【CN109818640A】一种CTCS3列控车载GSMR无线通信电台【专利】
CTCS-3列控系统及车载设备介绍~资料
图例 停车标志牌 无源应答器 有源应答器
CTCS-3级列控系统总体结构包括：地面设备、车载设备、GSM-R无线 通信网络、信号数据传输网络四部分。
CTCS-3列控系统介绍—主要技术原则
（1）CTCS-3级列控系统满足运营速度 350km/h、最小
追踪间隔3分钟的要求。
（2）CTCS-3级列控系统满足正向按自动闭塞追踪运行，
GSM-R 无线网络
调度中心 CTC
无线闭塞中心 RBC
列控中心
车站联锁
ZPW 2000 轨道电路 轨道电路
LEU LEU
地面应答器
CTCS-3列控系统介绍—系统总体结构
车 载 设 备
司机操纵台及常用制动接口 输入 接口 输出 接口 车载安全计算机 C3 控制单元 C2 控制单元 MVB 车载安全计算机 C2 控制单元 C3 控制单元 测速 单元 轨道电路信 息接收单元 应答器信息 接收模块
CTC车站 自律分机
车站 列控中心
微机 监测
中继站 列控中心
微机 监测 信号集中监测数据通信以太网
微机 监测
车站 列控中心
CTC车站 自律分机
车站 联锁
列控中心安全数据通信局域网 信号安全数据通信以太网 调度集中数据通信以太网
CTC
行调台 维修 中心 其他 调度台 综合 维修台
TSR
临时限速服 务器
PG
GSM-R 电台
DMI
DMI MVB 列车转换网关
测速模块 测速 单元
紧急制动接口
无线通信模块 通信 接口 单元 通用 加密 单元
Profibus RS-485
记录器 应答器信息 接收模块 CAU 轨道电路信 息接收单元
CTCS-3级列控系统无线通信网络综合监测技术的研究
态等进行 完整 的监 测和记 录 ，并 采 用综合 分析 和联 合诊 断技 术 、 多层协议 分析 与解 码技 术 、 多用 户实 时跟踪 与查 询技 术等 关键 技 术 ，为 列控数 据传 输 分析 、故 障 定位和 分析 、通信 网络优 化 与 维 护 以及 干扰 分析 等 方 面提 供技 术依 据 。 关键 词 ：铁路 综 合数 字移 动 通信 系统 ；监 测 系统 ；Ｃ Ｃ 一 列控 系统 Ｔ Ｓ３级
ｈｎ ｉ ｎ ｌ ｉ ａ ｄｊｉｔ ｉ ｎｓ ｅ ｈ ｏ ｇ ，ｍ ｌ— ｙｒｐｏ ｃｌａａｙｉ ａｄ ｄ ｃｄｎ ｅｈ ｏ ｇ ， ｅ ｓ ｅａ ａ ｓ ｎ ｏｎ ｄａ ｏｉ ｔ ｎｌ ｙ ｕｔ ｌ ｅ ｒｔ ｏ ｎ ｌ ｓ ｎ ｅ ｏｉｇｔｃｎ ｌ ｙ ｖ ｙｓ ｇ ｓ ｃ ｏ ｉａ ｏ ｓ ｏ
ｍｕ ｔ－ ｓ ｒｒ ａ ｉ ｒ ｃｎｇ ａ ｄ ｉ ｑ ｉｙ ｔｃ ｎ ｌｇ ｌｉｕ ｅ ｅ ｌｔ ｍｅ ｔａ ｉ ｎ ｎ ｕ ｒ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ，ａ ｄ ｅｃ ｎ ｔ ．，ｔ ｓｍｏ ｉｏ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｃ ｎ ｐｒｖ ｄ ｅ ｈ ｉ ｈｉ ｎ ｔｒｎ ｙ ｔ ｍ ａ ｏ ｉ ｅ ｔ ｃ ｎ — ｃ ｌｄ ｔ ｏ ａ ａ ａ ｆｒＣＴＣＳ ３ ｄ ｔ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｎａｙ ｉ ，ｆ ｕ ｔｌｃ ｔｏ ｎ ｎａｙ ｉ ，ｏ ｔ ｚ ｔｏ ｎ ｉｔ ｎ ｎ ｅ 一 ａ ａ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ａ ｌ ｓｓ ａ ｌ ｏ ａｉ ｎ ａ ｄ ａ ｌ ｓｓ ｐ ｉ ａｉｎ ａ ｄ ｍａｎ ｅ ａ ｃ ｍｉ
蒋 文怡 钟章 队
摘 要 ：针 对我 国铁 路 的 Ｃ Ｃ 一 系统 无 线 通信 网络 Ｔ Ｓ３级 Ｔ Ｓ３级
综合 监 测技 术 ，对 车． 数 据 传 输 的 几 个 关键 接 口— — Ａ ｉ 口 （ Ｓ 地 ｂ ｓ接 Ｂ Ｃ与 Ｂ Ｓ 、 Ａ接 口 （ Ｃ Ｔ） ＭＳ 与 ＴＡ Ｒ Ｕ） 和 Ｐ Ｉ 口 （ Ｃ与列控 Ｒ Ｃ） 上 列控 呼叫 的信令 流程 、数 据 传 输 过 程 以及 线路 状 Ｒ 接 ＭＳ Ｂ
CTCS-3级列控系统车地通信系统可靠性分析
CTCS-3级列控系统车地通信系统可靠性分析CTCS-3级列控系统车地通信系统可靠性分析一、引言CTCS-3级列控系统是中国国家铁路局应用最广泛的铁路列车自动驾驶系统，其具有自主切换及保护专用电话通信、列车与地面联控无线传输、车载电台与调度通信等多种功能。
该系统的可靠性对于保证铁路运输安全以及提高运行效率具有重要意义。
本文将对CTCS-3级列控系统的车地通信系统进行可靠性分析。
二、车地通信系统的结构和原理CTCS-3级列控系统的车地通信系统主要由列车侧和地面侧两部分组成。
列车侧包括车载无线通信设备、车载终端设备和列车基站设备；地面侧包括地面无线通信设备、地面终端设备和地面基站设备。
车地通信系统通过无线传输实现列车与地面的双向通信。
列车侧的车载终端设备负责向司机显示指令信息、接收地面指令并向列车基站设备发送列车状态信息。
地面终端设备负责接收列车状态信息并向司机发送指令信息，地面基站设备负责发出指令信号并接收列车状态信息。
三、车地通信系统的可靠性评价指标1. 可用性：可用性是指车地通信系统在规定时间内正常工作的概率。
通过对设备的可用时间和故障时间进行统计分析，可以评估车地通信系统的可靠性水平。
2. 可信度：可信度是指车地通信系统在规定时间内未发生故障的概率。
通过对设备的故障率进行统计分析，可以评估车地通信系统的可靠性水平。
3. 故障概率：故障概率是指车地通信系统在规定时间内发生故障的概率。
通过对设备的故障次数和工作时间进行统计分析，可以评估车地通信系统的可靠性水平。
四、车地通信系统的可靠性分析方法1. 故障数据分析：通过对车地通信系统的故障数据进行统计分析，了解故障发生的规律和原因，为后续的可靠性分析提供依据。
2. 故障树分析：选择适当的故障树模型，从各个故障事件出发，逐步分析故障产生的原因和过程，找出可能导致故障的关键因素。
3. 可靠性增长模型：根据车地通信系统的运行情况和故障数据，建立可靠性增长模型，预测车地通信系统的可靠性水平和不同条件下的可靠性提升空间。
CTCS-3级列控系统发展历程及技术创新
CTCS-3级列控系统具有高精度、高可靠性和高效率的特点，能够实现列车高 速运行和精确控制，提高了列车运行安全和效率。
CTCS-3级列控系统的应用范围
应用领域
CTCS-3级列控系统广泛应用于中国高速铁路和城市轨道交通领域，是列车控制系 统的重要组成部分。
应用场景
在高铁中，CTCS-3级列控系统用于列车控制、信号灯控制、轨道电路控制等方面 ，实现了对列车的高效控制和安全保障。
针对CTCS-3级列控系统的关键技术进行突 破，如信号处理、安全防护等。
实现了CTCS-3级列控系统的全面 国产化。
成果转化与推广（2011年-2015年）
1
将研究成果转化为实际产品，并进行大规模推 广应用。
2
完成了多个铁路干线列控系统的升级改造，提 高了铁路运输效率和安全性。
3
与国内企业合作，实现了CTCS-3级列控系统的 出口。
THANKS
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信号系统升级与改造
要点一
总结词
信号系统升级与改造是CTCS-3级列控系统技术创新的 重要方面，旨在提高信号系统的可靠性和安全性，确保 列车运行的安全和效率。
要点二
详细描述
1. 数字化信号处理：采用先进的数字化信号处理技术 ，提高了信号的精度和稳定性，减少了信号干扰和误差 。2. 信号系统模块化：将信号系统进行模块化设计， 提高了系统的可维护性和可扩展性，降低了系统成本。 3. 智能控制：应用智能控制技术，实现了对信号系统 的实时监控和自动调整，提高了系统的运行效率和安全 性。
02
CTCS-3级列控系统的发展历程
技术引进与消化（2000年-2005年）
01
引进国外先进列控技术，如欧 洲的ETCS技术。
一种CTCS-3级列控系统的在线监测系统[发明专利]
![一种CTCS-3级列控系统的在线监测系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/e7b78ea7be1e650e53ea9998.png)
专利名称：一种CTCS-3级列控系统的在线监测系统专利类型：发明专利
发明人：谢和欢,陈远旭,燕翔,郎红霞,刘伟超
申请号：CN201010580813.4
申请日：20101209
公开号：CN102092407A
公开日：
20110615
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种CTCS-3级列控系统的在线监测系统，CTCS-3级列控系统的地面子系统的RBC ISDN服务器通过I接口、用网线与第一阻抗变换器相连，第一阻抗变换器通过同轴电缆接入GSM-R网络；所述在线监测系统通过三通联接器连接在地面子系统和GSM-R网络之间，用于对地面子系统的RBC的I接口的数据进行实时采集，得到监测数据；并对采集得到的监测数据进行解析、记录和存储。
采用本发明实施例，能够实时监测并同步显示RBC和ATP之间的无线通信数据和运行情况，同时还能够提供无线通信各层的数据解析、查询、分析和导出功能。
申请人：北京全路通信信号研究设计院
地址：100073 北京市丰台区华源一里18号楼
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
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CTCS-3级列控系统无线超时GSM-R电台SIM卡
T技术创新ECHNOLOGICAL INNOVATION CTCS-3级列控系统无线超时GSM-R电台SIM卡故障分析及解决措施张晓东，陈延春，陈 铮（中国铁路上海局集团有限公司杭州电务段，杭州 310002）摘要：CTCS-3无线超时故障是CTCS-3级列控系统的重点和难点问题，因SIM 卡造成的超时问题一直没有找到具体的原因，重点对SIM 卡的表面形貌分析（SEM）、成分分析（EDS）以及设备运用中SIM 工作状态的研究，通过检测发现了SIM 卡表面存在不导电颗粒物，在设备运用中造成电台不识卡，导致无线通信超时故障，并就该问题提出了对策措施。
关键词：无线超时；SIM 卡；SEM 分析；EDS 分析；措施中图分类号：U285.5 文献标志码：A 文章编号：1673-4440(2023)01-0052-04Fault Analysis and Solutions of GSM-R Radio SIM Card withWireless Timeout in CTCS-3 Train Control SystemZhang Xiaodong, Chen Yanchun, Chen Zheng(Hangzhou Signaling & Communication Depot, China Railway Shanghai Group Co., Ltd., Hangzhou 310002, China)Abstract: CTCS-3 wireless timeout fault is a key and difficult problem in CTCS-3 train control system. No specific reason has been found for the timeout problem caused by SIM card. This paper focuses on the research of SEM and EDS of the SIM card as well as the working state of SIM in equipment application. Through detection, it is found that there are non-conductive particles on the surface of SIM card, which can cause the radio station to fail to recognize the card and lead to the wireless communication timeout fault. The countermeasures are put forward to this problem.Keywords: wireless timeout; SIM card; SEM; EDS; countermeasuresDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2023.01.010收稿日期：2021-11-07；修回日期：2022-11-16第一作者： 张晓东（1982—），男，高级工程师，本科，主要研究方向：铁道信号，邮箱：****************。
CTCS3车载原理
该模式用于非本务端列控车载设备。 在该模式下，列控车载设备仍执行列车定 位、测速测距、记录等级转换及RBC切换 信息等功能。 列车立即折返，非本务端升为本务端后， 车载设备可自动进入正常工作状态。
CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式
目视行车模式 (OS)
•适用于C3车载和C2车载
当地面设备故障、列控车载设备显示禁止 信号且列车停车后需继续运行时，根据行 车管理办法，经司机操作，列控车载设备 按固定限制速度40km/h监控列车运行，列 车每运行一定距离（300米）或一定时间 （60秒）司机需确认一次。
当列控车载设备上电时，执行自检和外 部设备测试正确后自动处于待机模式，车 载设备禁止列车移动。 当司机开启驾驶台后，列控车载设备中 的DMI投入正常工作。
CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式
引导模式 (CO)
•适用于C3车载和C2车载
当开放引导信号或出站信号机开放且列车 前端距离出站信号机较远（大于 250 米） 发车时，列控车载设备生成目标距离连续 速度控制模式曲线，并通过 DMI 显示列车 运行速度、允许速度、目标速度和目标距 离 等 ， C2 时 车 载 设 备 按 固 定 限 制 速 度 40km/h监控列车运行，司机负责在列车运 行时检查轨道占用情况。
隔离模式 (IS) 待机模式 (SB) 引导模式 (CO)
睡眠模式 (SL) C3专有
目视行车模式 (OS) 调车模式 (SH)
列控车载设备 9种主要工作模式
部分监控模式 (PS) C2专有
机车信号模式 (CS) C2专有
CTCS-3列控车载模式介绍—完全监控模式
完全监控模式 (FS)
•适用于C3车载和C2车载
CTCS-3列控车载设备介绍—车载设备组成1
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910124800.7
(22)申请日 2019.02.19
(71)申请人 深圳市桑达无线通讯技术有限公司
地址 518000 广东省深圳市南山区科技园
科技路1号桑达科技大厦11楼
(72)发明人 杨胜 方怡 朱海彬 陈国喜
(74)专利代理机构 深圳新创友知识产权代理有
限公司 44223
代理人 江耀纯
(51)Int.Cl.
H04B 1/3822(2015.01)
H04B 1/40(2015.01)
H04W 4/42(2018.01)
H04W 24/02(2009.01)
(54)发明名称一种CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台(57)摘要本发明公开了一种CTCS -3列控车载GSM -R无线通信电台，包括三个独立的无线传输单元，每个无线传输单元包括电源模块、GSM -R通信模块、转换单元和背板，电源模块通过背板连接并供电给GSM -R通信模块和转换单元，转换单元通过背板连接并转换传送GSM -R通信模块与车载设备之间的信号；任意两个GSM -R通信模块被分别配置为支持CSD方式的数据收发通道，其余一个GSM -R 通信模块被配置为支持GPRS方式的数据收发通道。
通过将电台中的两个无线传输单元配置为支持CSD方式的数据收发模式，其余一个配置为支持GPRS方式的数据收发模式，实现无线通信电台可同时承载ATP业务及ATO业务的功能；每个无线传输单元均有独立的电源，可以单独对每个无线传输单元进行断电操作，
方便日常维护。
权利要求书2页 说明书4页 附图1页CN 109818640 A 2019.05.28
C N 109818640
A
权 利 要 求 书1/2页CN 109818640 A
1.一种CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于，包括三个独立的无线传输单元，每个所述无线传输单元包括电源模块、GSM-R通信模块、转换单元和背板，所述电源模块通过所述背板连接并供电给所述GSM-R通信模块和所述转换单元，所述转换单元通过所述背板连接并转换传送所述GSM-R通信模块与车载设备之间的信号；任意两个所述GSM-R通信模块被分别配置为支持CSD方式的数据收发通道，其余一个所述GSM-R通信模块被配置为支持GPRS方式的数据收发通道。
2.如权利要求1所述的CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于：被配置为支持CSD方式的数据收发通道的两个所述GSM-R通信模块，其中一个所述GSM-R通信模块被上位机设为主通信模块，另一个所述GSM-R通信模块为辅助通信模块，用于当所述主通信模块出现故障时，所述辅助通信模块自动转换为主通信模块；
所述主通信模块和辅助通信模块均可通过AT命令被配置为支持GPRS方式的数据收发通道；被配置为支持GPRS方式的数据收发通道的所述GSM-R通信模块也可通过AT命令被配置为支持CSD方式的数据收发通道。
3.如权利要求1所述的CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于：所述电源模块包括两路输出，一路输出通过背板连接并供电给所述GSM-R通信模块，另一路输出通过背板连接并供电给所述转换单元。
4.如权利要求1所述的CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于：所述GSM-R通信模块包括无线通信处理单元、RF连接器、TE接口连接器、维护接口和SIM卡连接器；所述无线通信处理单元用于对收发信号进行处理，所述RF连接器用于连接天线以接收射频信号，所述TE接口连接器用于将所述GSM-R通信模块与所述转换单元连接；所述维护接口用于升级GSM-R通信模块以及下载GSM-R通信模块运行的log信息；所述SIM卡连接器用于安装GSM-R SIM卡以将所述GSM-R通信模块与GSM-R网络连接。
5.如权利要求4所述的CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于：所述无线通信单元包括电源管理芯片、基带处理芯片和射频处理模块，所述电源管理芯片用于所述无线传输单元的电源管理，所述基带处理芯片用于信息处理，所述射频处理模块用于信息发送及接收。
6.如权利要求5所述的CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于：所述无线通信处理单元还包括MCP存储器和eMMC，所述MCP存储器用于存储所述车载GSM-R无线通信电台正常运行的程序和中间数据；所述eMMC用于存储所述GSM-R通信模块运行的实时log信息。
7.如权利要求6所述的CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于：所述log信息包括所述GSM-R通信模块运行状态信息、所述CTCS-3列控车载GSM-R无线通信单元的用户数据以及GSM-R系统的空口信令。
8.如权利要求1所述的CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于：所述转换单元包括96PIN接口、数据接口和拨档开关，所述96PIN接口用于转换及传送车载设备与所述GSM-R通信模块之间的信号；所述数据接口用于实现车载ATP/ATO系统和地面设备无线数据传输；所述拨档开关用于单独控制所述GSM-R通信模块的电源开关的开与关。
9.如权利要求5所述的CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台，其特征在于：所述GSM-R通信模块还包括提升射频抗干扰性能的前端系统，用于提升CTCS-3列控车载GSM-R无线通信
2。