容量數(shù)據(jù)傳輸?個別大容量數(shù)據(jù)傳輸承載業(yè)務需求:?電路交換CSD方式:電路交換的方式可靠性好、實時性高、適用于大量數(shù)據(jù)的持續(xù)穩(wěn)定傳輸。但是采用電路交換系統(tǒng)通過占用一條獨立的話音信道提供端到端的數(shù)據(jù)傳輸,且全程占用信道資源,數(shù)據(jù)傳輸速率2.4、4.8、9.6kbps,數(shù)據(jù)傳輸端到端時延不大于500ms(假設包長30字節(jié))。適用安全數(shù)據(jù)傳輸,如與列車控制有關的信息傳送業(yè)務。分組交換數(shù)據(jù)傳輸方式GPRS(GeneralPacketRadioService)系統(tǒng)采用無線資源動態(tài)分配方式和分組交換傳送模式,向用戶提供端到端的數(shù)據(jù)業(yè)務,傳輸速率為9.05~171.2kbit/s,支持中、高速率數(shù)據(jù)傳輸。GPRS網(wǎng)絡接入速度快,提供了與現(xiàn)有數(shù)據(jù)網(wǎng)的無縫連接。多用戶共享一個分組數(shù)據(jù)傳輸通道,只有當傳輸數(shù)據(jù)時才占用網(wǎng)絡資源。優(yōu)化了對網(wǎng)絡資源和無線資源的利用。
GPRS網(wǎng)絡子系統(tǒng):BSS
基站系統(tǒng)BSC基站控制器BTS基站MSC/VLR移動交換中心
訪問位置寄存器PSTN公用電話網(wǎng)PCU
分組控制單元GGSN
GPRS網(wǎng)關支持節(jié)點GbGrGnGGSNInternet
因特網(wǎng)PDN
公用數(shù)據(jù)網(wǎng)GiUmGPRSMobileSGSN
GPRS服務支持節(jié)點HLR/AUC
歸屬位置寄存器
用戶鑒權中心GGSN與外部網(wǎng)接口,從外部網(wǎng)看,類似一個路由器,將移動臺發(fā)起的數(shù)據(jù)路由到正確的目的地;SGSN主要負責移動臺當前位置信息的登記,負責移動臺和網(wǎng)絡之間完成移動分組數(shù)據(jù)的存儲與轉(zhuǎn)發(fā):移動性管理會話管理用戶數(shù)據(jù)管理安全性計費PCU:負責數(shù)據(jù)分組、無線信道的管理、錯誤發(fā)送檢測和自動重發(fā)。
GPRS與GSM-R的關系:BTS軟件升級BSC增加PCU及軟件升級MS為具有GPRS能力的MS與GSM-R共用軟件升級新增網(wǎng)元軟件升級VLRGPRS和GSM-R網(wǎng)絡的相似性和對稱性:BSCBTSMSCGMSCHLRAUCPSTN鐵路應用系統(tǒng)GGSNSGSNBTSGPRS和GSM-R是兩個網(wǎng)絡GPRS和GSM-R網(wǎng)具有相似性和對稱性GPRS和GSM-R網(wǎng)共用基站、HLR等設備VLRGPRS和GSM-R的業(yè)務關系:BSCBTSMSCGMSCHLRAUCPSTN鐵路應用系統(tǒng)SGSNGGSNGPRS和GSM-R業(yè)務從BSC處開始分流。
鐵路綜合信息無線接入系統(tǒng)實現(xiàn)車地之間非安全數(shù)據(jù)信息傳輸。由車載設備、移動通信網(wǎng)絡、地面設備組成。完成車地之間各種數(shù)據(jù)信息的傳輸,為鐵路運營安全、效率提供了一個很好的信息平臺。是鐵路信息化的必要組成部分。鐵路綜合信息無線接入系統(tǒng)介紹鐵路綜合信息無線接入系統(tǒng)按功能分為:應用子系統(tǒng)——車載應用實體、地面應用實體通信子系統(tǒng)——通用數(shù)傳電臺、通信接入服務器GSM-R/GPRS網(wǎng)絡應用子系統(tǒng)負責收集應用數(shù)據(jù)
通信子系統(tǒng)負責傳輸數(shù)據(jù)。鐵路綜合信息無線接入系統(tǒng)按照實體所處的位置分為:車載子系統(tǒng)——車載應用實體、通用數(shù)傳電臺地面子系統(tǒng)——地面應用實體、通信接入服務器車載應用實體的作用是采集數(shù)據(jù),發(fā)送到GPRS車載終端,或者接收GPRS車載終端轉(zhuǎn)發(fā)來的地面數(shù)據(jù)。通用數(shù)傳電臺即GPRS車載終端的作用是與地面鐵路綜合信息無線接入平臺建立并保持一條通信鏈路。通信接入服務器即綜合信息無線接入平臺,在綜合信息無線接入平臺中有一個對應關系負責接收車載GPRS車載終端的鏈路連接請求,對其進行安全認證鑒權并與之建立一條透明的數(shù)據(jù)傳輸通道。綜合信息無線接入平臺可以同時接入多個車載應用表,能夠根據(jù)每條消息的類型不同將其在相應的地面應用實體和車載應用實體之間正確地傳輸。路由器GPRS系統(tǒng)與應用系統(tǒng)的互聯(lián):GGSNSGSNRADIUSDNSBTSBTSBSCPCUGPRS歸屬服務器GPRS接口歸屬服務器GPRS接口服務器局域網(wǎng)行車調(diào)度臺調(diào)車調(diào)度臺GSM-R服務器GSM-R服務器防火墻局域網(wǎng)路局CTC/TDCS中心路由器GPRS接口服務器GPRS本地網(wǎng)1、負責協(xié)議轉(zhuǎn)換;2、負責機車臺關于GRIS的IP地址更新:存儲全國鐵路局管轄范圍(經(jīng)緯度、公里標、小區(qū)號等位置信息以及GRIS的IP地址)RADIUS服務器的作用是驗證用戶的合法性,對其用戶信息進行鑒權后為其分配IP地址,使其接入到GPRS網(wǎng)絡中,實現(xiàn)應用業(yè)務信息的傳輸。DNS服務器的作用是域名解析,在實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳輸時實現(xiàn)功能號(機車號,車次號)等信息到對應終端用戶IP地址的轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)信息的正確尋址。GPRS接口服務器為各種鐵路應用系統(tǒng)提供GPRS網(wǎng)絡接入功能,為地面應用服務器和車載GPRS終端之間提供透明的數(shù)據(jù)傳輸通道。通信過程:機車臺CIR開機后,接入GSMR網(wǎng)絡,先進行GSMR的位置更新,然后進行GPRS激活,獲得一個IP地址,網(wǎng)絡將機車號和IP地址關聯(lián)。在列車運行過程中,調(diào)度員、車站值班員、TDCS使用這個IP地址向CIR發(fā)送各種調(diào)度命令、車次號查詢命令等。TDCS有一個IP地址,CIR通過GRPS向這個IP地址傳送信息。
在列車運行過程中,它所屬的管轄區(qū)域是變化的。也就是說目的IP是變化的。但CIR始終保持與無線網(wǎng)絡的鏈接。通過基于GPRS的綜合信息無線接入平臺來實現(xiàn)的主要業(yè)務有:
調(diào)度命令與無線車次號信息傳輸客車運行安全監(jiān)控系統(tǒng)移動售票系統(tǒng)工務軌道動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)旅客信息傳輸系統(tǒng)調(diào)度命令調(diào)度命令——是調(diào)度所里的調(diào)度員向司機下達的書面命令,它是列車行車安全的重要保障。調(diào)度員通過向列車司機發(fā)出調(diào)度指令對行車、調(diào)度和事故進行指揮控制,是實施鐵路運輸管理的重要手段。調(diào)度指令有固定的格式和標準化的用語,其發(fā)布也有著嚴格的規(guī)定。主要包括以下數(shù)據(jù)信息的傳送:(1)調(diào)度命令;(2)行車憑證;(3)調(diào)車作業(yè)通知單;(4)列車接車進路預告信息。調(diào)度員在行車調(diào)度臺上發(fā)送的調(diào)度命令含調(diào)度命令,行車憑證、調(diào)車作業(yè)通知單。
車站值班員在車站值班員終端上發(fā)送的調(diào)度命令含行車憑證、調(diào)車作業(yè)通知單。
列車接車進路預告信息由TDCS自動生成。450MHz調(diào)度命令無線傳送系統(tǒng)構(gòu)成示意圖基于GPRS實現(xiàn)的業(yè)務
——調(diào)度命令、進路預告等信息傳送無線調(diào)度命令傳送:
在行調(diào)臺形成的調(diào)度命令經(jīng)過CTC/TDCS系統(tǒng),通過GSM-R通信服務器發(fā)送到GPRS接口服務器GRIS,通過GGSN進入GPRS網(wǎng)絡,經(jīng)由SGSN、PCU、BTS、天線發(fā)送到CIR。確認和簽收信息通過反向流程發(fā)送。
GGSN——網(wǎng)關GPRS支持節(jié)點
SGSN——GPRS服務支持節(jié)點
PCU——分組控制單元調(diào)度員在TDCS行車調(diào)度臺編輯調(diào)度命令,車站值班員在TDCS車站值班員終端編輯調(diào)度命令,按下調(diào)度命令發(fā)送按鍵。TDCS根據(jù)調(diào)度命令中的機車號查找對應的目的IP地址并將調(diào)度命令發(fā)送。操作顯示終端接收調(diào)度命令后,判斷列車車次號和機車號與本列車相符時,發(fā)送自動確認。司機閱讀調(diào)度命令,按“簽收”鍵發(fā)送人工確認。可以按“打印”鍵打印調(diào)度命令,按“退出”鍵返回主界面。
TDCS接收到自動確認、簽收時在調(diào)度命令發(fā)送方顯示。調(diào)度命令發(fā)出后15秒內(nèi)收不到自動確認則自動重發(fā),重發(fā)不超過2次。2次重發(fā)后,仍收不到自動確認,應在調(diào)度命令發(fā)送方顯示并給出提示音,由調(diào)度員(或車站值班員)選擇重發(fā)或結(jié)束。系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)未收到簽收信息,在調(diào)度命令發(fā)送方自動提醒。TDCS設備收到自動確認、簽收信息時,調(diào)度所行調(diào)臺(車站值班員終端)顯示。車次號傳輸與列車停穩(wěn)信息的傳送功能
列車無線車次號信息——含有啟動信息、停穩(wěn)信息、無線車次號校核信息,對鐵路運輸管理和行車安全具有重要的意義,車次號信息里包含了列車當前的GPS和公里標等信息,使得調(diào)度中心實時掌握列車的位置。車次號信息可通過基于GSM-R電路交換技術的數(shù)據(jù)采集傳輸應用系統(tǒng)來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸,也可以采用GPRS方式來實現(xiàn)。
列車在運行過程中,車次號傳送是在下列情況下,列車需要向監(jiān)控中心發(fā)送車次號:1、列車進入新的閉塞分區(qū)、進站、出站。2、在非監(jiān)控狀態(tài)下速度由0變?yōu)?Km/h。3、司機操作運行記錄器開車鍵時。4、列車停穩(wěn)時需要向TDCS發(fā)送停穩(wěn)信息;列車啟動時需要向TDCS發(fā)送啟動信息。通信過程:采集處理裝置開機后與GSM-R機車綜合通信設備握手,采集處理裝置利用CIR(它已經(jīng)申請了IP地址)向這個IP地址取得當前所屬管轄區(qū)的TDCS的IP地址。采集處理裝置向這個IP地址發(fā)送車次號。TDCS也可主動查詢采集處理裝置中的車次號,它是利用機車號查詢DNS獲得CIR的IP地址,然后和CIR通信。當TDCS判斷列車要離開自己的管轄區(qū)域時,將新的TDCS的IP地址發(fā)給采集處理裝置。列尾信息傳送列尾傳遞的信息包括:列尾風壓信息、司機主動查詢命令、司機發(fā)出的放風剎車命令、風壓報警信息等。
GPRS網(wǎng)絡提供傳輸通道,列尾是一個GPRS模塊,司機看的機車綜合通信設備CIR也是個GPRS模塊,他們建立鏈接后,通過IP進行信息的傳遞。機車尾同時運行450M模式,如果GSMR網(wǎng)絡失效,機車臺可以切換到450M進行通信。通信過程:(1)列尾主機開機后,以列尾主機設備ID作為用戶名向GPRS網(wǎng)絡注冊并獲得自己的IP地址。(2)由人工向列尾主機輸入機車號,列尾主機將機車號域名發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡,通過GPRS網(wǎng)絡到DNS取得機車臺CIR的IP地址(3)列尾根據(jù)這個IP和CIR通信(4)CIR收到鏈接建立請求后應答,并保存列尾的IP地址(5)雙方通信(6)司機按CIR消號鍵發(fā)起消號,CIR通知列尾(7)列尾刪除CIR的IP地址,并應答CIR(8)CIR刪除列尾的IP(9)列尾關機后,注銷IP地址人工查詢風壓:(1)當司機按下CIR操作顯示終端上的風壓查詢鍵時,CIR通過GPRS網(wǎng)絡向列尾主機發(fā)送風壓查詢指令。(2)列尾主機收到該指令后把讀取的列尾風壓數(shù)值通過GPRS網(wǎng)絡回送給CIR。(3)CIR收到列尾風壓數(shù)值后將顯示在CIR操作顯示終端顯示屏的指定區(qū)域,并進行語音報告風壓提示。排風制動:(1)在緊急情況下,當司機按下CIR操作顯示終端上的紅色的排風鍵時,CIR通過GPRS網(wǎng)絡向列尾主機發(fā)送風壓排風指令。(2)列尾主機收到該指令后,立即打開列尾風管進行放風。(3)列尾主機向機車綜合通信設備回送確認信息。旅客列車移動信息服務通道移動售票——可靠車地數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的出現(xiàn),使在列車上完成的移動售票成為可能。
在列車上乘客可以通過售票終端完成客票查詢、訂票、購票或者補票業(yè)務,在通過車地數(shù)傳系統(tǒng)將客票信息實時傳送到地面上的票務中心,以及時更新客票信息。列車移動互聯(lián)網(wǎng)——將所有的車廂小網(wǎng)連接起來形成一個列車旅客車廂大網(wǎng);設有多種內(nèi)容服務器,提供前述的各種各樣的內(nèi)容服務,如新聞瀏覽、鐵路信息、在線電影、網(wǎng)上游戲等;通過車載無線接入網(wǎng)關接入Internet,以獲取車內(nèi)無法提供的服務,如收發(fā)電子郵件。調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息系統(tǒng)傳輸功能提供調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息傳輸通道,實現(xiàn)地面設備和多臺車載設備間的數(shù)據(jù)傳輸,這種業(yè)務和普通運行中的列車沒有關系,是在進行調(diào)車業(yè)務的機車和地面設備進行通信的系統(tǒng)。調(diào)車機車上有一個所謂的車載設備,車載設備連接到CIR,編組站有一個地面設備,CIR和地面設備建立一個通路進行通信。
調(diào)車操作終端向機車臺發(fā)送調(diào)車業(yè)務,收到調(diào)車任務單后機車司機按鍵確認并按作業(yè)單要求進行調(diào)車業(yè)務。機車臺接收到車載設備發(fā)送的進入調(diào)車監(jiān)控模式命令時,GSM-R網(wǎng)接MSC進行基于位置的呼叫,將路由指向?qū)牡孛嬖O備,在地面設備與車載設備間建立一條電路鏈路,同時操作顯示終端應提示處于調(diào)車監(jiān)控模式。地面設備從TDCS獲得地面道岔信息,每2秒向機車設備廣播,機車可以從調(diào)車監(jiān)控實時地觀察地面情況,看到道岔的連接情況與調(diào)車機車的位置與行進情況。通信過程:①機車進入調(diào)車狀態(tài)時,調(diào)車監(jiān)控機車設備請求機車綜合無線通信設備CIR建立數(shù)據(jù)鏈路。②CIR撥號1800呼叫當前調(diào)車機車信號和監(jiān)控應用節(jié)點,建立電路數(shù)據(jù)傳輸通道。③調(diào)車監(jiān)控機車設備與車站設備進行雙工數(shù)據(jù)通信,傳輸調(diào)車機車信號和監(jiān)控數(shù)據(jù)。④機車退出調(diào)車狀態(tài)時,調(diào)車監(jiān)控機車設備通知CIR退出電路數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)。CIRBSCBSCBTSMSC30B+D調(diào)車監(jiān)控車站設備調(diào)車監(jiān)控應用節(jié)點調(diào)車監(jiān)控機車設備①②③④②(CSD)(CSD)主要特點:利用GSM-R網(wǎng)絡建立調(diào)車機車信號和監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸通道,建立調(diào)車監(jiān)控機車設備與車站設備之間的全雙工數(shù)據(jù)通信。調(diào)車監(jiān)控車站設備具有與多個機車設備同時進行數(shù)據(jù)通信的功能。調(diào)車監(jiān)控機車設備根據(jù)機車工作狀態(tài)自動進入或退出調(diào)車監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)。采用GSM-R電路數(shù)據(jù)(CSD)傳輸方式,數(shù)據(jù)傳輸延時較短,可靠性高。機車同步操作系統(tǒng)的信息傳輸重載列車需要多個機車牽引,為了實現(xiàn)牽引過程中同時加速、減速、制動,主控機車和從控機車之間需要通過無線信道實時傳遞控制命令。解決方案:DJ4型機車對講電話系統(tǒng),人工話音,一致性差基于800MHz的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),主機和從控機車之間間隔小于650米,只適用于萬噸組合列車基于GSM-R系統(tǒng)的解決方案,適用于所有組合形式的列車。在牽引過程中,4個機車需要同步控制,調(diào)度系統(tǒng)、調(diào)度員只能指揮一個機車,該機車稱為本務機,其它機車稱為補機。補機均需由本務機控制,所以本務機與補機之間需要實時傳遞控制命令。
GSM-R系統(tǒng)給一列重載列車的四個機車,建立起4個相關聯(lián)的數(shù)據(jù)通道,讓這4個數(shù)據(jù)通道互為廣播,也就是任何一個通道來的數(shù)據(jù)都向其它3個通道廣播。該數(shù)據(jù)通道通過
電路型數(shù)據(jù)業(yè)務實現(xiàn)。列控信息傳輸列控系統(tǒng)的特點:以車載顯示為行車憑證;用速度命令代替色燈含義;信號直接控制列車制動。列控系統(tǒng)的基本原理:對列車實際速度和允許速度進行連續(xù)比較,使列車實際速度限制在安全允許的范圍內(nèi)。列控系統(tǒng)必須保證:1)列車不能超過線路規(guī)定的極限速度;2)列車在進路的任何路段不能超過允許速度。列車運行控制技術的發(fā)展過程:
地面人工信號地面自動信號出現(xiàn)機車信號自動停車裝置基于軌道電路的速度-距離曲線控制的ATP基于通信的列控系統(tǒng)CBTC(CommunicationBasedTrainControl)列控系統(tǒng)原理框圖
ERTMS項目產(chǎn)生原因:為保證高速列車在歐洲鐵路網(wǎng)內(nèi)互通運行,現(xiàn)有的列車運行控制系統(tǒng)種類繁多,且各國信號制式復雜多樣、互不兼容。1989年12月歐洲運輸部長會議作出決定,就歐洲大陸鐵路互聯(lián)互通中的技術問題尋找解決方案。國際鐵路聯(lián)盟UIC開始組織專題項目,分析與列車控制和運輸管理有關的問題。ERTMS包括三部分:
GSM-R:用于鐵路的GSM移動通信系統(tǒng)。(GSMforRailway)ETCS:歐洲列車控制系統(tǒng).(EuropeanTrainControlSystem)ERTML:歐洲鐵路運輸管理層.(EuropeanRailwayTrafficManagementLayer)ERTMS的無線通信技術表示為ERTMS/GSM-R——為鐵路專用的通信網(wǎng)絡,可以覆蓋地面設備和車載設備,提供連續(xù)、雙向的信息傳輸通道
。ERTMS的信號技術表示為ERTMS/ETCS——涉及列車控制和信號方面,是一個先進的列車自動防護(ATP)系統(tǒng)和機車信號規(guī)范技術,
不僅能提高列車的安全性,而且使列車能夠在歐洲境內(nèi)穿越國境時實現(xiàn)互通運營。ERTMS的信號技術ERTMS/ETCS分為五個應用等級:ERTMS/ETCS等級0ERTMS/ETCS等級STMERTMS/ETCS等級1ERTMS/ETCS等級2ERTMS/ETCS等級3
其中ERTMS/ETCS等級2和ERTMS/ETCS等級3采用GSM-R技術實現(xiàn)列車與地面之間雙向信息傳輸,屬于CBTC的范疇。ETCS按配置分為三級CTCS列控系統(tǒng)分級基于無線信息傳輸,機車乘務員憑車載信號行車。用于300-350km/h線路。CTCS-3CTCS-2CTCS-0CTCS-1基于應答器和軌道電路信息傳輸,機車乘務員憑車載信號行車。已應用于200-250km/h線路。由主體機車信號和安全型運行監(jiān)控記錄裝置組成。由通用機車信號和運行監(jiān)控記錄裝置構(gòu)成。既有線現(xiàn)狀。CTCS-4基于無線通信傳輸平臺,取消軌道電路,實現(xiàn)虛擬閉塞或移動閉塞。未來發(fā)展方向。CTCS與ETCS對比CTCS0級:CTCS0級為既有線的設備現(xiàn)狀,由通用機車信號和運行監(jiān)控記錄裝置構(gòu)成,不滿足CTCS技術規(guī)范要求。CTCS1級:由主體機車信號+安全型運行監(jiān)控記錄裝置組成,面向160km/h以下的區(qū)段,在既有設備基礎上強化改造,達到機車信號主體化的要求,增加點式設備,實現(xiàn)列車運行安全監(jiān)控功能。CTCS2級:CTCS2級面向提速干線和新建客運專線。地面可不設通過信號機,機車乘務員憑車載信號行車。CTCS2級是基于軌道電路和應答器傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng)。CTCS2級適用于各種限速區(qū)段,有臨時限速防護功能。CTCS2系統(tǒng)設備結(jié)構(gòu)CTCS3級:CTCS3級等同ETCS2級。CTCS3級是基于無線傳輸信息并采用軌道電路方式相結(jié)合,檢查列車占用的列車運行控制系統(tǒng)。
在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎上,地面增加RBC設備,車載設備增加GSM-R無線電臺和信息接收模塊,實現(xiàn)基于GSM-R無線網(wǎng)絡的雙向信息傳輸,構(gòu)成CTCS-3級列控系統(tǒng),用于300-350km/h客運專線和高速鐵路。無線閉塞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在CTCS3列控系統(tǒng)中,CTCS3基于GSM-R無線通信傳輸,CTCS2基于軌道電路信息碼+應答器傳輸。調(diào)度集中CTC、聯(lián)鎖系統(tǒng)、無源應答器和ZPW2000軌道電路為CTCS3和CTCS2的共用部分,無線閉塞中心RBC供CTCS3使用,有源應答器和列控中心供CTCS2使用。C3系統(tǒng)和C2系統(tǒng)都通過ZPW2000軌道電路檢測列車的占用;采用同一聯(lián)鎖系統(tǒng)。300km/h及以上動車組根據(jù)C3系統(tǒng)的無線命令行車,C2作為備用系統(tǒng)。200-250km/h動車組根據(jù)C2系統(tǒng)的軌道電路信息碼(結(jié)合應答器信息行車。CTCS-2級CTCS-3級傳輸媒介軌道電路+應答器GSM-R+軌道電路+應答器車地信息傳輸?shù)貙噯蜗蛐畔鬏數(shù)兀囯p向信息傳輸300km/h以上的適應性已經(jīng)在250km/h線路上成功運用,客??捎糜?00km/h運行。CTCS-3級在ETCS-2級基礎上進行系統(tǒng)集成和自主創(chuàng)新,ETCS-2級列控系統(tǒng)已經(jīng)在歐洲高速鐵路上成熟應用技術發(fā)展趨勢
CTCS-3級列控系統(tǒng)屬于基于通信的列控系統(tǒng)(CBTC)范疇,符合國際鐵路技術發(fā)展趨勢。C3列控系統(tǒng)優(yōu)勢CTCS4級:CTCS4級等同ETCS3級。CTCS4級是基于無線傳輸信息的列車運行控制系統(tǒng);CTCS4級面向高速新線或特殊線路,基于無線通信傳輸平臺,可實現(xiàn)虛擬閉塞或移動閉塞;CTCS4級由無線閉塞中心(RBC)和車載驗證系統(tǒng)共同完成列車定位和列車完整性檢查;CTCS4級地面不設通過信號機,機車乘務員憑車載信號行車。CTCS-4將實現(xiàn)移動閉塞:線路沒有劃分為固定的閉塞分區(qū)后續(xù)列車以前行列車尾部為追蹤的目標點前后列車的最小間隔等于后行列車的制動距離+安全距離列車間的間隔是動態(tài)的、并隨前一列車的移動而移動CTCS級間關系:符合CTCS規(guī)范的列車超速防護系統(tǒng)應能滿足一套車載設備全程控制的運用要求。車載設備可向下兼容。系統(tǒng)級間轉(zhuǎn)換應自動完成。級間轉(zhuǎn)換不影響列車正常運行。系統(tǒng)根據(jù)地面、車載配置采用相應等級和相應控制方式,在系統(tǒng)故障條件下可降級使用。系統(tǒng)各級狀態(tài)應有清晰的表示,司機-設備責任應有明確劃分。CTCS3/CTCS4控系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較:1、實現(xiàn)了列車-地面,地面-列車的雙向信息傳送;2、去掉了大規(guī)模分布于沿線的軌旁設備;3、信息傳送內(nèi)容更加豐富;4、列車控制曲線從臺階狀變?yōu)閳A滑的曲線。無線通信網(wǎng)絡提供車-地雙向、實時數(shù)據(jù)傳輸通道,傳輸速率至少2.4kbps,異步透明全速率傳輸方式。業(yè)務不能中斷,因此無線信道必須實時可靠,無線網(wǎng)絡在鐵路沿線應保證連續(xù)覆蓋并支持切換。每個列車數(shù)據(jù)傳輸需要占用至少一個專用無線信道,因此無線通信網(wǎng)絡應能提供覆蓋范圍內(nèi)的N列車所需的N個的專用信道。業(yè)務實現(xiàn)方式:業(yè)務類別主要應用實現(xiàn)方式1、列控類列控、同步操控、調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息電路域數(shù)據(jù)傳輸2、調(diào)度指揮類無線列調(diào)話音通信車次號、調(diào)度命令、近路預告信息GPRS3、運行安全監(jiān)控類列尾、接近預警、工況運況信息、綜合維護信息GPRS4、其他應急語音、站場及其他公務移動通信、靜圖話音+數(shù)據(jù)中國鐵路GSM-R應用需求列車運行控制列車調(diào)度指揮列車運行安全監(jiān)控列控信息傳送機車同步操控調(diào)度通信車次號傳送調(diào)度命令列尾信息傳送其他業(yè)務應急語音通信調(diào)車機車信號和監(jiān)控信息傳送晃車信息圖像傳送待實現(xiàn)機車工況信息站場調(diào)度通信旅客服務信息已實現(xiàn)主要經(jīng)濟業(yè)務采購業(yè)務生產(chǎn)業(yè)務銷售業(yè)務利潤形成及分配業(yè)務資金籌集業(yè)務借貸復式記賬法的應用
——工業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟業(yè)務的核算目錄采購業(yè)務核算采購業(yè)務核算的主要內(nèi)容從結(jié)算方式看錢貨兩清貨到款未付款付貨未到預付定金,日后購進貨在途中(2)從資金內(nèi)容看②支付價外費用(記入所購資產(chǎn)的價值)。①支付買價③支付增值稅進項稅額購進材料時,包括運費、保險費、挑選整理費、裝卸費、途中損耗等;購進固定資產(chǎn)時,包括運費、安裝費、保險費、調(diào)試費等2.需設置的賬戶借原材料貸(1)原材料,資產(chǎn)類發(fā)出庫存材料的成本驗收入庫材料的成本借在途物資貸(2)在途物資,資產(chǎn)類期末庫存材料的成本已購入但尚未驗收入庫材料的成本驗收入庫材料的成本期末在途材料的成本借固定資產(chǎn)貸(3)固定資產(chǎn),資產(chǎn)類取得的固定資產(chǎn)的原始價值(4)應付賬款,負債類減少的固定資產(chǎn)的原始價值借應付賬款貸購進商品、勞務時,應付未付對方的款項償還時借應付票據(jù)貸因購進商品、勞務而簽發(fā)商業(yè)匯票時。票據(jù)到期還款時(5)應付票據(jù),負債類(6)應交稅費——應交增值稅,負債類對商品的增值額征收的一種稅,在商品的銷售環(huán)節(jié)按銷售額的17%征稅,先由銷售方向購貨方收取,由銷售方月末向稅務局繳納,繳納時,可以扣除購進材料時已支付的增值稅。購進材料1萬元(向?qū)Ψ街Ц抖惤?700元——稱為進項稅)生產(chǎn)時耗用材料1萬元,發(fā)生其他生產(chǎn)費用1萬元以3萬元的價格將生產(chǎn)的商品銷售出去,收取5100元的稅金——稱為銷項稅。增值額20000元,月末按實際增值額向稅務局交納增值稅3400元。(月末交稅=銷項稅--進項稅)應交稅費——應交增值稅(進項稅額)(銷項稅額)(已交稅金)借應交稅費——應交增值稅貸月末,繳納稅金購進時,支付進項稅額銷售時,收取銷項稅額該賬戶需要設三級明細賬戶:借預付賬款貸(7)預付賬款,資產(chǎn)類購進商品后,注銷原預付定金按合同預付采購定金時(1)1日,向紅星工廠購進甲材料一批,價款10萬元,增值稅進項稅額1.7萬元,款項尚未支付,材料已驗收入庫。借:原材料——甲材料100000
應交稅費——應交增值稅(進項稅額)17000
貸:應付賬款——紅星工廠1170003.會計核算舉例(某企業(yè)11月份業(yè)務)(2)2日,向天龍工廠購進乙材料一批,價款3萬元,增值稅進項稅額5100元,運雜費300元,款已通過銀行支付,貨未到。借:在途物資——乙材料30300
應交稅費——應交增值稅(進項稅額)5100
貸:銀行存款35400(3)11日,以銀行存款向東華工廠預付購料款9萬元。借:預付賬款—東華工廠90000
貸:銀行存款90000(4)12日,以銀行存款向方正公司償還前欠的購料款35100元。借:應付賬款—方正公司35100
貸:銀行存款35100(5)15日,向東華工廠購進乙材料一批,價款7萬元,增值稅進項稅額11900元,對方代墊運雜費100元,貨款前已預先支付,材料已驗收入庫。(6)16日,本月2日向天龍工廠購進的乙材料已到,驗收入庫。借:原材料——乙材料30300
貸:在途物資——乙材料30300借:原材料—乙材料
70100
應交稅費-應交增值稅(進項稅額)11900
貸:預付賬款——東華工廠82000(7)19日,向光明工廠購進甲、乙兩種材料,甲材料20噸,單價1000元每噸;乙材料10噸,單價1500元。價款合計35000元,增值稅進項稅額5950元,對方代墊運雜費1500元,按材料重量分攤。開出為期三個月的商業(yè)匯票抵付貨款,材料已驗收入庫。借:原材料—甲材料
21000—乙材料
15500
應交稅費-應交增值稅(進項稅額)5950
貸:應付票據(jù)——光明工廠
42450(8)20日,東華工廠退回預付的購料款中多付的款項。(9)22日,購入新設備一臺,支付設備價款3萬元,增值稅5100元,運費1000元,款項以銀行存款支付。借:固定資產(chǎn)31000
應交稅費-應交增值稅(進項稅額)5100
貸:銀行存款36100借:銀行存款8000
貸:預付賬款—東華工廠8000借預付賬款貸90000(3)82000(5)4.說明:材料采購過程中采購人員差旅費的核算其他應收款-××人職工借款時職工報銷或還款時余:尚未收回或
報銷的款項資產(chǎn)類賬戶核算要點:一次借款,一次報銷,一次結(jié)清例1:3月1日,采購員李明因公出差,預借差旅費500元,財務科當即以現(xiàn)金付給。借:其他應收款-李明500
貸:庫存現(xiàn)金500例2:3月5日,采購員李明出差歸來,報銷差旅費450元,余款50元退回。借:管理費用
450庫存現(xiàn)金
50貸:其他應收款-李明
500假設3月5日,采購員李明出差歸來,報銷差旅費550元,財務科補付現(xiàn)金50元。???借:管理費用
550貸:其他應收款-李明
500庫存現(xiàn)金
50二、生產(chǎn)過程核算(一)生產(chǎn)過程核算的主要內(nèi)容生產(chǎn)經(jīng)營過程中的耗費直接費用間接費用期間費用直接為生產(chǎn)產(chǎn)品發(fā)生的費用,如生產(chǎn)產(chǎn)品領用原材料(直接材料)、生產(chǎn)工人的工資和福利費(直接人工)間接為生產(chǎn)產(chǎn)品發(fā)生的費用(主要是車間發(fā)生的費用),如車間領用原料、車間管理人員的工資和福利費、車間固定資產(chǎn)的折舊費、車間照明的電費等其他部門發(fā)生的與生產(chǎn)無關的費用,包括:管理費用(企業(yè)管理部門發(fā)生的費用,如管理部門人員的工資、企業(yè)的辦公費等)財務費用(為籌集資金發(fā)生的費用,如利息)銷售費用(為銷售發(fā)生的費用(如廣告費)記入產(chǎn)品生產(chǎn)成本記入當期損益按與產(chǎn)品生產(chǎn)之間的關系分(二)需設置的賬戶借生產(chǎn)成本貸1、生產(chǎn)成本,成本類,核算處于生產(chǎn)階段的產(chǎn)品的生產(chǎn)費用(即:在產(chǎn)品的價值)生產(chǎn)領用的原材料生產(chǎn)工人的工資、福利費月末分配轉(zhuǎn)入的制造費用產(chǎn)品完工,驗收入庫時,入庫產(chǎn)品的生產(chǎn)費用月末在產(chǎn)品生產(chǎn)成本借制造費用貸
2、制造費用,成本類,核算為生產(chǎn)產(chǎn)品而發(fā)生的各種間接費用。月末按一定的標準,全額分配轉(zhuǎn)入生產(chǎn)成本車間管理人員工資、福利費車間設備、廠房的折舊費車間辦公費、水電費、機物料消耗借管理費用貸(3)管理費用,損益類(核算內(nèi)容見書上P241)期末轉(zhuǎn)入“本年利潤”賬戶,以便計算當期利潤發(fā)生各項管理費用時借財務費用貸(4)財務費用,損益類期末轉(zhuǎn)入“本年利潤”賬戶,以便計算當期利潤發(fā)生各項財務費用時借銷售費用貸(5)銷售費用,損益類(核算內(nèi)容見書上P242)期末轉(zhuǎn)入“本年利潤”賬戶,以便計算當期利潤發(fā)生各項銷售費用時借庫存商品貸(6)庫存商品,資產(chǎn)類,核算企業(yè)庫存的各種商品的增減變動情況驗收入庫產(chǎn)品的成本發(fā)出庫存產(chǎn)品的成本庫存產(chǎn)品的成本借應付職工薪酬-工資貸(7)應付職工薪酬,負債類應付未付的職工工資、獎金實際支付的工資、獎金借應付職工薪酬-職工福利貸應付未付的職工福利費(可以每月按工資總額的14%計提)實際使用的福利費尚未支付的工資尚未使用的福利費(8)累計折舊,資產(chǎn)類,反映固定資產(chǎn)的磨損、折耗程度,是固定資產(chǎn)的抵減賬戶。累計折舊的增加是固定資產(chǎn)凈值的減少。借累計折舊貸固定資產(chǎn)減少時,注銷已提的折舊每月提取的折舊數(shù)(當月的磨損數(shù))累計提取的折舊數(shù)借固定資產(chǎn)貸增加固定資產(chǎn)的原值減少固定資產(chǎn)的原值現(xiàn)有固定資產(chǎn)的原值現(xiàn)有固定資產(chǎn)的凈值(折余價值)(1)3日,生產(chǎn)車間為生產(chǎn)A產(chǎn)品200件領用甲材料86000元,為生產(chǎn)B產(chǎn)品200件領用乙材料32000元。借:生產(chǎn)成本——A產(chǎn)品86000——B產(chǎn)品32000
貸:原材料——甲材料86000——乙材料32000(2)4日,以現(xiàn)金支付廠部辦公人員張三出差預借的差旅費800元。3.會計核算舉例(某企業(yè)12月份業(yè)務)借:其他應收款——張三800
貸:庫存現(xiàn)金800(3)5日,購買廠部用辦公用品計900元,以銀行存款支付。借:管理費用900
貸:銀行存款900(4)6日,以銀行存款支付廣告費用1000元。借:銷售費用1000
貸:銀行存款1000(5)11日,張三出差回來報銷差旅費650元,退回現(xiàn)金150元。(6)13日,生產(chǎn)車間領用潤滑油3200元。借:庫存現(xiàn)金150管理費用650貸:其他應收款——張三800借:制造費用3200
貸:原材料——潤滑油3200(7)18日,從銀行存款提取現(xiàn)金60000元,備發(fā)職工上月工資。借:庫存現(xiàn)金60000
貸:銀行存款60000(8)18日,以現(xiàn)金60000元發(fā)放職工上月工資。借:應付職工薪酬-工資60000
貸:庫存現(xiàn)金60000(9)19日,從銀行存款支付本月辦公用品費1200元,其中,企業(yè)行政管理部門800元,基本生產(chǎn)車間400元。借:管理費用800
制造費用400
貸:銀行存款1200(10)22日,從銀行存款支付本月水電費2000元,其中,企業(yè)行政管理部門1020元,基本生產(chǎn)車間照明用980元。借:管理費用1020
制造費用980
貸:銀行存款2000(11)31日,用銀行存款支付本月短期銀行借款利息600元。(12)31日,用銀行存款支付本月份負擔的財產(chǎn)保險費1000元,其中,企業(yè)行政管理部門負擔700元,基本生
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