机车综合无线通信设备(CIR)的技术方案

1、机车综合无线通信设备(CIR)的技术方案2006年5月第42卷第5期铁道通信信号RAIIWAYSIGNALLING&COMMUNICATIONMav.2006Vol_42NO.5机车综合无线通信设备(OIR)的技术方案陈志杰徐钧一郑敏摘要:机车上存在多种无线通信业务,各业务独立设置设备,不利于资源共享,设备占用空间多,司机操作不便,为此提出了实施机车综合无线通信设备的需求.介绍了发展机车综合无线通信设备的必要性及设备技术方案确定的原则.关键词:设备方案讨论Abstract:NOW,therearemanydifferentkindsofwirelesscommunicationservices

2、on1ocomotive.However.eachservicehasitsOwndeviceandresourcescouldnotbesharedeasily,whichlcadtooccupationoftoomuchspaceandinconveniencyofdriversoperating.Therefore,ComprehensiveLocomotiveRadioisintroduced.Inthispaper,thenecessitytodevelopCIRequipmentandtheprinciplesofdeterminingtechnicalsolutionaredis

3、cussed.Keywords:Equipment,Solution,Discussion列车运行速度的提高及建设客运专线等运输指增加.这虽然为铁路运输安全提供了新的支撑手段,但是各业务独立设置使机车上设备种类繁多.目前,机车无线通信设备之间资源共享度低,智能化程度低,给司机增加了负担;设备多,占用空间大,管理,维修不便;各项业务建设时间有先后,容易造成投资上的浪费,不经济;无线列调多种制上海铁路通信工厂高级工程师,200071上海*铁道科学研究院通信信号研究所高级工程师,100081北京*天津七一二通信广播公司高级工程师,300140天津收稿日期:200602一II式并存,也不能适应列车长交

4、路套跑的要求.随着无线通信业务的发展,增加的问题会更加突出.为此，以发展GSM-R数字移动通信技术政策为契机,铁道部提出机车上无线通信设备统一制式,统一标准,综合利用的要求.同时为了更好地规范设备及运用,提出制定统一的操作显示终端外形尺寸,物理接口,规定电气,通信等协议,以满足450MHz通道上承载的数据业务（包括调度命令,列尾,无线车次号等）和话音通信,适应GSMR发展的要求,并实现不同制造商的功能单元模块可互换的要求,即确定了研制开发机车综合无线通信设备（简称CIR）的要求.大,网络结构简单,对呼叫建立速度要求较高的专用网络，非常适合采用DSS1信令组网.FAS网络结构越简单,越能发挥DS

5、S1信令的优点.因此,直联方式优于汇接方式.3结束语直联方式,信令传递速度较快,能充分发挥MSC的系统能力,系统安全性高;但每开通一个调度区段,MSC都要对路由数据进行修改.而汇接方式,开通新调度区段,MSC不需要对路由数据进行修改;但信令传递速度较慢,系统安全性低.因此,FAS系统接入GSMR系统,直联方式优于汇接方式.目前,FAS系统在国内还未正式商用，很多相关的基础数据是预测取得的,这些预测数据是否准确,直接影响到分析结果.因此,最终采用哪种接入方式，需在GSMR系统试验线上进行试验后,才能确定.参考文献钟章队.铁路综合数字移动通信系统（GSMR）M.北京:中国铁道出版社,2003.沈尧

6、星.铁路数字调度通信M.北京:中国铁道出版社,2004.3ISDN用户一网络接口规范第2部分:数据链路层技术规范S.YDN034.2-l997.（责任编辑:诸红）45铁道通信信号2006年第42卷第5期1CIR主要功能2主要技术方案研究机车综合无线通信设备（CIR）,首先应进行功能定位,调研目前无线通信的业务及潜在业务,特别是GSMR网络建成后的发展预测.CIR的基本定位:业务综合,兼容现行各种铁路无线通信业务；适应发展，既能满足现在需求，也能适应今后一段时间内的新业务需求.具体功能如下.符合列车无线调度通信系统制式及主要技术条件（TB/T30522OO2）,列车无线调度通用式 TOC o 1

7、-5 h z 机车电台主要技术条件规定的机车电台功能.具有450MHz机车电台承载的列车尾部风压,无线车次号,调度命令等数据信息的传输功能.具有GSM-R调度通信功能，满足GSMR有关调度通信技术条件的要求.具有GSMR通用数据传输功能,根据承载业务需要提供GPRS或电路方式数据传输链路.具有800MHz列尾和列车安全预警系统主要技术条件（暂行）规定中车载电台的功能.具备IEEE802.11b标准中规定的数据传输功能.具有GSMR_T作模式与450MHz工作模式自动切换和手动切换功能.具有向用户提供GPS原始信息，公用位置信息的功能.操作显示终端具有GSMR调度通信，通用数据传输,应用的操作,

8、状态显示以及语音提示的功能.具有主，副MMI之间通话功能.主机具备信息存储和导出功能.各业务功能可根据功能模块的选配情况予以实现.信道单元根据运行区段的网络覆盖情况进行配置.机车综合无线通信设备（CIR）构成见图1.两蔺煎避图1机车综合无线通信设备（CIR）构成原理框图无线信遒的组成CIR无线信道包括:无线列调,接近预警,无线局域网，GSMR,GPS等业务，涉及450MHz,800MHz,1.5GHZ,2.4GHz等频段.由于GSMR的建设需要一个较长的建设周期,基础网络将分段逐步建设.这样,GSMR与450MHz共存的时间会较长,运行在GSMR区段上的无线通信设备,也要满足在非GSMR网络区

9、段的通信要求.因此，双模配置CIR,在450MHz,GSMR2个频段上除实现各自的调度通信功能外,还应在这2个频段上承载数据业务.由于既有450MHz无线列调系统所承载的数据业务已十分繁重,基本上不再考虑新增数据业务,只将无线车次号,调度命令和列车尾部风压等无线传送业务纳入.其余新增业务,如调车机车信号和监控信息,站场图形,机车走行部信息等传送业务,在GSMR网络中以分组数据或电路数据传输模式予以考虑.对于近距离需要传送的大容量数据,采用目前已在机车试用的无线局域网,其频段为2.4GHz;对于大容量需要长距离高速传输的数据业务,如动态图像还没有很好的方案.接近预警是近年来实施列车提速,保障行车

10、安全和人身安全的一个新手段.由于该业务相对距离固定（功率）,点对点通信,对信道频繁占用,每次占用时间短,因此难以纳入450MHz无线列调系统和GSMR网络.实现该业务需要长期独立设置信道,根据频率规划的安排,采用821.2375/866.2375MHz.另外，对450MHz和GSMR不同工作模式实现自动切换,减少司机的工作量,考虑利用全球定位系统信息进行运行区段的自动判别,实现制式的自动转换.在GSMR调度通信及数据应用业务中,大量信息需要根据运行区段的自动识别进行匹配,如在GSMR区段对本站（站内/站外）,前站，后站等进行呼叫时，根据运行区段GPS位置信息进行MSISDN号码自动匹配实现个呼

11、,因此CIR配置GPS接收单元，单元信息也可对外提供.操作显示终端的设置CIR设备对无线信道的统一管理,给无线通信设备统一设置操作显示终端创造了条件.针对无线通信设备的业务情况,设置了操作按键,显示器,o1.42No.52006RAIlWAYSIGNAlLING&COMMUNICATIONV送受话器,扬声器,打印输出设备,覆盖目前业务所需要的送受话,操作,打印输出,显示及语音提示等需求.这业务主要包括:调度通信,调度命令,报警预警,列尾风压传送等.这些配置基本能满足CIR业务的拓展需求.显示器采用全屏和分屏相结合的多界面显示方式,分屏时设备状态显示区显示音量，信号强度（GSMR或签约的GSM）

12、,车次功能号和机车功能号注册状态等信息.尾部风压,安全预警显示区,应显示与列尾主机的连接状态,当前尾部风压数值,安全预警等信息.呼叫,通话,状态显示区,应显示调度通信的呼叫,被呼,通话状态,450MHz电台收发状态等信息.全屏显示,如调度命令显示,列车进路显示以及信息查询,状态参数设置等界面.业务拓展时,根据业务内容确定界面显示的优先安排方式及界面占用方式.另外,实现2个操作显示终端之间的通信.数据应用接口数据应用接曰设计了6个R422接口，目前已应用的业务有无线车次号,接近预警和调车监控等,另有3个接口供业务拓展.同时考虑到机车CAN总线的发展需要以及为更多业务接入提供可能,接口部分预留了C

13、AN总线的接入.其他配置根据信道,操作终端,接口的配置情况,以及各单元在建设时存在的不同配置方案,对整个CIR的供电进行了区分.如机车只在GSMR覆盖区运行，CIR不配置450MHz单元.450MHz和800MHz2个单元的耗电量基本占CIR的1/31/4,如果集中配置电源,若2个单元不配置时将造成较大浪费,所以它们的供电随单元配置.CIR内配置了蓄电池,用于机车主电源关闭后GSMR网络注销（软关机）,该电池随GSMR单元进行配置.记录单元是CIR的一个基本配置,用于记录CIR设备 TOC o 1-5 h z 注册,注销,承载的各业务通信过程及信息内容,对记录信息内容的分析,能再现CIR的工作

14、过程.其他配置,如天馈单元的合路器,根据机车设备安装条件综合考虑.通信协议CIR定义了各单元通信接口的电气特性,管脚,确定了整体的通信协议结构格式,规定了各业务空中或应用接【_I,及设备内部各单元通信的数据格式.对已纳入的应用业务,其通信信息的内容均进行了明确定义.这为应用业务的开展提供了基础,解决了接口技术不透明,协议不公开使后续业务接入难度大,操作不便的问题.以满足应用要求为出发点,运用成熟,通用的技术,如主机与操作显示终端间采用了RS一422方式,该技术具有机车成功运用基础,基本满足运用需求.应用数据接口,也采用RS422方式,这些接El上的通信协议均符合总体数据格式的要求.预留的CAN

15、接口数据格式也作了明确规定.外形结构及安装尺寸详细规定了整机及各功能单元的外形尺寸.统安装尺寸,不仅有利于规范机车内部布局,整车统筹考虑,而且避免既有机车上安装不同厂商的设备而变更安装方式.规定外形尺寸,接口电气特性,通信协议,管脚定义,解决功能单元的通用性问题,不同制造商生产的同类单元可互换,减少用户对某一制造商的依赖.3结束语确定CIR的技术条件,基本解决了长期困扰用户的设备通用性问题,可在一定程度上解决因供货企业停止该业务或倒闭引起设备服务中断的问题.不同制造商设备的成功互连互通,验证了通信协议具有较强的可操作性,在未来新增业务过程中,只要不同制造商之间能始终坚持技术共享,协议公开的方向,对实现设备的交互使用就具有可操作性,对铁路无线通信的发展就能起到积极的推动作用.但这并不说明只要按技术要求研制的设备就具有同样的稳定性,可靠性.设备的制造工艺,器件选择,具体的实现电路,程序