第14講 GSM-R通信系統(tǒng)-GSM-R在鐵路中的應(yīng)用講解

第14講GSM-R在鐵路中的應(yīng)用課前提問1、從業(yè)務(wù)角度講，鐵路通信有哪些需求？2、鐵路特色業(yè)務(wù)主要包含哪四種？3、高級(jí)語音呼叫業(yè)務(wù)包含哪三種？4、eMLPP的優(yōu)先級(jí)分為哪七種？如何分配給用戶？5、eMLPP的資源搶占有哪兩種情況？（1）調(diào)度通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)包括列車調(diào)度通信、貨運(yùn)調(diào)度通信、牽引變電調(diào)度通信、其他調(diào)度及專用通信、站場(chǎng)通信、應(yīng)急通信、施工養(yǎng)護(hù)通信和道口通信等。列車調(diào)度通信主要用戶包括列車調(diào)度員、車站（場(chǎng)）值班員、機(jī)車司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長、助理值班員、機(jī)務(wù)段（折返段）調(diào)度員、列車段（車務(wù)段、客運(yùn)段）值班員、機(jī)車調(diào)度員、電力牽引變電所值班員、救援列車主任以及其他相關(guān)人員。無線列調(diào)SSPBTSBSCMSCHLR/AUCSCPFAS調(diào)度員車站值班員VLRGCR大三角小三角司機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)車長無線列調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式主叫方通信范圍被叫方實(shí)現(xiàn)方法行車調(diào)度員調(diào)度范圍某一司機(jī)車次功能號(hào)某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長車次功能號(hào)司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長語音組呼司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長（廣播形式）語音廣播車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長語音組呼所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長語音組呼車站范圍車站值班員、助理值班員、司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車長語音組呼列車司機(jī)調(diào)度范圍行車調(diào)度員基于位置尋址車站范圍車站值班員、助理值班員語音組呼本列車內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)車長完整電話號(hào)碼動(dòng)態(tài)范圍區(qū)域內(nèi)其他司機(jī)語音組呼運(yùn)轉(zhuǎn)車長調(diào)度范圍行車調(diào)度員基于位置尋址車站范圍車站值班員、助理值班員語音組呼本列車內(nèi)列車司機(jī)完整電話號(hào)碼車站值班員調(diào)度范圍行車調(diào)度員完整電話號(hào)碼車站范圍某一司機(jī)車次功能號(hào)所有司機(jī)語音組呼某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長車次功能號(hào)所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長語音組呼所有助理值班員語音組呼所有助理值班員、某一車次的司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長語音組呼某一助理值班員、某一車次的司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長多方通信相鄰車站相鄰車站的車站值班員完整電話號(hào)碼助理值班員車站范圍某一司機(jī)車次功能號(hào)某一運(yùn)轉(zhuǎn)車長車次功能號(hào)所有司機(jī)、所有運(yùn)轉(zhuǎn)車長語音組呼車站值班員、其他助理值班員語音組呼無線列調(diào)的實(shí)現(xiàn)方式（2）車次號(hào)傳送實(shí)現(xiàn)車次號(hào)傳送的目的IP地址自動(dòng)更新。按要求進(jìn)行車次號(hào)信息傳送。進(jìn)行列車停穩(wěn)信息的傳送。對(duì)發(fā)送的車次號(hào)信息、列車停穩(wěn)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。TDCS/CTC向采集處理裝置查詢車次號(hào)信息。（3）調(diào)度命令傳送調(diào)度員向轄區(qū)內(nèi)的運(yùn)行列車發(fā)送調(diào)度命令。車站值班員向轄區(qū)內(nèi)的運(yùn)行列車發(fā)送調(diào)度命令。自動(dòng)向轄區(qū)內(nèi)的運(yùn)行列車發(fā)送列車接車進(jìn)路預(yù)告信息。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)向通過某站的所有列車發(fā)送調(diào)度命令。列車接收調(diào)度命令進(jìn)行自動(dòng)確認(rèn)、司機(jī)簽收。調(diào)度命令發(fā)送方未收到自動(dòng)確認(rèn)信息，應(yīng)自動(dòng)重發(fā)，重發(fā)不超過2次。規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到簽收信息，應(yīng)向調(diào)度命令發(fā)送方提示。操作顯示終端接收到發(fā)給本次列車的調(diào)度命令，在操作顯示終端上顯示并提示司機(jī)簽收調(diào)度命令，司機(jī)根據(jù)需要選擇打印。存儲(chǔ)調(diào)度命令并記錄操作過程，調(diào)度命令信息（含相應(yīng)操作）和接車進(jìn)路預(yù)告信息（含相應(yīng)操作）分別存儲(chǔ)，存儲(chǔ)容量各不小于100條。系統(tǒng)中各終端對(duì)不同的信息種類應(yīng)設(shè)置不同的語音提示。司機(jī)利用操作顯示終端可發(fā)送調(diào)車請(qǐng)求信息。（4）機(jī)車同步操控信息傳送組合列車的主控機(jī)車通過無線方式廣播操控命令，從控機(jī)車根據(jù)接收的操控命令自動(dòng)控制從控機(jī)車實(shí)現(xiàn)同步操作，如同時(shí)加速、減速、制動(dòng)停車。從控機(jī)車傳送本地機(jī)車的狀態(tài)信息到主控機(jī)車。我國大秦線：重載組合列車采用GSM-R網(wǎng)絡(luò)為機(jī)車同步操控信息傳送提供數(shù)據(jù)傳輸通道。機(jī)車同步操控信息傳送BSCBSC…OCUOCUOCUBTSMSCANBTSOCU主控機(jī)車從控機(jī)車1從控機(jī)車2從控機(jī)車3BTSBTSBTSBTSBTSBTS11特點(diǎn)：基于點(diǎn)式應(yīng)答器和連續(xù)軌道電路。應(yīng)用：已經(jīng)在提速線路和客運(yùn)專線獲得成功應(yīng)用，適用于200km/h~250km/h的線路。存在問題：鐵路沿線地面設(shè)備過多---投資高，維護(hù)成本大地面向列車傳送信息的信息量不足實(shí)時(shí)性不夠車地之間不能實(shí)現(xiàn)雙向通信CTCS-2級(jí)列車控制系統(tǒng)12解決方案盡量減少地面設(shè)備采用無線傳輸方式來實(shí)現(xiàn)車地之間的雙向、大容量、實(shí)時(shí)的信息傳遞CTCS-2級(jí)列車控制系統(tǒng)13系統(tǒng)特點(diǎn)：連續(xù)式列車速度監(jiān)控，信息通道是無線通信（GSM-R）方式地面不設(shè)區(qū)間傳統(tǒng)信號(hào)設(shè)備和檢查軌道狀況的設(shè)備列車運(yùn)行控制功能集中于車上，列車具有自行定位的功能，只設(shè)一些固定地面應(yīng)答器用于列車定位校準(zhǔn)CTCS-4級(jí)列車控制系統(tǒng)的出現(xiàn)14列車的位置由列車傳至RBC，并由RBC傳送至后續(xù)列車，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞方式的間隔控制。列車運(yùn)行安全速度是根據(jù)地面設(shè)備傳遞的信息，由車上設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。CTCS-4級(jí)列車控制系統(tǒng)的出現(xiàn)15車地之間大數(shù)據(jù)量的傳輸可以支持高速列車的運(yùn)行需要，列車運(yùn)行的時(shí)速可以達(dá)到350公里以上；取消地面信號(hào)和軌道區(qū)段空閑檢查設(shè)備及相應(yīng)電纜，可以降低設(shè)備成本；可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞方式，使兩列車追蹤間隔大大縮短，提高列車在區(qū)間追蹤運(yùn)行的密度，從而大大提高鐵路運(yùn)輸效率；由于能夠?qū)崿F(xiàn)車地之間的雙向信息傳輸，構(gòu)成了閉環(huán)控制系統(tǒng)，使列車運(yùn)行的安全性大大提高；CTCS-4級(jí)列車控制系統(tǒng)的出現(xiàn)16CTCS-4需要解決最重要的問題是采用無線方式傳輸列控信息的可靠性、實(shí)時(shí)性。對(duì)無線傳輸通道的可靠性和實(shí)時(shí)性沒有十足的把握，所以列車報(bào)告的位置可用性也不確定，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)中間的列車控制等級(jí)，即CTCS-3級(jí)。CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)依然使用準(zhǔn)移動(dòng)閉塞而非移動(dòng)閉塞，并采用成熟的CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)作為后備模式。CTCS-3級(jí)與CTCS-2級(jí)基本類似，只是在CTCS-2級(jí)的基礎(chǔ)上引入RBC實(shí)現(xiàn)了車地雙向通信。CTCS-3的出現(xiàn)17CTCS-3級(jí)各部分功能根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進(jìn)路等信息生成行車許可無線閉塞中心RBC應(yīng)答器通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速傳輸給CTCS-3級(jí)車載設(shè)備通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接受車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息向車載設(shè)備傳輸定位和等級(jí)轉(zhuǎn)換信息向車載設(shè)備傳送線路參數(shù)和臨時(shí)限速等信息，滿足后備系統(tǒng)的需要用于實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備與地面設(shè)備的雙向通信GSM-R核心網(wǎng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)、GPRS子系統(tǒng)、智能網(wǎng)接口GS