GSM-R方案設(shè)計

1、客專GSM-R應(yīng)用系統(tǒng)原理方案設(shè)計 一 GSM-R的業(yè)務(wù)模型 GSM-R是專門為鐵路通信設(shè)計的綜合專用數(shù)字移動通信系統(tǒng)，它基于GSM的基礎(chǔ)設(shè)施及其提供的ASCI（先進(jìn)語音呼叫業(yè)務(wù)），其中包括eMLPP（增強(qiáng)多優(yōu)級與強(qiáng)拆）、VGCS（語音組呼）和VBS（語音廣播），并提供鐵路特有的調(diào)度業(yè)務(wù)，包括：功能尋址、功能號表示、接入矩陣和基于位置的尋址；并以此作為信息化平臺，使鐵路部門用戶可以在此平臺上開發(fā)各種鐵路應(yīng)用。圖1-1為GSM-R系統(tǒng)的業(yè)務(wù)模型層次結(jié)構(gòu)圖，因此，GSM-R的業(yè)務(wù)模型可以概括為： GSM-R業(yè)務(wù)=GSM業(yè)務(wù)+語音調(diào)度業(yè)務(wù)+鐵路應(yīng)用 調(diào)度通信列車自動控制平面調(diào)車遠(yuǎn)程控制軌道維護(hù)鐵路緊

2、急通信高速數(shù)字通信尾部風(fēng)壓檢測區(qū)間移動通信旅客業(yè)務(wù)圖1-1 GSM-R系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型示意圖二 GSM-R在鐵路中的應(yīng)用2.1 調(diào)度通信 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)度及專業(yè)通信、站場通信、應(yīng)急通信、施工養(yǎng)護(hù)通信和道口通信等。利用GSM-R進(jìn)行調(diào)度通信系統(tǒng)組網(wǎng)，既可以完全利用無線方式，也可以同有線方式結(jié)合起來，共同完成調(diào)度通信任務(wù)。事實上，在鐵路上的有線通信已經(jīng)比較完善，因此完全可以利用現(xiàn)有的有線資源，構(gòu)成GSM-R+FAS（固定用戶接入交換機(jī)）的無線/有線混合網(wǎng)絡(luò)。這種混合網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)主要由NSS（包括MSC、HLR、AUC、VLR、GCR等）、BSS（

3、包括BSC、BTS）、OSS、固定用戶接入交換機(jī)（Fixed Access Switching，F(xiàn)AS）、調(diào)度臺、車站臺，機(jī)車綜合通信設(shè)備、作業(yè)手持臺（Operational Purpose Handset，OPH）及其固定終端等構(gòu)成，系統(tǒng)構(gòu)成及組網(wǎng)方式如圖2-1所示。BSSMSCMSCMSCMSCFAS鐵路局FAS車站值班員FAS車站值班員調(diào)度臺FAS鐵路局調(diào)度臺鐵道部FAS列車圖2-1 GSM-R調(diào)度通信系統(tǒng)構(gòu)成及組網(wǎng)方式示意圖鐵路沿線采用無線覆蓋，機(jī)車上采用無線終端，即機(jī)車綜合通信設(shè)備，而車站臺和調(diào)度臺都是有線終端。采用有線/無線組網(wǎng)方式。在鐵道部、鐵路局設(shè)置FAS，就近與MSC連接；沿

4、線車站根據(jù)需要設(shè)置FAS，接入局FAS，既有線干調(diào)網(wǎng)、數(shù)字區(qū)段調(diào)度應(yīng)改造升級后接入GSM-R網(wǎng)絡(luò)，其中車站臺和調(diào)度臺通過FAS連接到GSM-R MSC上，從而實現(xiàn)有線和無線用戶的通信。1 列車調(diào)度通信概述列車調(diào)度通信是重要的鐵路行車通信系統(tǒng)，負(fù)責(zé)列車的位置和運(yùn)行防線，其主要用戶包括列車調(diào)度員、車站（場）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。列車調(diào)度通信系統(tǒng)的主要問題是解決“大三角”和“小三角”通信，“大三角”通信是指列車調(diào)度員、車長值班員和機(jī)車司機(jī)之間的通信；“小三角”通信

5、是指車長值班員、機(jī)車司機(jī)和運(yùn)轉(zhuǎn)車長之間的通信。2 采用GSM-R網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)列車調(diào)度通信功能GSM-R除支持所有的GSM電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)外，為了滿足鐵路指揮調(diào)度的需求，增加了集群通信功能，在GSM標(biāo)準(zhǔn)中定義為高級語音呼叫項目，即ASCI（Advanced Speech Call Item）功能。它包括三種業(yè)務(wù)：優(yōu)先級業(yè)務(wù)eMLPP（Enhanced Multi-Level Precedence and Pre-emption）、語音組呼叫業(yè)務(wù)（Voice Group Call Service）和語音廣播業(yè)務(wù)VBS（Voice Broadcast Service）。除了包含這三種業(yè)務(wù)外，為了實現(xiàn)鐵

6、路運(yùn)營應(yīng)用，GSM-R還包含另外一些鐵路所特有的功能，及功能尋址，基于位置的尋址等。（1）優(yōu)先級業(yè)務(wù) eMLPP業(yè)務(wù)規(guī)定了在呼叫建立或越區(qū)切換時呼叫接續(xù)的不同優(yōu)先級，以及資源不足時的資源搶占能力。這種業(yè)務(wù)提供了一種強(qiáng)制能力符合列車調(diào)度通信的調(diào)度特點(diǎn)。（2）語音組呼業(yè)務(wù)（VGCS）語音組呼業(yè)務(wù)（VGCS）是指一種由多發(fā)參加（GSM-R移動臺或固網(wǎng)電話）的語音通信方式，其中一人講話、多發(fā)聆聽，工作于半雙工模式下。發(fā)起VGCS呼叫時，可用一個組功能碼（組ID）來呼叫所有該組成員。組ID標(biāo)識該組的功能，既由哪些身份的成員參加；組呼區(qū)域是指VGCS通信說覆蓋的地理范圍，以無線蜂窩小區(qū)為基本單位。組ID與

7、組呼區(qū)域的結(jié)合稱作組呼參考，即組呼參考惟一的確定一個VGCS通信。呼叫建立之后，講話人可以改變，一旦VGCS發(fā)起停止講話，系統(tǒng)示意其釋放上行信道，所有的組內(nèi)成員都能接到通知，如果其他人想成為下一個講話人，可使用PTT功能來申請上行信道。（3）語音廣播呼叫（VBS）語音廣播呼叫允許一個業(yè)務(wù)用戶，將話音或其他用話編碼傳輸?shù)男盘柊l(fā)送到某一個預(yù)先定義的地理區(qū)域內(nèi)的所有用戶或者用戶組。顯然，它工作于單工模式下。VBS中的講話沒有像VGCS中的角色轉(zhuǎn)換，就是說，講話者（發(fā)起者）只能講，聽話者（接收者）只能聽，因而可以看作是VGCS的最簡單形式。它也是用組功能（組ID）來呼叫所有該組成員。同VGCS一樣，語

8、音廣播呼叫也提供了點(diǎn)對多呼叫的能力，適用于鐵路的行車調(diào)度。（4）功能尋址（FA） 功能尋址是指用戶可以由它們當(dāng)時所擔(dān)當(dāng)?shù)墓δ芙巧?，而不是它們所使用的終端設(shè)備的號碼來尋址。在同一時刻，至少可以為一個用戶分配若干功能地址，但只能將一個功能地址分配給一個用戶。用戶可以向網(wǎng)絡(luò)注冊和注銷功能地址。（5）基于位置的尋址（LDA）基于位置的尋址是指網(wǎng)絡(luò)將移動用戶發(fā)起的用于特定功能的呼叫，路由到一個與該用戶當(dāng)前所處位置相關(guān)的目的地址，正確的調(diào)度員或者車站值班員由主叫移動用戶當(dāng)時所處的位置來確定。列車調(diào)度的語音通信需求可以歸結(jié)為：點(diǎn)對點(diǎn)通信，多方通信，語音組呼，語音廣播呼叫。點(diǎn)對點(diǎn)通信，移動臺呼叫固定臺，即從移

9、動臺到固定臺的尋址，由于固定臺位置是不動的，故可以采用基于位置的尋址；固定臺到移動臺，移動臺處于不斷移動的狀態(tài)，故不能采用基于位置的尋址，而采用功能尋址。2.2 列車自動控制車地之間的信息傳輸通道采用雙向無線通信。地面控制中心或基站所發(fā)出信號由列車上的天線接收。基于GSM-R傳輸平臺，提供車地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道。準(zhǔn)確的定位由GPS或其他的定位服務(wù)經(jīng)GSM-R傳輸獲得，ATC將最終代替現(xiàn)有的信號和列車控制系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)成及組網(wǎng)方式如圖2-2所示。RBCISDN服務(wù)器移動交換中心TRAUBSCGSM-R室內(nèi)設(shè)備光傳輸GSM-R軌旁設(shè)備GSM-R軌旁設(shè)備GSM-R軌旁設(shè)備GSM-R軌旁設(shè)備GSM

10、-R軌旁設(shè)備BTSBTSBTSBTSBTS光傳輸光傳輸光傳輸光傳輸光傳輸GSM-R場強(qiáng)覆蓋場強(qiáng)門限GSM-R移動終端列控車載設(shè)備圖2-2 GSM-R列車自動控制系統(tǒng)構(gòu)成及組網(wǎng)方式中國列車控制系統(tǒng)（CTCS）是在采用傳統(tǒng)的閉塞系統(tǒng)或者移動閉塞系統(tǒng)的條件下，增加列車自動控制功能的超速防護(hù)系統(tǒng)。同時，它也是一個駕駛輔助系統(tǒng)，幫助司機(jī)以安全的方式駕駛列車。根據(jù)國情路情實際出發(fā)，CTCS共劃分為5級。其中CTCS3級（基于軌道電路和無線通信的固定閉塞系統(tǒng)）和CTCS4級（完全基于無線通信的移動閉塞系統(tǒng)）與GSM-R有著密切關(guān)聯(lián)。CTCS3級系統(tǒng)是一個基于軌道電路和無線通信系統(tǒng)（GSM-R）的列車運(yùn)行控制

11、系統(tǒng)。在CTCS3級系統(tǒng)中，車載設(shè)備應(yīng)與地面設(shè)備配合工作，列車按固定閉塞方式運(yùn)行，由無線閉塞中心（RBC）控制，利用無線通信系統(tǒng)（GSM-R）在車地之間雙向傳輸信息，車載設(shè)備無線通信模塊，應(yīng)答器作為定標(biāo)設(shè)備。機(jī)車信號為主體信號，可以取消地面信號。另外，利用軌道電路或記軸設(shè)備進(jìn)行軌道占用及列車完整性檢查，但它們不屬于CTCS3級的設(shè)備。CTCS4級是一個完全基于無線通信（GSM-R）的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有移動自動閉塞的特征。區(qū)間占用靠GPS和GSM-R實時數(shù)據(jù)傳輸解決（站內(nèi)仍需軌道電路）。列車完整性檢查、定位校核分別靠車載設(shè)備和點(diǎn)式設(shè)備實現(xiàn)，使得室外設(shè)備減少到最低程度。采用GSM-R實現(xiàn)

12、車地間雙向無線數(shù)據(jù)傳輸，代替目前的用軌道電路來傳輸色燈信號的指令，是基于無線通信系統(tǒng)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，它具有以下明顯的優(yōu)勢：·基于GSM-R傳輸平臺，提供車地之間雙向安全數(shù)據(jù)傳輸通道；·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。2.3 平面調(diào)車調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控信息傳送系統(tǒng)主要功能是提供調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控信息傳輸通道，實現(xiàn)地面設(shè)備和多臺車載設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸，并能夠存儲進(jìn)入和退出調(diào)車模式的有關(guān)信息。多臺調(diào)車機(jī)同時作業(yè)時，地面設(shè)備使用連選功能，與每臺車載設(shè)備分別建立電路連接。GSM-R調(diào)車機(jī)車信號與監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成見圖2-3，包括調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控

13、車載設(shè)備（簡稱車載設(shè)備）、調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控地面設(shè)備（簡稱地面設(shè)備）、GSM-R網(wǎng)絡(luò)和GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備。 地面設(shè)備RS-422車載設(shè)備1GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備1 GSM-R網(wǎng)絡(luò)RS-422車載設(shè)備1GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備2 圖2-3 GSM調(diào)車機(jī)車信號和監(jiān)控信息傳送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖為保證可靠性，系統(tǒng)通信方式采用點(diǎn)對點(diǎn)電路連接，當(dāng)GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備接收到車載設(shè)備發(fā)送的進(jìn)入調(diào)車監(jiān)控模式命令時，自動按分配給地面設(shè)備的功能號進(jìn)行基于位置的呼叫，GSM-R網(wǎng)絡(luò)接受到功能號呼叫后將路由指向?qū)?yīng)的地面設(shè)備，在地面設(shè)備與車載設(shè)備之間建立一條電路鏈路，同時操作顯示終端提示處于調(diào)車監(jiān)控模式。地

14、面設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時根據(jù)信息內(nèi)容中的機(jī)車號選擇對應(yīng)的端口將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備接收到數(shù)據(jù)后按照目的端口碼轉(zhuǎn)發(fā)給車載設(shè)備。車載設(shè)備將數(shù)據(jù)通過已建立的數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送給GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備，GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備再把數(shù)據(jù)通過鏈路發(fā)送到地面設(shè)備。當(dāng)GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備接收到車載設(shè)備發(fā)送的退出調(diào)車監(jiān)控模式命令時，GSM-R機(jī)車綜合通信鏈路設(shè)備則釋放電路鏈路。2.4 遠(yuǎn)程控制長期以來地面信號發(fā)碼設(shè)備的維護(hù)技術(shù)手段以現(xiàn)存的電務(wù)試驗車、人工添乘觀察為主，存在監(jiān)測間隔長、無法遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)測等局限，已不能適應(yīng)鐵路發(fā)展的需要。隨著JT1-CZ2000機(jī)車信號車載系統(tǒng)和無線通信、計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)

15、用與發(fā)展，尤其是基于GSM的機(jī)車信號遠(yuǎn)程監(jiān)測控制裝置，對提升機(jī)車信號設(shè)備的管理和維護(hù)水平，實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)修，提高地面、車載系統(tǒng)的綜合可靠性，具有較大的現(xiàn)實意義并具備良好的示范效應(yīng)。基于GSM-R的機(jī)車信號遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)測控制系統(tǒng)由車載和地面兩部分構(gòu)成。車載終端與地面設(shè)備通過GPRS與GSM-R構(gòu)成星形網(wǎng)絡(luò)，采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2-4所示。車載終端采集機(jī)車信號的輸出信息和工作狀態(tài)、軌道電路信號及TAX機(jī)車輔助信息等，并將這些數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)給地面設(shè)備，通過服務(wù)端與客戶端的數(shù)據(jù)處理與顯示，實時提供機(jī)車信號的運(yùn)用狀態(tài)。TAX輔助信息軌信道號電參路數(shù)機(jī)工車作信狀號態(tài)機(jī)輸車出信信號

16、息GSM-RGPRS遠(yuǎn)程監(jiān)測控制客戶端遠(yuǎn)程監(jiān)測控制車載終端GSM-R有線專網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測控制客戶端遠(yuǎn)程監(jiān)測控制數(shù)據(jù)服務(wù)器圖2-4 基于GSM-R的機(jī)車信號遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)測控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖遠(yuǎn)程動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)包括：地面軌道電路信號，信號載頻、信號低頻、信號幅度等；機(jī)車信號設(shè)備輸出信息，燈位、速度等級、絕緣節(jié)等；機(jī)車信號設(shè)備工作狀態(tài)數(shù)據(jù)，主機(jī)狀態(tài)、電源狀況、信號制式、司機(jī)室溫度、譯碼設(shè)置等；機(jī)車安全信息綜合監(jiān)測控制裝置數(shù)據(jù)信息，車次號、車站號、公里標(biāo)、速度、機(jī)車號、信號機(jī)等。2.5 軌道維護(hù) 地震、強(qiáng)風(fēng)、暴雨洪水等這些災(zāi)害，目前人類還難以抗拒，對列車軌道有一定的影響，因此應(yīng)用GSM-R結(jié)合提速線路通過地區(qū)實際可

17、能發(fā)生的災(zāi)害，建立相應(yīng)的監(jiān)測、預(yù)警系統(tǒng)并制定各種預(yù)防措施，控制列車運(yùn)行速度，防止事故發(fā)生和避免災(zāi)害破壞，是現(xiàn)代鐵路中不可缺少的重要措施。該軌道監(jiān)測系統(tǒng)利用安裝在軌道上的各種傳感器監(jiān)測軌道狀態(tài)，在軌道發(fā)生損壞后短短的幾秒鐘到十幾秒后，軌道的實時狀態(tài)通過GSM-R信號傳輸設(shè)備傳送到沿線無線基站，進(jìn)一步傳送到綜合調(diào)度中心，來控制列車減速或停止運(yùn)行和盡快安排進(jìn)行搶修，恢復(fù)運(yùn)營。圖2-5為GSM-R軌道監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。行車調(diào)度臺綜合調(diào)度中心列車運(yùn)行計劃車站綜合信息系統(tǒng)綜合維修沿線無線基站軌溫傳感器信息顯示電力維修記錄儀洪水測量旅客服務(wù)調(diào)度臺信號處理信號傳輸設(shè)備信息傳送報警裝備鋼軌應(yīng)力傳感器道床狀態(tài)信

18、息輸入設(shè)備列車防撞監(jiān)控圖2-5 軌道監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.6 鐵路緊急通信 應(yīng)急通信系統(tǒng)是當(dāng)發(fā)生自然災(zāi)害或突發(fā)事件等影響鐵路運(yùn)輸?shù)木o急情況時，為確保實時救援指揮通信需要，在突發(fā)事件現(xiàn)場與救援中心之間，以及現(xiàn)場內(nèi)部建立語音、圖像、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它是鐵路戰(zhàn)備通信系統(tǒng)的重要組成部分，應(yīng)做到迅速準(zhǔn)確、可靠暢通、機(jī)動靈活?；贕SM-R移動通信的應(yīng)急通信系統(tǒng)話音業(yè)務(wù)包括鐵路緊急呼叫和eMLPP業(yè)務(wù)，鐵路緊急呼叫是指具有“鐵路緊急優(yōu)先級”的呼叫，用于通知司機(jī)、調(diào)度員和其他處于危險級別的相關(guān)人員，要求停止在預(yù)先指定地區(qū)內(nèi)的用戶或用戶組，所有鐵路緊急呼叫都應(yīng)使用GSM語音組呼規(guī)范。eMLPP業(yè)務(wù)規(guī)定了在呼叫建立時

19、的不同優(yōu)先級，以保障通信的快捷暢通。eMLPP業(yè)務(wù)的實現(xiàn)需要GSM-R網(wǎng)絡(luò)的支持，對于每個用戶，需要在HLR、VLR、GCR（組呼寄存器）、SIM卡中存儲相關(guān)的優(yōu)先級信息。HLR中需要存儲每個用戶的如下信息：eMLPP邏輯狀態(tài)，如是否簽約、是否注冊、是否激活等；用戶所簽約的最高優(yōu)先級；用戶所定義的缺省優(yōu)先級。用戶所定義的默認(rèn)優(yōu)先級是用戶發(fā)起呼叫時的默認(rèn)選擇，用戶可以通過一個注冊過程向網(wǎng)絡(luò)定義此缺省優(yōu)先級。如果用戶簽約了eMLPP業(yè)務(wù)，當(dāng)用戶注冊到VLR時，HLR需要向VLR傳送該用戶的eMLPP邏輯狀態(tài)、可用的最高優(yōu)先級和用戶定義的缺省優(yōu)先級等信息。圖2-6顯示了在eMLPP可用邏輯狀態(tài)之間的

20、成功轉(zhuǎn)移情況。請求，注冊，激活并操作，應(yīng)答請求 未請求，未注冊，未激活，無應(yīng)答撤銷圖2-6 eMLPP的狀態(tài)轉(zhuǎn)移模式2.7 高速數(shù)字通信GSM-R車次號傳輸與列車停穩(wěn)信息對鐵路運(yùn)輸管理和行車安全具有重要的意義，它可通過基于GSM-R電路交換技術(shù)的數(shù)據(jù)采集傳輸應(yīng)用系統(tǒng)來實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，也可以采用GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)）方式（用戶數(shù)據(jù)報UDP協(xié)議）來實現(xiàn)。系統(tǒng)由GSM-R網(wǎng)絡(luò)（疊加GPRS）、監(jiān)控數(shù)據(jù)采集處理裝置、GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備、TDCS（列車調(diào)度指揮系統(tǒng)）/CTC（調(diào)度集中）設(shè)備等組成。系統(tǒng)構(gòu)成見圖2-7。GSM-R網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)TDCS通信服務(wù)器TDCS行車調(diào)度臺UmTDCS車站

21、設(shè)備···RS-422機(jī)車綜合通信設(shè)備采集處理裝 置TDCS車站設(shè)備圖2-7 GSM-R高速數(shù)字通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)當(dāng)通信方式為GPRS方式時，該系統(tǒng)可實現(xiàn)車次號傳送的目的地IP地址自動更新，按要求進(jìn)行車次號 信息和列車停穩(wěn)信息傳送，能對發(fā)送的車次號信息、列車停穩(wěn)信息進(jìn)行存儲，TDCS/CTC可向采集處理裝置查詢車次號信息。通信過程如下：采集處理裝置在安裝前需要進(jìn)行歸屬目的IP地址的設(shè)置。采集處理裝置開機(jī)后與GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備握手，按照設(shè)置的歸屬目的IP地址向TDCS/CTC申請車次號傳送的當(dāng)前目的IP地址。當(dāng)TDCS判斷運(yùn)行列車即將離開管轄區(qū)時，將接管轄區(qū)的目的

22、的IP地址發(fā)送給運(yùn)行列車的采集處理裝置，采集處理裝置則根據(jù)該信息進(jìn)行目的IP地址的更新。采集處理裝置則根據(jù)該信息進(jìn)行目的IP地址的更新。采集處理裝置接收機(jī)車安全信息綜合監(jiān)測裝置廣播的信息進(jìn)行實時分析，通過GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備發(fā)送一次車次號信息。列車停穩(wěn)時采集處理裝置向CTC發(fā)送一次列車停穩(wěn)信息。發(fā)送車次號或列車停穩(wěn)信息的同時向操作顯示終端發(fā)送一次相同信息。TDCS/CTC根據(jù)需要可向運(yùn)行列車上的采集處理裝置查詢車次號信息。需要查詢機(jī)車IP地址時，TDCS可利用機(jī)車號向GSM-R網(wǎng)絡(luò)的域名服務(wù)器（DNS）運(yùn)行域名查詢獲得對應(yīng)關(guān)系。采集處理裝置根據(jù)需要向GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備查詢有關(guān)聞之

23、信息。調(diào)度命令數(shù)據(jù)傳輸也可采用基于GSM-R電路交換技術(shù)的數(shù)據(jù)采集傳輸應(yīng)用系統(tǒng)來實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)由GSM-R網(wǎng)絡(luò)（疊加GPRS）、GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備（含操作顯示終端、打印終端）、TDCS設(shè)備等組成。通信過程如下：TDCS通過車次號信息建立運(yùn)行區(qū)段機(jī)車號對應(yīng)的IP地址檔案，列車離開本區(qū)段時將檔案拆除。調(diào)度員和車站值班員可在終端上編輯調(diào)度命令（系統(tǒng)根據(jù)車次號自動將相應(yīng)的機(jī)車號填入），當(dāng)按下調(diào)度命令發(fā)送鍵，TDCS根據(jù)調(diào)度命令中的機(jī)車號查找相應(yīng)的目的IP地址并將調(diào)度命令發(fā)送。司機(jī)可通過操作顯示終端接收并處理調(diào)度命令。TDCS收到確認(rèn)信息要在調(diào)度命令發(fā)送方顯示。2.8 尾部風(fēng)壓檢測將尾部

24、風(fēng)壓數(shù)據(jù)反饋傳輸通道納入GSM-R，可避免單獨(dú)投資及單獨(dú)組網(wǎng)建設(shè)，同時利用GSM-R強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能，克服了原因的抗干擾性差、信息無法共享等各種缺點(diǎn)。它具有以下優(yōu)勢：·尾部風(fēng)壓狀態(tài)隨時通過車尾裝置傳輸；·機(jī)車司機(jī)隨時可以查詢、反饋車尾工作狀態(tài)；·在復(fù)線區(qū)段或臨時，追蹤列車之間不會相互干擾；·在隧道內(nèi)也能傳輸。利用GSM-R網(wǎng)絡(luò)電路交換的數(shù)據(jù)通信功能，可以方便地解決尾部風(fēng)壓數(shù)據(jù)傳輸問題。圖2-8所示為按需建立電路連接方式的尾部風(fēng)壓檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。車頭風(fēng)壓查詢裝 置車頭風(fēng)壓查詢裝 置風(fēng)壓數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)通道圖2-8 數(shù)據(jù)通信傳輸方式的尾部風(fēng)壓檢測系統(tǒng)在車頭的司機(jī)查詢器和

25、車尾的風(fēng)壓檢測器上分別安裝GSM-R通信模塊，兩者就可以利用GSM-R的電路數(shù)據(jù)功能風(fēng)壓數(shù)據(jù)。當(dāng)司機(jī)查詢尾部風(fēng)壓時，車頭通信模塊首先與車尾通信模塊建立電路連接，然后向車尾的模塊發(fā)送查詢數(shù)據(jù)報，在收到該數(shù)據(jù)包后，車尾模塊檢測風(fēng)壓并封裝在數(shù)據(jù)包中發(fā)送給車頭裝置。同時，若風(fēng)壓超過警界限，車尾模塊也將首先與車頭模塊建立數(shù)據(jù)鏈路，然后向車頭顯示器發(fā)送數(shù)據(jù)包以報告險情。概況起來，無論是司機(jī)主動查詢風(fēng)壓，還是車尾自動報警，本方的通信模塊都要首先與對方建立通信電路，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)包的交互，待所有事務(wù)都結(jié)束后，在掛斷通信連接。一般情況下，通信電路連接的建立時間為5s左右。與前面所述的幾種數(shù)據(jù)傳輸類似，列為裝置信

26、息也可以通過GPRS方式進(jìn)行傳輸，此時，列車主要注冊其IP地址，并建立列為主機(jī)與機(jī)車綜合通信設(shè)備惟一對應(yīng)關(guān)系。2.9 區(qū)間移動通信在區(qū)間作業(yè)的水電、公務(wù)、信號、通信、供電、橋梁守護(hù)等部門內(nèi)部的通信，均可以使用GSM-R作業(yè)手持臺，作業(yè)人員在需要時可與車站值班員、各部門調(diào)度員或自動電話用戶聯(lián)系。緊急情況下，作業(yè)人員還可以呼叫司機(jī)，與司機(jī)建立通話聯(lián)絡(luò)。圖2-9為區(qū)間移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。主要功能有：·能夠呼叫當(dāng)前車站的車站值班員和助理值班員；·緊急情況下，能夠呼叫當(dāng)前調(diào)度員；·能夠在預(yù)定義的范圍內(nèi)發(fā)起組呼和廣播呼叫；·能夠發(fā)起鐵路緊急呼叫和公眾緊急呼叫；&

27、#183;能夠接收來自其他授權(quán)用戶的呼叫；·能夠接收語音組呼和廣播呼叫。鐵路緊急呼叫是指具有“鐵路緊急優(yōu)先級”的呼叫，用于通知司機(jī)、調(diào)度員和其他處于危險級別的相關(guān)人員，要求停止在預(yù)先指定地區(qū)內(nèi)的所有鐵路活動。根據(jù)鐵路運(yùn)營存在的緊急情況，這些呼叫被連接到事先定義的用戶或用戶組，所有鐵路緊急呼叫都應(yīng)符合GSM語音組呼規(guī)范。這些緊急呼叫不包括公共緊急呼叫，如119。車站調(diào)度地面設(shè)備列車調(diào)度指揮系統(tǒng) GPRS骨干網(wǎng)FAS網(wǎng)絡(luò)GSM-R網(wǎng)絡(luò)調(diào)度臺RTS火車調(diào)度區(qū)調(diào)度臺MSC調(diào)度中心·······RSC調(diào)度區(qū)RTS手持臺調(diào)度臺

28、GCSNSCSN本站臺INTERNETPSTN圖2-9 區(qū)間移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2.10 旅客業(yè)務(wù)旅客列車移動信息服務(wù)可包括移動售票和旅客列車移動互聯(lián)網(wǎng)等服務(wù)?？煽寇嚨貍鬏斚到y(tǒng)（基于GSM-R電路交換）的出現(xiàn)，是在列車上完成的移動售票成為可能。在列車上乘客可以通過售票終端完成客票查詢、訂票、購票或者補(bǔ)票業(yè)務(wù)，在通過車地數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)將客票信息實時傳送到地面上的票務(wù)中心，以及時更新客票信息。列車旅客信息服務(wù)系統(tǒng)是為列車上具有一定接入條件（如筆記本電腦、PDA手機(jī)等）的旅客提供互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)。然而當(dāng)今互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)日新月異，千變?nèi)f化，而列車時一個高速的移動體，所以在此前提下，應(yīng)該優(yōu)先開展如下業(yè)務(wù)：&#

29、183;電子郵件；·基于WEB的新聞瀏覽；·鐵路相關(guān)信息服務(wù)（如列車運(yùn)行時刻表查詢）；·旅客移動位置業(yè)務(wù)；·在線電影；·網(wǎng)絡(luò)游戲；·網(wǎng)上聊天。按照功能來分，整個系統(tǒng)可以分為應(yīng)用子系統(tǒng)和通信子系統(tǒng)。應(yīng)用子系統(tǒng)包括地面應(yīng)用實體和車載應(yīng)用實體，而通信子系統(tǒng)包括通用數(shù)傳電臺、鐵路綜合信息接入平臺以及GSM-R/GPRS網(wǎng)絡(luò)。我們可以這樣理解：通信子系統(tǒng)為應(yīng)用子系統(tǒng)提供的是承載業(yè)務(wù)，而應(yīng)用子系統(tǒng)就是承載業(yè)務(wù)的用戶，它的數(shù)據(jù)對于通信子系統(tǒng)來說是透明的。從另一個角度來講，鐵路綜合信息無線接入系統(tǒng)分為車載子系統(tǒng)和地面子系統(tǒng)兩大部分。圖2-10為鐵路綜

30、合信息無線接入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。車載應(yīng)用n···車載應(yīng)用1車載應(yīng)用n···車載應(yīng)用1機(jī)車2機(jī)車1通用數(shù)傳電臺（GDT）通用數(shù)傳電臺（GDT）車載GSM-R/GPRS網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)地面基于GSM-R/GPRS的鐵路綜合信息接入平臺···地面應(yīng)用3地面應(yīng)用2地面應(yīng)用1地面應(yīng)用n圖2-10 鐵路綜合信息無線接入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.車載子系統(tǒng)車載應(yīng)用實體的作用是采集數(shù)據(jù)，發(fā)送到通用數(shù)傳電臺，或者接收通用數(shù)傳電臺發(fā)來的地面數(shù)據(jù)。通用數(shù)傳電臺里包括一個GPRS車載終端，主要作用是與地面鐵路綜合信息無線接入平臺建立并保持一條通信鏈

31、路，為車載應(yīng)用實體提供接入接口、接收來自車載應(yīng)用實體的數(shù)據(jù)、發(fā)送到綜合信息無線接入平臺；同時能接受來自綜合信息無線接入平臺的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的車載應(yīng)用實體。通用數(shù)傳電臺可以連接多個車載應(yīng)用實體。通用數(shù)傳電臺與車載應(yīng)用實體之間的硬件接口可以是RS-232、RS-485或者局域網(wǎng)，但是接口上采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸格式。每個車載應(yīng)用實體都被分配一個優(yōu)先級，應(yīng)用類型與優(yōu)先級之間的關(guān)系存儲在通用數(shù)傳電臺中。高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)優(yōu)先發(fā)送，同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)按時間順序發(fā)送。1. 地面子系統(tǒng)地面子系統(tǒng)包括綜合信息無線接入平臺以及各種地面應(yīng)用實體。綜合信息無線接入平臺負(fù)責(zé)接收車載通用數(shù)傳電臺的鏈路連接請求，對其進(jìn)行安全認(rèn)證鑒

32、權(quán)并與之建立一條透明的數(shù)據(jù)傳輸通道。綜合信息無線接入平臺可以同時接入多個車載應(yīng)用實體。在綜合信息無線接入平臺中有一個對應(yīng)關(guān)系表，能夠根據(jù)每條信息的類型不同將其在相應(yīng)的地面應(yīng)用實體和車載應(yīng)用實體之間正確的傳輸。綜合信息無線接入平臺保證各種地面應(yīng)用實體在傳送數(shù)據(jù)時能夠平均分配到通信資源，即不允許某個地面應(yīng)用實體獨(dú)占資源。地面應(yīng)用實體負(fù)責(zé)與綜合信息無線接入平臺建立一條可靠的通道，所有要發(fā)往車載應(yīng)用實體的信息都必須按照規(guī)定好的格式封裝成一條一條的信息后發(fā)送給綜合信息無線接入平臺。由綜合信息無線接入平臺根據(jù)路由信息通過GPRS網(wǎng)絡(luò)正確地傳送到車載應(yīng)用實體。綜合信息無線接入平臺和地面應(yīng)用實體是一對多的關(guān)系，多個地面應(yīng)用實體可以接到一個綜合信息無線接入平臺。所有使用BASE-T型接口的車載應(yīng)用實體通過集線器連接到通用數(shù)據(jù)點(diǎn)臺上，當(dāng)然，這是在車載應(yīng)用實體比較少的情況下的方案，車載應(yīng)用實體較多的時候，可以使