城市軌道交通的通信設(shè)備ppt課件

1、城市軌道交通的通訊系統(tǒng)與設(shè)備目錄目錄 概述概述 地鐵通訊主干傳輸網(wǎng)傳輸系統(tǒng)地鐵通訊主干傳輸網(wǎng)傳輸系統(tǒng) 系統(tǒng)系統(tǒng) 廣播系統(tǒng)廣播系統(tǒng) 電視監(jiān)控系統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng) 時鐘系統(tǒng)時鐘系統(tǒng) 無線通訊系統(tǒng)無線通訊系統(tǒng)概述 城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)是直接為軌道交通運營和管理城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)是直接為軌道交通運營和管理效力的效力的,是指揮列車運轉(zhuǎn)、進展運營管理、公務(wù)聯(lián)絡(luò)和傳是指揮列車運轉(zhuǎn)、進展運營管理、公務(wù)聯(lián)絡(luò)和傳送各種信息的重要手段送各種信息的重要手段,是保證列車平安、快速、高效運是保證列車平安、快速、高效運轉(zhuǎn)的不可短少的綜合系統(tǒng)。轉(zhuǎn)的不可短少的綜合系統(tǒng)。 這是一個復(fù)雜的大系統(tǒng)這是一個復(fù)雜的大系統(tǒng),各個部分

2、相互結(jié)合、協(xié)調(diào)各個部分相互結(jié)合、協(xié)調(diào),以完成以完成詳細的功能?，F(xiàn)代城市軌道交通之所以具有快捷、高效、詳細的功能。現(xiàn)代城市軌道交通之所以具有快捷、高效、可靠、平安等眾多的優(yōu)點可靠、平安等眾多的優(yōu)點,是與完善而先進的通訊系統(tǒng)分是與完善而先進的通訊系統(tǒng)分不開的。不開的。 城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)將向兩個方向開展城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)將向兩個方向開展:一是寬帶一是寬帶化趨勢。為了提高各種業(yè)務(wù)的質(zhì)量化趨勢。為了提高各種業(yè)務(wù)的質(zhì)量,勢必要添加帶寬。二勢必要添加帶寬。二是各種新系統(tǒng)的開發(fā)運用。為了不斷完善城市軌道交通的是各種新系統(tǒng)的開發(fā)運用。為了不斷完善城市軌道交通的效力效力,相應(yīng)功能的分系統(tǒng)將不斷交融入

3、現(xiàn)有城市軌道交通相應(yīng)功能的分系統(tǒng)將不斷交融入現(xiàn)有城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)中。訊息通訊系統(tǒng)中。地鐵通訊主干傳輸網(wǎng)地鐵通訊主干傳輸網(wǎng) 現(xiàn)代地鐵的公用通訊網(wǎng)應(yīng)是一個能傳輸言語、圖像、數(shù)據(jù)等各種類型信息的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通訊網(wǎng)。為了使各子系統(tǒng)可以相互聯(lián)絡(luò)，協(xié)同任務(wù)，一個可靠、合理、先進的傳輸主干及組網(wǎng)構(gòu)造是必不可少的。傳輸主干及組網(wǎng)構(gòu)造的優(yōu)劣，直接關(guān)系到各個通訊子系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效能。目前廣泛運用的有以下集中主干網(wǎng)。 SDH 光同步數(shù)字傳送網(wǎng)SDH是由一些網(wǎng)元NE組成、在光纖上進展同步傳輸信息傳輸、復(fù)用和交叉銜接的網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)今天曾經(jīng)非常成熟。 SDH的分插復(fù)用器ADM可以經(jīng)過軟件方式上下電路，省去大量復(fù)

4、用設(shè)備，還具有一定的交叉才干。數(shù)字交叉銜接設(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，經(jīng)過交叉方式進展路由迂回，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)功能，而且，ADM和DXC網(wǎng)管功能較強時，可經(jīng)過網(wǎng)管信道在遠間隔對其進展配置。 ATM 異步轉(zhuǎn)移方式ATM技術(shù)是未來寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的根本傳送方式，它是在同步轉(zhuǎn)移方式STM技術(shù)根底上開展起來的，且進一步改良了SDH傳輸和業(yè)務(wù)銜接方面的弱點，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。 在以ATM為根底的網(wǎng)絡(luò)上，信元的復(fù)用與交換處置方式和所傳送的信息類型語音、數(shù)據(jù)、視頻等無關(guān)。由于ATM網(wǎng)絡(luò)所處置的是方式一樣的固定長度信元，所以可省去許多不用要

5、 的檢驗，能直接運用硬件加快處置速度，并提高了交換與復(fù)用效率。信元的復(fù)用與交換處置 方式與實踐信息類型無關(guān)這一特性，使一樣設(shè)備實際上可處置低頻寬和高頻寬的信息。因此 ，ATM可以按需分配頻寬。同時，由于運用很短的信元和高速傳輸速率，使得傳輸延遲及延遲抖動量都非常小，故ATM的效力范圍非常廣泛。 OTN 西門子公司的開放式傳輸網(wǎng)OTN是一種靈敏和支持多協(xié)議的開放式網(wǎng)絡(luò)。它根據(jù)語音、數(shù)據(jù)、LAN以及視頻等業(yè)務(wù)的相關(guān)規(guī)范設(shè)計了接口卡，從而使符合這些規(guī)范的設(shè)備 可以經(jīng)過OTN結(jié)點機毫無限制地直接互連。假設(shè)能直接接入普通機、數(shù)據(jù)終端設(shè)備、影像設(shè)備攝像機、顯示器等，還可與交換機用戶電路或2Mb/s 的E1

6、口銜接。此外它還提 供帶寬達15kHz的音頻接口，在網(wǎng)絡(luò)方面支持10M/100M以太網(wǎng)的接入。 傳輸系統(tǒng)是城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)的中心,它擔(dān)任為各種運用業(yè)務(wù)提供通道。軌道交通系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)包括:言語、數(shù)據(jù)和圖像。不同業(yè)務(wù)對系統(tǒng)的帶寬、時延、可靠性等各不一樣,這就要求傳輸系統(tǒng)有足夠的靈敏性和可靠性以保證各種業(yè)務(wù)的順利完成。業(yè)務(wù)按不同的類型可分為:車站-中心業(yè)務(wù)和鄰站業(yè)務(wù)兩種。 在軌道交通系統(tǒng)中,需求通訊業(yè)務(wù)的普通是控制中心、車場和各個車站。由于車場和車站業(yè)務(wù)比較類似,可將其歸為同一類業(yè)務(wù)。詳細業(yè)務(wù)流程如以下圖 。 在物理上為了保證傳輸系統(tǒng)的平安可靠在物理上為了保證傳輸系統(tǒng)的平安可靠,須采須采取

7、環(huán)形組網(wǎng)的方案取環(huán)形組網(wǎng)的方案,以利于自動維護的需求。以利于自動維護的需求。這樣這樣,控制中心連同一切的車站和車場組成一控制中心連同一切的車站和車場組成一個自愈環(huán)個自愈環(huán),即使某段光纖壞掉即使某段光纖壞掉,也可保證業(yè)務(wù)在也可保證業(yè)務(wù)在備用通道上正常進展。其實現(xiàn)機制如以下圖備用通道上正常進展。其實現(xiàn)機制如以下圖 。圖中圖中,傳輸環(huán)普通有兩個光纖環(huán)組成傳輸環(huán)普通有兩個光纖環(huán)組成,當(dāng)一個環(huán)當(dāng)一個環(huán)中斷時中斷時,系統(tǒng)自動跳到另一個環(huán)上系統(tǒng)自動跳到另一個環(huán)上, 即圖即圖a 情形情形;而當(dāng)兩個環(huán)在同一個地方斷開時而當(dāng)兩個環(huán)在同一個地方斷開時,那么兩側(cè)的那么兩側(cè)的節(jié)點自動打環(huán)節(jié)點自動打環(huán),構(gòu)成如圖構(gòu)成如圖b

8、 的通路。的通路。 城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)可分為兩部分城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)可分為兩部分:傳輸部分和接入部分。其模型如以下圖。傳輸部分和接入部分。其模型如以下圖。其中其中,傳輸層只擔(dān)任提供各種通道傳輸層只擔(dān)任提供各種通道,保證各種保證各種業(yè)務(wù)能平安可靠的從一個節(jié)點傳到另一個業(yè)務(wù)能平安可靠的從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點節(jié)點;接入層需完成業(yè)務(wù)的接入和業(yè)務(wù)的會接入層需完成業(yè)務(wù)的接入和業(yè)務(wù)的會聚兩個根本功能聚兩個根本功能;然后把會聚好的業(yè)務(wù)交由然后把會聚好的業(yè)務(wù)交由傳輸節(jié)點完成傳輸。傳輸節(jié)點完成傳輸。系統(tǒng)城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)公務(wù)子系統(tǒng)城市軌道交通訊息通訊系統(tǒng)公務(wù)子系統(tǒng), 是軌道交通運營控制的重要通

9、訊是軌道交通運營控制的重要通訊工具。普通公務(wù)系統(tǒng)根據(jù)軌道交通的規(guī)模具有不同的容量。通常情況而工具。普通公務(wù)系統(tǒng)根據(jù)軌道交通的規(guī)模具有不同的容量。通常情況而言言,一個車站根本上為一個一個車站根本上為一個2Mbit 通路通路(30 個個) 。公務(wù)系統(tǒng)可設(shè)。公務(wù)系統(tǒng)可設(shè)12 個交換個交換局局, 通常交換機置于控制中心通常交換機置于控制中心,各個車站經(jīng)過遠端模塊實現(xiàn)的接入。此時各個車站經(jīng)過遠端模塊實現(xiàn)的接入。此時,需運用傳輸系統(tǒng)提供的需運用傳輸系統(tǒng)提供的2Mbit 通道。通道。 公務(wù)系統(tǒng)公務(wù)系統(tǒng)公用系統(tǒng)公用系統(tǒng) 公用系統(tǒng)由樞紐主系統(tǒng)和車站分系統(tǒng)兩級構(gòu)造組成。樞紐主系統(tǒng)和車公用系統(tǒng)由樞紐主系統(tǒng)和車站分系

10、統(tǒng)兩級構(gòu)造組成。樞紐主系統(tǒng)和車站分系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)字傳輸設(shè)備提供站分系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)字傳輸設(shè)備提供2Mbit 數(shù)字通道數(shù)字通道,將調(diào)度、站間、站內(nèi)將調(diào)度、站間、站內(nèi)集中和緊急等業(yè)務(wù)綜合起來集中和緊急等業(yè)務(wù)綜合起來, 便于安裝、調(diào)試、運用、維護和管理。便于安裝、調(diào)試、運用、維護和管理。2Mbit 數(shù)字通道同樣由傳輸系統(tǒng)提供數(shù)字通道同樣由傳輸系統(tǒng)提供,思索到公用系統(tǒng)的小容量特點思索到公用系統(tǒng)的小容量特點,為為了節(jié)約帶寬了節(jié)約帶寬,可采用多個車站組成一個可采用多個車站組成一個2Mbit 環(huán)合用一個環(huán)合用一個2Mbit 通道的通道的方案。方案。公用系統(tǒng)公用系統(tǒng)廣播系統(tǒng) 廣播系統(tǒng)采用二級廣播控制方式廣播系統(tǒng)采用二級

11、廣播控制方式,由控制中由控制中心一級和車站一級組成。心一級和車站一級組成。 普通分為三個部分普通分為三個部分:控制中心廣播系統(tǒng)控制中心廣播系統(tǒng),車站車站廣播系統(tǒng)廣播系統(tǒng)(可根據(jù)實踐需求銜接多個車站子可根據(jù)實踐需求銜接多個車站子系統(tǒng)系統(tǒng)),停車場廣播系統(tǒng)?？刂浦行慕?jīng)過綜合停車場廣播系統(tǒng)?？刂浦行慕?jīng)過綜合接入系統(tǒng)提供的接入系統(tǒng)提供的RS 422 或或RS 485 通道與車通道與車站廣播系統(tǒng)互連。普通情況下站廣播系統(tǒng)互連。普通情況下,廣播業(yè)務(wù)為廣播業(yè)務(wù)為中心到車站的點到多點業(yè)務(wù)中心到車站的點到多點業(yè)務(wù),而中心對車站而中心對車站系統(tǒng)的監(jiān)控維護通道那么為點對點業(yè)務(wù)。系統(tǒng)的監(jiān)控維護通道那么為點對點業(yè)務(wù)?？?/p>

12、制中心廣播系統(tǒng) 控制中心行車調(diào)度員和環(huán)控調(diào)度員可對全線各控制中心行車調(diào)度員和環(huán)控調(diào)度員可對全線各站進展監(jiān)聽及選站和選區(qū)廣播。當(dāng)軌道交通發(fā)站進展監(jiān)聽及選站和選區(qū)廣播。當(dāng)軌道交通發(fā)生缺點或災(zāi)禍時生缺點或災(zāi)禍時,廣播系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為搶險通訊廣播系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)為搶險通訊設(shè)備。停車場廣播系統(tǒng)由值班員、運轉(zhuǎn)值班員設(shè)備。停車場廣播系統(tǒng)由值班員、運轉(zhuǎn)值班員和檢修庫值班員向任務(wù)人員播放車輛調(diào)度、列和檢修庫值班員向任務(wù)人員播放車輛調(diào)度、列車編組等有關(guān)作業(yè)音訊。車編組等有關(guān)作業(yè)音訊。車站廣播系統(tǒng)車站廣播系統(tǒng) 車站廣播系統(tǒng)由控制中心車站廣播系統(tǒng)由控制中心的總調(diào)、列調(diào)、防災(zāi)調(diào)的總調(diào)、列調(diào)、防災(zāi)調(diào)(列調(diào)兼列調(diào)兼) 和各車站的正副

13、和各車站的正副值班員運用值班員運用,為旅客播放為旅客播放列車到發(fā)信息、導(dǎo)向信息列車到發(fā)信息、導(dǎo)向信息及緊急形狀信息等效力音及緊急形狀信息等效力音訊訊,為任務(wù)人員播放作業(yè)為任務(wù)人員播放作業(yè)命令及管理音訊。車站廣命令及管理音訊。車站廣播區(qū)分為上行站臺、下行播區(qū)分為上行站臺、下行站臺、售票區(qū)、站廳、出站臺、售票區(qū)、站廳、出入口和辦公區(qū)等。車站行入口和辦公區(qū)等。車站行車值班員和環(huán)控值班員可車值班員和環(huán)控值班員可經(jīng)過廣播控制臺對本站區(qū)經(jīng)過廣播控制臺對本站區(qū)進展選區(qū)廣播或全站廣播。進展選區(qū)廣播或全站廣播。電視監(jiān)控系統(tǒng)電視監(jiān)控系統(tǒng) 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)作為一種圖像通訊閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)作為一種圖像通訊,具有直觀、

14、實時具有直觀、實時的動態(tài)圖像監(jiān)視、記錄和跟蹤控制等獨特功能的動態(tài)圖像監(jiān)視、記錄和跟蹤控制等獨特功能,是通訊是通訊指揮系統(tǒng)的重要組成部分指揮系統(tǒng)的重要組成部分,具有其獨特的指揮和管理效具有其獨特的指揮和管理效能能,已成為城市軌道交通實現(xiàn)自動化調(diào)度和管理的必備已成為城市軌道交通實現(xiàn)自動化調(diào)度和管理的必備設(shè)備。設(shè)備。 軌道交通電視監(jiān)控系統(tǒng)為二級構(gòu)造軌道交通電視監(jiān)控系統(tǒng)為二級構(gòu)造,分為車站電視監(jiān)分為車站電視監(jiān)控和控制中心電視監(jiān)控。車站攝像機輸出的圖象信號控和控制中心電視監(jiān)控。車站攝像機輸出的圖象信號分成兩路分成兩路,一路送車站控制器一路送車站控制器,車站值班員可選擇本站不車站值班員可選擇本站不同位置攝

15、像機的圖像。另一路送車站前端處置機進展同位置攝像機的圖像。另一路送車站前端處置機進展圖像編碼、緊縮圖像編碼、緊縮,然后經(jīng)傳輸系統(tǒng)送至控制中心然后經(jīng)傳輸系統(tǒng)送至控制中心,在控制在控制中心解碼后送至圖像監(jiān)視器?？刂浦行男熊囌{(diào)度員可中心解碼后送至圖像監(jiān)視器。控制中心行車調(diào)度員可選擇任一車站的任何一個攝像機的圖像信號選擇任一車站的任何一個攝像機的圖像信號,也可將車也可將車站幾路圖像信號送至控制中心。彩色圖像信號的傳送站幾路圖像信號送至控制中心。彩色圖像信號的傳送普通采用普通采用MPEG-2 圖像編碼技術(shù)。圖像編碼技術(shù)。 車站電視監(jiān)控控制中心電視監(jiān)控時鐘系統(tǒng)主要由控制中心設(shè)備包括時鐘系統(tǒng)主要由控制中心設(shè)

16、備包括GPS/CCTV信號接受單元、主信號接受單元、主備一級母鐘系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、車站車輛段主備二級母鐘、備一級母鐘系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、車站車輛段主備二級母鐘、子鐘及傳輸通道等構(gòu)成。子鐘及傳輸通道等構(gòu)成。中心母鐘：接納中心母鐘：接納GPS規(guī)范時間信號、規(guī)范時間信號、CCTV規(guī)范時間信號，將本規(guī)范時間信號，將本身的時間精度與規(guī)范信號同步，中心母鐘經(jīng)過傳輸通道向各身的時間精度與規(guī)范信號同步，中心母鐘經(jīng)過傳輸通道向各車站的二級母鐘傳送，一致校準(zhǔn)二級母鐘。并將同步信號經(jīng)車站的二級母鐘傳送，一致校準(zhǔn)二級母鐘。并將同步信號經(jīng)過接口送給監(jiān)測系統(tǒng)及其他系統(tǒng)，為其它系統(tǒng)提供時間信號過接口送給監(jiān)測系統(tǒng)及其他系統(tǒng)，為其它

17、系統(tǒng)提供時間信號二級母鐘：接納中心母鐘發(fā)出的規(guī)范時間碼信號，實現(xiàn)與中心二級母鐘：接納中心母鐘發(fā)出的規(guī)范時間碼信號，實現(xiàn)與中心母鐘隨時堅持同步，并產(chǎn)生輸出時間驅(qū)動信號，用于驅(qū)動本母鐘隨時堅持同步，并產(chǎn)生輸出時間驅(qū)動信號，用于驅(qū)動本站一切的子鐘，并能向中心設(shè)備回饋車站子系統(tǒng)及本站子鐘站一切的子鐘，并能向中心設(shè)備回饋車站子系統(tǒng)及本站子鐘的任務(wù)信息。的任務(wù)信息。子鐘：接納二級母鐘發(fā)出的時間驅(qū)動脈沖信號，進展時間信息子鐘：接納二級母鐘發(fā)出的時間驅(qū)動脈沖信號，進展時間信息顯示，并將本身形狀信息回饋給二級母鐘。顯示，并將本身形狀信息回饋給二級母鐘。時鐘系統(tǒng)無線通訊系統(tǒng) 無線通訊系統(tǒng)為行車調(diào)度員與司機、車站值

18、班員與無線通訊系統(tǒng)為行車調(diào)度員與司機、車站值班員與司機、司機與司機以及公安、環(huán)控、維修等用戶提司機、司機與司機以及公安、環(huán)控、維修等用戶提供挪動通訊手段。無線通訊將主要采用數(shù)字集群式供挪動通訊手段。無線通訊將主要采用數(shù)字集群式調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng),信道集中控制方式。集群式調(diào)度系統(tǒng)由挪信道集中控制方式。集群式調(diào)度系統(tǒng)由挪動交換控制器、基站、中繼器、漏泄同軸電纜、車動交換控制器、基站、中繼器、漏泄同軸電纜、車載臺、便攜臺和有線傳輸通道組成載臺、便攜臺和有線傳輸通道組成,可采用單基站大可采用單基站大區(qū)制或多基站小區(qū)制。無線調(diào)度系統(tǒng)分為行車調(diào)度、區(qū)制或多基站小區(qū)制。無線調(diào)度系統(tǒng)分為行車調(diào)度、環(huán)控調(diào)度、公安

19、調(diào)度和維修調(diào)度等通話組。組間不環(huán)控調(diào)度、公安調(diào)度和維修調(diào)度等通話組。組間不能交叉呼叫能交叉呼叫,各組享有不同的優(yōu)先權(quán)各組享有不同的優(yōu)先權(quán), 不同的無線用戶不同的無線用戶也擁有不同的優(yōu)先權(quán)。也擁有不同的優(yōu)先權(quán)。 目前，在全球范圍內(nèi)，運用較多處理公用無線調(diào)目前，在全球范圍內(nèi)，運用較多處理公用無線調(diào)度通訊的技術(shù)體制大約有三種：度通訊的技術(shù)體制大約有三種：GSM-R、TETRA數(shù)數(shù)字集群及字集群及MPT1327模擬集群體制模擬集群體制 GSM-R是在公網(wǎng)是在公網(wǎng)GSM技術(shù)根底上交融了調(diào)度通訊技術(shù)根底上交融了調(diào)度通訊功能的專門用于鐵路無線通訊的數(shù)字集群信號系統(tǒng)功能的專門用于鐵路無線通訊的數(shù)字集群信號系統(tǒng)

20、。在歐洲高速鐵路大量運用，但少用于間隔短、密。在歐洲高速鐵路大量運用，但少用于間隔短、密度大的城市軌道交通。度大的城市軌道交通。 TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)和數(shù)字集群系統(tǒng)和MPT1327模擬集群系統(tǒng)都可模擬集群系統(tǒng)都可以滿足地鐵的要求，但選用以滿足地鐵的要求，但選用TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)。數(shù)字集群系統(tǒng)。 1、模擬系統(tǒng)不及數(shù)字系統(tǒng)的利用率高，數(shù)字通訊、模擬系統(tǒng)不及數(shù)字系統(tǒng)的利用率高，數(shù)字通訊技術(shù)終歸是未來的開展方向。技術(shù)終歸是未來的開展方向。 2、北京、上海、廣州等都是用了、北京、上海、廣州等都是用了TETRA數(shù)字集群系數(shù)字集群系統(tǒng)，為了一致思索。統(tǒng)，為了一致思索。上海地鐵二號線上海地鐵二號線A TC 信號系統(tǒng)中信號系統(tǒng)中TWC 子系統(tǒng)子系統(tǒng)硬件設(shè)備硬件設(shè)備 軌旁軌旁TWC 與車載與車載TWC 之之