GSM-R鐵路專用綜合數(shù)字移動系統(tǒng)及其鐵路移動信息化

1、2022-1-221GSM-R鐵路專用綜合數(shù)字移動系統(tǒng)鐵路專用綜合數(shù)字移動系統(tǒng)及其鐵路移動信息化及其鐵路移動信息化 鐘章隊鐘章隊 2022-1-222內(nèi)容提要內(nèi)容提要一、一、GSM-RGSM-R與與GSMGSM二、歐洲選擇二、歐洲選擇GSM-RGSM-R及其進展及其進展三、三、GSM-RGSM-R與鐵路信息化與鐵路信息化四、四、GSM-RGSM-R工作進展工作進展五、結(jié)論五、結(jié)論2022-1-223一、一、GSM-R與與GSM2022-1-224GSM: GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS 全球移動通信系統(tǒng)全球移動通信系統(tǒng)GSM-R: GSM for

2、 Railways 全球鐵路移動通信系統(tǒng)全球鐵路移動通信系統(tǒng)2022-1-2252022-1-226 GSM-RGSM-R理論建立在理論建立在GSMGSM理論基礎(chǔ)之上；理論基礎(chǔ)之上； GSM-RGSM-R技術(shù)建立在技術(shù)建立在GSMGSM技術(shù)基礎(chǔ)之上；技術(shù)基礎(chǔ)之上； GSM-RGSM-R工業(yè)以工業(yè)以GSMGSM工業(yè)為基礎(chǔ)；工業(yè)為基礎(chǔ)； GSM-RGSM-R工程建設(shè)以工程建設(shè)以GSMGSM工程經(jīng)驗為基礎(chǔ)；工程經(jīng)驗為基礎(chǔ)； GSM-RGSM-R應(yīng)用開發(fā)吸收應(yīng)用開發(fā)吸收GSMGSM成功經(jīng)驗；成功經(jīng)驗； GSM-RGSM-R的市場鐵路專用，的市場鐵路專用，GSMGSM公眾商用。公眾商用。2022-1-2

3、27GSMGSM基礎(chǔ)設(shè)施基礎(chǔ)設(shè)施eMLPPeMLPPVBSVBSVGCSVGCS電信業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù) - ASCI- ASCI功能尋址功能尋址與位置有關(guān)與位置有關(guān)的尋址的尋址 接入接入矩陣矩陣鐵路運營特色鐵路運營特色鐵路應(yīng)用鐵路應(yīng)用功能號功能號的表示的表示安全綜合移動信息服務(wù)安全綜合移動信息服務(wù)自動列車控制自動列車控制( (CTCS)CTCS)遠程遙控遠程遙控鐵路緊急救援移動服務(wù)鐵路緊急救援移動服務(wù)調(diào)車作業(yè)移動服務(wù)調(diào)車作業(yè)移動服務(wù)軌道維護移動服務(wù)軌道維護移動服務(wù)鐵路客站綜合移動信息服務(wù)鐵路客站綜合移動信息服務(wù)鐵路貨站綜合移動信息服務(wù)鐵路貨站綜合移動信息服務(wù)機車綜合移動信息服務(wù)機車綜合移動信息服務(wù)(

4、 (無線列調(diào)無線列調(diào)) )旅客列車綜合移動信息服務(wù)旅客列車綜合移動信息服務(wù)GSMGSM電信業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)2022-1-228 GSMGSM起源于起源于19821982年，由歐洲郵政與電信大會年，由歐洲郵政與電信大會(CEPT)(CEPT)的的“移動通信特別組移動通信特別組”( (G Group roup S Special pecial MMobile)obile)負責工作。負責工作。 19881988年成立歐洲電信標準研究所年成立歐洲電信標準研究所(ETSI)(ETSI)，由，由ETSIETSI的技的技術(shù)委員會特別移動組術(shù)委員會特別移動組( (S Special pecial MMobile

5、obile G Group)roup)負責負責GSMGSM的的標準化工作。標準化工作。 GSMGSM是一種第二代數(shù)字蜂窩移動通信標準。世界上應(yīng)是一種第二代數(shù)字蜂窩移動通信標準。世界上應(yīng)用最廣泛的第二代數(shù)字移動通信標準是用最廣泛的第二代數(shù)字移動通信標準是GSMGSM、IS-136IS-136和和CDMA(IS95) CDMA(IS95) 。2022-1-229GSMGSM經(jīng)歷了以下幾個主要階段：經(jīng)歷了以下幾個主要階段： Draft(1991Draft(1991年年) ) Phase 1 (1992Phase 1 (1992年底凍結(jié)）年底凍結(jié)） Phase 2 Phase 2 （19941994年

6、底凍結(jié)）年底凍結(jié)） Phase 2+ R96Phase 2+ R96 Phase 2+ R98Phase 2+ R98 Phase 2+ R99Phase 2+ R99 R4(2000)R4(2000) R5(2002)R5(2002) R6(2003)R6(2003)2022-1-22102022-1-2211GSM 450GSM 450頻段頻段 450.4 450.4 457.6 MHz457.6 MHz 460.4 460.4 467.6 MHz 467.6 MHz GSM 480GSM 480頻段頻段 478.8 478.8 486 486 MHzMHz 488.8 - 488.8 -

7、 496 MHz 496 MHzGSM 850GSM 850頻段頻段 824 - 824 - 849 849 MHzMHz 869 - 869 - 894 MHz 894 MHz P-GSM P-GSM ，標準，標準GSM900GSM900頻帶頻帶890 - 915 MHz890 - 915 MHz 935 - 960 MHz 935 - 960 MHzE-GSM E-GSM ，擴展，擴展GSM900GSM900頻段頻段 880 - 915 MHz880 - 915 MHz 925 - 960 MHz 925 - 960 MHzR-GSMR-GSM，鐵路，鐵路GSM900GSM900頻段頻段

8、876 - 915 MHz876 - 915 MHz 921 - 960 MHz 921 - 960 MHzDCS 1800 DCS 1800 頻段頻段 17101710 - 1785 MHz - 1785 MHz 1805 - 1880 MHz 1805 - 1880 MHzPCS 1900 PCS 1900 頻帶頻帶 1850 - 1910 MHz 1850 - 1910 MHz 1930 - 1990 MHz 1930 - 1990 MHz 2022-1-221230405060708090 100120140 160180 200240300 MHz345678910121416182

9、02430 GHz0.30.40.50.60.70.80.9 1.01.21.41.61.82.02.4AM Marine Short Wave - International Broadcast - Amateur34567891012141618202430 MHzCB2628VHF LOW BandFMVHF VHF TV 7-130.30.40.50.60.70.80.9 1.01.21.41.61.82.02.43.0 GHzUHFUHF TV 14-69GPSCellularGSM1800, GSM1900廣播廣播陸地移動陸地移動航空航空移動通信移動通信陸地微波陸地微波衛(wèi)星衛(wèi)星20

10、22-1-2213 據(jù)據(jù)19991999年年9 9月統(tǒng)計全球共有月統(tǒng)計全球共有129129個國家或地個國家或地區(qū)的區(qū)的350350個運營者采用個運營者采用GSMGSM標準。全球所標準。全球所有的移動電話用戶中有有的移動電話用戶中有64%64%的用戶使用的用戶使用GSMGSM標準。標準。2022-1-22142022-1-22152022-1-2216l19871987年，我國移動用戶僅有年，我國移動用戶僅有32003200戶；戶；l19971997年達到年達到13101310萬戶；萬戶；l19991999年九月底達到年九月底達到37603760萬戶；萬戶；l20002000年底年底, ,我國移

11、動用戶達到我國移動用戶達到80008000萬萬; ;l20012001年底年底, ,我國移動用戶達到我國移動用戶達到1.41.4億億; ;l到到20032003年年8 8月月, ,我國移動用戶達到我國移動用戶達到2.44112.4411億億; ;l到到20052005年年, ,將超過將超過l目前，移動電話普及率為目前，移動電話普及率為18.3%18.3%左右左右 ；我國移動用戶；我國移動用戶總數(shù)高于美國和日本，居世界總數(shù)高于美國和日本，居世界第一位。第一位。2022-1-2217EIRAUCHLRBTSMSCBSCBSCVLRMSCTSCMS互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(IXC)本地交換網(wǎng)絡(luò)本地交換網(wǎng)絡(luò)匯

12、接局匯接局交換中心交換中心AT&TMCISprint中國移動中國移動中國聯(lián)通中國聯(lián)通. . .2022-1-22182022-1-2219MS3ARFCN01123FDMBTS0TDMAsTS7nn-1n+1MS2MS1time2022-1-2220二、歐洲選擇二、歐洲選擇GSM-RGSM-R及其進展及其進展2022-1-22212022-1-22221) 1)在歐洲，鐵道和機車車輛的現(xiàn)代化要求引入通用信號系統(tǒng)，即歐洲在歐洲，鐵道和機車車輛的現(xiàn)代化要求引入通用信號系統(tǒng)，即歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)鐵路運輸管理系統(tǒng)(ERTMS)(ERTMS)，ERTMSERTMS屬于歐洲委員會屬于歐洲委員會(

13、EC)(EC)管理的項管理的項目。目。2) 2)在高新技術(shù)驅(qū)動之下，協(xié)調(diào)和統(tǒng)一各國的運輸管理系統(tǒng)模式，特別在高新技術(shù)驅(qū)動之下，協(xié)調(diào)和統(tǒng)一各國的運輸管理系統(tǒng)模式，特別是通信信號方式，消除語言文化障礙、實現(xiàn)高速不停車跨國界鐵路是通信信號方式，消除語言文化障礙、實現(xiàn)高速不停車跨國界鐵路交通，達到提高鐵路運輸業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。交通，達到提高鐵路運輸業(yè)的市場競爭優(yōu)勢。3) 3)ERTMSERTMS給歐洲鐵路帶來新的發(fā)展動力，其效益體現(xiàn)為：較低的鐵路給歐洲鐵路帶來新的發(fā)展動力，其效益體現(xiàn)為：較低的鐵路運營與維護費用、優(yōu)質(zhì)服務(wù)質(zhì)量、極高安全可靠性、高能量利用率運營與維護費用、優(yōu)質(zhì)服務(wù)質(zhì)量、極高安全可靠性、高

14、能量利用率實現(xiàn)環(huán)保形交通，以及人文的工作環(huán)境。實現(xiàn)環(huán)保形交通，以及人文的工作環(huán)境。4) 4)ERTMSERTMS包括：包括：ETCSETCS（歐洲鐵路控制系統(tǒng)）和（歐洲鐵路控制系統(tǒng)）和GSM-RGSM-R（鐵路綜合數(shù)字（鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)）。移動通信系統(tǒng)）。2022-1-2223 1989年12月歐洲運輸部長作出決定，歐洲共同體開始ERTMS。 1990年末，ERRI成立鐵路專家組( A200 )研究歐洲列車控制系統(tǒng)的需求。 1991年6月,工業(yè)組織和鐵路部門確定出合作框架，新型車載設(shè)備(EUROCAB)，用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆沁B續(xù)式系統(tǒng)(EUROBALISE)，新型連續(xù)式傳輸系統(tǒng)(EUROR

15、ADIO)。 1993年底，定義互通運營技術(shù)規(guī)范。 1995年第四個框架計劃開始，歐共體定義ERTMS全球策略,設(shè)立發(fā)展和認證階段。在不同國家不同線路實施完整的規(guī)模測試（法國、德國和意大利） 1998年夏天，UNISIG完成ERTMS/ETCS規(guī)范。P級系統(tǒng)需求規(guī)范于1999年4月23日交付使用。2022-1-2224從1989年到現(xiàn)在,歷經(jīng)14年,圍繞技術(shù)規(guī)范制訂、完善、評估模擬、測試試驗、立法、商用推廣，大體上分成大體上分成5 5個階段：個階段：第一階段第一階段：19901998，由歐洲經(jīng)濟利益組織、歐洲鐵路研究所、歐洲特殊利益組織共同制定基本規(guī)范，即確定出功能需求和系統(tǒng)需求規(guī)范；第二階段

16、第二階段：19982000，由開發(fā)和實施ERTMS項目指導(dǎo)委員會，歐洲核心系統(tǒng)需求規(guī)范評估組織完成功能和系統(tǒng)分類，達到系統(tǒng)和功能的互操作性；第三階段第三階段：1999-2001，由開發(fā)和實施ERTMS項目指導(dǎo)委員會和鐵路部門測試系統(tǒng)和功能，驗證系統(tǒng)和功能互操作性，提出修改意見；第四階段第四階段：20002002，由歐洲電子電工委員會，鐵路互通應(yīng)用歐洲協(xié)會/互通運營技術(shù)規(guī)范組織和鐵路部門確定出完整的滿足互操作性要求的 ERTMS功能和系統(tǒng)規(guī)范；第五階段第五階段：20002006，由鐵路部門和工業(yè)組織實施商業(yè)化及國際項目的推廣。2022-1-22252022-1-2226基于查詢應(yīng)答器和軌道電路的

17、固定閉塞系統(tǒng)(繁忙干線)基于無線GSM-R的固定閉塞系統(tǒng)(高速及繁忙干線)。基于無線GSM-R的移動閉塞系統(tǒng)(高速及繁忙干線)基于無線的移動或固定閉塞系統(tǒng)(非繁忙干線)裝備ETCS設(shè)備的列車在無ETCS設(shè)備的既有線上運行裝備ETCS設(shè)備的列車通過STM在既有線上運行2022-1-2227LZB 利用軌道電纜環(huán)線傳輸列控系統(tǒng)行車指令和速度指示式機車信號，取消地面閉塞信號機，保留閉塞分區(qū)，列車按固定閉塞分區(qū)間隔運行。ASTREEASTREE實時追蹤控制系統(tǒng)實時追蹤控制系統(tǒng) 法國國鐵1986年開始開發(fā)的系統(tǒng)，為Automatic Suiri des Trains en Lemps REEL簡稱，其目

18、的是：提高功能，降低成本，采用新技術(shù)。系統(tǒng)停止開發(fā)，加入ETCS。FZBFZB基于無線的列控系統(tǒng)基于無線的列控系統(tǒng) 德鐵80年代末開發(fā)的新一代列控系統(tǒng)，為Funk Zug Bee in flussung-Radio based continue train control system簡稱，其目的是：實現(xiàn)低成本、高性能的列控系統(tǒng)。系統(tǒng)已加入ETCSETCSETCS歐洲列車控制系統(tǒng)歐洲列車控制系統(tǒng) 歐共體支持的統(tǒng)一的列車控制系統(tǒng)，采用GSM-R作為傳輸系統(tǒng)。其開發(fā)目標：在歐洲鐵路網(wǎng)運行互操作性(國際)，實施標準化，降低成本，提高模塊化和靈活性。2022-1-22282022-1-22292022

19、-1-22302022-1-22312022-1-22322022-1-2233定義新的鐵路公用通定義新的鐵路公用通信系統(tǒng)標準的需求信系統(tǒng)標準的需求鐵路通信標準機構(gòu)，鐵路通信標準機構(gòu)，定義定義GSM-RGSM-R網(wǎng)絡(luò)功能網(wǎng)絡(luò)功能特征和互操作性特征和互操作性根據(jù)根據(jù)EIRENEEIRENE規(guī)范，開規(guī)范，開發(fā)和測試發(fā)和測試GSM-RGSM-R系統(tǒng)系統(tǒng)ETSIETSI-SMG工業(yè)界合工業(yè)界合作伙伴作伙伴2022-1-2234 研究研究 UICUIC開始考察鐵路通信采用數(shù)字無線系統(tǒng)的可行性開始考察鐵路通信采用數(shù)字無線系統(tǒng)的可行性 UICUIC決定采用決定采用GSM-RGSM-R199219931994

20、19951996199719981999規(guī)范制定階段規(guī)范制定階段 ETSIETSI確定在確定在GSMGSM標準中引入標準中引入ASCIASCI功能功能 GSM-RGSM-R特殊功能規(guī)范特殊功能規(guī)范試驗測試階段試驗測試階段 9797年年7 7月簽署月簽署EIRENE MoUEIRENE MoU MORANEMORANE建立測試線路，證明以下概念：建立測試線路，證明以下概念： GSMGSM標準的演進標準的演進(Phase 2)(Phase 2) 第一套產(chǎn)品的有效性第一套產(chǎn)品的有效性2022-1-2235- MORANE- MORANE三個測試試驗基地三個測試試驗基地法法國國 德德國國 意意大大利利

21、 最最大大時時速速：350 km/h 環(huán)環(huán)境境：鄉(xiāng)村與近郊地區(qū)，隧道采用天線覆蓋 線線路路： 從 Chessy Gare 至 Roissy PRCI 到 Monchi CAI 運運營營商商：SNCF 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) ： 1MSC/VLR/HLR/AC, 1TRAU,1BSC,3BTS 狀狀況況：MORANE,1997 年 最最大大時時速速：280 km/h 環(huán)環(huán)境境：鄉(xiāng)村與丘陵地區(qū)，隧道采用中繼器 線線路路：從 Stuttgart 到 Manheim 運運營營商商：DBAG/ Mannesmann ARCOR 網(wǎng)網(wǎng) 絡(luò)絡(luò) ： 1MSC/VLR/HLR/AC, 1TRAU,1BSC, 11BTS 狀

22、狀況況：DIBMOF,1995 年年 MORANE,1997 年 最最大大時時速速：300 km/h 環(huán)環(huán)境境： 多山地形， 14 個隧道(天線+漏纜) 線線路路：從 Prato 至 Firenze SMN 到PJ Arezzo 運運營營商商：FS 網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)：1MSC/VLR/HLR/AC, 1TRAU,1BSC, 19BTS 狀狀況況：MORANE,1997 年 2022-1-2236In realisationSupplier selectedIn negotiation Planning / StudyTest trials SBBDSBSJBVCFRDB AGWCMLCDTAVMAVJ

23、BVNSBNSPKPRENFESNCBSNCFSZFSVR TrackRHKBBRailtrackCTRLGIF2022-1-2237MSC-levelFrankfurtBerlinLeipzigHannoverEssenStuttgartMnchenSDHBerlinBSCBSCBSCBSCBSCBSCBSCSDHBSC-levelBSCBSCBTSBTSBTSSDHBTSBTSopticalKupferBTSBTSBTSBTSBTSBTS-levelBerlinEssenFrankfurtHannoverMnchenStuttgartLeipzigBerlin-Chb.Berlin-Mah

24、lowBerlin-MKDGieenEssenDuisburgHagenMnsterWrzburgFrankfurt/MainMainzKoblenzDortmundOsnabrckKlnBremenMnchen OstMnchen WestAugsburgStuttg. Zuffenh.StuttgartKarlsruheOffenburgSaarbrckenNrnbergMarktredwitzMannheimNeumnsterBraunschweigMagdeburgHannoverStendalNeustrelitzWittenbergeLeipzigGeraErfurtHalleDr

25、esdenCottbusChemnitzPasewalkBtzowHamburg-Harb.HamburgBielefeldFuldaGttingenHeilbronnSingenRosenheimUlmRegensburgKasselBerlin-Pankow2022-1-2238MSCMSCBSCBSCBSCBSCBSCBSCBSCTurinMilanNordBolognaFlorenceRomeNaplesVeniceEast2022-1-2239RFI GSM-R NETWORKPhase 1Lug 02Giu 03Set 04Ott 05 Phase 2Phase 3Phase 3:

26、 Radio Subsystem (BSS) on 3200 Km of railway linesPhase 4Phase 4: Radio Subsystem (BSS) on 1900 Km of railway lines + GPRSPhase 1: Core Network installation (NSS) and “roaming” on public GSM Phase 2: Radio Subsystem (BSS) on 2400 Km of railway lines TOOTALL: 7 7500 Km KmNETWORK ROLL-OUT2022-1-2240RF

27、I GSM-R NETWORKNETWORK EXTENSION第第2階段階段 (2400 Km)第第3階段階段 (3500 Km)第第4階段階段 (1900 Km)第第1階段階段 (NSS)MILANOVERONADOMODOSSOLACHIASSOMODANEMESTREVENTIMIGLIATRIESTEVILLA OPICINAORTEMESSINAREGGIO DI CALABRIAGENOVABOLOGNAFIRENZEANCONAROMANAPOLITORINOFOGGIALECCEPESCARABARIBRENNEROTARVISIOPARMALA SPEZIACATANIAS

28、IRACUSAAREZZO2022-1-2241在信號、列車控制和通信在信號、列車控制和通信領(lǐng)域的領(lǐng)域的UICUIC項目項目TMCCTC聯(lián)鎖InterlockingInterlockingInterlockingInterlocking歐洲聯(lián)鎖ETCS ETCS(低價格)GSM-R聯(lián)鎖2022-1-2242閉鎖及閉鎖及其它路其它路軌功能軌功能ETCS地面應(yīng)用地面應(yīng)用(RBC/RID)EURO RADIO子系統(tǒng)子系統(tǒng)固定網(wǎng)固定網(wǎng)GSM-RPLMNGSM-R移動臺移動臺EURO RADIO子系統(tǒng)子系統(tǒng)ETCS車載應(yīng)用車載應(yīng)用(RBC/RID)司機司機司機司機地面地面ETCS通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)Syst

29、em車載車載ETCS ETCS2022-1-2243 移動端移動端 EVC O & M 安全層安全層 通信層通信層 應(yīng)用接口應(yīng)用接口 固定端固定端 RBC O & M 安全層安全層 通信層通信層 安全協(xié)議安全協(xié)議 通信協(xié)議通信協(xié)議 GSM-R 空中接口空中接口電路連接電路連接 移動移動 GSM 接口接口 固定網(wǎng)絡(luò)接固定網(wǎng)絡(luò)接口 應(yīng)用接口應(yīng)用接口 2022-1-2244基于無線的列控系統(tǒng)安全層考慮列控系統(tǒng)通用安全層列控系統(tǒng)通用安全層無線特定的安全層無線特定的安全層無線適配無線適配/ /通信層通信層列控系統(tǒng)沿線應(yīng)用層列控系統(tǒng)沿線應(yīng)用層列控系統(tǒng)通用安全層列控系統(tǒng)通用安全層無線特定的安

30、全層無線特定的安全層無線適配無線適配/ /通信層通信層通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)列控系統(tǒng)沿線應(yīng)用層列控系統(tǒng)沿線應(yīng)用層列控系統(tǒng)應(yīng)用協(xié)議列控系統(tǒng)應(yīng)用協(xié)議列控系統(tǒng)通用安全協(xié)議列控系統(tǒng)通用安全協(xié)議無線適配無線適配/ /通信協(xié)議通信協(xié)議特定安全層協(xié)議特定安全層協(xié)議2022-1-22452022-1-2246軌道占用軌道占用檢測檢測列車完整列車完整性檢測性檢測1. 1. 管理決策層管理決策層相鄰相鄰 CTCCTC2. 2. 運營層運營層3. 3. 執(zhí)行層執(zhí)行層車載控車載控制設(shè)備制設(shè)備天線天線2022-1-2247第1級第2級第3級第4級第5級時間表（12/6個月）交互式實時提前一天調(diào)度計劃30天內(nèi)的調(diào)度計劃2022

31、-1-2248 發(fā)展基于無線的列車控制系統(tǒng)，可以克服許多技術(shù)障礙，從而在以下方面提高運輸效率，改善服務(wù)質(zhì)量： 減少列車追蹤間隔； 實時追蹤列車位置，提高運輸調(diào)度效率； 列車晚點以后,自動調(diào)整運行計劃； 以運行列車為中心的周邊告警和前方預(yù)警系統(tǒng)； 移動在線辦公，提高對旅客的服務(wù)質(zhì)量； 適合于從低速至高速各種速度列車，各種運輸線路；等等。2022-1-2249軌道軌道電路電路無線無線列調(diào)列調(diào)公務(wù)公務(wù)移動移動GSM-R無線無線數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通話通話柱柱增值2022-1-2250ARCOR對德國鐵對德國鐵路無線移路無線移動網(wǎng)絡(luò)運動網(wǎng)絡(luò)運營成本比營成本比較較2022-1-2251模擬系統(tǒng)GSM-R增值部分 2

32、007 2007折舊(終端、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、再投資)運營成本（材料、人力、線路租用、其它）金融費用（利息）終端費用（折舊、 安裝、 維護）基礎(chǔ)設(shè)施折舊（HW、SW、安裝、再投資）材料費用人力費用維護費用線路租用費用其它費用 增加利潤 為旅客提供通信、信息和娛樂服務(wù) 減少費用 取代了公共移動電話 ETCS 4將最終取消信 號設(shè)備 提高效率 提高了運輸能力 實現(xiàn)了歐洲鐵路的互操作性 加強了對運營的控制利息ARCOR對德國鐵對德國鐵路無線移路無線移動網(wǎng)絡(luò)投動網(wǎng)絡(luò)投資運營成資運營成本比較本比較2022-1-2252 以以GSMGSM技術(shù)為基礎(chǔ)技術(shù)為基礎(chǔ), ,與公眾移動通信網(wǎng)共同發(fā)展與公眾移動通信網(wǎng)共同發(fā)

33、展 GSM-R = GSM + GSM-R = GSM + 集群集群( (融合發(fā)展融合發(fā)展) + ) + 鐵路特色功能鐵路特色功能 GSM-RGSM-R = = 移動通信移動通信 + + 軌道電路軌道電路 GSM-R GSM-R 可以連接可以連接GSM,PSTN,PDN,IP,GSM,PSTN,PDN,IP,衛(wèi)星衛(wèi)星, , 綜合綜合, ,數(shù)字數(shù)字, ,移動移動, ,多媒體多媒體, , . .2022-1-2253三、三、GSM-RGSM-R與鐵路信息與鐵路信息化化2022-1-2254中國鐵路網(wǎng)現(xiàn)狀示意圖中國鐵路網(wǎng)現(xiàn)狀示意圖2022-1-22551)1)滿足以旅客為主體的移動信息服務(wù)系統(tǒng)的需要

34、，包括車上訂票服務(wù)、滿足以旅客為主體的移動信息服務(wù)系統(tǒng)的需要，包括車上訂票服務(wù)、電子移動商務(wù)、旅客移動增值服務(wù)等；電子移動商務(wù)、旅客移動增值服務(wù)等；2)2)滿足鐵路路網(wǎng)移動體滿足鐵路路網(wǎng)移動體( (機車、車輛、集裝箱等機車、車輛、集裝箱等) )實時動態(tài)跟蹤信息傳輸實時動態(tài)跟蹤信息傳輸?shù)男枰?，為開展實時網(wǎng)上信息查詢和各種管理信息息統(tǒng)提供移動傳輸?shù)男枰?，為開展實時網(wǎng)上信息查詢和各種管理信息息統(tǒng)提供移動傳輸通道；通道；3)3)作為無線列調(diào)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，同時能夠滿足區(qū)間公務(wù)移動、緊急救作為無線列調(diào)的更新?lián)Q代產(chǎn)品，同時能夠滿足區(qū)間公務(wù)移動、緊急救援、調(diào)車編組作業(yè)、站場無線等移動話音通信的需要；援、調(diào)車

35、編組作業(yè)、站場無線等移動話音通信的需要；4)4)滿足滿足DMISDMIS無線車次號傳輸、列車尾部風壓、機車狀態(tài)信息、車輛軸溫無線車次號傳輸、列車尾部風壓、機車狀態(tài)信息、車輛軸溫監(jiān)測、線橋隧道監(jiān)護、鐵路供電狀態(tài)監(jiān)視、道口防護等移動和固定無監(jiān)測、線橋隧道監(jiān)護、鐵路供電狀態(tài)監(jiān)視、道口防護等移動和固定無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?；線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?)5)TMISTMIS的源點信息采集和傳輸；的源點信息采集和傳輸；6)6)滿足以移動列車為主體的安全信息分發(fā)與預(yù)告警系統(tǒng)的需要，確保沿滿足以移動列車為主體的安全信息分發(fā)與預(yù)告警系統(tǒng)的需要，確保沿鐵路線的施工、軌道養(yǎng)護、平交道口與車輛、車站等人員和設(shè)備的安鐵路線的施工

36、、軌道養(yǎng)護、平交道口與車輛、車站等人員和設(shè)備的安全，減少事故；全，減少事故；2022-1-22567)7)青藏鐵路需要建設(shè)基于無線的列車控制系統(tǒng)；青藏鐵路需要建設(shè)基于無線的列車控制系統(tǒng)；8)8)鐵路提速、高速和客運專線網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化的行車調(diào)度指揮鐵路提速、高速和客運專線網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綜合化的行車調(diào)度指揮系統(tǒng)需要高度可靠、高度安全、快速接入的綜合移動通信系統(tǒng)，以及系統(tǒng)需要高度可靠、高度安全、快速接入的綜合移動通信系統(tǒng)，以及透明、雙向、大容量的車透明、雙向、大容量的車/ /地信息傳輸通道；地信息傳輸通道；9)9)技術(shù)發(fā)展的需要技術(shù)發(fā)展的需要中國鐵路移動通信從無到有，從模擬到數(shù)字，從單一業(yè)

37、務(wù)到多業(yè)中國鐵路移動通信從無到有，從模擬到數(shù)字，從單一業(yè)務(wù)到多業(yè)務(wù)再到綜合業(yè)務(wù)，這一方面是鐵路運輸發(fā)展的需要，也是技術(shù)進務(wù)再到綜合業(yè)務(wù)，這一方面是鐵路運輸發(fā)展的需要，也是技術(shù)進步的趨勢；步的趨勢；ITIT業(yè)在過去業(yè)在過去2020年突飛猛進，其技術(shù)進步必將推動鐵路綜合數(shù)字移年突飛猛進，其技術(shù)進步必將推動鐵路綜合數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展；動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展；數(shù)字移動通信數(shù)字移動通信(GSM(GSM、CDMA)CDMA)在全世界廣泛采用在全世界廣泛采用, ,得到廣泛驗證；得到廣泛驗證；鐵路專用通信是歷史發(fā)展必然，無線移動通信在全世界普遍受歡鐵路專用通信是歷史發(fā)展必然，無線移動通信在全世界普遍受歡迎，鐵道

38、部經(jīng)過迎，鐵道部經(jīng)過1212年年(1990(1990年開始年開始) )的探索與跟蹤，歐洲的探索與跟蹤，歐洲GSM-RGSM-R是符是符合鐵路需要的。合鐵路需要的。2022-1-22571) 1)模擬無線列調(diào)單信道制式嚴重制約鐵路應(yīng)用，樞紐地區(qū)同頻干擾嚴重、模擬無線列調(diào)單信道制式嚴重制約鐵路應(yīng)用，樞紐地區(qū)同頻干擾嚴重、信道接入困難已經(jīng)開始妨礙使用；信道接入困難已經(jīng)開始妨礙使用；2) 2)鐵路移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)日益增多，無線車次號傳輸、尾部風壓無線傳鐵路移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)日益增多，無線車次號傳輸、尾部風壓無線傳輸?shù)鹊榷集B加在無線列調(diào)之上，造成本已緊張的無線列調(diào)信道更是不輸?shù)鹊榷集B加在無線列調(diào)之上，造成

39、本已緊張的無線列調(diào)信道更是不堪重負；堪重負；3) 3)鐵路工種繁多，各部門無線移動通信自成體系，不能互聯(lián)互通；鐵路工種繁多，各部門無線移動通信自成體系，不能互聯(lián)互通；4) 4)模擬無線列調(diào)不能滿足新一代基于通信的列車控制系統(tǒng)模擬無線列調(diào)不能滿足新一代基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)(CBTC)對車對車/ /地地傳輸通道的要求；傳輸通道的要求；5) 5)單信道無線列調(diào)不能滿足客運專線和高速鐵路等現(xiàn)代鐵路運輸?shù)男畔涡诺罒o線列調(diào)不能滿足客運專線和高速鐵路等現(xiàn)代鐵路運輸?shù)男畔⒒吐每头?wù)對車化和旅客服務(wù)對車- -地間傳輸提出的更高要求。地間傳輸提出的更高要求。 2022-1-22581) 1)專門

40、為鐵路服務(wù)是專門為鐵路服務(wù)是GSM-RGSM-R明確的發(fā)展目標，其標準、技術(shù)、設(shè)備、在明確的發(fā)展目標，其標準、技術(shù)、設(shè)備、在鐵路上的應(yīng)用得到歐洲許多國家的驗證，符合高速鐵路、普通鐵路運鐵路上的應(yīng)用得到歐洲許多國家的驗證，符合高速鐵路、普通鐵路運輸?shù)囊螅诘聡?、瑞典等國家也開始商業(yè)運營。輸?shù)囊螅诘聡?、瑞典等國家也開始商業(yè)運營。2) 2)GSMGSM成熟的標準、技術(shù)和良好的工業(yè)是成熟的標準、技術(shù)和良好的工業(yè)是GSM-RGSM-R發(fā)展的基礎(chǔ)。發(fā)展的基礎(chǔ)。GSMGSM被被100100多個國家多個國家200200多個電信運營商采納，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和移動終端在世界多個電信運營商采納，其網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和移動終端

41、在世界上各種地形地物環(huán)境、各種氣候條件下得到了廣泛的驗證，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)上各種地形地物環(huán)境、各種氣候條件下得到了廣泛的驗證，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、建設(shè)、運營維護等方面積累了非常豐富的成功經(jīng)驗。劃、建設(shè)、運營維護等方面積累了非常豐富的成功經(jīng)驗。3) 3)G S M - RG S M - R 可 以 在可 以 在 G S MG S M 基 礎(chǔ) 上 實 現(xiàn) 可 持 續(xù) 發(fā) 展 ， 走基 礎(chǔ) 上 實 現(xiàn) 可 持 續(xù) 發(fā) 展 ， 走 G S M -G S M -R/GPRS/WCDMAR/GPRS/WCDMA發(fā)展的道路，與整個通信產(chǎn)業(yè)保持一致，能夠持續(xù)發(fā)展的道路，與整個通信產(chǎn)業(yè)保持一致，能夠持續(xù)穩(wěn)步地朝著移動分組數(shù)據(jù)、

42、寬帶多媒體、基于穩(wěn)步地朝著移動分組數(shù)據(jù)、寬帶多媒體、基于IPIP的核心網(wǎng)絡(luò)方向融合的核心網(wǎng)絡(luò)方向融合發(fā)展發(fā)展。2022-1-2259根據(jù)國情路情實際出發(fā)，根據(jù)國情路情實際出發(fā)，CTCSCTCS共劃分為五級。共劃分為五級。1) 1)CTCS0CTCS0級：既有線的控車模式，區(qū)間軌道電路級：既有線的控車模式，區(qū)間軌道電路+ +站內(nèi)電碼化站內(nèi)電碼化+ +通用機通用機車信號車信號+ +列車運行監(jiān)控裝置。列車運行監(jiān)控裝置。2) 2)CTCS 1CTCS 1級：基于既有設(shè)備改造的固定閉塞系統(tǒng)，即主體化機車信號級：基于既有設(shè)備改造的固定閉塞系統(tǒng)，即主體化機車信號點式設(shè)備安全型監(jiān)控裝置。點式設(shè)備安全型監(jiān)控裝置

43、。3) 3)CTCS 2CTCS 2級：基于軌道電路信息的固定閉塞系統(tǒng)，地面車載一體化系統(tǒng)級：基于軌道電路信息的固定閉塞系統(tǒng)，地面車載一體化系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計。4) 4)CTCS 3CTCS 3級：基于軌道電路和無線通信（級：基于軌道電路和無線通信（GSM-RGSM-R）的固定閉塞系統(tǒng)。）的固定閉塞系統(tǒng)。5) 5)CTCS 4CTCS 4級：完全基于無線通信（級：完全基于無線通信（GSM-RGSM-R）的移動閉塞系統(tǒng)。）的移動閉塞系統(tǒng)。2022-1-22601) 1)無線列調(diào)；無線列調(diào)；2) 2)無線機車信號；無線機車信號；3) 3)CTCS3/CTCS4CTCS3/CTCS4；4) 4)調(diào)度指令傳

44、輸；調(diào)度指令傳輸；5) 5)尾部風壓檢測傳輸通道；尾部風壓檢測傳輸通道；6) 6)車次號傳遞與列車跟蹤；車次號傳遞與列車跟蹤；7) 7)編組站綜合移動信息系統(tǒng)；編組站綜合移動信息系統(tǒng)；8) 8)機車調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸綜合通道；機車調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸綜合通道；9) 9)旅客列車移動信息服務(wù)通道。旅客列車移動信息服務(wù)通道。2022-1-22611) 1) 無線無線列調(diào)列調(diào) 行車調(diào)度員、車站值班員、司機、運轉(zhuǎn)車行車調(diào)度員、車站值班員、司機、運轉(zhuǎn)車長、助理值班員等，采用熱鍵功能，單鍵長、助理值班員等，采用熱鍵功能，單鍵操作；操作； 保證通話質(zhì)量，滿足調(diào)度電話對呼叫建立保證通話質(zhì)量，滿足調(diào)度電話對呼叫建立時間的要求

45、；時間的要求； “大三角大三角”通信通信 “小三角小三角”通信通信2022-1-22622022-1-22632022-1-2264利用利用GSM-RGSM-R數(shù)據(jù)傳輸通道，代替目前的軌道數(shù)據(jù)傳輸通道，代替目前的軌道電路來傳輸色燈信號：電路來傳輸色燈信號： 基于基于GSM-RGSM-R傳輸平臺，提供車傳輸平臺，提供車- -地之間雙向地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道；安全數(shù)據(jù)傳輸通道； 無盲區(qū)、設(shè)備冗余、加密；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。滿足列車控制響應(yīng)時間的要求。 2022-1-22652022-1-22662022-1-2267調(diào)度員在調(diào)度臺上編輯調(diào)度指令，然后直接發(fā)送到機車上，機車車載臺收到調(diào)度指令后首先自動發(fā)回確認信息，向調(diào)度員表明調(diào)度指令已經(jīng)正確發(fā)送。當司機閱讀后手動按下確認鍵進行人工確認，向調(diào)度員表明司機已經(jīng)閱讀了調(diào)度指令。 2022-1-22682022-1-2269 替代區(qū)間通話柱，滿足緊急救援、應(yīng)急搶替代區(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；險通信指揮的需要，方便靈活； 區(qū)間作業(yè)人員移動通信。區(qū)間作業(yè)人員移動通信。2022-1-2270將尾部風壓數(shù)據(jù)反饋傳輸通道納入將尾部風壓數(shù)據(jù)反饋傳輸通道納入GSM-RGSM-R，避免單獨，避免單獨投資及單獨組網(wǎng)建設(shè)，同時利用投資及單獨組網(wǎng)建設(shè)，同時利用GSM-RGSM-R強大的