高速铁路概论（第二版） 课件 项目4.2 高速铁路通信系统

高速铁路概论目录DIRECTORY01030506第一章绪论第三章高速铁路供电第五章高速铁路动车组第六章高速铁路动车组驾驶02第二章高速铁路线路07第七章高速铁路运输组织04第四章高速铁路信号与通信08第八章磁悬浮铁路。第一节高速铁路信号系统第二节高速铁路通信系统第四章高速铁路信号与通信第二节高速铁路通信系统一、概述（一）铁路专用通信系统铁路通信系统是铁路运输的重要基础设施，在铁路运输中起着神经系统及网络的作用。它主要完成以下任务：保证指挥列车运行的各种调度指挥命令信息的及时传输(2)为旅客提供服务的各种通信(3)为设备维修及运营管理提高通信条件第二节高速铁路通信系统（二）铁路现代通信技术从功能上来讲，其可分为应用层、业务层及传送层，如图4-14所示。第二节高速铁路通信系统二、高速铁路通信系统（一）高速铁路通信系统技术要求高速铁路列车运行速度高达300~350km/h，对通信系统要求如下。(1)通信系统应具有高可靠性，以保证列车的高速、安全运行。(2)通信系统应具有高效率，以保证行车调度指挥、运营管理及旅客服务系统高效工作。(3)通信系统应与信号系统紧密结合，形成高级自动化的通信、指挥、控制及信息系统。(4)通信系统应与计算机结合，形成现代化的运营、管理、服务系统。(5)通信系统应完成多种信息的传输和提供多种通信服务。除语音信息的传输之外，高速铁路通信中还有大量的非话业务，如数据、图像、监控信号的传输与处理。(6)移动通信、卫星通信、微波中继通信、室内无线通信等将与光纤通信、程控交换等多种通信方式结合，形成统一的铁路通信网络。第二节高速铁路通信系统（二）高速铁路通信系统的特点通信需求业务的多样化，并且数据及图像成为主要业务(2)根据各专业提供的业务需求，通信网应提供基本通信业务，保证高速铁路运输指挥基本需要的通信业务，包括调度、公务、移动通信、会议电视等。(3)承载业务包括信号系统、旅客服务信息系统、综合调度系统、综合（视频）监控系统、防灾安全系统、经营管理系统等信息应用系统的承载与互连。第二节高速铁路通信系统(4)传输系统为所有通信业务提供传输服务，以满足承载语音、数据、图像传输需要。(5)数据网对不涉及行车安全、资金安全的数据、图像业务提供路由、交换等功能，以满足旅客服务、各类视频监控以及信息化其他相关应用系统等对数据业务的处理需要。(6)调度通信系统为提供数字化调度通信业务，满足调度通信、专用通信、站场通信、站间通信业务的需要，并可与GSM-R移动通信系统联网实现有线、无线用户的统一调度。(7)专用移动通信系统（同址双网或交织冗余网络）提供无线移动公务通信、无线列车调度指挥功能，并为列车控制等系统提供无线数据传输通道。第二节高速铁路通信系统（三）高速铁路信号专用通信系统1.区段数据通信2.区间通信区间通信主要包括以下内容：(1)车站信号室之间，车站信号室与区间信号室之间，区间信号室之间列控安全数据传输。(2)区段联锁系统主站与相邻从站或区间渡线控制点之间的安全数据传输。(3)天气、地震、线路安全监测站与站终端的数据传输。(4)列车轴温监测站数据传输。(5)电力遥控终端数据传输。(6)区间工务人员及应急抢险通信。(7)常设线路监视系统及救灾监视用图像传输。(8)通信、信号维护用通信通道等。第二节高速铁路通信系统3.高速列车无线数据通信高速列车无线数据通信具体包括如下内容：文本方式的调度命令。(2)车次号、列车速度、列车位置核查。(3)列车运行时的安全状态。(4)车辆维修信息。(5)旅客服务信息等。4.专用基础网络第二节高速铁路通信系统三、高速铁路无线通信系统(GSM-R)（一）我国GSM-R建设的必然性1.GSM-R的起源2.我国铁路无线通信系统的现状3.铁路新业务的需求(1)客运专线的业务需求(2)货运专线机车同步操控信息传送业务。(3)车地信息化数据传输的需要(4)有线、无线调度两网融合的需求。第二节高速铁路通信系统（二）GSM-R系统结构第二节高速铁路通信系统1.网络子系统(1)移动交换子系统(SSS)。①移动业务交换中心(MSC)②拜访位置寄存器(VLR)③归属位置寄存器(HLR)④鉴权中心(AuC)⑤互连功能单元(IWF)⑥组呼寄存器(GCR)⑦短消息服务中心(SMSC)⑧确认中心(AC)第二节高速铁路通信系统(2)移动智能网子系统(IN)。(3)通用分组无线业务子系统(GPRS)。①GPRS支持节点(SGSN)②网关GPRS支持节点(GGSN)③域名服务器(DNS)④认证服务器(RADIUS)⑤分组控制单元(PCU)第二节高速铁路通信系统2.基站子系统3.运行与支持子系统4.终端设备第二节高速铁路通信系统（三）GSM-R系统功能1.GSM-R系统业务第二节高速铁路通信系统2.业务类型(1)语音业务(2)数据业务(3)基本业务。①功能寻址业务②功能号表示③基于位置寻址业务④接入矩阵第二节高速铁路通信系统(4)扩展业务①基于位置的呼叫限制业务②自动获取调度中心的IP地址业务③短信的智能业务。3.铁路应用(1)区间移动通信。(2)尾部风压检测第二节高速铁路通信系统(3)在CTCS-3级列控系统中，GSM-R系统用来实现车、地之间信息的传输，如图4-18所示与传统的系统相比，无线列控系统具有以下优点。①实现了车—地信息的双向传输。②去掉了大量分布于沿线的轨旁设备。③信息传送内容愈加丰富。④列车控制曲线为圆滑曲线。第二节高速铁路通信系统(4)在机车同步操控中，GSM-R实现了主控机与从控机的通信及控制命令的实时传送，使它们置于同步或独立工况，如图4-19所示。第二节高速铁路通信系统(5)分散自律调度集中系统对数据信息传送的要求有调度命令、接车进路预告信息、调车作业通知单、车次号校核等。(6)旅客业务（四）国内外GSM-R建设的概况意大利全国铁路线路总长20000多km,GSM-R网络覆盖7500km。瑞士全国铁路线总长5000km，全部被GSM-R网络覆盖法国全国铁路线总长31724km,14000km被GSM-R网络覆盖瑞典全国铁路线总长10216km,7500km被GSM-R网络覆盖荷兰全国铁路线总长2800km，全部被GSM-R网络覆盖第二节高速铁路通信系统英国全国铁路线总长22000km,16000km被GSM-R网络覆盖西班牙全国铁路线总长12303km,6000km被GSM-R网络覆盖比利时全国铁路线总长3410km,3025km被GSM-R网络覆盖挪威全国铁路线总长4006km,3500km被GSM-R网络覆盖芬兰全国铁路线总长31724km，全部被GSM-R网络覆盖捷克全国铁路线总长6093km,4000km被GSM-R网络覆盖印度全国铁路线总长63230km，共分为10个铁路区，已有6个铁路区签署合同采用GSM-R系统，并于2005年启动建设GSM-R在中国发展良好。中国铁路完成了GSM-R相关标准的制定工作。部分GSM-R已建线的业务及实现情况如下：第二节高速铁路通信系统大秦重载铁路，线路全长666km.其业务有调度通信，机车同步操控信息传送，区间移动通信，列车无线车次号校核及列车停稳信息传送，调度命令传送，列尾装置信息传送，调车机车信号和监控信息传送青藏线，线路全长1142km。其业务有列车调度、列车控制系统数据传送，列车无线车次号校核及列车停稳信息传送，区间移动通信胶济客货混运线路，线路全长473km.其业务有调度通信、车次号校核信息传送、调度命令传送等GSM-R核心网络规划如图4-20所示，采用二级网络结构，包括引动汇接网及本地网，设立3个TMSC大区汇接中心及汇接的移动业务本地网端局19个MSC第二节高速铁路通信系统第二节高速铁路通信系统（五）GSM-R核心网络的运营维护