武广高铁CTCS3列控系统-兄弟会

Time:April.2013武广高铁CTCS-3级列控系统2010级电力机车2013、04、03制作：兄弟会目录一、CTCS-3级列控制系统概述二、武广高铁四、GSM-R在武广高铁中的简介及应用三、GSM-R简介五、GSM-R网络在武广高铁中的特殊功能六、武广客运专线CTCS-3调度通信集成创新方案CTCS-3级列控系统概述解说—冯洋

CTCS-3级列车运行控制系统包括地面设备和车载设备。地面设备：无线闭塞中心（RBC）,列控中心（TCC），ZPW-2000（UM）系列轨道电路，应答器（含LEU），GSM-R通信接口等。CTCS-3级列控系统概述车载设备：车载安全计算机（VC），GSM-R无线通信单元（RTU），轨道电路接受单元（TCR），应应答器信息接收模块（BTM），记录单元（JRU/DRU），人机界面（DMI），列车接口单元（TIU），测速模块，司法记录器等。CTCS-3级列车运行控制系统总体结构图如下。武广高铁解说—文怀民武广高铁信号系统简介武广高速铁路（简称武广高铁）信号系统由CTCS3级列控系统(C3)、CTCS2级列控系统(C2)（备用）、DS6K5B型计算机联锁系统、调度集中控制系统(CTC)、信号集中监测系统、信号电源系统等组成。C3基于GSM-R无线通信实现车一地信息双向传输、无线闭塞中心(RBC)生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，满足300--350km／h运行速度、最小运行间隔3min的列车运营要求，并具备C2功能的列车运行控制系统。GSM-R（GSMforRailways）系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统。它在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能，如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务。GSM-R系统包括网络子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和业务支撑子系统（OSS/BSS）和终端设备等四个部分。具体的实际应用：厦深高铁、广深港高铁、青藏线、大秦线、胶济线、武广线、郑西线、新丰镇编组站、石太线、合宁线、合武线、京津城际线,京沪高铁等。GSM-R简介主要功能1）、调度通信功能：包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。2）、车次号传输与列车停稳信息的传送功能：它可通过基于GSM-R电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输，也可以采用GPRS方式来实现。3）、调度命令传送功能：铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令。采用GSM-R系统传输通道传输调度命令无疑将加速调度命令的传递过程，提高工作效率。4）、列车尾部装置信息传送功能：将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R通信系统，可以方便地解决尾部风压数据传输问题。5）、调车机车信号和监控信息系统传输功能：提供调车机车信号和监控信息传输通道，实现地面设备和多台车载设备间的数据传输，并能够存储进入和退出调车模式的有关信息。6）、列车控制数据传输功能：采用GSM-R通信系统实现车地间双向无线数据传输，提供车地之间双向安全数据传输通道。7）、区间移动公务通信：在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁守护等部门内部的通信，均可以使用GSM-R作业手持台，作业人员在需要时可与车站值班员、各部门调度员或自动电话用户联系。紧急情况下，作业人员还可以呼叫司机，与司机建立通话联络。8）、应急指挥通信话音和数据业务采用GSM-R无线传输信息的优点1）、在各种列车混跑的区间，由于轨道电路信息量的局限，无法向列车传递轨道电路长度信息；而GSM-R的信息量大，足以传输前方列车的距离信息，可以构成列车速度、线路参数改变的优化列车间隔。2）、对于无线控制系统来说，列车速度提高或制动性能的改善，对应的仅是程序参数的改变，系统发展、完善十分简单；3）、无线列车运行自动控制系统由于无固定的闭塞分区长度，所以对于任何类型的列车都可以提高运行速度；4）、GSM-R的应用可以取消地面固定信号机及轨道电路，可以节省大量的安装、维护费用。GSM-R在武广高铁中的简介及应用

解说—段家珩GSM-R简介：

GSM-R系统是由欧洲电信标准协会和国际铁路联盟为欧洲新一代铁路移动通信所开发的一套新的技术标准，是一种为满足铁路应用而开发的数字式无线通信系统。典型的GSM—R网络是在沿路轨方向安装定向天线，以形成沿轨的椭圆形小区；在话务量较大但对速度的要求较低的编组站内采用扇行小区覆盖；人口密度不高的低速路段和轨道交织处一般是无CTCS系统的农村地区，采用全向小区覆盖。

GSM-R工作频率范围为870-960MHz，同时，其上行频率（移动台发，基站收）为885-889MHz，下行频率（基站发，移动台收）为930-934MHz。武广高铁GSM-R系统概述武广高铁GSM-R系统概述2、无线网设计

（1）采用单网交织的网络结构

（2）3套基站控制器BSC，武汉、长沙和广州各1套

（3）满足验收电平为95％的时间地点覆盖概率下，8w的机车车载台在增益为0dBi的机车车顶天线处（距轨面4m）所需的最小接收电平不低于-92dBm。该电平要求同样适用于单点故障（单个BTS宕机、单个直放站宕机）的情况

（4）基站频率配置：大站O4/O3，区间O2

（5）广州枢纽设计考虑武广、广深港、广珠各条线需求，是单网交织和普通单网的交接地，频率配置难度较大。GSM-R的应用(1).与以往铁路通信系统不同的是，武广高速铁路GSM-R通信网络系统采用的是单层交织冗余覆盖技术。针对无线连接可能失效的问题，武广高铁采取采用单层交织冗余覆盖。铁路轨道沿线由一层无线网络进行覆盖，同时，为可靠保证GSM-R网络在非连续基站故障的情况下仍能正常工作，武广高铁在系统设计时，加密基站，使得两相邻基站的场强相互覆盖到对方站址。(2).同样，武广高铁采用了承载CTCS-3业务的GSM-R系统，以确保列车高速行车安全。如今，武广高铁采用GSM-R通信网络，从而创造了CRH3型动车运行时速394公里的世界记录，使其成为“中国速度”的象征。武广高铁GSM-R通信网络结构图GSM-R网络在武广高铁中的特殊功能

首先，GSM-R与普通GSM的主要区别在于GSM-R的工作频率是在上行频率与下行频率的基础上，分别向下延伸了4MHZ（上行频率为885－889MHz（移动台发，基站收），下行频率为930－934MHz（基站发，移动台收）。）同时也相应引入了语音组呼叫、话音广播、增强优先级与强占等功能，以满足铁路运行的特殊需要。另外也增加了功能寻址；调度模式；优先级呼叫确认等，从而更加有效的解决高速铁路在运行中的问题，保证列车的安全稳定运行。

其次，为满足列车在平均时速为350km/h的情况下正常通信，提高了切换的成功率,适应高速列车的运行状况，GSM-R系统也采用快速场强衰落切换,同步/予同步切换和基于速度有关的越区切换算法。武广客运专线CTCS-3调度通信集成创新方案

解说—杨少杰武广客运专线调度通信系统组网图武广客运专线CTCS-3调度通信集成创新方案

武广调度通信系统组网方案创新

武广客运专线调度通信由有线数字调度通信系统和GSM—R移动通信系统组成，通过有线数字调度通信系统的调度所交换机设备(FAS)与GSM-R核心网交换机设备(MSC)互连，为客运专线固定用户与移动用户之间提供可靠的调度通信业务，它对行车安全、提高运输效率和管理水平、改善服务质量、应付突发事件提供了重要保证。武广客运专线有线调度系统是全路第一次在铁路局调度所采用2套调度所调度交换机、同城异地设置、互为主备冗余配置，路局的主、备调度所交换设备分别与路局管辖内车站调度交换设备组网，同时与路局的GSM—R核心网交换机设备互连，实现有线与无线调度一体化互联互通。武广正线车站调度通信系统按4个2M环组网，其中武汉局主、备调度所调度交换机与沿线车站调度交换机组1个2M环：武汉调度所一武汉站一咸宁一赤壁北—武汉调度所；广铁集团主、备调度所调度交换机与沿线车站调度交换机组3个2M环：广州调度所一赤壁北一泪罗一长沙一衡阳东一广州调度所、广州调度所一衡阳东一郴州一乐昌一广州北一广州调度所、广州调度所一广州北一广州南一广州调度所。武广客运专线CTCS-3调度通信集成创新方案

在调度所设置调度台，采用2M接口分别与主、备调度所调度交换机设备连接；在车站设置值班台，采用2M接口与车站调度交换机设备连接；调度电话分机采用电缆实回线与车站调度交换设备连接。

武广客运专线运输调度指挥首次采用跨局、跨网方式进行，是铁路调度通信网支撑客运专线区域化集中调度指挥和属地化维护管理的第一次创新运用。武广客运专线在武汉局调度所设置3个调度台，通过传输系统提供的2M通道分别与主、备调度所调度交换机设备连接，按3个调度区段负责武汉至广州南站(不含)间的运输调度指挥(其中，赤壁站(不含)至广州南站属于广铁集团管辖范围，是跨局、跨网区段