铁路G网系统简介与组成
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高速铁路信号系统介绍ppt课件
等
12
列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供 的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设 备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车
运行速度进行比较，超速后及时进行控制。
13
列控系统构成
CTC/TDCS
计 令 车 位调 C向 向 车和成全计 列 生 轨T算，站置度车列载应控运算控成道C机控联并中站控分机中轨电设 答 制 行联制锁进心联中机联心道路备 器 模 。锁道采行下锁心实锁根电编接 报 式按岔集处达联下时将据路码收 文 曲照、轨理运锁达:进进编发到信线C信道。行下临路路码送T轨息，号电图发时信信和给C道后监机路下至进限息息临轨，的达车路速电，控发和时道排列进站命信路计列送临限电列车路令息C给时速路码 算 车T进占的列限报;C序 生 安路用命分控速文。信机中信息心息、: 道临岔时限速车进信站路息分信机 息
9
应答器 载频： 车→地：27.095MHz±5KHz 地→车：4.234MHz±200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit
10
应答器
应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）；
有源应答器（可变信息应答器）。
11
应答器可提供的信息
线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程；
高速铁路信号系统 集成技术介绍
中铁电气化局集团有限公司
1
第一部分
CTCS-3列控系统介绍
2
高速铁路信号名词术语
CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系 统规范，包括地面子系统和车载子系统。 CTCS-2级：中国列车控制系统2级 CTCS-3级：中国列车控制系统3级
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列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供 的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设 备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车
运行速度进行比较，超速后及时进行控制。
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列控系统构成
CTC/TDCS
计 令 车 位调 C向 向 车和成全计 列 生 轨T算，站置度车列载应控运算控成道C机控联并中站控分机中轨电设 答 制 行联制锁进心联中机联心道路备 器 模 。锁道采行下锁心实锁根电编接 报 式按岔集处达联下时将据路码收 文 曲照、轨理运锁达:进进编发到信线C信道。行下临路路码送T轨息，号电图发时信信和给C道后监机路下至进限息息临轨，的达车路速电，控发和时道排列进站命信路计列送临限电列车路令息C给时速路码 算 车T进占的列限报;C序 生 安路用命分控速文。信机中信息心息、: 道临岔时限速车进信站路息分信机 息
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应答器 载频： 车→地：27.095MHz±5KHz 地→车：4.234MHz±200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit
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应答器
应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）；
有源应答器（可变信息应答器）。
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应答器可提供的信息
线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程；
高速铁路信号系统 集成技术介绍
中铁电气化局集团有限公司
1
第一部分
CTCS-3列控系统介绍
2
高速铁路信号名词术语
CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系 统规范，包括地面子系统和车载子系统。 CTCS-2级：中国列车控制系统2级 CTCS-3级：中国列车控制系统3级
铁路G网系统简介和组成
G网系统具有高带宽、低时延、高可靠性等优点，能够满足城市轨道交通对通信服务的高标准要求，提升运营效率，保障乘客 安全。
高速铁路
高速铁路是G网系统应用的另一重要 领域。G网系统能够提供高质量的无 线通信和宽带数据传输服务，支持列 车控制系统、调度指挥系统、旅客服 务系统等众多子系统的通信需求。
VS
G网系统的应用能够提高高速铁路的 运营效率和安全性，为旅客提供更加 便捷、舒适的出行体验。
智能化管理
数据整合
G网系统将各类数据整合到一个平台上，方便管理人员进行统一管理和调度。通过数据分析和挖掘，为决策提供 有力支持。
自动化控制
G网系统采用先进的自动化控制技术，实现列车自动调度、信号自动控制等功能，提高运输效率和管理水平。
高效运营
资源共享
G网系统实现资源共享，提高资源利用效率。通过集中管理和调度，降低运营成本和维护难度。
灵活扩展
G网系统具备良好的灵活扩展性，可根据业务需求进行快速部署和升级。同时，系统支持与其他铁路 系统的互联互通，促进铁路行业的整体发展。
04
G网系统的应用场景和优 势
城市轨道交通
城市轨道交通是G网系统应用的重要领域之一。G网系统能够提供高效、安全、可靠的通信服务，支持列车控制系统、乘客信 息系统、公共安全系统等众多子系统的通信需求。
通信系统
1
通信系统是铁路G网系统中实现信息传递和交换 的关键部分。
2
通信系统包括有线通信、无线通信和卫星通信等 多种方式，为列车、车站、控制中心等提供语音、 数据和图像的传输服务。
3
通信系统在铁路G网系统中起到信息传递的桥梁 作用，保障列车运行的安全和高效。
列车控制系统
列车控制系统是铁路G网系统中实现列车运行 自动化的重要组成部分。
高速铁路
高速铁路是G网系统应用的另一重要 领域。G网系统能够提供高质量的无 线通信和宽带数据传输服务，支持列 车控制系统、调度指挥系统、旅客服 务系统等众多子系统的通信需求。
VS
G网系统的应用能够提高高速铁路的 运营效率和安全性，为旅客提供更加 便捷、舒适的出行体验。
智能化管理
数据整合
G网系统将各类数据整合到一个平台上，方便管理人员进行统一管理和调度。通过数据分析和挖掘，为决策提供 有力支持。
自动化控制
G网系统采用先进的自动化控制技术，实现列车自动调度、信号自动控制等功能，提高运输效率和管理水平。
高效运营
资源共享
G网系统实现资源共享，提高资源利用效率。通过集中管理和调度，降低运营成本和维护难度。
灵活扩展
G网系统具备良好的灵活扩展性，可根据业务需求进行快速部署和升级。同时，系统支持与其他铁路 系统的互联互通，促进铁路行业的整体发展。
04
G网系统的应用场景和优 势
城市轨道交通
城市轨道交通是G网系统应用的重要领域之一。G网系统能够提供高效、安全、可靠的通信服务，支持列车控制系统、乘客信 息系统、公共安全系统等众多子系统的通信需求。
通信系统
1
通信系统是铁路G网系统中实现信息传递和交换 的关键部分。
2
通信系统包括有线通信、无线通信和卫星通信等 多种方式，为列车、车站、控制中心等提供语音、 数据和图像的传输服务。
3
通信系统在铁路G网系统中起到信息传递的桥梁 作用，保障列车运行的安全和高效。
列车控制系统
列车控制系统是铁路G网系统中实现列车运行 自动化的重要组成部分。
高速铁路信号系统介绍
2 LU LU码 LU LU码 LU LU码
1 U U码 U2 U2码 U2S
0 HU HU码 UU UU码 UUS
U2S码 UUS码
应答器
载频： 车→地：27.095MHz±5KHz 地→车：4.234MHz±200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit
应答器
应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）；
有源应答器（可变信息应答器）。
应答器可提供的信息
线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程； 等
列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供 的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设 备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车 运行速度进行比较，超速后及时进行控制。
1250m
1300m
1350m
1300m
1350m
1300m
1350m
L5
L4
L3
L2
L
LU
U
HU
CTCS2级临时限速设置流程
1 2
调度中心向车站下达临时限速调度命 令 车站值班员签认调度命令
向车站列控中心传送临时限速 列控中心生成限速报文向应答器传送 并向调度中心回执
调度中 心
3
4
CTC(TDCS)车站分 机
调度中心ctc车站联锁rbc为ctcs3提供行车许可速度曲线速度曲线gsmr无线通信模块及天线车载设备ctcsctcs33级各部分功能级各部分功能ctcsctcs33级各部分功能级各部分功能根据轨道电路联锁进路等信息生成行车许可无线闭塞中心rbc无线闭塞中心rbc应答器应答器通过gsmr无线通信系统将行车许可线路参数临时限速传输给ctcs3级车载设备通过gsmr无线通信系统接受车载设备发送的位置和列车数据等信息向车载设备传输定位和等级转换信息向车载设备传送线路参数和临时限速等信息满足后备系统的需要用于实现车载设备与地面设备的双向通信gsmr核心网包括移动交换子系统gprs子系统智能网接口gsmr网络gsmr网络采用冗余交叉覆盖的方式进行布置提高了车地通信的可靠性根据地面设备提供的行车许可线路参数临时限速等信息和列车参数按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线监控列车的安全运行车载安全计算机车载安全计算机轨道电路轨道电路实现列车占用检查发送行车许可信息满足后备系统的需要调度集中显示投影车站联锁车站联锁无线闭塞中心rbc无线闭塞中心rbc行调指挥中心ctc行调指挥中心ctc列车位置速度信息限速信息限速信息进路信息进路信息轨道电路占用信息轨道电路占用信息行车许可行车许可速度曲线速度曲线列车位置速度信息列车位置速度信息c3c3系统控车原理系统控车原理c3c3系统控车原理系统控车原理速度限制曲线目标停车点ctcsctcs33区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟ctcsctcs33区段追踪运行模拟区段追踪运行模拟1基于gsmr实现大容量的连续信息传输可以提供最远32km的目标距离线路允许速度等信息满足跨线运营
高速铁路信号系统基础知识课件
、行车调度指挥控制系统、驼峰调车控制系统、道口信号系统、信号微机监 测系统等子系统。
3
高速铁路信号系统基础知识
1. 铁路信号系统的结构
1.车站联锁系统
路车站基本是以建立进路的方式实现对列车和车列运行的控制。进路是 由相关道岔和轨道区段组成，有信号机指示和防护的特定经路。为了保证行 车安全，在进路建立之前，对车站内的信号、道岔、轨道电路等基本信号设 备必须按照一定的条件和程序严格操作，我们称这些条件和程序为联锁，而 实现联锁的技术称为联锁技术。联锁设备是铁路车站保证列车和车列正常、 安全运行必不可少的核心基础设备。目前，联锁系统主要有继电集中联锁和 计算机联锁。
2
高速铁路信号系统基础知识
1.1 铁路信号系统的结构
信号设备
铁 路 信 号
信号系统
信号设备第主一要节有继电器、信号机、轨道电路、
转辙机、控制台和电源屏等。
信号系统第一一般节是对指挥列车运行，控制列车运行
速度和追踪方式，传递列车相关控制信息，监督 列车运行及各种作业情况的总称。
铁路信号系统第主一要节包括车站联锁系统、区间闭塞系统、列车运行控制系统
高速铁路信号系统基础知识
1.2 各种信号系统和设备的关系
行车调度指挥控制系统和列车运行控制系统在上述所有的信号子 系统中是处于最关键、最重要的位置，行车调度指挥控制系统负责列 车运行的总体调度安排，而列车运行控制系统直接与列车运行速度相 关。车站联锁和区间闭塞是这两个系统的基础设备，为其提供相应的 行车相关信息，列车运行控制系统根据数据信息发送行车许可凭证， 通过车站联锁完成遥控功能。信号微机监测系统则对各种信号设备进 行检测，保证设备的运用质量。
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高速铁路信号系统基础知识
3
高速铁路信号系统基础知识
1. 铁路信号系统的结构
1.车站联锁系统
路车站基本是以建立进路的方式实现对列车和车列运行的控制。进路是 由相关道岔和轨道区段组成，有信号机指示和防护的特定经路。为了保证行 车安全，在进路建立之前，对车站内的信号、道岔、轨道电路等基本信号设 备必须按照一定的条件和程序严格操作，我们称这些条件和程序为联锁，而 实现联锁的技术称为联锁技术。联锁设备是铁路车站保证列车和车列正常、 安全运行必不可少的核心基础设备。目前，联锁系统主要有继电集中联锁和 计算机联锁。
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高速铁路信号系统基础知识
1.1 铁路信号系统的结构
信号设备
铁 路 信 号
信号系统
信号设备第主一要节有继电器、信号机、轨道电路、
转辙机、控制台和电源屏等。
信号系统第一一般节是对指挥列车运行，控制列车运行
速度和追踪方式，传递列车相关控制信息，监督 列车运行及各种作业情况的总称。
铁路信号系统第主一要节包括车站联锁系统、区间闭塞系统、列车运行控制系统
高速铁路信号系统基础知识
1.2 各种信号系统和设备的关系
行车调度指挥控制系统和列车运行控制系统在上述所有的信号子 系统中是处于最关键、最重要的位置，行车调度指挥控制系统负责列 车运行的总体调度安排，而列车运行控制系统直接与列车运行速度相 关。车站联锁和区间闭塞是这两个系统的基础设备，为其提供相应的 行车相关信息，列车运行控制系统根据数据信息发送行车许可凭证， 通过车站联锁完成遥控功能。信号微机监测系统则对各种信号设备进 行检测，保证设备的运用质量。
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高速铁路信号系统基础知识
铁路G网系统简介和组成_图文
基础传送网：提供透明传输通道 业务网：面向用户、提供通信服务 支撑网：支撑网络正常运行
三、GSM-R系统构成图
2、交换子系统概述（1）
SSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以 及用户数据管理和移动性管理。
提供的业务：基本话音呼叫业务；电路域数据传输。
话音呼叫：点对点话音呼叫（MS之间，MS与有线FT之间）； 组呼、广播呼叫、多方通信、公众紧急呼叫。
6、漫游
概念：是指在某个国家或地区的GSM网（归属网）中登记使用的用户 ，当他到达另外一个国家或地区后，仍可获得同归属区相同的服务。
GSM网络基于SS7信令网，根据用户号码进行网络区分，不同的号码段 属于不同的网络，用户的签约数据存储在归属地HLR。如：139XXXX（ HLR号）ABCD（用户号）。HLR：1170等，北京；0371等郑州 。
GSM系统需占用指定频谱内的上、下行频率，即工作频段。 GSM系统中，频点之间的间隔为200KHz。上下行相差45MHz。
2)GSM-R的19对频率
在我国，信产部分配给铁道部900MHz频段4MHz带宽用于建设GSM-R，共计19个频点。 统一频率在一定距离间隔的区域可以重复使用，即频率复用。工程中频道分配应避免同频干 扰、邻频干扰和互调干扰。 一般要求，同小区控制信道不小于600KHz，业务信道不小于400KHz；邻小区新到载波间隔不 小于400KHz。因此，工程设计中，既要考虑容量、又要考虑服务质量要求进行频率规划。
2、交换子系统功能实体（2）
拜访位置寄存器（VLR）
动态数据库，负责管理漫游用户的动态数据信息，存储、更新 漫游入用户的数据。
存储信息包括：移动用户IMSI，MSISDN，位置区等，支持寻 呼功能。用户漫游入该控制区时，VLR从HLR获取上述信息； 用户漫游出该控制区时，VLR删除上述信息。
高速铁路通信信号系统
二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
（3）系统组成——地面子系统 其中GSM-R不属于CTCS设备，但是CTCS的重要组成部分。
概述 列车运行控制系统 调度集中CTC 计算机联锁系统
内 容 概 要
调度集中系统CTC
临时限速服务器、联锁
无线闭塞中心（RBC）
概述 列车运行控制系统 调度集中CTC 计算机联锁系统
内 容 概 要
二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
（3）系统组成——车载子系统 轨道电路接收模块（TCR）——用于接收地面轨道电路传输的信息，并通过解调后传送给车载ATP和LKJ。 测速测距模块（SDU）——一般采用多普勒雷达和车轮传感器来实现列车的测速和测距，所得到的距离和速度信息送给ATP和LKJ，用于防护列车运行。车载列控设备利用多普勒雷达和车轮传感器的数据配合，可识别列车发生的“空转”和“滑行”现象。
01
内 容 概 要
02
二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
（1）概述 CTCS-3级列控系统是CTCS技术体系中的一个应用等级，是基于现代移动通信系统（GSM-R）完成车地通信的列控系统，符合了CBTC （Communication Based Train Control System）列控系统的发展潮流，是世界高端水平的列控系统。
概述 列车运行控制系统 调度集中CTC 计算机联锁系统
内 容 概 要
二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
概述 列车运行控制系统 调度集中CTC 计算机联锁系统
工作原理
内 容 概 要
ห้องสมุดไป่ตู้
在CTCS-3级列控系统中，无线通信系统（GSM-R）完成车地双向通信得知其管辖区域内的列车运行情况从而得到轨道占用情况，并结合运行时刻表、线路数据等信息生成列车的移动授权，再由无线通信网络告知列车。列车通过移动授权得到目标速度、目标距离、线路数据，结合自身制动性能产生一次制动曲线，监控列车运行。
我国高速铁路运营调度系统的组成
我国高速铁路运营调度系统的组成我国高速铁路运营调度系统的组成我国高速铁路运营调度系统由运输计划、运行管理、车辆管理、供电管理、客运服务和综合维修六个功能子系统构成。
各部门之间通过专用网络连接，传递各种生产所需的信息。
调度所直接指挥列车的运行，动车基地、乘务基地、维修基地等为受控部门，按调度所的安排进行工作。
调度中心一般情况下只监视各调度所的工作，对跨调度所的业务进行协调，特殊情况下调度中心也可以接管调度所的工作，对列车运行进行直接指挥。
一、运输计划子系统中国铁路和各高速铁路调度所运输计划编制部门采用统一的计划编制系统，能随时按业务需求的调整进行权限控制和功能切换。
计划编制系统依据计划编制规则要求，提供计算机辅助计划编制方式，具备牵引计算、合理性检查和模拟仿真功能。
二、运行管理子系统运行管理子系统具备实施计划接收、人工和自动列车运行计划调整、列车运行监视、列车运行调整计划下达、人工和自动进路控制、实绩运行图描绘、调度命令传送、列车跟踪及车次号校核等功能。
在异常情况下，中国铁路调度指挥中心运行管理系统能接管高速铁路调度所指挥权。
三、车辆管理子系统系统具备接收列车运行计划、动车组交路计划和列车运行调整计划的功能，可实时显示动车组的运行位置、运用情况和动车组状态。
根据列车运行调整计划、车载诊断信息等，制定动车组交路计划和车辆分配调整计划并发送至有关单位。
查询动车组的修程、修制和与动车组运用相关资料的功能，接收动车检修部门的动车组相关信息，并在动车组发生故障时，提供紧急处置预案。
此外，系统还具备动车组各项运用指标的统计与分析的功能。
四、供电管理子系统1、接收列车运行计划、供电计划、综合维修计划、列车运行调整计划和列车运行状态的功能。
2、实时监视牵引供电系统运行状态、系统设备带电状态的功能，将重要信息发往相关系统。
3、实时监视牵引供电设备技术状态和故障信息分类归档的功能，将重要信息发往相关系统。
4、可靠完善的遥控功能，包括单控、程控两种方式，程控内容可由用户根据系统控制需要编制，遥控功能具有严格的防误操作闭锁措施。
高速铁路系统构成
（1)高速列车速度控制系统(ATC)
（2)无线列车控制系统—移动闭塞
（3)高速综合调度中心—CTC
（4)高速铁路线路监测诊断系统
（5)自然灾害警报系统
地震 泥石流 台风 大雪 暴风雨
（6)高速列车定期检修系统
3.高速铁路旅客服务系统—— 安全、舒适、正点、便利
（1)车站——立体化的交通枢纽、与周围环境充分协调
车 辆 管 理
供 电 管 理
客 运 调 度
综 合 维 修
票 务 系 统
客 服 务 系
场 营 销 策
运 组 织 管
统
统划理
工务工程系统：
1.为高速度运行的机车车辆提供高平顺性与高稳 定性的轨面条件； 2.保证线路各个组成部分具有一定的坚固性与耐 久性，长期在运营条件下保持良好的状态； 3.同时，要求建立严格的线路状态检测和保障轨 道持久高平顺的科学管理系统。
座椅上的视听系统
特种沙龙车厢
家庭专用包间
婴儿服务室
残疾人专座
酒吧车
餐车
4.高速列车十大关键技术
* 交流传动技术
* 高性能转向架技术
通过改变转向架结构、优化 参数使其具有较高的临界速 度，是研制高速转向架需要 解决的关键技术问题，也是 高速转向架有别于一般转向 架的主要特点。
通过合理设计转向架的悬挂 装置和选择其参数来提高高 速列车的平稳性。
谢谢!
通信与信号系统： •高速铁路通信系统 1.及时准确地完成指挥列车运行的各种调度命令 信息的传输，是列车高速、安全运行的重要保证； 2.为旅客提供各种服务的通信； 3.为设备维修及运营管理提供通信条件，能够满 足维修人员沿线作业时的需求。
动车组系统：
1.包含传统轨道列车车辆的车体、转向架和制动 技术； 2.具有复杂的牵引传动与控制、计算机网络控制、 车载运行控制等关键技术。
高速铁路通信信号系统
在停车点前停车。速度—距离模式曲线分类
设备监督曲线
设备监督曲线
制动性能差的车 制动性能好的车
分段速度—距离 控制模式基本原理
➢ 美国在1832年开始在车站上设置信号机，作为站与站之间 传送信息。信号机上挂有果物笼状的东西，外面包白布或黑 布，吊在10m高的柱子上，这个信号叫球信号。
➢ 列车间隔调整依靠人工闭塞，只能实现站间闭塞。 闭塞：在某一时刻线路上某一区段只能有一列列车。
地面自动信号
➢ 根据列车在该轨道区段的占用/出清来点亮轨旁设置的信号机。
➢ 机车信号在驾驶台上显示地面信号机的状态，改善 了司机了望条件。司机能够在任何条件下从容地驾 驶列车和前方信号为禁止信号时及时采取制动措施， 提高了列车运行的效率和安全程度。
自动停车
➢ 司机依据地面信号或机车信号行车时，列车有冒进 禁止信号的可能。
➢ 自动停车设备（ZTL系统）根据车载设备接收的轨 道电路信息进行防护： ✓ 如果是红灯信息，则自动停车设备输出连续报警 信息，司机必须在7秒内确认，否则将实施紧急 制动。
复习
移动自动闭塞 移动闭塞是利用现代无线通信技术的新型闭塞方式，它以机车信号替代轨 道上的固定信号，不依赖连续的轨道电路和固定的区间分隔点，闭塞区间可 根据列车的前行向前移动，有利于组织间隔小、密度大的连续运输。
复习
联锁的定义 为了保证行车安全，通过技术方法，使进路、进路道岔和信号机之间按一 定程序、一定条件建立起的既相互联系，而又相互制约的关系，这种制约关 系即联锁。 联锁设备 联锁（interlocking）在铁路车站上，为了保证机车车辆和列车在进路上 的安全，有效利用站内线路，高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳 动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车 站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为 联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。 联锁是铁路车站联锁的简称，是铁路信号设备的重要组成部分。 列车进路和调车进路由道岔的不同开通位置所确定，进路的防护则由设于 进路入口处的信号机来担当。进站信号机防护的范围是车站和列车接车进路。
设备监督曲线
设备监督曲线
制动性能差的车 制动性能好的车
分段速度—距离 控制模式基本原理
➢ 美国在1832年开始在车站上设置信号机，作为站与站之间 传送信息。信号机上挂有果物笼状的东西，外面包白布或黑 布，吊在10m高的柱子上，这个信号叫球信号。
➢ 列车间隔调整依靠人工闭塞，只能实现站间闭塞。 闭塞：在某一时刻线路上某一区段只能有一列列车。
地面自动信号
➢ 根据列车在该轨道区段的占用/出清来点亮轨旁设置的信号机。
➢ 机车信号在驾驶台上显示地面信号机的状态，改善 了司机了望条件。司机能够在任何条件下从容地驾 驶列车和前方信号为禁止信号时及时采取制动措施， 提高了列车运行的效率和安全程度。
自动停车
➢ 司机依据地面信号或机车信号行车时，列车有冒进 禁止信号的可能。
➢ 自动停车设备（ZTL系统）根据车载设备接收的轨 道电路信息进行防护： ✓ 如果是红灯信息，则自动停车设备输出连续报警 信息，司机必须在7秒内确认，否则将实施紧急 制动。
复习
移动自动闭塞 移动闭塞是利用现代无线通信技术的新型闭塞方式，它以机车信号替代轨 道上的固定信号，不依赖连续的轨道电路和固定的区间分隔点，闭塞区间可 根据列车的前行向前移动，有利于组织间隔小、密度大的连续运输。
复习
联锁的定义 为了保证行车安全，通过技术方法，使进路、进路道岔和信号机之间按一 定程序、一定条件建立起的既相互联系，而又相互制约的关系，这种制约关 系即联锁。 联锁设备 联锁（interlocking）在铁路车站上，为了保证机车车辆和列车在进路上 的安全，有效利用站内线路，高效率地指挥行车和调车，改善行车人员的劳 动条件，利用机械、电气自动控制和远程控制、计算机等技术和设备，使车 站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系，这种关系称为 联锁。为完成联锁关系而安装的技术设备称为联锁设备。 联锁是铁路车站联锁的简称，是铁路信号设备的重要组成部分。 列车进路和调车进路由道岔的不同开通位置所确定，进路的防护则由设于 进路入口处的信号机来担当。进站信号机防护的范围是车站和列车接车进路。
铁路通信系统
铁路通信系统铁路通信系统包括14个子系统分别为传输系统、数据通信系统、电话交换机接入系统、调度通信系统、移动通信系统、会议电视系统、应急通信系统、综合网管系统、综合视频监控系统、电源系统、时钟及时间同步系统、电源及机房环境监控系统、综合布线系统、通信线路系统。
1.传输系统简介传输系统采用基于SDH的MSTP平台构建，按干线层、接入层组网。
全线一个同步区，采用主从同步方式。
干线层传输系统主要完成各类业务汇聚、调度以及与既有通信系统的互联，为接入层传输系统提供保护通道。
干线层新设基于SDH的MSTP2.5Gb∕s传输系统，利用敷设于铁路两侧不同物理径路的2条24芯光缆中的各两芯光纤，构成链型1+1MSP传输系统。
接入层传输系统提供2Mb∕s.10M/100M通道的接入、汇聚和转接，兼顾区间应急通信的接入条件。
接入层采用基于SDH的多业务传输平台MTSP 组建SDH622Mb/s传输系统，在各车站、线路所、无线基站、信号中继站、电气化所亭、综合维修车间等节点设置ADM。
利用敷设于铁路两侧不同物理径路的2条光缆中的各两芯光纤,构成链型1+1MSP传输系统。
2.数据通信系统简介数据通信系统属于铁路数据通信网的区域网络，由核心节点、汇聚节点、接入节点组成。
核心层节点实现区域网络与骨干网络间数据的快速转发；汇聚层节点实现各数据接入点的数据流量高速汇聚与转发；接入节点负责本地数据的接入、交换。
接入节点路由器与汇聚节点路由器之间通过传输系统提供的POS155Mb/s通道、接入节点路由器之间通过MSTP系统柜提供的FE（E）互联构成环形网。
3.电话交换及接入系统本工程在XX通信站新设IOOo线程控电话交换机,并配置相应的维护终端。
接入由接入网局端设备、接入网终端设备、网管设备等组成。
4.调度通信系统调度通信系统由调度所型调度交换机、车站型调度交换机、调度台、值班台、其他各类固定终端（电话分机）、网管终端及录音仪等设备组成。
铁路G网系统简介和组成
1)GSM频率分配
上行链路
880 890
915
1710
1785 1850
1910
E-GSM P-GSM925 935来自960下行链路
GSM 1800
GSM 1900
1805
1880 1930
1990 MHz
欧洲GSM-R工作频段：上行876-880，下行921-925MHz。 中国GSM-R工作频段：上行885-889，下行930-934MHz。
64 64 kbit/s
16 16 16 16
16
64 64
64 64 kbit/s
• 语音压缩: • 数据传输: • 信令:
子复用
64kbit/s 13 or 5.6 kbit/s + 带内信令 “64 kbit/s” 0.3 - 9.6 kbit/s + 带内信令 透明传输
模全球位居第一
GSM与GSM-R的关系-六大关系
GSM-R理论建立在GSM理论基础之上； GSM-R技术建立在GSM技术基础之上； GSM-R工业以GSM工业为基础； GSM-R工程建设以GSM工程经验为基础； GSM-R应用开发吸收GSM成功经验； GSM-R的市场铁路专用，GSM公众商用。
2、TDMA时分多址
时间
BTS
n+1
TDMAs
n TS
7
0
n-1
MS1 MS2
1000 FDM //
MS3 1018 载波频率
区分信号的方法：按频率区分，FDMA，如无线列调；按时间区分信号，TDMA，如 GSM-R。按扩频码区分信号，CDMA。
在GSM中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。每一频点（频道或叫载频TRX ）上可分成8个时隙，每一时隙为一个信道，因此，一个TRX最多可有8个移动客户同时使
铁路G网的概述
GSM-R概述
同频干扰是由于采用了频率复用，在同频小区之 间产生的干扰。 解决同频干扰可以采取以下几种措施： 定向天线覆盖； 优化同频复用距离和频率分配方案； 天线高度和倾角的调整。
GSM-R概述
定向天线：指在某一个或某几个特定方向上 发射及接收电磁波特别强，而在其它的方向上 发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。 采用定向发射天线的目的是增加辐射功率的有 效利用率，增加保密性；采用定向接收天线的 主要目的是增加抗干扰能力。 全向天线：在水平方向图上表现为360°都均 匀辐射，也就是平常所说的无方向性，在垂直 方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况 下波瓣宽度越小，增益越大。全向天线在移动 通信系统中一般应用与郊县大区制的站型，覆 盖范围大。
GSM-R概述
2）频率复用
（1）频率复用：在蜂窝系统中，系统会给每一个 小区的基站分配一组信道，只要相隔距离足够远， 相同的信道可以在另一个小区重复使用。 （2）同频小区：把由若干个使用全部频率的小区 组成的集合称为一个簇，把不同簇中使用相同频率 的小区称为同频小区。 （3）构成一个簇满足的条件：簇的区域能彼此邻 接且无空隙地覆盖整个面积；相邻簇间同频小区的 距离相等。 其中， N为一个簇中的小区数，i，j 为非零正整 数。
GSM-R概述
2）重叠区的确定
假设移动台位于小区A的边界P点，小区半径为R， 路径损耗指数为4。利用相关算式，可得到采用 两小区、三小区、n小区的频率复用方案得到的 移动台接收C/I值。
GSM-R概述
移动台接收C/I 值分别：
两小区复用： 三小区复用：
n小区复用：
GSM-R概述
3）平衡设计 保证上下行链路具有同等的强度，使得任意 小区的双向用户都有较好的接收质量。 关键:要在四面建立天线群系统。 两个发射天线和两个接收天线分别指向道路 两边，下行链路的信号从小区沿着道路向两 个方向辐射。两个接收天线按同样的方式朝 向两个方向。每个天线与一个多路耦合器连 接，多路耦合其又预选滤波器、放大器和分 离器组成。两个接收机的多路耦合器连接一 个接入信道和所有的话音信道.
高速铁路通信系统方案
应急通信
列车通信
1.干线各种1.列车调度1.车务、工1.各类MIS 1.站内调度1.列车无线1.救援指挥1.列车广播
调2调 3会 4会...局干 干度度议议线、 、通通电电各局 局信信话视种线 线通 2通3通4通...货电 其信 信信信运力 他调调 调度度 度务 供话2电34...桥 道区、 电话隧 口间水 等守 电 电电 电护话话、信2通3温道4信...电红信息道检息力外号通测通远线控信通道动轴制电2电345系....站扳客客话话统场道运运内电广信部话播息调2防3电4移系...列站铁度护话动统车场路电报通无无数话警讯线线字系23..图数统像据电传传话输输2345告....列闭旅列警车路客车系电电电安统话视话全
4
2. 铁路专用通信业务
铁路专用通信业务包括干、局线通信，区 段通信，站场通信，无线专用通信，应急通信 和列车通信等，其中铁路运输调度通信是铁路 专用通信的重要组成部分，下表为铁路专用通 信业务分类。
2020年4月12日
5
区段通信
干、局线 通信
区段调度 通信
区段专用 电话
区段数据 通信
站场通信
无线专用 通信
5.其他控制6.站场扩音5.公安、工
信息通道 对讲
务对讲
6.道口无线
报警
2020年4月12日
6
调度通信按铁路运输指挥系统分干线、局线、 区段三级调度通信体系 ： 干线调度通信是铁道部为统一指挥各铁路局， 协调地完成全国铁路运输计划，在铁道部与铁 路局之间设立的各种调度通信。 局线调度通信是铁路局为统一指挥所属调度区 段及主要站段，协调地完成全局运输计划，在 铁路局与编组站、区段站、主要大站之间设立 的各种调度通信。 区段调度通信是各调度区段为指挥运输生产， 在调度员与所辖区段的铁路各中间站按专业、 部门设置的调度通信系统，统称区段调度。
铁路G网系统简介和组成
BSC
PCU
BTS
Abis
BTS
Um
调度台 车站台 有线终端
无线终端 无线固定台
车载台
手持台
GPRS
DNS BG CG Radius
GROS
TCP/IP
Gn
SGSN
GGSN
Gb Gb
GRIS Gi
铁路分组域 应用系统
BOSS 网管
用户、业务管理系统
2、交换子系统概述（1）
SSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以 及用户数据管理和移动性管理。
话音编码：
数字通信系统，话音信号需进行数字化处理（模拟-数字转换）常用 的PCM分三步：取样（8000次/秒），量化（8bit），编码，因此， 1路话音信号64kbit/s。
GSM/GSM-R系统：无线带宽受限，采用低速率话音编码，1路话 音信号13kbit/s。
信道编码：
加入纠错编码，目的在于检出和校正接收比特流中的差错。 包括分组编码和卷积编码。
对于列控应用业务线路，由于GSM-R系统的越区切换为硬切换，每次切换将导致EVC-RBC间 的列控CSD业务中断300-500ms，为了满足列控对GSM-R系统无错误传输周期的要求，两次 连续越区切换间隔大于20s，即基站的间距不小于2km为宜（350km/h）。
7、业务/信令
业务
«你好！今天上午9：00 开会，请按时参加...»
GSM-R数字移动通信系统
2009年4月7日
TEL：021－65161，FAX：65150 E－mail：505shibo@
一、GSM-R简介
GSM: Global System For Mobile Communications 全球移动通信系统
PCU
BTS
Abis
BTS
Um
调度台 车站台 有线终端
无线终端 无线固定台
车载台
手持台
GPRS
DNS BG CG Radius
GROS
TCP/IP
Gn
SGSN
GGSN
Gb Gb
GRIS Gi
铁路分组域 应用系统
BOSS 网管
用户、业务管理系统
2、交换子系统概述（1）
SSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以 及用户数据管理和移动性管理。
话音编码：
数字通信系统，话音信号需进行数字化处理（模拟-数字转换）常用 的PCM分三步：取样（8000次/秒），量化（8bit），编码，因此， 1路话音信号64kbit/s。
GSM/GSM-R系统：无线带宽受限，采用低速率话音编码，1路话 音信号13kbit/s。
信道编码：
加入纠错编码，目的在于检出和校正接收比特流中的差错。 包括分组编码和卷积编码。
对于列控应用业务线路，由于GSM-R系统的越区切换为硬切换，每次切换将导致EVC-RBC间 的列控CSD业务中断300-500ms，为了满足列控对GSM-R系统无错误传输周期的要求，两次 连续越区切换间隔大于20s，即基站的间距不小于2km为宜（350km/h）。
7、业务/信令
业务
«你好！今天上午9：00 开会，请按时参加...»
GSM-R数字移动通信系统
2009年4月7日
TEL：021－65161，FAX：65150 E－mail：505shibo@
一、GSM-R简介
GSM: Global System For Mobile Communications 全球移动通信系统
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2、TDMA时分多址
时间
BTS
TDMAs
n TS
0
n+1
7
n-1
MS1 MS2 MS3
//
1000
FDM
1018
载波频率
区分信号的方法：按频率区分，FDMA，如无线列调；按时间区分信号，TDMA，如GSM-R。 按扩频码区分信号，CDMA。 在GSM中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。每一频点（频道或叫载频TRX）上 可分成8个时隙，每一时隙为一个信道，因此，一个TRX最多可有8个移动客户同时使用。
例如：铁路GSM-R系统，沿线区间采用O2基站（2个TRX信道机），2个载频，16个信道。
FDMA与TDMA比较
TDMA特点： 每载频多路。 突发脉冲序列传输。移动台信号功率的发射是不连续的，只在规定时间内发射突发脉 冲。 移动台比较复杂。
3、 蜂窝原理
每个GSM-R小区支持用户容量（呼叫的数量）有限，具体呼 叫容量取决于基站配置的规模（O2、O3）。 频率复用：是指在不同的地理区域上用相同的载波频率进行 覆盖。这些区域必须隔开足够的距离，以致所产生的同频道 及邻频道干扰的影响可忽略不计。
开放的标准、成熟的产业链、提供全球漫游服务
定位于公众移动通信的商用网络，用户多、使得建网成本大幅下降 我国GSM移动用户3.9亿（总用户数5.08亿），占总用户的77%，网络规模 全球位居第一
GSM与GSM-R的关系-六大关系
GSM-R理论建立在GSM理论基础之上； GSM-R技术建立在GSM技术基础之上； GSM-R工业以GSM工业为基础； GSM-R工程建设以GSM工程经验为基础； GSM-R应用开发吸收GSM成功经验； GSM-R的市场铁路专用，GSM公众商用。
GSM/GSM-R系统：无线带宽受限，采用低速率话音编码，1路话音信 号13kbit/s。Байду номын сангаас
信道编码：
加入纠错编码，目的在于检出和校正接收比特流中的差错。 包括分组编码和卷积编码。
E D E B A C G F
A C
G F
D E
B A
C G
A B C D A B C D
A
G F
B
D E
B A
D E
C G
F D
A C
A
D E
B A
C G
B A
F D
E B
G F
B
C
F
C G
E
A
4、 话音编码及信道编码
话音编码：
数字通信系统，话音信号需进行数字化处理（模拟 -数字转换）常 用的PCM分三步：取样（8000次/秒），量化（8bit），编码，因此， 1路话音信号64kbit/s。
GSM-R数字移动通信系统
2009年4月7日
TEL：021－65161，FAX：65150 E－mail：505shibo@
一、GSM-R简介
GSM: Global System For Mobile Communications
全球移动通信系统
是无线通信技术体制之一（其它CDMA等等） 是世界上最广泛应用第二代数字移动通信标准（2G） 实现了从模拟传输到数字传输质的飞跃 在全球普遍应用，占82%的市场份额，是全球主流的无线通信技术
增强型语音呼叫功能ASCI • eMLPP • 语音广播VBS • 语音组呼VGCS • Follow Me 严格的服务质量要求
铁路特有的应用 • 无线列调 • 无线车次号传递等 铁路特有频段
GSM基础平台 GSM-R
GSM-R: GSM for Railways
全球铁路移动通信系统
基于GSM（ phase2+）技术发展的技术
上行
890 MHz 频率 915 MHz 935 MHz
下行
频率
BTS 960 MHz
0
信道号
124 例如: 第48信道
0
信道号
124
双工间隔 = 45 MHz 频带宽度 = 2 x 25 MHz 信道间隔 = 200 kHz
上行：终端发送、基站接收；下行：基站发送、终端接收。 GSM系统是双工通信，需要使用1对信道，1个用来提供终端到基站的传输，1个用来提供基 站到终端的传输。每个载频提供8个全速率的时分多址（TDMA）信道。 GSM系统需占用指定频谱内的上、下行频率，即工作频段。 GSM系统中，频点之间的间隔为200KHz。上下行相差45MHz。
2)GSM-R的19对频率
在我国，信产部分配给铁道部900MHz频段4MHz带宽用于建设GSM-R，共计19个频点。
统一频率在一定距离间隔的区域可以重复使用，即频率复用。工程中频道分配应避免同频干 扰、邻频干扰和互调干扰。
一般要求，同小区控制信道不小于600KHz，业务信道不小于400KHz；邻小区新到载波间隔不 小于400KHz。因此，工程设计中，既要考虑容量、又要考虑服务质量要求进行频率规划。
1710
1785
1850
1910
E-GSM GSM 1800 P-GSM
GSM 1900
925
935
960
1805
1880
1930
1990
MHz
下行链路
欧洲GSM-R工作频段：上行876-880，下行921-925MHz。 中国GSM-R工作频段：上行885-889，下行930-934MHz。
GSM使用对称无线信道
无线电波：3000GHz以下，不用人工波导、在自然空间传播的电磁波，是无线通信信息传输 的载体。
无线频率：是电磁谱的一部分，是宝贵的自然资源，是无线通信的首要条件。
无线频率资源由国家统一管理、分配。使用部门需向国家提出使用申请，获批准后方可使用。
1)GSM频率分配
上行链路
880 890 915
1、频率资源 2、TDMA技术 3、蜂窝原理 4、话音编码和信道编码 5、切换 6、漫游 7、业务和信令
1、无线资源
电磁波：是一系列不同频率辐射的总称，不同频率（波长）的电磁波，表现差异，因此常将 电磁波谱划分成若干波段。按照频率从低到高的顺序可分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、 红外线与无线电波等等。
结合铁路需求、进行优化而得到的系统（高速、调度通信） 定位于铁路专用移动通信的系统（与公网在业务、服务质量、用户有所 不同） 在欧洲铁路得到广泛推广应用，在亚洲、非洲、澳洲、美洲铁路有应用 是我国铁路第二代移动通信系统，实现了第一代模拟移动通信向数字移 动通信的质的飞跃
二、GSM-R基本原理