高速鐵路第七章

第七章高速鐵路通信系統(tǒng)本章提綱：高速鐵路通信系統(tǒng)概述鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)與組網(wǎng)鐵路綜合數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM-R）概述

鐵路通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)鐵路專用通信業(yè)務(wù)的系統(tǒng)，鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)是其重要組成部分，目前正由模擬通信技術(shù)向數(shù)字通信技術(shù)方向演進(jìn)。高速鐵路通信系統(tǒng)屬于鐵路通信系統(tǒng)，包括有線通信部分與無線通信部分，其中有線通信部分與非高速鐵路通信系統(tǒng)區(qū)別不大，區(qū)別主要體現(xiàn)在無線通信部分。高速鐵路通信系統(tǒng)概述

鐵路專用通信業(yè)務(wù)包括干、局線通信，區(qū)段通信，站場通信，無線專用通信，應(yīng)急通信和列車通信等，其中鐵路運(yùn)輸調(diào)度通信是鐵路專用通信的重要組成部分，下表為鐵路專用通信業(yè)務(wù)分類。

鐵路專用通信業(yè)務(wù)5干、局線通信區(qū)段通信站場通信無線專用通信應(yīng)急通信列車通信區(qū)段調(diào)度通信區(qū)段專用電話區(qū)段數(shù)據(jù)通信1.干線各種調(diào)度通信2.局線各種調(diào)度通信3.干、局線會議電話4.干、局線會議電視

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

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.區(qū)間電話

1.各類MIS信息通信2.電力遠(yuǎn)動(dòng)通道3.紅外線軸溫檢測通道4.信號控制信息通道5.其他控制信息通道

1.站內(nèi)調(diào)度電話2.站場內(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.站場擴(kuò)音對講

1.列車無線調(diào)度電話2.列車無線防護(hù)報(bào)警3.站場無線電話4.鐵路數(shù)字移動(dòng)通訊系統(tǒng)5.公安、工務(wù)對講6.道口無線報(bào)警

1.救援指揮系統(tǒng)電話2.圖像傳輸3.數(shù)據(jù)傳輸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)

調(diào)度通信按鐵路運(yùn)輸指揮系統(tǒng)分干線、局線、區(qū)段三級調(diào)度通信體系：干線調(diào)度通信是鐵道部為統(tǒng)一指揮各鐵路局，協(xié)調(diào)地完成全國鐵路運(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)一指揮所屬調(diào)度區(qū)段及主要站段，協(xié)調(diào)地完成全局運(yùn)輸計(jì)劃，在鐵路局與編組站、區(qū)段站、主要大站之間設(shè)立的各種調(diào)度通信。區(qū)段調(diào)度通信是各調(diào)度區(qū)段為指揮運(yùn)輸生產(chǎn)，在調(diào)度員與所轄區(qū)段的鐵路各中間站按專業(yè)、部門設(shè)置的調(diào)度通信系統(tǒng)，統(tǒng)稱區(qū)段調(diào)度。7鐵路調(diào)度通信設(shè)備的發(fā)展

鐵路調(diào)度通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)根據(jù)鐵路運(yùn)輸調(diào)度體制，分為干線、局線、區(qū)段三層，各層網(wǎng)絡(luò)自成系統(tǒng)獨(dú)立組網(wǎng)，鐵路局和鐵路局下屬的調(diào)度區(qū)段為各層網(wǎng)絡(luò)的相切點(diǎn)。鐵路調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(1)鐵道部干線調(diào)度通信網(wǎng)

鐵道部運(yùn)輸指揮中心設(shè)數(shù)字交換機(jī)，用數(shù)字中繼通道與各鐵路局運(yùn)輸指揮中心的數(shù)字調(diào)度交換機(jī)相連，相鄰鐵路局的數(shù)字調(diào)度交換機(jī)之間也以數(shù)字中繼通道相連作為直達(dá)路由，從而組成一個(gè)復(fù)合星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的干線調(diào)度通信網(wǎng)。(2)鐵路局局調(diào)通信網(wǎng)鐵路局的干調(diào)數(shù)字交換機(jī)用數(shù)字中繼通道與各調(diào)度區(qū)段數(shù)字調(diào)度交換機(jī)（也可利用區(qū)段數(shù)字調(diào)度設(shè)備）相連，構(gòu)成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的局調(diào)調(diào)度通信網(wǎng)。不在調(diào)度區(qū)段指揮中心所在地的局調(diào)分機(jī)，利用區(qū)段數(shù)字調(diào)度通信或?qū)＞€延伸至區(qū)段站、編組站、中間站。。(3)區(qū)段調(diào)度通信網(wǎng)

鐵路局下屬的調(diào)度區(qū)段運(yùn)輸指揮中心設(shè)區(qū)段數(shù)字調(diào)度機(jī)（俗稱主系統(tǒng)），與所轄區(qū)段沿線各中間站車站數(shù)字調(diào)度機(jī)（俗稱分系統(tǒng)），用2M數(shù)字通道呈串聯(lián)型逐站向連，并由末端車站環(huán)回，組成一個(gè)2M自愈環(huán)。區(qū)段內(nèi)所有調(diào)度業(yè)務(wù)（行調(diào)、貨調(diào)、電調(diào)、無線列調(diào)）納入2M數(shù)字環(huán)內(nèi)，一種調(diào)度業(yè)務(wù)固定占有一個(gè)共線時(shí)隙鐵道部運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)鐵路局調(diào)度中心基層調(diào)度網(wǎng)絡(luò)調(diào)度電話是鐵路各級指揮系統(tǒng)使用的封閉式專用電話系統(tǒng)干線調(diào)度電話（部調(diào)）各種業(yè)務(wù)調(diào)度電話區(qū)段調(diào)度一、干線調(diào)度通信

1.干線調(diào)度通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)的組成：鐵路干線調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)由一套西門子Hicom382調(diào)度交換機(jī)，14套Hicom372調(diào)度交換機(jī)，以及外圍設(shè)備調(diào)度功能模塊、調(diào)度臺、多媒體終端、網(wǎng)絡(luò)管理和調(diào)度管理系統(tǒng)等組成。鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)與組網(wǎng)

系統(tǒng)啟動(dòng)：Hicom調(diào)度交換機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)可分為系統(tǒng)的斷電再啟動(dòng)（俗稱冷啟動(dòng)）和非斷電再啟動(dòng)（俗稱熱啟動(dòng)）?？梢杂扇斯せ蛳到y(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)再啟動(dòng)。系統(tǒng)維護(hù)：包括網(wǎng)管維護(hù)、軟件維護(hù)及遠(yuǎn)端維護(hù)等。其系統(tǒng)管理主要對系統(tǒng)的硬件配置變化、分機(jī)終端類型的變更、分機(jī)號碼或性能的改變、服務(wù)等級的增添或修改、通信方式的改變及軟件版本更新等進(jìn)行管理。2.干線調(diào)度通信網(wǎng)

干線調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)由設(shè)在鐵道部的Hicom382數(shù)字調(diào)度交換機(jī)為匯接中心，與設(shè)在各鐵路局的Hicom372數(shù)字調(diào)度交換機(jī)用2M數(shù)字中繼通道相連接。相鄰鐵路局的Hicom372數(shù)字調(diào)度交換機(jī)之間也用2M數(shù)字中繼通道相連作為直達(dá)路由，從而構(gòu)成一個(gè)復(fù)合星型網(wǎng)絡(luò)的干線調(diào)度通信網(wǎng)。編號：干線調(diào)度專用網(wǎng)用戶與局線調(diào)度專用網(wǎng)用戶的電話號碼，全路統(tǒng)一編號，采用五位碼（ABCDE）編號，前兩位AB為調(diào)度局向號，后三位CDE為用戶號，分別以鐵道部、各鐵路局、各調(diào)度區(qū)段為一個(gè)編號區(qū)。

同步方式：網(wǎng)內(nèi)同步采用主從同步方式，鐵道部的Hicom382調(diào)度交換機(jī)配置的時(shí)鐘作為第一從時(shí)鐘，從鐵道部SPC上提取的時(shí)鐘為主時(shí)鐘，各鐵路局Hicom372調(diào)度交換機(jī)通過傳輸通道（PCM30/32的TS0）保持與第一從時(shí)鐘同步。

接口：交換機(jī)之間的局間中繼接口采用30B+D數(shù)字接口，用2M數(shù)字通道相連接。信令：局間信令采用西門子專用ISDN網(wǎng)絡(luò)共路信令（CorNET信令）。在以CorNET互連的Hicom交換機(jī)專網(wǎng)范圍內(nèi)可提供大量公共ISDN網(wǎng)絡(luò)所沒有的服務(wù)，并組成一個(gè)統(tǒng)一的ISDN調(diào)度網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)全部ISDN功能的全網(wǎng)透明傳輸。二、局線調(diào)度通信

鐵路局的局線調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)，在鐵路局匯接中心利用干調(diào)Hicom372調(diào)度交換機(jī)或另設(shè)數(shù)字調(diào)度交換機(jī)與設(shè)在各鐵路調(diào)度區(qū)段的數(shù)字專用通信系統(tǒng)組成。

組網(wǎng)方式

以用戶線方式組網(wǎng)利用干調(diào)通信網(wǎng)中的Hicom372調(diào)度交換機(jī)，直接將局調(diào)用戶用PCM加環(huán)路設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離放號到所轄各調(diào)度區(qū)段。

中繼線方式一組網(wǎng)利用Hicom調(diào)度交換機(jī)系列組網(wǎng)，鐵路局所在地仍利用干調(diào)通信網(wǎng)中的Hicom372調(diào)度交換機(jī)，各調(diào)度區(qū)段設(shè)Hicom315調(diào)度交換機(jī)，各交換機(jī)之間用2M數(shù)字中繼通道相連組成星型局調(diào)網(wǎng)絡(luò)。以中繼方式二組網(wǎng)利用區(qū)段數(shù)字調(diào)度設(shè)備組成局線調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)，在鐵路局所在地設(shè)數(shù)字專用通信主系統(tǒng)與干調(diào)Hicom372調(diào)度交換機(jī)所屬各調(diào)度區(qū)段的區(qū)段調(diào)度設(shè)備主系統(tǒng)之間以2M數(shù)字中繼方式相連，從而構(gòu)成一個(gè)星型的局線調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)編號

局調(diào)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的用戶與干調(diào)網(wǎng)絡(luò)一樣，采用五位碼編號，鐵路局為一個(gè)單獨(dú)編號區(qū)，前兩位為調(diào)度局向號，后三位為用戶號。同步

局調(diào)網(wǎng)內(nèi)同步采用主從同步方式，鐵路局的局調(diào)交換機(jī)配置的時(shí)鐘作為第一從時(shí)鐘，從干調(diào)網(wǎng)內(nèi)鐵路局的Hicom372上提取的時(shí)鐘作為主時(shí)鐘，各鐵路調(diào)度區(qū)段的局調(diào)交換機(jī)通過數(shù)字傳輸通道（PCM30/32的TS0）保持與第一從時(shí)鐘同步。4.信令

鐵路局的局調(diào)設(shè)備與Hicom372調(diào)度交換機(jī)及各調(diào)度區(qū)段的區(qū)段數(shù)字調(diào)度主系統(tǒng)用2M數(shù)字中繼接口相連，采用數(shù)字用戶1號信令（DSS1）。區(qū)段數(shù)字調(diào)度主系統(tǒng)之間（在同一分局內(nèi)）也用2M數(shù)字中繼接口相連，采用數(shù)字用戶1號信令（DSS1）。區(qū)段數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)從主系統(tǒng)到分系統(tǒng)采用內(nèi)部信令。1.區(qū)段數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)區(qū)段數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)的基本原理就是使用計(jì)算機(jī)硬件軟件去控制數(shù)字時(shí)分交換網(wǎng)絡(luò)的交換接續(xù)，來達(dá)到人們期望的通信方式及通信需求。三、區(qū)段數(shù)字調(diào)度通信(1)系統(tǒng)組成數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)一般由數(shù)字調(diào)度主機(jī)、操作臺、集中維護(hù)管理系統(tǒng)等組成。

數(shù)字調(diào)度主機(jī)是為調(diào)度所和站場提供調(diào)度指揮的數(shù)字交換設(shè)備。其主要功能為：網(wǎng)絡(luò)和通道管理、組網(wǎng)、呼叫處理、交換及各種通信業(yè)務(wù)的綜合接入。

數(shù)字調(diào)度主機(jī)系統(tǒng)框圖

控制線網(wǎng)絡(luò)PCM線

操作臺是調(diào)度（值班）員進(jìn)行調(diào)度操作的終端設(shè)備。調(diào)度（值班）員通過操作臺上各按鍵進(jìn)行各種調(diào)度操作，如應(yīng)答來話、單呼組呼全呼用戶、轉(zhuǎn)移或保持來話、召集會議等。集中維護(hù)管理系統(tǒng)由一臺或多臺集中維護(hù)管理終端、打印機(jī)組成。系統(tǒng)運(yùn)用系統(tǒng)運(yùn)用包括單機(jī)運(yùn)用和多機(jī)組網(wǎng)綜合運(yùn)用。單機(jī)運(yùn)用指采用一套主機(jī)，完成單一功能的通信設(shè)施，根據(jù)不同的需求，可在多種場合下使用。如：作為固定交換機(jī)使用和作為站場通信使用。多機(jī)組網(wǎng)綜合運(yùn)用是采用一套主系統(tǒng)和若干套分系統(tǒng)組網(wǎng)，完成多種業(yè)務(wù)的通信設(shè)施。如圖所示，主系統(tǒng)放置于調(diào)度區(qū)段中心調(diào)度所或大型調(diào)度指揮中心，主要用于接入各調(diào)度操作臺和各種調(diào)度電路，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。分系統(tǒng)放置于調(diào)度區(qū)段管轄范圍內(nèi)各車站，通過數(shù)字傳輸通道與主系統(tǒng)相連，主要用于接入車站操作臺、遠(yuǎn)端調(diào)度分機(jī)、站間電話、區(qū)間電話、站場電話等。

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖2.區(qū)段調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)(1)鐵路區(qū)段調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)調(diào)度通信業(yè)務(wù)性質(zhì)、地理位置，以及安全可靠的特殊要求等多方面因素來組建，概括起來有兩大特點(diǎn)：數(shù)字共線型的通信網(wǎng)絡(luò)以2M自愈環(huán)組成區(qū)段調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)區(qū)段調(diào)度通信組網(wǎng)時(shí)，必須根據(jù)數(shù)字傳輸通道和鐵路運(yùn)輸區(qū)段的實(shí)際情況，綜合考慮如何組成2M自愈環(huán)。首先確定一個(gè)自愈環(huán)內(nèi)串接多少個(gè)分系統(tǒng)（車站）對幾種特殊情況的處理樞紐列車調(diào)度臺的組網(wǎng)；具有分支鐵路線的區(qū)段調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)；具有分流線路的區(qū)段調(diào)度通信線路；中間站沒有光纖網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）設(shè)備或2M通道的處理。1.GSM-R背景

GSM-R是國際鐵路聯(lián)盟(UIC)推薦的歐洲鐵路專用移動(dòng)通信系統(tǒng)。它是在GSM蜂窩系統(tǒng)上增加調(diào)度通信功能的一個(gè)綜合專用移動(dòng)通信系統(tǒng)，能滿足國際鐵路聯(lián)