城市轨道交通的通信设备ppt课件

1、城市轨道交通的通讯系统与设备目录目录 概述概述 地铁通讯主干传输网传输系统地铁通讯主干传输网传输系统 系统系统 广播系统广播系统 电视监控系统电视监控系统 时钟系统时钟系统 无线通讯系统无线通讯系统概述 城市轨道交通讯息通讯系统是直接为轨道交通运营和管理城市轨道交通讯息通讯系统是直接为轨道交通运营和管理效力的效力的,是指挥列车运转、进展运营管理、公务联络和传是指挥列车运转、进展运营管理、公务联络和传送各种信息的重要手段送各种信息的重要手段,是保证列车平安、快速、高效运是保证列车平安、快速、高效运转的不可短少的综合系统。转的不可短少的综合系统。 这是一个复杂的大系统这是一个复杂的大系统,各个部分

2、相互结合、协调各个部分相互结合、协调,以完成以完成详细的功能。现代城市轨道交通之所以具有快捷、高效、详细的功能。现代城市轨道交通之所以具有快捷、高效、可靠、平安等众多的优点可靠、平安等众多的优点,是与完善而先进的通讯系统分是与完善而先进的通讯系统分不开的。不开的。 城市轨道交通讯息通讯系统将向两个方向开展城市轨道交通讯息通讯系统将向两个方向开展:一是宽带一是宽带化趋势。为了提高各种业务的质量化趋势。为了提高各种业务的质量,势必要添加带宽。二势必要添加带宽。二是各种新系统的开发运用。为了不断完善城市轨道交通的是各种新系统的开发运用。为了不断完善城市轨道交通的效力效力,相应功能的分系统将不断交融入

3、现有城市轨道交通相应功能的分系统将不断交融入现有城市轨道交通讯息通讯系统中。讯息通讯系统中。地铁通讯主干传输网地铁通讯主干传输网 现代地铁的公用通讯网应是一个能传输言语、图像、数据等各种类型信息的综合业务数字通讯网。为了使各子系统可以相互联络，协同任务，一个可靠、合理、先进的传输主干及组网构造是必不可少的。传输主干及组网构造的优劣，直接关系到各个通讯子系统的运转效能。目前广泛运用的有以下集中主干网。 SDH 光同步数字传送网SDH是由一些网元NE组成、在光纤上进展同步传输信息传输、复用和交叉衔接的网络。这种网络技术今天曾经非常成熟。 SDH的分插复用器ADM可以经过软件方式上下电路，省去大量复

4、用设备，还具有一定的交叉才干。数字交叉衔接设备DXC可在软件的控制下完成电路的交叉、调度，在电路出现阻断时，经过交叉方式进展路由迂回，实现网络恢复功能，而且，ADM和DXC网管功能较强时，可经过网管信道在远间隔对其进展配置。 ATM 异步转移方式ATM技术是未来宽带综合业务数字网的根本传送方式，它是在同步转移方式STM技术根底上开展起来的，且进一步改良了SDH传输和业务衔接方面的弱点，并集传输、交换、复接及有效支持各种业务接入于一体。 在以ATM为根底的网络上，信元的复用与交换处置方式和所传送的信息类型语音、数据、视频等无关。由于ATM网络所处置的是方式一样的固定长度信元，所以可省去许多不用要

5、 的检验，能直接运用硬件加快处置速度，并提高了交换与复用效率。信元的复用与交换处置 方式与实践信息类型无关这一特性，使一样设备实际上可处置低频宽和高频宽的信息。因此 ，ATM可以按需分配频宽。同时，由于运用很短的信元和高速传输速率，使得传输延迟及延迟抖动量都非常小，故ATM的效力范围非常广泛。 OTN 西门子公司的开放式传输网OTN是一种灵敏和支持多协议的开放式网络。它根据语音、数据、LAN以及视频等业务的相关规范设计了接口卡，从而使符合这些规范的设备 可以经过OTN结点机毫无限制地直接互连。假设能直接接入普通机、数据终端设备、影像设备摄像机、显示器等，还可与交换机用户电路或2Mb/s 的E1

6、口衔接。此外它还提 供带宽达15kHz的音频接口，在网络方面支持10M/100M以太网的接入。 传输系统是城市轨道交通讯息通讯系统的中心,它担任为各种运用业务提供通道。轨道交通系统的主要业务包括:言语、数据和图像。不同业务对系统的带宽、时延、可靠性等各不一样,这就要求传输系统有足够的灵敏性和可靠性以保证各种业务的顺利完成。业务按不同的类型可分为:车站-中心业务和邻站业务两种。 在轨道交通系统中,需求通讯业务的普通是控制中心、车场和各个车站。由于车场和车站业务比较类似,可将其归为同一类业务。详细业务流程如以下图 。 在物理上为了保证传输系统的平安可靠在物理上为了保证传输系统的平安可靠,须采须采取

7、环形组网的方案取环形组网的方案,以利于自动维护的需求。以利于自动维护的需求。这样这样,控制中心连同一切的车站和车场组成一控制中心连同一切的车站和车场组成一个自愈环个自愈环,即使某段光纤坏掉即使某段光纤坏掉,也可保证业务在也可保证业务在备用通道上正常进展。其实现机制如以下图备用通道上正常进展。其实现机制如以下图 。图中图中,传输环普通有两个光纤环组成传输环普通有两个光纤环组成,当一个环当一个环中断时中断时,系统自动跳到另一个环上系统自动跳到另一个环上, 即图即图a 情形情形;而当两个环在同一个地方断开时而当两个环在同一个地方断开时,那么两侧的那么两侧的节点自动打环节点自动打环,构成如图构成如图b

8、 的通路。的通路。 城市轨道交通讯息通讯系统可分为两部分城市轨道交通讯息通讯系统可分为两部分:传输部分和接入部分。其模型如以下图。传输部分和接入部分。其模型如以下图。其中其中,传输层只担任提供各种通道传输层只担任提供各种通道,保证各种保证各种业务能平安可靠的从一个节点传到另一个业务能平安可靠的从一个节点传到另一个节点节点;接入层需完成业务的接入和业务的会接入层需完成业务的接入和业务的会聚两个根本功能聚两个根本功能;然后把会聚好的业务交由然后把会聚好的业务交由传输节点完成传输。传输节点完成传输。系统城市轨道交通讯息通讯系统公务子系统城市轨道交通讯息通讯系统公务子系统, 是轨道交通运营控制的重要通

9、讯是轨道交通运营控制的重要通讯工具。普通公务系统根据轨道交通的规模具有不同的容量。通常情况而工具。普通公务系统根据轨道交通的规模具有不同的容量。通常情况而言言,一个车站根本上为一个一个车站根本上为一个2Mbit 通路通路(30 个个) 。公务系统可设。公务系统可设12 个交换个交换局局, 通常交换机置于控制中心通常交换机置于控制中心,各个车站经过远端模块实现的接入。此时各个车站经过远端模块实现的接入。此时,需运用传输系统提供的需运用传输系统提供的2Mbit 通道。通道。 公务系统公务系统公用系统公用系统 公用系统由枢纽主系统和车站分系统两级构造组成。枢纽主系统和车公用系统由枢纽主系统和车站分系

10、统两级构造组成。枢纽主系统和车站分系统经过数字传输设备提供站分系统经过数字传输设备提供2Mbit 数字通道数字通道,将调度、站间、站内将调度、站间、站内集中和紧急等业务综合起来集中和紧急等业务综合起来, 便于安装、调试、运用、维护和管理。便于安装、调试、运用、维护和管理。2Mbit 数字通道同样由传输系统提供数字通道同样由传输系统提供,思索到公用系统的小容量特点思索到公用系统的小容量特点,为为了节约带宽了节约带宽,可采用多个车站组成一个可采用多个车站组成一个2Mbit 环合用一个环合用一个2Mbit 通道的通道的方案。方案。公用系统公用系统广播系统 广播系统采用二级广播控制方式广播系统采用二级

11、广播控制方式,由控制中由控制中心一级和车站一级组成。心一级和车站一级组成。 普通分为三个部分普通分为三个部分:控制中心广播系统控制中心广播系统,车站车站广播系统广播系统(可根据实践需求衔接多个车站子可根据实践需求衔接多个车站子系统系统),停车场广播系统。控制中心经过综合停车场广播系统。控制中心经过综合接入系统提供的接入系统提供的RS 422 或或RS 485 通道与车通道与车站广播系统互连。普通情况下站广播系统互连。普通情况下,广播业务为广播业务为中心到车站的点到多点业务中心到车站的点到多点业务,而中心对车站而中心对车站系统的监控维护通道那么为点对点业务。系统的监控维护通道那么为点对点业务。控

12、制中心广播系统 控制中心行车调度员和环控调度员可对全线各控制中心行车调度员和环控调度员可对全线各站进展监听及选站和选区广播。当轨道交通发站进展监听及选站和选区广播。当轨道交通发生缺点或灾祸时生缺点或灾祸时,广播系统自动转为抢险通讯广播系统自动转为抢险通讯设备。停车场广播系统由值班员、运转值班员设备。停车场广播系统由值班员、运转值班员和检修库值班员向任务人员播放车辆调度、列和检修库值班员向任务人员播放车辆调度、列车编组等有关作业音讯。车编组等有关作业音讯。车站广播系统车站广播系统 车站广播系统由控制中心车站广播系统由控制中心的总调、列调、防灾调的总调、列调、防灾调(列调兼列调兼) 和各车站的正副

13、和各车站的正副值班员运用值班员运用,为旅客播放为旅客播放列车到发信息、导向信息列车到发信息、导向信息及紧急形状信息等效力音及紧急形状信息等效力音讯讯,为任务人员播放作业为任务人员播放作业命令及管理音讯。车站广命令及管理音讯。车站广播区分为上行站台、下行播区分为上行站台、下行站台、售票区、站厅、出站台、售票区、站厅、出入口和办公区等。车站行入口和办公区等。车站行车值班员和环控值班员可车值班员和环控值班员可经过广播控制台对本站区经过广播控制台对本站区进展选区广播或全站广播。进展选区广播或全站广播。电视监控系统电视监控系统 闭路电视监控系统作为一种图像通讯闭路电视监控系统作为一种图像通讯,具有直观、

14、实时具有直观、实时的动态图像监视、记录和跟踪控制等独特功能的动态图像监视、记录和跟踪控制等独特功能,是通讯是通讯指挥系统的重要组成部分指挥系统的重要组成部分,具有其独特的指挥和管理效具有其独特的指挥和管理效能能,已成为城市轨道交通实现自动化调度和管理的必备已成为城市轨道交通实现自动化调度和管理的必备设备。设备。 轨道交通电视监控系统为二级构造轨道交通电视监控系统为二级构造,分为车站电视监分为车站电视监控和控制中心电视监控。车站摄像机输出的图象信号控和控制中心电视监控。车站摄像机输出的图象信号分成两路分成两路,一路送车站控制器一路送车站控制器,车站值班员可选择本站不车站值班员可选择本站不同位置摄

15、像机的图像。另一路送车站前端处置机进展同位置摄像机的图像。另一路送车站前端处置机进展图像编码、紧缩图像编码、紧缩,然后经传输系统送至控制中心然后经传输系统送至控制中心,在控制在控制中心解码后送至图像监视器。控制中心行车调度员可中心解码后送至图像监视器。控制中心行车调度员可选择任一车站的任何一个摄像机的图像信号选择任一车站的任何一个摄像机的图像信号,也可将车也可将车站几路图像信号送至控制中心。彩色图像信号的传送站几路图像信号送至控制中心。彩色图像信号的传送普通采用普通采用MPEG-2 图像编码技术。图像编码技术。 车站电视监控控制中心电视监控时钟系统主要由控制中心设备包括时钟系统主要由控制中心设

16、备包括GPS/CCTV信号接受单元、主信号接受单元、主备一级母钟系统、监控系统、车站车辆段主备二级母钟、备一级母钟系统、监控系统、车站车辆段主备二级母钟、子钟及传输通道等构成。子钟及传输通道等构成。中心母钟：接纳中心母钟：接纳GPS规范时间信号、规范时间信号、CCTV规范时间信号，将本规范时间信号，将本身的时间精度与规范信号同步，中心母钟经过传输通道向各身的时间精度与规范信号同步，中心母钟经过传输通道向各车站的二级母钟传送，一致校准二级母钟。并将同步信号经车站的二级母钟传送，一致校准二级母钟。并将同步信号经过接口送给监测系统及其他系统，为其它系统提供时间信号过接口送给监测系统及其他系统，为其它

17、系统提供时间信号二级母钟：接纳中心母钟发出的规范时间码信号，实现与中心二级母钟：接纳中心母钟发出的规范时间码信号，实现与中心母钟随时坚持同步，并产生输出时间驱动信号，用于驱动本母钟随时坚持同步，并产生输出时间驱动信号，用于驱动本站一切的子钟，并能向中心设备回馈车站子系统及本站子钟站一切的子钟，并能向中心设备回馈车站子系统及本站子钟的任务信息。的任务信息。子钟：接纳二级母钟发出的时间驱动脉冲信号，进展时间信息子钟：接纳二级母钟发出的时间驱动脉冲信号，进展时间信息显示，并将本身形状信息回馈给二级母钟。显示，并将本身形状信息回馈给二级母钟。时钟系统无线通讯系统 无线通讯系统为行车调度员与司机、车站值

18、班员与无线通讯系统为行车调度员与司机、车站值班员与司机、司机与司机以及公安、环控、维修等用户提司机、司机与司机以及公安、环控、维修等用户提供挪动通讯手段。无线通讯将主要采用数字集群式供挪动通讯手段。无线通讯将主要采用数字集群式调度系统调度系统,信道集中控制方式。集群式调度系统由挪信道集中控制方式。集群式调度系统由挪动交换控制器、基站、中继器、漏泄同轴电缆、车动交换控制器、基站、中继器、漏泄同轴电缆、车载台、便携台和有线传输通道组成载台、便携台和有线传输通道组成,可采用单基站大可采用单基站大区制或多基站小区制。无线调度系统分为行车调度、区制或多基站小区制。无线调度系统分为行车调度、环控调度、公安

19、调度和维修调度等通话组。组间不环控调度、公安调度和维修调度等通话组。组间不能交叉呼叫能交叉呼叫,各组享有不同的优先权各组享有不同的优先权, 不同的无线用户不同的无线用户也拥有不同的优先权。也拥有不同的优先权。 目前，在全球范围内，运用较多处理公用无线调目前，在全球范围内，运用较多处理公用无线调度通讯的技术体制大约有三种：度通讯的技术体制大约有三种：GSM-R、TETRA数数字集群及字集群及MPT1327模拟集群体制模拟集群体制 GSM-R是在公网是在公网GSM技术根底上交融了调度通讯技术根底上交融了调度通讯功能的专门用于铁路无线通讯的数字集群信号系统功能的专门用于铁路无线通讯的数字集群信号系统

20、。在欧洲高速铁路大量运用，但少用于间隔短、密。在欧洲高速铁路大量运用，但少用于间隔短、密度大的城市轨道交通。度大的城市轨道交通。 TETRA数字集群系统和数字集群系统和MPT1327模拟集群系统都可模拟集群系统都可以满足地铁的要求，但选用以满足地铁的要求，但选用TETRA数字集群系统。数字集群系统。 1、模拟系统不及数字系统的利用率高，数字通讯、模拟系统不及数字系统的利用率高，数字通讯技术终归是未来的开展方向。技术终归是未来的开展方向。 2、北京、上海、广州等都是用了、北京、上海、广州等都是用了TETRA数字集群系数字集群系统，为了一致思索。统，为了一致思索。上海地铁二号线上海地铁二号线A TC 信号系统中信号系统中TWC 子系统子系统硬件设备硬件设备 轨旁轨旁TWC 与车载与车载TWC 之之