《列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)（第2版）》 課件 50 車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R

車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R《列車運(yùn)行自動(dòng)控制》車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-RGSM-R鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)鐵路無線通信系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)無線列車調(diào)度、鐵路站場(chǎng)調(diào)車通信、鐵路區(qū)間移動(dòng)通信等話音通信功能，以及列車運(yùn)行控制、車次號(hào)傳輸、列車尾部風(fēng)壓數(shù)據(jù)傳輸、道口預(yù)（報(bào)）警等數(shù)據(jù)的無線傳輸功能。1無線列車調(diào)度電話：頻率為450MHz或150MHz的單工或雙工通信系統(tǒng)。2站場(chǎng)無線通信：區(qū)段站、編組站等平面調(diào)車站場(chǎng)。3各種獨(dú)立的單工通信系統(tǒng)：在站場(chǎng)內(nèi)及鐵路沿線由公務(wù)、公安、電力、電務(wù)維修、列檢、施工等部門或單位自行投資建設(shè)的各種獨(dú)立的單工通信系統(tǒng)。4GSM-R：GSM-R是在GSM蜂窩系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了調(diào)度通信功能和適合高速環(huán)境下使用的要素求。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-RGSM-R鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)“”GSM-R支持分組數(shù)據(jù)傳輸方式GPRS，可按需分配帶寬，提供列車自動(dòng)控制信息與安全系統(tǒng)，并可提供新的業(yè)務(wù)和特殊功能，是具有智能功能的網(wǎng)絡(luò)，并可以向第3代移動(dòng)通信平穩(wěn)過渡。歐洲GSM-R使用專用的R-GSM頻段，即876-880

MHz。由于支持該頻段的移動(dòng)終端種類較少，而且在我國該段頻率另有其用，因此我國GSM-R使用E-GSM頻段。原信息產(chǎn)業(yè)部分配給GSM-R的頻率范圍885-889

MHz（上行）、930-934

MHz（下行），帶寬4

MHz，共19個(gè)頻點(diǎn)可用，該頻段在沿鐵路線周圍2

km范圍內(nèi)屬鐵路專用。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-RGSM-R鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中國列車控制系統(tǒng)CTCS-3級(jí)參考?xì)W洲規(guī)范，結(jié)合中國鐵路實(shí)際情況，采用GSM-R作為數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)?；贕SM-R的列控系統(tǒng)包括地面設(shè)備和車載設(shè)備。GSM-R網(wǎng)絡(luò)是列車控制系統(tǒng)安全數(shù)據(jù)的透明承載平臺(tái)，提供車-地雙向高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸通道。列控系統(tǒng)與GSM-R網(wǎng)絡(luò)間的接口為IGSM-R接口、IFIX接口。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-RGSM-R鐵路數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM-R支持分組數(shù)據(jù)傳輸方式GPRS，可按需分配帶寬，提供列車自動(dòng)控制信息與安全系統(tǒng)，并可提供新的業(yè)務(wù)和特殊功能，是具有智能功能的網(wǎng)絡(luò)，并可以向第3代移動(dòng)通信平穩(wěn)過渡。歐洲GSM-R使用專用的R-GSM頻段，即876-歐洲GSM-R使用專用的R-GSM頻段，即876～880

MHz。由于支持該頻段的移動(dòng)終端種類較少，而且在我國該段頻率另有其用，因此我國GSM-R使用E-GSM頻段。原信息產(chǎn)業(yè)部分配給GSM-R的頻率范圍885～889

MHz（上行）、930～934

MHz（下行），帶寬4

MHz，共19個(gè)頻點(diǎn)可用，該頻段在沿鐵路線周圍2

km范圍內(nèi)屬鐵路專用。880

MHz。由于支持該頻段的移動(dòng)終端種類較少，而且在我國該段頻率另有其用，因此我國GSM-R使用E-GSM頻段。原信息產(chǎn)業(yè)部分配給GSM-R的頻率范圍885-889

MHz（上行）、930-934

MHz（下行），帶寬4

MHz，共19個(gè)頻點(diǎn)可用，該頻段在沿鐵路線周圍2

km范圍內(nèi)屬鐵路專用。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-RGSM-R基本承載業(yè)務(wù)1數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)是指在GSM-R網(wǎng)絡(luò)中，從移動(dòng)側(cè)（如列車）的終端設(shè)備到固定側(cè)（如RBC）進(jìn)行數(shù)據(jù)接入和傳輸。2車載設(shè)備和地面控制中心之間的信息傳輸要使用GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。3列控?cái)?shù)據(jù)傳輸需要GSM-R網(wǎng)絡(luò)提供滿足下述要求的承載業(yè)務(wù)：電路交換模式的數(shù)據(jù)傳輸。非限制數(shù)字信息。全速率無線信道。僅傳輸數(shù)據(jù)，非語音/數(shù)據(jù)交替。異步透明傳輸模式。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-RGSM-R補(bǔ)充業(yè)務(wù)1GSM-R補(bǔ)充業(yè)務(wù)主要目的是為了保證列控?cái)?shù)據(jù)鏈路的可靠性。2基于GSM-R的列控?cái)?shù)據(jù)呼叫的優(yōu)先級(jí)為1級(jí)，而普通的調(diào)度通信呼叫為3級(jí)。3當(dāng)網(wǎng)絡(luò)資源擁塞時(shí)，列控?cái)?shù)據(jù)呼叫的優(yōu)先級(jí)高于普通話音呼叫，具備強(qiáng)拆能力，能夠?qū)⒌蛢?yōu)先級(jí)的話音呼叫拆除，騰出信道資源供列控?cái)?shù)據(jù)呼叫使用。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-RGSM-R組網(wǎng)方案GSM-R系統(tǒng)由基站（BSS）、移動(dòng)交換中心（MSC）和移動(dòng)臺(tái)（MS）組成。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R

CTCS-3級(jí)中的GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在CTCS-3級(jí)中，GSM-R采用單網(wǎng)交織的冗余覆蓋方案。由移動(dòng)交換中心（MSC）、基站控制器（BSC）、基站（BTS）、光傳輸設(shè)備（OTE）、移動(dòng)終端（MT）、碼型轉(zhuǎn)換和速率適配單元（TRAU）等組成。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R

CTCS-3級(jí)中的GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)中，每輛列車配置兩個(gè)GSM-R通信電臺(tái)，通常運(yùn)行中使用一個(gè)電臺(tái)，在RBC切換時(shí)，一定距離范圍內(nèi)同時(shí)使用兩個(gè)電臺(tái)。在一些較大車站或樞紐地區(qū)，列車數(shù)量較多，列控電臺(tái)數(shù)量隨之增多，對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)無線資源提出了更高的要求。GSM-R網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)在一般區(qū)間、RBC移交區(qū)、大站、樞紐地區(qū)對(duì)GSM-R無線資源的需求，進(jìn)行容量設(shè)計(jì)。RBC移交時(shí)應(yīng)能滿足兩個(gè)車載臺(tái)同時(shí)在線的需求。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R

CTCS-3級(jí)中的GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)其他等級(jí)向CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)級(jí)間轉(zhuǎn)換時(shí)，GSM-R網(wǎng)絡(luò)無線覆蓋范圍應(yīng)滿足從GSM-R通信電臺(tái)開始注冊(cè)網(wǎng)絡(luò)至具備等級(jí)轉(zhuǎn)換條件的時(shí)間要求（按列車允許的最高運(yùn)行速度計(jì)算）。轉(zhuǎn)換區(qū)域的主要操作和所需時(shí)間為：1GSM-R網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)時(shí)間：40s；2車載與地面RBC間的連接建立時(shí)間：10s/次，保證2次GSM-R連接建立時(shí)間；3車載與地面間的數(shù)據(jù)交換及司機(jī)確認(rèn)時(shí)間：20~25s?！啊币陨蠒r(shí)間總計(jì)80~85s，GSM-R網(wǎng)絡(luò)應(yīng)按照該時(shí)間以及該區(qū)域列車允許的最高運(yùn)行速度，計(jì)算無線覆蓋的范圍，即由該時(shí)間和列車最高允許運(yùn)行速度的乘積來確定。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R

CTCS-3級(jí)中的GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R

CTCS-3級(jí)中的GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)“”CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)向其他等級(jí)轉(zhuǎn)換區(qū)域時(shí)，當(dāng)列車尾部越過級(jí)間轉(zhuǎn)換邊界后，車載設(shè)備向RBC報(bào)告列車位置，RBC接收到位置報(bào)告后，將命令車載設(shè)備斷開與RBC的連接并注銷列車，車載設(shè)備將關(guān)閉與RBC的連接。GSM-R網(wǎng)絡(luò)無線覆蓋應(yīng)保證從轉(zhuǎn)換邊界開始到車站設(shè)備釋放與RBC連接這段時(shí)間內(nèi)列車的運(yùn)行距離。覆蓋長度考慮“RBC與車載通信5s時(shí)間的運(yùn)行距離”加“一個(gè)列車長度”。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R機(jī)車綜合通信設(shè)備（CIR）及其應(yīng)用機(jī)車綜合通信設(shè)備（CIR）滿足GSM-R網(wǎng)絡(luò)列車無線調(diào)度通信的需要。當(dāng)裝備CTCS-2級(jí)和CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)時(shí)，CIR主要通過GSM-R數(shù)據(jù)單元，在主控單元的控制下，基于GPRS方式的調(diào)度命令信息、無線車次號(hào)校核信息、列車尾部風(fēng)壓信息無線傳輸。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R基于GSM-R的無線車次號(hào)傳輸在GSM-R工作模式下，系統(tǒng)由GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、CTC/TDCS設(shè)備、CIR、GRIS、HGS、機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器、機(jī)車安全信息綜合監(jiān)測(cè)裝置（簡稱監(jiān)測(cè)裝置）等組成。1機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器采集監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)，每200

ms將采集到的數(shù)據(jù)編碼發(fā)送一次，CIR按規(guī)定條件發(fā)送車次號(hào)信息。2實(shí)現(xiàn)車次號(hào)信息傳送的目的IP地址及時(shí)更新。3支持CTC/TDCS查詢指定列車的車次號(hào)信息。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R基于GSM-R的無線車次號(hào)傳輸4對(duì)發(fā)送的車次號(hào)信息、列車停穩(wěn)和列車啟動(dòng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。5機(jī)車數(shù)據(jù)采集編碼器具有發(fā)送車次號(hào)測(cè)試信息的功能。6CTC/TDCS根據(jù)接收到的無線車次號(hào)信息進(jìn)行車次校核和追蹤。7CTC/TDCS具有按車站和按機(jī)車自動(dòng)統(tǒng)計(jì)車次號(hào)信息傳送成功率的功能。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R基于GSM-R的調(diào)度命令傳輸1調(diào)度員能通過本系統(tǒng)向轄區(qū)內(nèi)的運(yùn)行列車發(fā)送調(diào)度命令、行車憑證、調(diào)車作業(yè)通知單等信息。2車站值班員能通過本系統(tǒng)向轄區(qū)內(nèi)的運(yùn)行列車發(fā)送行車憑證、調(diào)車作業(yè)通知單等信息。3CTC/TDCS能自動(dòng)向轄區(qū)內(nèi)的運(yùn)行列車發(fā)送列車進(jìn)路預(yù)告信息。4調(diào)度命令機(jī)車裝置能向發(fā)送方終端發(fā)送自動(dòng)確認(rèn)信息。5司機(jī)能通過調(diào)度命令機(jī)車裝置向發(fā)送方終端發(fā)送手動(dòng)簽收信息。車-地通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R基于GSM-R的調(diào)度命令傳輸6系統(tǒng)支持跨區(qū)段發(fā)送調(diào)度命令信息。7在規(guī)定時(shí)間內(nèi)CTC/TDCS系統(tǒng)未收到簽收信息，能向調(diào)度命令信息發(fā)送方給出提示