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主要內(nèi)容通信系統(tǒng)的基本概念光纖通信移動(dòng)通信的基本概念鐵路專用通信軌道交通通信系統(tǒng)CBTC(基于通信的列車控制)GSM-R(鐵路專用移動(dòng)通信系統(tǒng))

鐵路專用通信

為鐵路行車指揮、運(yùn)輸生產(chǎn)服務(wù)

為旅客提供各種通信服務(wù)

為設(shè)備維修及運(yùn)營(yíng)管理提供通信服務(wù)

作用:鐵路行車指揮中樞神經(jīng)系統(tǒng)、提高運(yùn)輸效益

要求:準(zhǔn)確、可靠、迅速

一、通信系統(tǒng)的基本概念

通信:就是信息的傳遞和交換,一般地說(shuō),就是由一個(gè)地方向另一個(gè)地方傳送消息。通信系統(tǒng):就是用電信號(hào)(或光信號(hào))傳遞信息的系統(tǒng),也叫電信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)構(gòu)成:硬件和軟件組成基本組成包括:

信息源發(fā)送設(shè)備信道接收設(shè)備受信者噪聲源6個(gè)組成部分。通信系統(tǒng)模型信息源:是指產(chǎn)生各種信息(如語(yǔ)音、文字、圖像及數(shù)據(jù)等)的信源,即原始信息來(lái)源。信息源可以是離散的數(shù)字信息源,也可以是連續(xù)的模擬信息源。作用是:把各種可能的信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)。發(fā)送設(shè)備的基本功能:將信息源和傳輸媒介匹配起來(lái)即將信息源產(chǎn)生的消息信號(hào)變換為便于傳送的信號(hào)形式,送往傳輸媒介。對(duì)應(yīng)不同的信息源和不同的通信系統(tǒng),變換器有不同的組成和變換功能。信道是信號(hào)的傳輸媒介。信道按傳輸媒介的種類分類:有線信道無(wú)線信道接收設(shè)備的作用是:將從信道上接收的信號(hào)變換成信息接收者可以接收的信息。受信者:是信息的接收者是傳輸信息的歸宿點(diǎn),可以是人或機(jī)器。噪聲源:是系統(tǒng)內(nèi)各種干擾影響的等效結(jié)果二、信息、信號(hào)及分類信息:信息是指消息中包含的有意義的內(nèi)容,它是通過(guò)信號(hào)來(lái)表達(dá)的,信號(hào)是信息的載體信息的基本特征:傳遞性、時(shí)效性、累積性、共享性、無(wú)限性信號(hào):是指隨時(shí)間變化的物理量模擬信號(hào):是時(shí)間和幅度都為連續(xù)值的信號(hào),其特點(diǎn)是幅度上連續(xù)數(shù)字信號(hào):不僅在時(shí)間上,而且在幅度上也是離散的。其特點(diǎn)是:幅值被限制在有限個(gè)數(shù)值之內(nèi),它不是連續(xù)的,而是離散的模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)數(shù)字化第一步:對(duì)模擬電話信號(hào)進(jìn)行“抽樣”(Sampling),這是將連續(xù)信號(hào)在時(shí)間上離散化的過(guò)程。第二步:將已在時(shí)間上離散化了的信號(hào)進(jìn)行“量化”第三步:將時(shí)間上和幅度上都已離散化了的信號(hào)進(jìn)行“編碼”三、數(shù)字通信系統(tǒng)

1、數(shù)字通信系統(tǒng)組成信息源:是指產(chǎn)生各種信息(如語(yǔ)音、文字、圖像及數(shù)據(jù)等)的信源編碼器:是將信源發(fā)出的模擬或離散的信號(hào),轉(zhuǎn)換成有規(guī)律的、適應(yīng)信道傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)譯碼器:與編碼器相反,是把數(shù)字信號(hào)還原為原始的信息信號(hào)。編碼器分為:信源編碼、信道編碼信源編碼任務(wù):是將信源送出的模擬信號(hào)數(shù)字化信道編碼:是一種代碼變換,主要解決數(shù)字通信的可靠性問(wèn)題譯碼器分為:信道解碼和信源解碼,作用與上相反調(diào)制器的作用:是把二進(jìn)制脈沖變換或調(diào)制成適宜在信道上傳輸?shù)牟ㄐ谓庹{(diào)器的作用:與上相反加密器:可以產(chǎn)生密碼,人為地把被傳輸?shù)臄?shù)字序列攪亂。解密器:與上相反信道:信號(hào)的傳輸媒介噪聲源是系統(tǒng)內(nèi)各種干擾影響的等效結(jié)果數(shù)字通信特點(diǎn)1、抗干擾能力強(qiáng)2、設(shè)備便于集成化、小型化3、數(shù)字信號(hào)易于加密4、靈活性強(qiáng),能適應(yīng)各種業(yè)務(wù)要求5、便于與數(shù)字電子計(jì)算機(jī)連接6、占用頻帶寬小結(jié)1通信系統(tǒng)由信息源、發(fā)送設(shè)備、信道、接收設(shè)備、受信者和噪聲源6個(gè)部分組成。2通信信號(hào)分為數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào),數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的主要區(qū)別在于幅度取值是離散的還是連續(xù)的,幅度取值為離散的稱為數(shù)字信號(hào),幅度取值為連續(xù)的稱為模擬信號(hào)。3傳輸模擬信號(hào)的通信系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng),數(shù)字通信系統(tǒng)是指利用數(shù)字信號(hào)傳遞信息的通信系統(tǒng)二、光纖通信

1、光纖通信的基本概念利用光導(dǎo)纖維傳輸光波信號(hào)的通信方式稱為光纖通信。光波屬于電磁波的范疇。屬于光波范疇之內(nèi)的電磁波包括紫外線、可見光和紅外線。電磁波的種類和名稱

光波的波長(zhǎng)范圍

目前光纖通信的實(shí)用工作波長(zhǎng)在近紅外區(qū),

即0.8~1.8μm的波長(zhǎng)區(qū),對(duì)應(yīng)的頻率為167~375THz

光纖:本身是一種介質(zhì),目前實(shí)用通信光纖的基礎(chǔ)材料是SiO2

三個(gè)低損耗窗口

0.85μm、1.31μm及1.55μm。

2、光纖通信的優(yōu)越性傳輸頻帶寬,通信容量大傳輸損耗小抗電磁干擾的能力強(qiáng)光纖線徑細(xì)、重量輕,而且制作光纖的資源豐富。接續(xù)困難、怕水3、光纖通信系統(tǒng)的基本組成目前采用比較多的系統(tǒng)形式是強(qiáng)度調(diào)制/直接檢波(IM/DD)的光纖數(shù)字通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由光發(fā)射機(jī)、光纖、光接收機(jī)以及長(zhǎng)途干線上必須設(shè)置的光中繼器組成。

光纖數(shù)字通信系統(tǒng)示意圖

在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光纖通信系統(tǒng)中,信號(hào)的傳輸過(guò)程:

(1)由電發(fā)射機(jī)輸出的脈碼調(diào)制信號(hào)送入光發(fā)射機(jī),光發(fā)射機(jī)的主要作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)耦合進(jìn)光纖。

光發(fā)射機(jī)中的重要器件是能夠完成電-光轉(zhuǎn)換的半導(dǎo)體光源,目前主要采用半導(dǎo)體激光器(LD)或半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)。

在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光纖通信系統(tǒng)中,信號(hào)的傳輸過(guò)程:

(2)在通信系統(tǒng)的線路上,目前主要采用由單模光纖制成的不同結(jié)構(gòu)形式的光纜,這是由于它具有較好的傳輸特性。

在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光纖通信系統(tǒng)中,信號(hào)的傳輸過(guò)程:

(3)光接收機(jī)的主要作用是:將光纖送過(guò)來(lái)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào),然后經(jīng)過(guò)對(duì)電信號(hào)的處理以后,使其恢復(fù)為原來(lái)的脈碼調(diào)制信號(hào)送入電接收機(jī)。

光接收機(jī)中的重要部件是:能夠完成光/電轉(zhuǎn)換任務(wù)的光電檢測(cè)器,目前主要采用光電二極管(PIN)和雪崩光電二極管(APD)。

在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的光纖通信系統(tǒng)中,信號(hào)的傳輸過(guò)程:

(4)為了保證通信質(zhì)量,在收發(fā)端機(jī)之間適當(dāng)距離上必須設(shè)有光中繼器。

光纖通信中光中繼器的形式主要有兩種,一種是光-電-光轉(zhuǎn)換形式的中繼器,另一種是在光信號(hào)上直接放大的光放大器。

4、光纖通信的發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)的光纖通信技術(shù)必須建設(shè)和開發(fā)基于同步數(shù)字體系(SDH)和波分復(fù)用(WDM)的大容量超高速光纖傳輸網(wǎng),并積極開展在光層上直接組網(wǎng)的光聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

同步數(shù)字體系(SDH)是當(dāng)前電信網(wǎng)的主要傳輸體制。

波分復(fù)用(WDM)系統(tǒng)由于可以在一根光纖上同時(shí)傳送多個(gè)波長(zhǎng)的信號(hào),因而通信容量將有很大程度的提高。

普通的點(diǎn)到點(diǎn)的波分復(fù)用系統(tǒng)雖然有巨大的通信容量,但只提供了原始的傳輸帶寬,必須要有靈活的節(jié)點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)高效靈活的組網(wǎng)能力。

光分叉復(fù)用器(OADM)和光交叉連接器(OXC)是靠光層面上的波長(zhǎng)連接來(lái)解決節(jié)點(diǎn)的容量擴(kuò)展問(wèn)題的,單個(gè)節(jié)點(diǎn)容量可從160Gbit/s增加到10Tbit/s。

光傳送聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)最新發(fā)展趨勢(shì)是自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON),使光聯(lián)網(wǎng)從靜態(tài)光聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò),使傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)向業(yè)務(wù)網(wǎng)方向發(fā)展。

第3章

移動(dòng)通信概述本章內(nèi)容移動(dòng)通信的基本概念、特點(diǎn)和工作方式移動(dòng)通信的組網(wǎng)鐵路無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)

3.1移動(dòng)通信的基本概念

3.1.1移動(dòng)通信概念移動(dòng)通信是指通信雙方或至少有一方在移動(dòng)中進(jìn)行信息交換的通信方式。例如,移動(dòng)體(車輛、船舶、飛機(jī))與固定點(diǎn)之間的通信、或活動(dòng)的人與固定點(diǎn)、人與人及人與移動(dòng)體之間的通信等移動(dòng)通信工作方式:雙向工作、單向工作移動(dòng)通信系統(tǒng)的類型按使用對(duì)象分:軍用、民用移動(dòng)通信系統(tǒng)。按用途和區(qū)域分:陸上、海上、空中移動(dòng)通信系統(tǒng)。按經(jīng)營(yíng)方式分:專用移動(dòng)通信系統(tǒng)、公用移動(dòng)通信系統(tǒng)。按信號(hào)性質(zhì)分:模擬制、數(shù)字制移動(dòng)通信系統(tǒng)。按無(wú)線頻段工作方式分:?jiǎn)喂?、半雙工、雙工制移動(dòng)通信系統(tǒng)。按網(wǎng)絡(luò)形式分:?jiǎn)螀^(qū)制、多區(qū)制、蜂窩制移動(dòng)通信系統(tǒng)。按多址方式分:FDMA、TDMA、CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)。3.1.2移動(dòng)通信的特點(diǎn)移動(dòng)通信是有線、無(wú)線相結(jié)合的通信方式電波傳播條件惡劣,存在嚴(yán)重的多徑衰落強(qiáng)干擾條件下工作:抗干擾與消除噪聲存在陰影區(qū)(盲區(qū)):接收不到信號(hào)用戶經(jīng)常移動(dòng):位置登記、跟蹤交換、越區(qū)切換及漫游訪問(wèn)3.1.3移動(dòng)通信的發(fā)展

1921年美國(guó)底特律和密執(zhí)安警察廳開始使用車載無(wú)線電臺(tái)第一代蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)為模擬系統(tǒng)第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)為寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)3.1.4移動(dòng)通信的工作方式

1.單工方式單工方式又可分為同頻單工和異頻單工,適用于用戶少、專業(yè)性強(qiáng)的移動(dòng)通信系統(tǒng)使用。同頻單工指通信的雙方使用相同的頻率工作。異頻單工指通信雙方使用兩個(gè)頻率工作異頻單工指通信雙方使用兩個(gè)頻率工作3.雙工方式雙工方式指通信雙方的收發(fā)信機(jī)均同時(shí)工作,即任一方在發(fā)話的同時(shí),也能收聽到對(duì)方的語(yǔ)音,無(wú)需“按—講”,與普通市內(nèi)電話的使用情況類似,操作方便。3.1.5移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成

移動(dòng)通信系統(tǒng)一般由移動(dòng)臺(tái)(MS)、基站(BS)、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)及與市話網(wǎng)(PSTN)相連接的中繼線等組成移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心:主要用來(lái)處理信息的交換和整個(gè)系統(tǒng)的集中控制管理?;荆和瓿梢欢▍^(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信天饋線:收、發(fā)無(wú)線電信號(hào)移動(dòng)臺(tái):終端中繼線:移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)及與市話網(wǎng)(PSTN)相連接3.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)

3.2.1組網(wǎng)制式移動(dòng)通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可根據(jù)服務(wù)覆蓋區(qū)的劃分分成大區(qū)制和小區(qū)制大區(qū)制大區(qū)制是指在一個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)只有一個(gè)基站負(fù)責(zé)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制,增大基站的服務(wù)區(qū)域,天線架設(shè)要高,發(fā)射功率要大,但這只能保證MS可以接收到基站的發(fā)射信號(hào),但MS發(fā)射的功率較小,離基站較遠(yuǎn)時(shí),無(wú)法保證基站的正常接收小區(qū)制小區(qū)制是將整個(gè)服務(wù)區(qū)劃分為若干個(gè)小無(wú)線區(qū),每個(gè)小無(wú)線區(qū)分別設(shè)置一個(gè)基站負(fù)責(zé)本區(qū)的移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制,同時(shí)又可在MSC的統(tǒng)一控制下,實(shí)現(xiàn)小區(qū)間移動(dòng)通信的轉(zhuǎn)接及與市話網(wǎng)的聯(lián)系

小區(qū)制中,每個(gè)小區(qū)使用一組頻道,鄰近小區(qū)使用不同的頻道。由于小區(qū)內(nèi)基站服務(wù)區(qū)域縮小,同頻復(fù)用距離減小,所以在整個(gè)服務(wù)區(qū)中,同一組頻道可以多次重復(fù)使用,因而大大提高了頻率利用率。另外,在區(qū)域內(nèi)可根據(jù)用戶的多少確定小區(qū)的大小。隨著用戶數(shù)目的增加,小區(qū)還可以繼續(xù)劃小,即實(shí)現(xiàn)“小區(qū)分裂”,以適應(yīng)用戶數(shù)的增加。因此,小區(qū)制解決了大區(qū)制中存在的頻道數(shù)有限而用戶數(shù)不斷增加的矛盾,可使用戶容量大大增加第一章

概述

第一節(jié)

鐵路專用通信為鐵路行車指揮、運(yùn)輸生產(chǎn)服務(wù)

為旅客提供各種通信服務(wù)

為設(shè)備維修及運(yùn)營(yíng)管理提供通信服務(wù)

鐵路行車指揮中樞神經(jīng)系統(tǒng)、提高運(yùn)輸效益

要求:準(zhǔn)確、可靠、迅速

一、鐵路專用通信業(yè)務(wù)干、局線通信區(qū)段通信:1.干線各種調(diào)度通信2.局線各種調(diào)度通信3.干、局線會(huì)議電話4.干、局線會(huì)議電視區(qū)段調(diào)度通信:1.列車調(diào)度通信2.貨運(yùn)調(diào)度通信3.電力調(diào)度通信4.其他調(diào)度通信

區(qū)段專用電電話:1.車務(wù)、工務(wù)、水電、供電等電話2.橋隧守護(hù)電話3.道口電話4.站間行車電話5.區(qū)間電話區(qū)段數(shù)據(jù)通信:

息通道1.各類MIS信息通道2.電力遠(yuǎn)動(dòng)通道3.紅外線軸溫檢測(cè)通道4.信號(hào)控制信息通道

5.其他控制信

站場(chǎng)通信:1.站內(nèi)調(diào)度電話2.站場(chǎng)內(nèi)部電話3.扳道電話4.客運(yùn)廣播5.客運(yùn)信息系統(tǒng)6.站場(chǎng)擴(kuò)音對(duì)講無(wú)線專用通信1.列車無(wú)線調(diào)度電話2.列車無(wú)線防護(hù)報(bào)警3.站場(chǎng)無(wú)線電話4.鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)5.公安、工務(wù)對(duì)講6.道口無(wú)線報(bào)警應(yīng)急通信:1.救援指揮系統(tǒng)電話2.圖像傳輸3.數(shù)據(jù)傳輸列車通信:1.列車廣播2.列車電話3.閉路電視4.旅客電話

5.列車安全告警系統(tǒng)鐵路運(yùn)輸調(diào)度通信干線調(diào)度通信是:鐵道部(控制中心)為統(tǒng)一指揮各鐵路局(各鐵路線),協(xié)調(diào)地完成全路運(yùn)輸計(jì)劃,在鐵道部與鐵路局之間設(shè)立的各種調(diào)度通信

局線調(diào)度通信:是鐵路局為統(tǒng)一指揮全局主要站段,協(xié)調(diào)地完成全局運(yùn)輸計(jì)劃列車調(diào)度、貨運(yùn)調(diào)度、電力牽引調(diào)度以及無(wú)線列車調(diào)度等。二、鐵路專用通信的特點(diǎn)和要求1.調(diào)度通信以列車調(diào)度為例,鐵路局(控制中心)列車調(diào)度員,使用的終端設(shè)備稱為××列車調(diào)度臺(tái),其調(diào)度對(duì)象為所轄車站值班員、相關(guān)站段調(diào)度。特點(diǎn):(1)是直接指揮列車運(yùn)行的通信設(shè)備;(2)調(diào)度員對(duì)車站值班員為指令型通信,值班員對(duì)調(diào)度員為請(qǐng)示匯報(bào)型通信;(3)以調(diào)度員為中心,一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的通信;(4)鐵路線點(diǎn)多線長(zhǎng),呈線狀分布,列調(diào)通信也呈鏈狀結(jié)構(gòu)要求

(1)列車調(diào)度電話的電路是獨(dú)立封閉型的,除救援列車電話、區(qū)間施工領(lǐng)導(dǎo)人電話可臨時(shí)接入外,其他任何用戶不允許接入;

(2)調(diào)度電話必須保證無(wú)阻塞通信,調(diào)度臺(tái)處于定位受話狀態(tài),調(diào)度分機(jī)摘機(jī)便可直接呼叫調(diào)度臺(tái);

(3)調(diào)度臺(tái)單鍵直呼所轄調(diào)度分機(jī),并且有全呼、組呼功能(4)調(diào)度分機(jī)之間不允許相互直接呼叫。站場(chǎng)通信站場(chǎng)通信站場(chǎng)通信有兩種類型,一種是大型車站多個(gè)作業(yè)場(chǎng),主場(chǎng)車站調(diào)度員與各相關(guān)值班員構(gòu)建的若干個(gè)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的調(diào)度通信,簡(jiǎn)稱站調(diào)。另一種是小站車站值班員與若干個(gè)站內(nèi)用戶(道岔清掃房電話等)之間構(gòu)建一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的站內(nèi)通信,在這里,我們用站內(nèi)通信一詞,以便與大型車站的站場(chǎng)通信有所區(qū)別。特點(diǎn)和要求與調(diào)度通信基本類同,所不同的只是組網(wǎng)方式是放射型的。站間通信

站間通信為站與站之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信特點(diǎn):點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。要求:固定直達(dá)電路(回線),不允許搭掛其他任何電話分機(jī)。區(qū)間通信為區(qū)間作業(yè)人員提供對(duì)外聯(lián)絡(luò)的通信設(shè)施。特點(diǎn):受模擬通信設(shè)備的限制,區(qū)間電話只能呼叫車站、調(diào)度及本地自動(dòng)電話;上行站可以呼叫區(qū)間,其他用戶無(wú)法呼入。要求:(1)在同一區(qū)間兩個(gè)點(diǎn)之間可以相互呼叫并通話;(2)區(qū)間可以呼叫上行站、下行站、列調(diào)、電調(diào);(3)上下行車站可以呼叫區(qū)間電話;(4)具有接入鐵路自動(dòng)電話本地網(wǎng)的功能。專用通信特點(diǎn)(1)調(diào)度員不單對(duì)所轄調(diào)度用戶要進(jìn)行調(diào)度指揮,還要接受來(lái)自區(qū)間的意外情況的處理;(2)值班員不單接受所屬調(diào)度臺(tái)的指令性調(diào)度業(yè)務(wù),還要與相鄰站、區(qū)間、站內(nèi)用戶處理與行車有關(guān)的業(yè)務(wù)。第二節(jié)鐵路調(diào)度通信設(shè)備的

發(fā)展歷程

第一階段20世紀(jì)50年代至60年代末,以電子管為主要器件,采用脈沖選叫技術(shù)第二階段20世紀(jì)70年代初至90年代末,以晶體管為主要器件,采用雙音頻選叫技術(shù)第三階段20世紀(jì)90年代末至現(xiàn)在,以集成電路芯片為主要器件,采用數(shù)字交換和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)鐵路數(shù)字區(qū)段通信系統(tǒng)北京佳訊飛鴻:FH98Ⅱ鐵路數(shù)字專用通信系統(tǒng)中軟網(wǎng)絡(luò)技術(shù)股份有限公司:CTT2000L/M專用數(shù)字通信系統(tǒng)濟(jì)南鐵路天龍:ZST-48鐵路數(shù)字專用通信系統(tǒng)第三節(jié)鐵路調(diào)度通信業(yè)務(wù)鐵道部(控制中心)調(diào)度:任用:鐵路部調(diào)度是指鐵道部(控制中心)指揮各鐵路局(各鐵路線),協(xié)調(diào)完成全國(guó)鐵路運(yùn)輸計(jì)劃的工作調(diào)度業(yè)務(wù)性質(zhì)分:為行調(diào)、客調(diào)、軍調(diào)、特調(diào)、車流、集裝箱、機(jī)車、車輛、電力、工務(wù)、電務(wù)調(diào)度調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)鐵路局調(diào)度作用:是指鐵路局指揮局內(nèi)相關(guān)站段,協(xié)調(diào)完成全局鐵路運(yùn)輸計(jì)劃的工作一是以路局運(yùn)輸指揮中心對(duì)全局相關(guān)站段的調(diào)度指揮,與相鄰鐵路局也有業(yè)務(wù)往來(lái),同時(shí)接受鐵道部的調(diào)度指揮。按調(diào)度業(yè)務(wù)性質(zhì)分:客調(diào)、軍特調(diào)度、篷布調(diào)度、計(jì)劃調(diào)度、車流、機(jī)車、車輛、工務(wù)、電務(wù)調(diào)度。他們有的歸屬局總調(diào)室,有的歸屬相關(guān)業(yè)務(wù)處,各鐵路局不盡相同二是鐵路局總調(diào)室(或業(yè)務(wù)處)調(diào)度員僅指揮一段鐵路線上的各車站(段、所、點(diǎn))按業(yè)務(wù)性質(zhì)分:列車調(diào)度、貨運(yùn)調(diào)度、電力牽引調(diào)度(供電調(diào)度)、紅外線調(diào)度等,列調(diào)、貨調(diào)隸屬于局總調(diào)室,電調(diào)、紅外線調(diào)度隸屬于相關(guān)業(yè)務(wù)處站調(diào):以站段為中心組成的調(diào)度系統(tǒng),在大型車站及站場(chǎng)內(nèi)車站調(diào)度員對(duì)各值班員之間調(diào)度通信鐵路調(diào)度通信業(yè)務(wù)可歸納第四節(jié)數(shù)字調(diào)度通信設(shè)備的特點(diǎn)1.基于數(shù)字傳輸?shù)臄?shù)字通信設(shè)備,具有優(yōu)良的傳輸性能2.基于數(shù)字交換平臺(tái)與計(jì)算機(jī)技術(shù)融為一體3.數(shù)字與模擬的兼容性,為實(shí)際運(yùn)用提供了方便4.多種業(yè)務(wù)的兼容性,為區(qū)段通信數(shù)字化奠定了基礎(chǔ)5.安全可靠性高6.具有集中維護(hù)網(wǎng)絡(luò)管理功能第X章通信系統(tǒng)

第一節(jié)軌道交通通信系統(tǒng)

一、軌道交通通信系統(tǒng)概述1、作用為了保證城市軌道交通系統(tǒng)能可靠、安全、高效運(yùn)營(yíng),并有效地傳輸?shù)罔F運(yùn)營(yíng)、維護(hù)管理相關(guān)的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等各種信息,就必須建立可靠的、獨(dú)立的通信網(wǎng)。軌道交通通信系統(tǒng)是直接為軌道交通運(yùn)營(yíng)、管理服務(wù)的,是保證列車及乘客安全、快速、高效運(yùn)行的一種不可缺少的自動(dòng)化綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)。

2、組成軌道交通通信系統(tǒng)一般由傳輸系統(tǒng)、公務(wù)通信系統(tǒng)、專用通信系統(tǒng)(調(diào)度電話、專用電話、閉路電視、廣播、無(wú)線、時(shí)鐘、電源)等子系統(tǒng)組成在正常情況下,通信系統(tǒng)為運(yùn)營(yíng)管理、行車調(diào)度、設(shè)備監(jiān)控、防災(zāi)報(bào)警等系統(tǒng)進(jìn)行語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等各種信息的傳輸,在非正常和緊急情況下,通信系統(tǒng)作為搶險(xiǎn)救災(zāi)的通信手段。二、通信系統(tǒng)在軌道交通中的發(fā)展和應(yīng)用

軌道交通通信系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用過(guò)程中,主導(dǎo)和引領(lǐng)整個(gè)通信系統(tǒng)發(fā)展的是傳輸子系統(tǒng),傳輸系統(tǒng)應(yīng)用在軌道交通通信系統(tǒng)的有PDH,SDH,ATM,OTN,IP網(wǎng)等傳輸體制。

在于20世紀(jì)90年代初期上海和廣州地鐵中,采用的是PDH的傳輸系統(tǒng)。PDH系統(tǒng)只能滿足地鐵運(yùn)營(yíng)的基本語(yǔ)音信息和數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)囊?,為了滿足傳輸視頻信號(hào)要求,需要單獨(dú)架設(shè)用于視頻的通信線路。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)用于軌道交通傳輸系統(tǒng)的技術(shù)也有更多選擇的技術(shù)方案,如SDH傳輸技術(shù)、ATM傳輸技術(shù)、OTN傳輸技術(shù)、以及千兆位以太網(wǎng)等。第二節(jié)軌道交通傳輸系統(tǒng)

一、傳輸系統(tǒng)功能通信傳輸系統(tǒng)應(yīng)能接入并迅速、準(zhǔn)確、可靠地傳輸各種專用電話、公務(wù)電話、廣播、閉路電視監(jiān)控、無(wú)線通信、時(shí)鐘、電力監(jiān)控、(SCADA)、自動(dòng)售檢票(AFC)、列車自動(dòng)監(jiān)控(ATC)、車站設(shè)備監(jiān)控(EMCS)、辦公自動(dòng)化(OA)、以及其它運(yùn)營(yíng)管理等所需的信息。二、傳輸系統(tǒng)功能傳輸信息內(nèi)容為滿足軌道交通各部門傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、文字、圖像等業(yè)務(wù)的需要,需建立一個(gè)多功能,多用途,大容量,高可靠性,并能集中維護(hù),統(tǒng)一管理的綜合數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該傳輸系統(tǒng)主要用于控制中心與各車站、車輛段之間傳送各種信息。信息內(nèi)容有:(一)控制中心與各車站、車輛段間的調(diào)度電話、公務(wù)電話、無(wú)線通信的語(yǔ)音信息;電視監(jiān)視圖像及控制信息,廣播語(yǔ)音及控制信息。(二)控制中心至各車站、車輛段的時(shí)鐘系統(tǒng)信息。(三)各種低速數(shù)據(jù)通道和以太網(wǎng)接入,包括列車信號(hào)系統(tǒng)(ATS)、電力監(jiān)控、(SCADA)、自動(dòng)售檢票(AFC)、列車自動(dòng)監(jiān)控(ATC)、車站設(shè)備監(jiān)控(EMCS)、設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)辦公自動(dòng)化(OA)等系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)信息。(四)網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)控制信息。三、傳輸系統(tǒng)簡(jiǎn)介

(一)SDH光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)

SDH:是產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代末期光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng),它特別適合構(gòu)成線狀通信網(wǎng)和環(huán)狀通信網(wǎng),因此在軌道交通通信系統(tǒng)中也得到廣泛的應(yīng)用。組成:(SDH)是由一些網(wǎng)元(NE)組成、在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)今天已經(jīng)十分成熟,它具有以下特點(diǎn):1、SDH的分插復(fù)用器(ADM)可以通過(guò)軟件方式上下電路,省去了大量復(fù)用設(shè)備,還具有一定的交叉能力。數(shù)字交叉交叉設(shè)備(DXC)可在軟件的控制下完成電路的交叉、調(diào)度,在電路出現(xiàn)阻斷時(shí),通過(guò)交叉方式進(jìn)行路由迂回,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)功能。而且,ADM和DXC網(wǎng)絡(luò)管理功能較強(qiáng),可通過(guò)網(wǎng)管信道在遠(yuǎn)距離對(duì)其進(jìn)行配置。2、SDH具有統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)接口規(guī)范,包括數(shù)字速率等級(jí)、幀結(jié)構(gòu)、復(fù)接方法、光接口、網(wǎng)絡(luò)管理等。由于將標(biāo)準(zhǔn)接口綜合進(jìn)各種不同的網(wǎng)元,減少了將傳輸和復(fù)用分開的需要,從而簡(jiǎn)化了硬件,緩解了布線擁擠情況。此外,有了標(biāo)準(zhǔn)光接口信號(hào)和通信協(xié)議后,使光接口成為開放型接口,在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)橫向兼容,滿足多廠家產(chǎn)品環(huán)境要求,同時(shí)具備多廠家能力,是實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一簡(jiǎn)化運(yùn)行、管理和維護(hù)過(guò)程的先決條件,還可以使自動(dòng)化運(yùn)行操作過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)。

3、在SDH的幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷比特,這使它的運(yùn)行、管理、維護(hù)、能力大大增強(qiáng)。。(二)(ATM)異步傳輸模式

隨著網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的多樣化,利用網(wǎng)絡(luò)可以完成收發(fā)郵件、視頻點(diǎn)播、網(wǎng)絡(luò)電話等數(shù)據(jù)、視頻、語(yǔ)音的多樣化應(yīng)用。這樣就需要建立一種統(tǒng)一的多媒體平臺(tái),在這個(gè)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)帶寬、實(shí)時(shí)性、傳輸質(zhì)量要求不同的業(yè)務(wù)傳輸要求,這就產(chǎn)生了異步傳輸模式(ATM)。1、ATM技術(shù)是末來(lái)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的傳輸方式,它是在同步傳輸模式技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,而且進(jìn)一步改善了SDH傳輸和業(yè)務(wù)連接方面的弱點(diǎn),并集傳輸、交換、復(fù)接及有效支持各種業(yè)務(wù)接入于一體。2、在以ATM為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)上,信元的復(fù)用與交換處理方式與所有傳輸?shù)男畔㈩愋停ㄕZ(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻等)無(wú)關(guān)。因?yàn)锳TM網(wǎng)絡(luò)所處理的是形式相同的固定長(zhǎng)度信元,所以可能性省去許多不必要的檢測(cè)與實(shí)際運(yùn)用硬件加快處理速度,并提高了交換與復(fù)用效率。信元的復(fù)用與交換處理方式與實(shí)際信息類型無(wú)關(guān),從而使相同設(shè)備理論上可處理低頻帶和高頻寬的信息。因此,ATM可以按需分配頻寬,ATM的應(yīng)用范圍非常廣泛。3、ATM也是一種具有服務(wù)質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)。其服務(wù)質(zhì)量(QOS)能夠控制網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膸?、延時(shí)和精度水平。4、在ATM系統(tǒng)中,當(dāng)大部分業(yè)務(wù)量在本地上下時(shí),若采用大量ATM交叉連接設(shè)備(VPX)進(jìn)行STM/ATM轉(zhuǎn)換,則轉(zhuǎn)換成本非常高,從這一點(diǎn)來(lái)看,ATM在傳輸網(wǎng)上與SDH競(jìng)爭(zhēng)仍有一定困難。事實(shí)上ATM技術(shù)是迄今為止最復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的技術(shù),除基本技術(shù)外,還不斷推出新技術(shù),由于各廠商對(duì)新技術(shù)跟蹤速度不一,加上目前還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),所以市場(chǎng)上的ATM設(shè)備產(chǎn)品在性能方面有差異。由于ATM技術(shù)過(guò)于完善,其協(xié)議體系的復(fù)雜性造成了ATM系統(tǒng)研制、配置、管理、故障定位的難度,另外ATM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也較昂貴。5、需要說(shuō)明的是,隨著時(shí)間的推移,ATM技術(shù)也越來(lái)越成熟,針對(duì)專用網(wǎng)絡(luò)方面的應(yīng)用,某些廠商已經(jīng)開發(fā)出一種集視頻、音頻和數(shù)據(jù)交換為一體的ATM設(shè)備。由于ATM具有可變帶寬等優(yōu)點(diǎn),此設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的靈活配置和擴(kuò)展。(三)開放式信息傳輸網(wǎng)(OTN)

在于20世紀(jì)90年代,專門針對(duì)軌道交通傳輸系統(tǒng)要求傳輸信息類型多、各種業(yè)務(wù)要求傳輸速率大、整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)的整體容量要求有限的特點(diǎn),通信公司研制了開放式信息傳輸網(wǎng)絡(luò)(OpenTransferNetwork,OTN),由于其靈活、方便、以及經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn),因此在軌道交通傳輸系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。1、OTN系統(tǒng)的概述

OTN系統(tǒng)是針對(duì)地鐵領(lǐng)域的應(yīng)用而開發(fā)的傳輸系

統(tǒng),它是控制中心與車站及車輛段、車站與車站之

間信息傳送、交換的重要手段,是地鐵通信網(wǎng)的骨

干網(wǎng)絡(luò),是組建地鐵通信網(wǎng)的基礎(chǔ)。

組成:OTN系統(tǒng)由節(jié)點(diǎn)機(jī)箱、接口模塊、寬帶光纖環(huán)適配器和網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)組成。各部分作用:節(jié)點(diǎn)機(jī)箱:是OTN系統(tǒng)完成接入和傳輸?shù)幕驹O(shè)備,所有的接口模塊和光收發(fā)器都在節(jié)點(diǎn)箱中完成信息交換和傳輸?shù)墓ぷ?。接口模塊:接口模塊是各種應(yīng)用子系統(tǒng)接入OTN系統(tǒng),以及實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)之間相互聯(lián)系的重要設(shè)備。寬帶光纖環(huán)適配器:作為節(jié)點(diǎn)機(jī)箱中主要部件,其主要是將各種業(yè)務(wù)模塊的信息置入光信號(hào)。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng):基于WINDOWSNT的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(OMS),通過(guò)圖形化的界面使操作者易于理解,易于操作。

OTN是一種靈活和支持多協(xié)議的開放式網(wǎng)絡(luò),它根據(jù)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、LAN以及視頻等業(yè)務(wù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)了接口卡,從而使符合這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以通過(guò)OTN結(jié)點(diǎn)機(jī)毫無(wú)限制地直接相連。它能直接接入普通電話機(jī)、數(shù)據(jù)終端設(shè)備、影像設(shè)備,還可以與交換機(jī)用戶電路或者2Mbps的E1口連接。此外它還提供帶寬達(dá)成15KHZ的音頻接口,在網(wǎng)絡(luò)方面支持10Mbps/100Mbps以太網(wǎng)的接入。這些接口模塊的類型及數(shù)量可以根據(jù)用戶靈活配置。由于OTN的一卡到位的特點(diǎn),它很適合于專用通信網(wǎng)的傳輸。OTN網(wǎng)采用雙光纖環(huán)路結(jié)構(gòu),具有自愈能力,可靠性很高,但由于OTN沒有一個(gè)國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)存在,因此在互操作性上無(wú)法得到保證,此外,由于是獨(dú)家產(chǎn)品,在維護(hù)方面就有一些不足之處,所以在國(guó)產(chǎn)化方面存在一定問(wèn)題。2、OTN系統(tǒng)的功能OTN是利用最新的光纖技術(shù)建立的一種傳輸系統(tǒng)。它采用了雙環(huán)結(jié)構(gòu),具有很高的網(wǎng)絡(luò)可用性,而且在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)里綜合了不同類型的服務(wù),由此,它能

實(shí)現(xiàn)幾乎所有的傳輸任務(wù),滿足諸如語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、LAN、廣播、視頻和任何其它特殊性的服務(wù)。OTN它首先是一個(gè)開放的系統(tǒng),利用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)接口,它能與具有標(biāo)準(zhǔn)接口的所有業(yè)務(wù)連接,此外,它能定制特定環(huán)境中使用的特殊通信協(xié)議的接口。OTN能夠建立全雙工的連接,如計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)與外圍設(shè)備,電話機(jī)與用戶交換機(jī),交換機(jī)與交換機(jī),局域網(wǎng)與局域網(wǎng)以及攝像機(jī)與監(jiān)視器之間等等。OTN的網(wǎng)絡(luò)管理由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。OTN家族目前有三個(gè)成員可以滿足不同的帶寬需要,它們是150Mbps,600Mbps,2500Mbps這三個(gè)版本。每個(gè)版本都可以升級(jí)到更高的版本,塊化設(shè)計(jì)使得OTN能夠隨著新的需求和服務(wù)同步發(fā)展,只要簡(jiǎn)單增添接口模塊,就可以很能輕松地在線擴(kuò)容,使OTN系統(tǒng)能滿足末來(lái)發(fā)展需要。3、OTN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖1OTN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳輸系統(tǒng)的光纖環(huán)路是采用雙環(huán)結(jié)構(gòu),在地鐵中傳輸路由由架設(shè)在隧道兩邊的光纜組成環(huán)路網(wǎng)絡(luò)。如圖所示,這些光纖構(gòu)成了兩個(gè)互為反向循環(huán)的環(huán)路。TDM數(shù)據(jù)幀在一個(gè)環(huán)網(wǎng)上不斷地傳遞,這些幀包含了節(jié)點(diǎn)間通信數(shù)據(jù)。圖2中順針?lè)较騻鬏敂?shù)據(jù)的為主環(huán),逆時(shí)針?lè)较騻鬏敂?shù)據(jù)的為次(副)環(huán)。在正常工作時(shí),所有數(shù)據(jù)都在主環(huán)上沿順時(shí)針?lè)较騻魉?,而副環(huán)處于備用狀態(tài),副環(huán)工作和主環(huán)同步,并時(shí)刻監(jiān)視主環(huán)的工作狀態(tài)。在緊急情況下根據(jù)需要,它可以部分和全部代替主環(huán)所有數(shù)據(jù)傳送任務(wù)。采用雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以在發(fā)生故障或網(wǎng)絡(luò)配置變化時(shí)自動(dòng)恢復(fù)正常工作。在實(shí)際地鐵項(xiàng)目中,各個(gè)車站的分布往往是鏈狀的。為了形成環(huán)路,采用跳轉(zhuǎn)連接的方式,從而構(gòu)成一個(gè)環(huán)路。

圖2OTN雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)OTNOTNOTNOTNOTNOTN圖3跳轉(zhuǎn)方式的連接(四)千兆位以太網(wǎng)當(dāng)骨干網(wǎng)上數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的比例越來(lái)越大,其它業(yè)務(wù)都在轉(zhuǎn)化為全數(shù)字時(shí),千兆位以太網(wǎng)成為傳輸主流系統(tǒng)的時(shí)日會(huì)超期來(lái)越近,由于篇幅所限,此處不再贅述。第三節(jié)地鐵專用通信系統(tǒng)

一、列車調(diào)度電話作用:是為列車調(diào)度員指揮列車運(yùn)行與其管轄線內(nèi)車輛段及各車站直接辦理行車業(yè)務(wù),以及保證列車正常運(yùn)行的單位聯(lián)系的專用通信設(shè)備。列車調(diào)度電話區(qū)段的劃分:應(yīng)與行車指揮的調(diào)度區(qū)段一致。設(shè)置:列車調(diào)度電話總機(jī)應(yīng)設(shè)在行車控制中心所在地,其所屬分機(jī)應(yīng)設(shè)在行車值班室或車站控制室、車輛段信號(hào)樓值班室、電力控制中心、環(huán)控中心及相鄰調(diào)度區(qū)的列車調(diào)度所等處,以及折返線列檢所、行車派班室、救護(hù)求援車庫(kù)內(nèi)。如圖4所示,車輛段和車站專用電話設(shè)備交換機(jī)與控制中心專用設(shè)備交換機(jī)設(shè)備之間分別通過(guò)一個(gè)E1(2Mb/s)通道點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的進(jìn)行連接。

圖4調(diào)度電話系統(tǒng)連接圖圖4調(diào)度電話系統(tǒng)連接圖二、電力調(diào)度電話

電力調(diào)度電話是為電力調(diào)度員指揮電力牽引的基層單位送、停電和通知及時(shí)檢修供電設(shè)備的專用通信設(shè)備。

電力調(diào)度電話區(qū)段應(yīng)按其控制管界劃分。電力調(diào)度電話總機(jī)設(shè)在電力控制中心所在地,其所屬電話分機(jī)應(yīng)在各變電所的控制室和低壓配電室及其它特殊需要的地點(diǎn)。電力調(diào)度電話連接方式與調(diào)度電話系統(tǒng)連接相同。三、環(huán)控調(diào)度電話(BAS)

環(huán)控調(diào)度電話是為環(huán)控調(diào)度員指揮環(huán)控設(shè)備的運(yùn)行和通報(bào)環(huán)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的專用通信設(shè)備。環(huán)控調(diào)度電話區(qū)段應(yīng)按其控制管界劃分。環(huán)控調(diào)度電話總機(jī)應(yīng)設(shè)在環(huán)控中心所在地,其所屬電話號(hào)碼分機(jī)應(yīng)在各車站控制室。環(huán)控專業(yè)系統(tǒng)采用以太網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸??刂浦行暮透鬈囌竟蚕硪粭l10Mb/s以太網(wǎng)總線。在OTN系統(tǒng)中,控制中心和各車站各配置了一塊以太網(wǎng)接口板卡(ET100)。所有的以太網(wǎng)接口板卡,都共享OTN提供一條10Mb/s的以太網(wǎng)總線。圖5環(huán)控專業(yè)系統(tǒng)連接圖

圖5環(huán)控專業(yè)系統(tǒng)連接圖

四、站間行車電話

站間行車電話也稱閉塞電話,是相鄰兩車站值班員聯(lián)系有關(guān)行車事宜,用以直接指揮列車運(yùn)行的專用通信設(shè)備。站間行車電話應(yīng)設(shè)在各車站行車值班室或車站控制室。五、局部電話

局部電話是為車輛段段內(nèi)調(diào)度、車輛檢修、行車派班、車站自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道、電梯、信號(hào)設(shè)備維修班和防災(zāi)控制系統(tǒng)等處構(gòu)成直通電話而使用的專用通信設(shè)備。

六、區(qū)間電話

區(qū)間電話是供司機(jī)和區(qū)間維修人員與鄰站值班員及相關(guān)部門聯(lián)系通信使用的專用通信設(shè)備。在信號(hào)機(jī)、道岔、接觸軌(網(wǎng))開關(guān)柜、通風(fēng)機(jī)房、隔斷門等處附近應(yīng)設(shè)置電話機(jī)箱。一般區(qū)段每隔150至200米設(shè)一臺(tái)電話機(jī),1至3臺(tái)電話機(jī)并聯(lián)使用一個(gè)號(hào)碼。

七、站內(nèi)電話

站內(nèi)電話是供車站值班員(車輛段信號(hào)樓值班員和停車庫(kù)等其它值班員)與本站(段)其他有工作關(guān)人員進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò),直接為運(yùn)營(yíng)服務(wù)的專用通信設(shè)備。八、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)(AFC)

自動(dòng)售檢票系統(tǒng)采用三級(jí)結(jié)構(gòu):中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、車站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、就地設(shè)備及車票。就地設(shè)備連接到車站計(jì)算機(jī),車站計(jì)算機(jī)通過(guò)骨干網(wǎng)與中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連。在OTN系統(tǒng)中,采用E1接口,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式??刂浦行?、車輛段和各車站配置了E1接口板卡,控制中心要配置所有車站的端口,車輛段和各車站各配置1個(gè)端口。圖6自動(dòng)售檢票專業(yè)系統(tǒng)連接圖

九、有線廣播系統(tǒng)

有線廣播系統(tǒng)由車站廣播和停車場(chǎng)廣播兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)組成。它主要用于控制中心及務(wù)車站值班員對(duì)工作人員和乘客進(jìn)行運(yùn)營(yíng)廣播和提供車站背景音樂(lè),以及在發(fā)生重大故障或?yàn)?zāi)害等緊急情況,發(fā)出警報(bào)、指揮求援和疏導(dǎo)乘客。

1、服務(wù)功能

(1)向乘客通告列車進(jìn)出站信息;(2)對(duì)進(jìn)站乘客進(jìn)行安全提示和向?qū)В唬?)對(duì)室內(nèi)外工作人員播發(fā)通知和召開廣播會(huì)議;(4)在緊急情況下,對(duì)乘客進(jìn)行疏導(dǎo)。

2、系統(tǒng)功能

車站廣播系統(tǒng)(1)控制中心調(diào)度員可對(duì)本車站進(jìn)行遙控開關(guān)機(jī)、選站、選路廣播或全線統(tǒng)一廣播,且有各站狀態(tài)回示信息;(2)車站值班室可同時(shí)對(duì)本車站廣播或進(jìn)行分區(qū)、分路多聲道廣播。當(dāng)控制中心和車站同時(shí)使用時(shí),控制中心有優(yōu)先權(quán);(3)車站值班室播音信源設(shè)有話音直播、語(yǔ)音合成、磁帶播放,控制中心只設(shè)話音直播;(4)車站值班室播音優(yōu)先級(jí)高于車站副值班室;(5)車站值班室應(yīng)具有人工和自動(dòng)廣播功能,自動(dòng)廣播列車進(jìn)出站信息;(6)本系統(tǒng)應(yīng)具有監(jiān)聽、監(jiān)測(cè)、負(fù)載反饋顯示、手動(dòng)/自動(dòng)倒機(jī)切換及故障告警功能停車場(chǎng)廣播系統(tǒng)

停車場(chǎng)信號(hào)樓值班員對(duì)道岔咽喉(或出入口)區(qū)域工作人員的廣播。(1)

車場(chǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)值班員對(duì)車場(chǎng)、停車區(qū)域現(xiàn)場(chǎng)工作人員的廣播。(2)

廣播在各控制臺(tái)處能自動(dòng)錄音。(3)

本系統(tǒng)有故障自動(dòng)監(jiān)控功能。功能單元應(yīng)有備份,并有手/自動(dòng)切換功能。

3、系統(tǒng)工作原理

如圖7所示,在控制中心有一個(gè)廣播傳聲器,每個(gè)車站有一對(duì)廣播發(fā)聲器,它們都連接在一條廣播音頻總線上。在控制中心有一個(gè)廣播控制器,對(duì)各車站的廣播進(jìn)行控制,通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的RS422數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。圖7廣播系統(tǒng)連接圖在OTN里,HQAUD(高保真音頻)接口板卡在不影響模擬信號(hào)質(zhì)量下連接具有模擬接口的設(shè)備。與將音頻信號(hào)帶寬限制在300到3400范圍內(nèi)的PCM(如PBX)不同的是,HQAUD高保真音頻接口板卡能夠在OTN環(huán)上傳送帶寬高達(dá)15KHZ的信號(hào)。于是,OTN被當(dāng)作傳送介質(zhì),可以替代在公共廣播系統(tǒng)里各部件之間的音頻和控制總線,從而解決了模擬設(shè)備之間距離的限制。在OTN里,HQAUD(高保真音頻)接口板卡在不影響模擬信號(hào)質(zhì)量下連接具有模擬接口的設(shè)備。與將音頻信號(hào)帶寬限制在300到3400范圍內(nèi)的PCM(如PBX)不同的是,HQAUD高保真音頻接口板卡能夠在OTN環(huán)上傳送帶寬高達(dá)15KHZ的信號(hào)。于是,OTN被當(dāng)作傳送介質(zhì),可以替代在公共廣播系統(tǒng)里各部件之間的音頻和控制總線,從而解決了模擬設(shè)備之間距離的限制。這樣的連接需要兩種不同類型的接口卡:(1)HQAUD-M高保真音頻主卡此板卡作為音頻信號(hào)源和OTN之間的接口,它接收輸入的模擬信號(hào),并將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),然后放在OTN環(huán)上。(2)HQAUD-N高保真音頻從板卡此板卡作為帶有喇叭的音頻功放和OTN之間的接口。此板卡將從OTN環(huán)上接受的數(shù)字信號(hào)又轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào),并將其送給外面的音頻功放。十、時(shí)鐘系統(tǒng)

本系統(tǒng)為全線如運(yùn)營(yíng)組織、通信信號(hào)、電力監(jiān)控、防災(zāi)報(bào)警以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等提供統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),為此在控制中心設(shè)置一套高精度石英晶體母鐘,各車站(包括車場(chǎng))設(shè)子鐘驅(qū)動(dòng)器,站廳、站臺(tái)設(shè)大型子鐘,有關(guān)各室設(shè)小型子鐘。1、系統(tǒng)功能

(1)

母鐘應(yīng)具有萬(wàn)年歷功能,并具有年、月、日、時(shí)、分、秒輸出與顯示,主備母鐘自動(dòng)和手動(dòng)倒換;分、秒輸出與顯示,主備母鐘自動(dòng)和手動(dòng)倒換;(2)

能統(tǒng)一調(diào)整起始時(shí)間、變更時(shí)鐘快慢的功能;(3)

通過(guò)衛(wèi)星時(shí)間信號(hào)接收器能自動(dòng)跟蹤標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間;(4)

從母鐘應(yīng)能分路輸出,連接各車站子鐘驅(qū)動(dòng)器和各種設(shè)備的外時(shí)標(biāo)輸入接口;(5)

子鐘驅(qū)動(dòng)器應(yīng)具有記時(shí)功能,平時(shí)跟蹤母鐘工作,由于各種原因不能跟蹤時(shí)。能獨(dú)立工作;(6)

子鐘驅(qū)動(dòng)器應(yīng)具有分路舒暢,連接車站(車場(chǎng))內(nèi)各子鐘;(7)

在控制中心和車站、車場(chǎng)內(nèi)的各設(shè)備之間采用導(dǎo)線連接,控制中心至車站、車場(chǎng)之間采用傳輸系統(tǒng)信道共線傳輸。2、系統(tǒng)工作原理

時(shí)鐘系統(tǒng)由控制中心的時(shí)鐘源通過(guò)RS422數(shù)據(jù)共線通道向各個(gè)車站和車輛段提供統(tǒng)一的時(shí)鐘信息,網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接如圖8所示。OTN系統(tǒng)在控制中心提供了RS422接口板卡,在車輛段和車站也配置了RS422接口板卡,時(shí)鐘系統(tǒng)采用共線方式。

圖8時(shí)鐘系統(tǒng)連接圖

十一、電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)

閉路電視系統(tǒng)作為地鐵的監(jiān)控手段,主要用于車站值班員及控制區(qū)中心調(diào)度員監(jiān)視站廳,站臺(tái)站臺(tái)情況,輔助列車調(diào)度員指揮行車以及協(xié)助列車司機(jī)安全發(fā)車,在發(fā)生災(zāi)害時(shí),可監(jiān)視災(zāi)害和乘客疏散情況。監(jiān)視區(qū)域包括上、下行站臺(tái),售票廳和出入口,另外,公安系統(tǒng)需要對(duì)車站進(jìn)行選擇性監(jiān)控,每一個(gè)車站的視頻信號(hào)無(wú)需傳至控制中心。

圖9閉路電視系統(tǒng)連接圖

如圖所示,每個(gè)車站配置有視頻編碼接口,在控制中心配置有視頻解碼接口,在車輛段配置有視頻解碼接口。視頻管理服務(wù)器設(shè)在控制中心,同時(shí)設(shè)置視頻管理終端,在車輛段也設(shè)置視頻管理終端,此終端和控制中心的服務(wù)器通過(guò)OTN提供的通道相連接。所以控制中心和車輛段的操作員,可以同時(shí)、異地調(diào)看所轄車站的圖像中的任意8路和1路圖像。如圖中2號(hào)攝像機(jī),根據(jù)操作員指令,要送圖像至車輛段和控制中心的監(jiān)視屏上。首先,車輛段和控制中心的操作員分別向2號(hào)攝像機(jī)發(fā)出指令,通過(guò)控制總線傳到每個(gè)攝像機(jī)。當(dāng)2號(hào)攝像機(jī)確認(rèn)收到指令信息后,它的開關(guān)打開;同時(shí),車輛段和控制中心的監(jiān)視屏確認(rèn)指令信息后,它們的開關(guān)也打開。至此,2號(hào)攝像機(jī)與車輛段和控制中心的監(jiān)視屏就占用了視頻總線,可以進(jìn)行視頻圖像傳送。當(dāng)操作員需要調(diào)看其它圖像時(shí),2號(hào)攝像機(jī)與車輛段和控制中心的監(jiān)視屏的開關(guān)就會(huì)閉合,釋放占用的視頻總路線。十二、電力監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)

電力監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA)采用RS422接口,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式傳輸各站和車輛段的供電監(jiān)控信息.網(wǎng)絡(luò)連接方式如圖10所示。在OTN系統(tǒng)中,在控制中心、車輛段和各車站配置了RS422板卡。車輛段、各車站與控制中心的RS422端口之間,采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式。圖10電力監(jiān)控系統(tǒng)連接圖十三、信號(hào)系統(tǒng)(ATS)

在OTN系統(tǒng)中,控制中心、車輛段和各車站各配置了一塊以太網(wǎng)接口板卡。所有的以太網(wǎng)接口板卡,都共享有OTN提供的一條以太網(wǎng)總線。另外,在控制中心、車輛段和各車站各配置了RS422接口板卡,提供RS422接口,因?yàn)槭遣捎貌捎命c(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式。圖11信號(hào)專業(yè)系統(tǒng)連接圖

十四、防災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)(FAS)

在車輛段和各車站,都安裝有各種防災(zāi)設(shè)備,在控制中心有防災(zāi)監(jiān)控設(shè)備,采集各車站和車輛段的防災(zāi)監(jiān)控信息。監(jiān)控設(shè)備通過(guò)E1通道,以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式與各車站、車輛段的防災(zāi)監(jiān)控設(shè)備相連,如圖12所示。另外,在OTN系統(tǒng)中,控制中心、車輛段和各車站各配置了E1接口板卡。圖13防災(zāi)專業(yè)系統(tǒng)連接圖

十五、列車無(wú)線調(diào)度電話

在OTN系統(tǒng)中,對(duì)于無(wú)線業(yè)務(wù)通信,是在控制中心的集群交換機(jī)和基站的各車站間,以及控制中心交換機(jī)和車輛段調(diào)度臺(tái)之間分別建立一條點(diǎn)對(duì)點(diǎn)E1的通道,對(duì)于直放站的網(wǎng)管與各光端機(jī)所在站之間,則是通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的RS422低速率數(shù)據(jù)通道實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹H鐖D14所示。圖14無(wú)線系統(tǒng)連接圖

CBTCCBTC簡(jiǎn)介基于通信的列車控制系統(tǒng)(英文名全稱CommunicationBasedTrainControl,簡(jiǎn)稱CBTC)最杰出的CBTC系統(tǒng)是歐洲鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)(ERTMS)北美聯(lián)合支持列車控制系統(tǒng)(英文名縮寫NAJPTC)。一、軌道電路技術(shù)的不足優(yōu)點(diǎn):能自動(dòng)檢測(cè)到列車存在保證行車安全現(xiàn)代列車控制技術(shù)要求:ATP列車超速防護(hù)系統(tǒng)ATC列車自動(dòng)控制系統(tǒng)ATO列車自動(dòng)操縱系統(tǒng)要求車地雙向信息傳輸:列車的位置、車次號(hào)、列車編組、實(shí)時(shí)里程標(biāo)、車速、區(qū)間坡道、彎道值、距前方目標(biāo)距離值、區(qū)間限速及段等數(shù)據(jù):不能傳工程造價(jià)昂貴、軌道電路維護(hù)、參數(shù)調(diào)整非常小心總之:3C技術(shù)代替軌道電路成為必然結(jié)果

二、CBTC特點(diǎn)列車與地面雙向通信保留閉塞分區(qū)閉塞分區(qū)分為固定和移動(dòng)閉塞分區(qū)CBTC--FAS固定閉塞分區(qū):

用查詢/應(yīng)答器

CBTC-MAS移動(dòng)閉塞分區(qū):

無(wú)線動(dòng)態(tài)控制

三、CBTC關(guān)鍵技術(shù)雙向通信技術(shù):GSM-R集群通信漏泄同軸電纜列車定位技術(shù):

查詢應(yīng)答器

GPS

感應(yīng)回線

無(wú)線測(cè)距

列車完整性技術(shù)列尾無(wú)線電發(fā)射裝置司機(jī)檢測(cè)全列車風(fēng)管壓力列車車輪的計(jì)軸裝置四、CBTC突出優(yōu)點(diǎn),世界鐵路列車控制方法通??梢詣澐忠韵氯齻€(gè)類型基于表格的列車控制?;谛盘?hào)的列車控制。調(diào)度集中。CBTC突出優(yōu)點(diǎn),更加安全。提高運(yùn)營(yíng)效率降低成本操作具有通用性和靈活性,包括在司機(jī)室進(jìn)行信號(hào)顯示、全自動(dòng)無(wú)人駕駛運(yùn)行等與列車故障檢測(cè)器的集成,平交路口報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)激活,客貨混跑線路精確的列車定位與報(bào)告等。基于無(wú)線的列車控制系統(tǒng)原理圖基于無(wú)線的列控方式制動(dòng)曲線

CBTC基于通信/傳輸?shù)牧熊嚳刂苽鬏斖ǖ缆┬共▽?dǎo)軌道電纜環(huán)線GSM-R擴(kuò)頻無(wú)線…等等GSM-R鐵路專用全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM-R系統(tǒng)業(yè)務(wù)及應(yīng)用GSM-R網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)的業(yè)務(wù)話音業(yè)務(wù)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)呼叫、點(diǎn)

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