2023學年完整公開課版GSMR系統(tǒng)介紹03

城市軌道交通專用通信設備維護課程GSM-R系統(tǒng)簡介GSM-R系統(tǒng)簡介一、GSM-R系統(tǒng)結構二、GSM-R系統(tǒng)功能三、GSM-R系統(tǒng)承載的業(yè)務(一)中國鐵路對GSM-R系統(tǒng)的應用需求(二)各類應用業(yè)務的GSM-R解決方案

1、調度通信和應急語音通信

2、列控信息傳送

3、機車同步操控

4、調車機車信號和監(jiān)控信息傳送

5、車次號、調度命令、列尾信息傳送

6、站場平面調車(三)GSM-R網絡建設與應用業(yè)務關系

三、GSM-R系統(tǒng)承載的業(yè)務中國鐵路GSM-R應用需求列車運行控制列車調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度通信車次號傳送調度命令列尾信息傳送其他業(yè)務應急語音通信調車機車信號和監(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度通信旅客服務信息已實現(xiàn)(一)中國鐵路對GSM-R系統(tǒng)的應用需求1）列車運行控制信息傳送：是中國列控系統(tǒng)(CTCS3）建設的基本前提。CTCS-3級是基于無線通信的固定閉塞，要求基于無線網絡實現(xiàn)車－地實時、雙向、不間斷的數(shù)據傳送。2）機車同步操控：機車同步操控信息傳送是實現(xiàn)重載運輸?shù)谋匾獥l件。當由多臺機車牽引組合列車時，為了實現(xiàn)牽引過程中同時加速、減速、制動，本務機車和補機機車之間需要通過無線信道實時傳遞控制命令。3）調車機車信號和監(jiān)控信息傳送:實現(xiàn)地面主機對調車機車車載主機的站場調車機車信號、調車作業(yè)通知單和監(jiān)控信息傳送，車載主機接收信息，并進行相應的加工處理，與既有的列車運行監(jiān)控記錄裝置交換顯示，控制機車。1、列車運行控制類（1）調度通信：包括有線調度通信和無線調度通信，無線列車調度大三角（調度員、車站值班員、司機）和小三角（助理值班員、司機、運轉車長）通信是基礎的通信需求。（2）列車無線車次號校核信息傳送：將從機車運行安全監(jiān)控記錄裝置（TAX箱）采集的車次號、機車號、位置（公里標）、機車速度、列車總重、車輛計長、車輛輛數(shù)等車次號信息，通過無線信道，在編組站、沿線車站的規(guī)定位置向車站實時傳送，由CTC（TDCS）系統(tǒng)進行車次號校核。2、列車調度指揮類（3）調度命令信息傳送：調度命令主要包括調度命令、行車憑證、調車作業(yè)單、進路預告信息、調車請求信息等，是調度員或車站值班員向司機下達的書面命令，是列車安全運行的重要依據，此信息應確保實時、可靠地從地面?zhèn)鬟f到運行機車上，運行機車收到調度命令后，應及時把確認信息傳送至地面。（4）站場調度通信：站場調度通信包括車站、駝峰調車、平面調車、貨運、列檢、車號和商檢等站場移動通信業(yè)務，具體包括站場調車語音通信和站場調車數(shù)據傳送。平面調車通信和駝峰調車通信是站場通信最重要的組成部分。（1）列尾信息：列尾信息包括：司機發(fā)送的列車尾部風壓查詢信息、排風制動信息；列尾主機發(fā)送的電池欠壓、主風管風壓異常告警信息。異常情況下，列尾風壓值應自動、間歇﹙間隔不小于10秒﹚循環(huán)多次發(fā)送給機車電臺。（2）晃車信息：在地面維修中心和車載設備之間傳送軌道動態(tài)監(jiān)測數(shù)據。（3）機車工況信息：為確保行車安全，需要在車、地之間實現(xiàn)機車工況、車輛工況和牽引工況等信息的無線傳送。3、列車運行安全監(jiān)控類（1）應急語音通信：應急通信是指鐵路在發(fā)生行車事故及自然災害等公共突發(fā)事件時應提供的通信聯(lián)絡手段，實現(xiàn)事故現(xiàn)場與救援指揮中心以及事故現(xiàn)場救援人員之間的通信。（2）圖象傳送：圖像指包括照片、圖像等在內的數(shù)據通信業(yè)務。（3）旅客服務信息：包括運行列車上的售票補票業(yè)務、旅行信息查詢服務等。4、其他業(yè)務1、調度通信和應急語音通信2、列控信息傳送3、機車同步操控4、調車機車信號和監(jiān)控信息傳送5、車次號、調度命令、列尾信息傳送6、站場平面調車

（二）各類應用業(yè)務的GSM-R解決方案1、調度通信、應急語音通信

調度通信、應急語音通信是基于話音通信、融入了調度功能的業(yè)務需求，是GSM-R網絡通過個呼、組呼、廣播呼等方式實現(xiàn)的。通過定義優(yōu)先級高低，還可以控制不同用戶的講話權限等。BTSBSCMSCGSM-R網絡車站值班員調度員#2調度員#1局級FAS調度通信CIRFAS網絡站段FAS應急通信事故現(xiàn)場手持臺應急指揮中心調度通信、應急語音通信系統(tǒng)圖主要組呼類型：

(1)調度組呼（571）：3級優(yōu)先級，調度員發(fā)起，成員為轄區(qū)內所有車站值班員；

(2)車站基站區(qū)組呼（210）：

3級優(yōu)先級，車站值班員、車站助理值班員、機車司機、運轉車長組成，其中之一發(fā)起；

(3)相鄰三小區(qū)（299）：

0級優(yōu)先級，移動終端發(fā)起（車站助理值班員、工務巡道工、司機、運轉車長、道口值班人員），成員除上述人員，還包括調度員和車站值班員。序

號組呼類型優(yōu)先級號碼發(fā)起者組呼成員覆蓋范圍單網同址雙網單網交織1相鄰三小區(qū)0299車站助理值班員

工務巡道工

司機

運轉車長

道口值班人員車站助理值班員

工務巡道工

司機

運轉車長

道口值班人員

調度員

車站值班員本站，2個鄰站本站，2處鄰站本站，左右各2個鄰站2車站基站區(qū)3210車站值班員

車站助理值班員

機車司機

運轉車長車站值班員

車站助理值班員

機車司機

運轉車長車站基站車站基站車站基站，2個鄰站3調度轄區(qū)3571調度員調度轄區(qū)內所有車站值班員調度轄區(qū)內所有基站2、CTCS-3列控信息傳送線路被劃分為固定位置、固定長度的閉塞分區(qū)某一時刻，一個分區(qū)只能被一列車占用列車間隔以閉塞分區(qū)為單位，與列車在分區(qū)內的實際位置無關軌道電路將閉塞分區(qū)的占用情況發(fā)給RBCCTCS-3仍為固定閉塞CTCS-3級列控系統(tǒng)示意圖

ATPRBC1、列控系統(tǒng)RBC——車載通信單元：移動授權：與前車的距離、行駛速度、進路解鎖時間等；線路數(shù)據：線路長度、起止點坐標、坡度、橋隧信息、牽引換相點數(shù)據等；指令：進入調車模式，人工引導等特殊操作、限速2、車載通信單元——列控系統(tǒng)RBC：列車位置、速度、狀態(tài)（列車本身的編組、長度、制動性能等情況）、列車類型等。列控傳送信息內容：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、信息傳送內容更加豐富；4、列車控制曲線從臺階狀變?yōu)閳A滑的曲線。未來無線列控系統(tǒng)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的比較：1、一般消息2、行車許可MA3、臨時限速4、緊急停車5、會話管理…1、位置報告2、錯誤報告3、會話管理…人機接口DMI基站控制器BSC移動交換中心MSC無線閉塞中心RBC基站BTSCTCS車載通信單元車站聯(lián)鎖CTC調度中心軌道電路應答器TSRTCC車站聯(lián)鎖無線閉塞中心（RBC）臨時限速系統(tǒng)（TSRS）列車位置、速度信息限速信息進路信息軌道電路占用信息速度曲線列車位置、速度信息行車許可列車位置、速度信息

由多臺機車牽引的組合列車，在牽引過程中，必須實現(xiàn)機車同步操控，即多臺機車同時加速、減速、制動，主控機車和從控機車之間需要通信并實時傳遞控制命令，使它們置于同步工況或獨立工況，這就是機車同步操控。3、機車同步操控機車同步操控——概念

從1從2BSCGSM-R交換中心地面應用節(jié)點AN啟動！加速！減速！制動！從1確認從2確認OCU及顯示（主控）①②③④④④⑤機車同步操控4、調車機車信號和監(jiān)控信息傳送GSM-R網無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)地面設備30B+DUmUm······無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)車載設備CIR

RS422車站FAS機車1機車N鐵路局FAS無線調車機車信號和監(jiān)控系統(tǒng)車載設備CIR

RS422RS422E15、車次號、調度命令、列尾信息的傳送車次號校核信息發(fā)送時機：列車進站、出站；進入新的閉塞分區(qū)；機車由非監(jiān)控狀態(tài)進入監(jiān)控狀態(tài)；機車在非監(jiān)控狀態(tài)時速度由0變?yōu)?km/h；列車啟動、停穩(wěn)。調度命令發(fā)送：調度命令信息包含調度命令、行車憑證、調車作業(yè)通知單、調車請求、列車進路預告等信息。調度命令、行車憑證、調車作業(yè)通知單和調車請求按照需要發(fā)送，規(guī)律性不強；進路預告信息在列車通過出發(fā)站的出站信號機時發(fā)送，列車進入區(qū)間后如進路發(fā)生變更，也立即發(fā)送新的進路預告信息。列尾信息發(fā)送時機：機車人工查詢；列車正常運行每兩分鐘1次；列尾主風管風壓低于設定值或電池電量不足報警。

以上三類信息的發(fā)送具有發(fā)送頻繁、每次發(fā)送的數(shù)據量較小、接收實時性要求不高等特點，因此，可采用分組域數(shù)據傳送方式解決這些業(yè)務需求。車次號信息（450MHz傳送方式）CTC/TDCS列調臺1CTC/TDCS列調臺2CTC/TDCS通信服務器CTC/TDCS車站設備1CTC/TDCS車站設備nCTC/TDCS通信服務器監(jiān)測裝置采集編碼器車載設備車站數(shù)據接收解碼器車站數(shù)據接收解碼器調度命令無線轉接器調度命令無線轉接器無線列調電臺無線列調電臺車次號信息調度命令（450MHz傳送方式）CTC/TDCS列調臺1CTC/TDCS列調臺2CTC/TDCS通信服務器CTC/TDCS車站設備1CTC/TDCS車站設備nCTC/TDCS通信服務器監(jiān)測裝置采集編碼器車載設備車站數(shù)據接收解碼器車站數(shù)據接收解碼器調度命令無線轉接器調度命令無線轉接器無線列調電臺無線列調電臺調度命令列尾主機車次號、調度命令、列尾信息的傳送6、站場平面調車

站場平面調車要求網絡:（1）支持小組通話和調車指令的同時傳送；（2）端到端傳輸時延小于500ms；（3）數(shù)據傳輸速率約9kb/s。

GSM-R網絡在組呼狀態(tài)下，利用信令信道傳送調車指令，從而實現(xiàn)調車組成員在進行小組通話的同時傳送調車指令。調車作業(yè)單傳送采用GPRS方式。車號、商檢站場平面調車應用業(yè)務對通信系統(tǒng)可靠性的要求決定GSM-R網絡結構電路域數(shù)據傳送業(yè)務，對網絡的可靠性要求較高，一般視具體情況采用交