GSM-R系统介绍-在铁路上的应用课件.ppt

1、内容内容三、三、GSM-R在铁路上的应用在铁路上的应用业务、功能、应用及其相互关系业务、功能、应用及其相互关系n业务是通过业务是通过GSM-R网向用户提供的通信服务。网向用户提供的通信服务。n功能是指实现业务的某一方面的功能是指实现业务的某一方面的具体作用具体作用。n应用是各种业务在铁路运输实际生产环境中的应用是各种业务在铁路运输实际生产环境中的具体运用和体现具体运用和体现。1) 1)无线列调；无线列调；2) 2)无线机车信号；无线机车信号；3) 3)CTCS3/CTCS4CTCS3/CTCS4；4) 4)调度指令传输；调度指令传输；5) 5)尾部风压检测传输通道；尾部风压检测传输通道；6)

2、6)车次号传递与列车跟踪；车次号传递与列车跟踪；7) 7)编组站综合移动信息系统；编组站综合移动信息系统；8) 8)机车调度数据传输综合通道；机车调度数据传输综合通道；9) 9)旅客列车移动信息服务通道。旅客列车移动信息服务通道。1) 1) 无线列调无线列调n行车调度员、车站值班员、司机、运转车行车调度员、车站值班员、司机、运转车长、助理值班员等，采用热键功能，单键长、助理值班员等，采用热键功能，单键操作；操作；n保证通话质量，满足调度电话对呼叫建立保证通话质量，满足调度电话对呼叫建立时间的要求；时间的要求；n“大三角大三角”通信通信n“小三角小三角”通信通信利用利用GSM-RGSM-R数据传

3、输通道，代替目前的轨道电数据传输通道，代替目前的轨道电路来传输色灯信号：路来传输色灯信号： n基于基于GSM-RGSM-R传输平台，提供车传输平台，提供车- -地之间双向安地之间双向安全数据传输通道；全数据传输通道； n无盲区、设备冗余、加密；无盲区、设备冗余、加密； n满足列车控制响应时间的要求。满足列车控制响应时间的要求。 调度台上编辑调度指令，然后直接发送到机车上，机车车载台收到调度指令后首先自动发回确认信息，向调度员表明调度指令已经正确发送。当司机阅读后手动按下确认键进行人工确认，向调度员表明司机已经阅读了调度指令。 调度台上编辑调度指令，然后直接发送到机车上，机车车载台收到调度指令后

4、首先自动发回确认信息，向调度员表明调度指令已经正确发送。当司机阅读后手动按下确认键进行人工确认，向调度员表明司机已经阅读了调度指令。 n替代区间通话柱，满足紧急救援、应急抢险替代区间通话柱，满足紧急救援、应急抢险通信指挥的需要，方便灵活；通信指挥的需要，方便灵活；n区间作业人员移动通信。区间作业人员移动通信。 将尾部风压数据反馈传输通道纳入将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-RGSM-R，避免单独，避免单独投资及单独组网建设，同时利用投资及单独组网建设，同时利用GSM-RGSM-R强大的网络功强大的网络功能，克服了原有的抗干扰性差，信息无法共享等各种能，克服了原有的抗干扰性差，信息无法共享等

5、各种缺点。缺点。 n尾部风压状态随时通过车尾装置传输；尾部风压状态随时通过车尾装置传输；n机车司机随时可以查询、反馈车尾工作状态；机车司机随时可以查询、反馈车尾工作状态；n在复线区段或临线，追踪列车之间不会相互干扰在复线区段或临线，追踪列车之间不会相互干扰; ;n在隧道内也能传输。在隧道内也能传输。n调车区长服务器调车区长服务器( (区长台区长台) )n调车组成员的便携式汉显移动终端调车组成员的便携式汉显移动终端n调车作业计划单传输和确认调车作业计划单传输和确认7) 7) 列车运行控制列车运行控制(ATC)(ATC)n基于基于GSM-RGSM-R传输平台，提供车传输平台，提供车- -地之间双向

6、地之间双向安全数据传输通道；安全数据传输通道；n无盲区、设备冗余、加密；无盲区、设备冗余、加密；n满足列车控制响应时间的要求。满足列车控制响应时间的要求。 利用GSM-R的数据业务，每台机车都与地面中心维持一条实时双向数据传输通道，所有与调度相关的应用数据（车地和地车）都可以通过这条通道进行传输，彻底解决铁路信息化建设中车地信息传输的瓶颈。应用举例应用举例1：无线列调的实现方式：无线列调的实现方式主叫方主叫方通信范围通信范围被叫方被叫方实现方法实现方法行车行车调度调度员员调度范围调度范围某一司机某一司机车次功能号车次功能号某一运转车长某一运转车长车次功能号车次功能号司机和运转车长司机和运转车长

7、语音组呼语音组呼司机和运转车长司机和运转车长（广播形式）（广播形式）语音广播语音广播车站值班员、助理车站值班员、助理值班员、司机、运值班员、司机、运转车长转车长语音组呼语音组呼所有运转车长所有运转车长语音组呼语音组呼车站范围车站范围车站值班员、助理车站值班员、助理值班员、司机、运值班员、司机、运转车长转车长语音组呼语音组呼列车司机列车司机调度范围调度范围行车调度员行车调度员基于位置寻址基于位置寻址车站范围车站范围车站值班员、助理车站值班员、助理值班员值班员语音组呼语音组呼本列车内本列车内运转车长运转车长完整电话号码完整电话号码动态范围动态范围区域内其他司机区域内其他司机语音组呼语音组呼运转车长

8、运转车长调度范围调度范围行车调度员行车调度员基于位置寻址基于位置寻址车站范围车站范围车站值班员、助理车站值班员、助理值班员值班员语音组呼语音组呼本列车内本列车内列车司机列车司机完整电话号码完整电话号码 车站值班员车站值班员调度范围调度范围行车调度员行车调度员完整电话号码完整电话号码车站范围车站范围某一司机某一司机车次功能号车次功能号所有司机所有司机语音组呼语音组呼某一运转车长某一运转车长车次功能号车次功能号所有运转车长所有运转车长语音组呼语音组呼所有助理值班员所有助理值班员语音组呼语音组呼所有助理值班员、所有助理值班员、某一车次的司机和某一车次的司机和运转车长运转车长语音组呼语音组呼某一助理值

9、班员、某一助理值班员、某一车次的司机和某一车次的司机和运转车长运转车长多方通信多方通信相邻车站相邻车站相邻车站的车站值相邻车站的车站值班员班员完整电话号码完整电话号码助理值班员助理值班员车站范围车站范围某一司机某一司机车次功能号车次功能号某一运转车长某一运转车长车次功能号车次功能号所有司机、所有运所有司机、所有运转车长转车长语音组呼语音组呼车站值班员、其他车站值班员、其他助理值班员助理值班员语音组呼语音组呼无线列调的实现方式无线列调的实现方式nGE公司的公司的LOCTROL系统一种先进的分布式动力控制系统，系统一种先进的分布式动力控制系统，通过无线通信实现严密的控制逻辑：通过无线通信实现严密的

10、控制逻辑：n组合列车的主控机车通过无线方式广播操控命令，从控机车根组合列车的主控机车通过无线方式广播操控命令，从控机车根据接收的操控命令自动控制从控机车实现同步操作，如同时加据接收的操控命令自动控制从控机车实现同步操作，如同时加速、减速、制动停车。从控机车传送本地机车的状态信息到主速、减速、制动停车。从控机车传送本地机车的状态信息到主控机车。控机车。n我国大秦线：重载组合列车采用我国大秦线：重载组合列车采用GSM-R网络为机车同步操控信网络为机车同步操控信息传送提供数据传输通道。息传送提供数据传输通道。应用举例应用举例2：重载组合列车的机车同步（：重载组合列车的机车同步（locotrol)OC

11、UOCUOCUMSCANOCU主控机车主控机车从控机车从控机车1从控机车从控机车2从控机车从控机车3应用举例应用举例3：ITCS 增强型列车控制系统增强型列车控制系统ITCS Servern基于基于GPS卫星定位和卫星定位和GSM-R网络完成无线通信网络完成无线通信n利用车头和车尾的利用车头和车尾的400MHz 无线通信系统保证列车的完整性无线通信系统保证列车的完整性n区间和站内可不设信号机和轨道电路区间和站内可不设信号机和轨道电路n采用采用RBC技术技术,区间为虚拟闭塞区间为虚拟闭塞,站内为虚拟联锁站内为虚拟联锁n司机通过车载司机通过车载MMI控制列车控制列车,系统有超速保护系统有超速保护n

12、适用于现有自动闭塞的扩容和提速适用于现有自动闭塞的扩容和提速,也使用于新建的无轨道电路的铁路也使用于新建的无轨道电路的铁路n列车运行控制安全且经济列车运行控制安全且经济n地面设备层：主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块地面设备层：主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。等。n无线闭塞中心（无线闭塞中心（RBC）：使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态，）：使用无线通信手段的地面列车间隔控制系统。它根据列车占用情况及进路状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息，实现对运行列车的控制。

13、通过安全逻辑运算，产生控车命令，向所管辖列车发出行车许可和列车控制信息，实现对运行列车的控制。n点式设备：主要提供列车定位信息。点式设备：主要提供列车定位信息。n轨道电路：主要用于列车占用检测及列车完整性检查。轨道电路：主要用于列车占用检测及列车完整性检查。n车载设备层：主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、车载设备层：主要包括车载安全计算机、连续信息接收模块、点式信息接收模块、无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。无线通信模块、测速模块、人机界面和记录单元等。n是对列车进行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。是对列车进

14、行操纵和控制的主体，具有多种控制模式，并能够适应轨道电路、点式传输和无线传输方式。n完成点式信息的接收与处理。实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。对列车运行控制信息进行综合完成点式信息的接收与处理。实时检测列车运行速度并计算列车走行距离。对列车运行控制信息进行综合处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。处理，生成目标距离模式曲线，控制列车按命令运行。应用举例应用举例4：列车运行控制（：列车运行控制（1）模拟区段模拟区段GSM-R区段区段车载信号设备车载信号设备连接应答器转换应答器通知车载单元“与RBC建立联系”通知“进入E2控车模式”司机目视地面信号行车司机目视地面信号行车MSCR

15、BC车载信号设备车载信号设备车载信号设备车载信号设备CTCn列控信息传送系统主要功能列控信息传送系统主要功能n利用利用GSM-R建立车载信号设备与无线闭塞中心建立车载信号设备与无线闭塞中心RBC之间之间的永久电路数据通道，的永久电路数据通道，GSM-R网络提供不中断服务。网络提供不中断服务。n RBC向列车发送列车控制信息，车载信号设备报告列车向列车发送列车控制信息，车载信号设备报告列车状态、行车许可请求、列车位置等信息。状态、行车许可请求、列车位置等信息。n车载信号设备和车载信号设备和RBC双机热备保证数据传输可靠性。双机热备保证数据传输可靠性。应用举例应用举例4：列车运行控制（：列车运行控

16、制（2）应用举例应用举例5：列车尾部风压信息传送（：列车尾部风压信息传送（GPRS）机车电台机车电台列尾电台列尾电台SGSN数据信息传输实现方式比较数据信息传输实现方式比较序号序号实现方式实现方式优点优点缺点缺点说明说明1电路域数据业务呼叫建立后，QoS有保障；数据传输效率高，信息编码方法和信息格式不受限制。呼叫建立时间长，约51 0秒。永久占用信道，浪费资源。适合实时性要求高的业务。 最大速率：9.6kbit/s。时延：500ms。2分组域（GPRS）业务永久在线，支持中、高速率传输；信道利用率高。时延较大：12s。投资大。适用于数据业务量大的情况3短消息业务信令信道，QoS有保障。传输速率

17、较低。采用功能号发短消息，可定义优先级，保障重要业务4USSD信令信令信道，QoS有保障。固定终端需开发。适用移动终端与网络服务器之间。5UUS1信令信令信道，QoS有保障，不占用业务信道。呼叫建立时间长，约510秒。伴随呼叫建立和结束时进行传送，适用移动终端之间，信息不超过32字节。内内 容容 提提 要要n大秦、青藏、胶济大秦、青藏、胶济3条线条线GSM-R系统工程概况系统工程概况青藏线青藏线n 工程概况工程概况n 应用业务应用业务n 工程进展工程进展青藏线工程概况青藏线工程概况n概况：概况：高原铁路高原铁路，全线，全线1142公里公里，高于，高于4000米的地段米的地段960公里公里，最高

18、海拔，最高海拔5072米，冻土区约米，冻土区约600公里。公里。n无线覆盖无线覆盖同站址双网同站址双网覆盖方式。覆盖方式。n设备组成（北电）：设备组成（北电）：n2套核心网设备。套核心网设备。n1套套HLR/SGSN/IN/MSC网管设备。网管设备。n4套套BSC。n385套套BTS。n基站间距：平均基站间距：平均6公里，最大公里，最大8公里。公里。青藏线应用业务青藏线应用业务n列车无线调度通信列车无线调度通信n列车控制系统数据传输（列车控制系统数据传输（ITCS）n 数据传输方式：采用数据传输方式：采用CSD方式方式n调度指挥信息传送调度指挥信息传送n 包括：包括：n 无线车次号校核信息无线

19、车次号校核信息n 调度命令信息调度命令信息(含行车凭证含行车凭证)n 调车作业信息调车作业信息n 列车启动和停稳信息列车启动和停稳信息n 数据传输方式：采用数据传输方式：采用GPRS分组数据方式分组数据方式拉萨INMSCHLRGPRSMSC西宁铁通PSTN （ 专网）CTC调度通信系统BSCBSC青藏线GSM-R同址双基站双网覆盖BSCBSC青藏线工程进度青藏线工程进度n2003年年11月月-2004年年07月，完成试验线的施工和调月，完成试验线的施工和调试工作试工作n2005年年02月月-2006年年06月，全线月，全线GSM-R的施工建的施工建设、系统调试、网络优化。设、系统调试、网络优化

20、。n2006年年07月，正式运营。月，正式运营。n 工程概况工程概况n 应用业务应用业务n 工程进展工程进展大秦线大秦线大秦线工程概况大秦线工程概况n概况：概况：货运重载货运重载专线，开行重载专线，开行重载2万吨组合列车。万吨组合列车。全线全线680公里，公里，隧道、路堑、弯道较多隧道、路堑、弯道较多，共有桥梁，共有桥梁385座，隧道座，隧道52座。座。n无线覆盖采用无线覆盖采用同站址双网同站址双网覆盖方式。覆盖方式。n设备组成（华为）：设备组成（华为）：n1套核心网设备套核心网设备(MSC/HLR/SGSN/GGSN/AuC)n2套套BSCn198套套BTSn站间距：平均站间距：平均7公里，

21、最大公里，最大13公里。公里。大秦线应用业务大秦线应用业务n列车无线调度通信列车无线调度通信n机车同步操控信息传送机车同步操控信息传送n 数据传输采用数据传输采用CSD方式方式n列车调度指挥信息传送列车调度指挥信息传送n 包括：包括：n 调度命令信息传送调度命令信息传送n 列车无线车次号校核信息传送列车无线车次号校核信息传送n 列车尾部风压报警信息传送（试验）列车尾部风压报警信息传送（试验）n 数据传输采用数据传输采用GPRS方式方式大秦线工程进度大秦线工程进度n2004年年9月动工月动工n2005年年3月核心网及单层月核心网及单层BSS系统建设基本完成系统建设基本完成n2005年年4-12月

22、进行各类测试和单层网络优化工作月进行各类测试和单层网络优化工作n基本功能测试基本功能测试n网络场强覆盖测试网络场强覆盖测试n网络网络QoS测试测试n2006年年2-12月进行双层月进行双层BSS系统建设，系统建设，2006年底前年底前全部完成。全部完成。n 工程概况工程概况n 应用业务应用业务n 工程进展工程进展胶济线胶济线胶济线工程概况胶济线工程概况n概况：概况：繁忙干线繁忙干线，线路设计时速，线路设计时速200km/h。全长。全长400公公里。里。平原地区平原地区，穿越城镇多。，穿越城镇多。n无线覆盖采用无线覆盖采用单层网单层网覆盖方式。覆盖方式。n设备组成（西门子）：设备组成（西门子）：

23、n1套核心网设备套核心网设备(MSC/HLR/GPRS/IN/网管设备）。网管设备）。n1套套BSC。n76套套BTS。n站间距：平均站间距：平均5公里，最大公里，最大8公里。公里。胶济线应用业务胶济线应用业务n列车无线调度通信列车无线调度通信n列车调度指挥信息传送：列车调度指挥信息传送：n 包括：包括：n 调度命令信息传送调度命令信息传送n 列车无线车次号校核信息传送列车无线车次号校核信息传送n 列车停稳与启动信息传送列车停稳与启动信息传送n 列车尾部风压信息传送列车尾部风压信息传送n 数据传输采用数据传输采用GPRS方式方式n公务移动通信公务移动通信胶济线工程进度胶济线工程进度n2005年

24、年3月，开工月，开工n2006年年1月，示范段动态测试月，示范段动态测试n2006年年4月，系统建设基本完成月，系统建设基本完成n2006年年5-9月，系统测试和优化月，系统测试和优化n2006年年10月，系统验收月，系统验收已经开工的客运专线（高速铁路）项目已经开工的客运专线（高速铁路）项目 共计：共计：5560公里公里线路名称长度（km）京广客运专线2300京津城际铁路115郑西客运专线456石太客运专线190合武、合宁客运通道 526宁波温州福州厦门客运通道855广珠城际铁路117广深客运专线105哈大客运专线904问题与讨论问题与讨论n 需要进一步研究分析：需要进一步研究分析：n列车运行控制信息传送系统：列车运行控制信息传送系统：GPRS方式。方式。n平面调车模式。平面调车模式。n客运专线与既有线共用无线系统的研究与分析。客运专线与既有线共用无线系统的研究与分析。n频率资源与实际业务需求研究与分析。频率资源与实际业务需求研究与分析。谢 谢！