高速铁路无线通信系统与GSM_R_李承恕

问
(
电路上检查闭塞条件? 是怎样检查的? 答: 在 11 线的 LX J 电路上。 如果车站与半自动电路相结合, 则 11 线
在相当于发车口处, 接入半自动闭塞开通继
从而限制了通信技术的发展。
SDH ( 同步数字系列) 的出现, 使世界 各地的通信规则得以统一, 不同制式的 P DH 设备均可与 SD H 接口, 真正实现了数字传输 体制上的世界性标准。
1. 时刻表信息。应用 AT C 时, 列车速度和到 达时间能灵活地加以计算。由于可以进行不断连接 的பைடு நூலகம்据服务, 因而可为旅客提供最新的服务信息。
2. 订票。可以通过 GSM -R 的数据服务, 完成 在线售票和电子付款功能。新的具有 GSM -R 接口 的售票机可以安装在任何地方。后处理和维护工作 将减小到最低限度, 并增加现金支付而减少信用卡 的使用。 2. 2. 9 旅客通信
铁道通信信号 1999 年第 35 卷第 7 期
国外参考资料
高速铁路无线通信系统与 GSM-R
李承恕*
摘要 探讨了高速铁路对无线通信系统的要求、GSM -R 的特点, 以及采用 GSM -R 的优点, 并对 发展我国高速铁路无线通信系统提出了建议。 关键词 高速铁路 无线通信
1 高速铁路对无线通信系统 的要求
8. 微电子电码自动闭塞区段是如何防止绝缘双
1. 5 M b/ s 和 2 M b/ s 系列信号同样方便和实用。
破损时造成信号显示升级的?
4. 对提速道岔尖轨密贴有何要求?
答: 运用中相邻闭塞分区 A 型设备和 B 型设备
答: ( 1) 尖轨与基本轨、心轨与翼轨应达到静 交替设置。由于 A 型 Y M Q 只接收 A 型 F MQ 信
1. 功能选址。列车在其驻地国家登记一列车号, 这个列车号将 与一个功能组 合在一起存入 HL R/ AC 中。在开始旅行时, 列车司机把他的移动号登记 在其功能号中, 直到解除登记为止。只需呼叫列车 功能号, 就能传到列车司机, 不论列车旅行到哪个 国家。列车上的其他功能将用另一子地址登记到功 能号中, 这样每个功能, 如供应服务、订票等将通 过拨列车功能号和子地址号而到达。
列车的高速 ( 250 km / h 以上) 运行对无线通信 系统在功能上提出了更高的要求, 诸如: 列车自动 控制 ( AT C) 、列车告警、列车无线通信 ( T R) 、铁 路维护、旅客通信、调车通信、群呼通信、时刻表 变动、列车车次号、售票系统等。
目前欧洲各国所采用的技术和系统都满足不了 速度进一步提高的要求。例如, AT C 采用的是基于 铁路的电缆, 其无线传输频率为 36, 56 kHz; T R 采 用的是 460 M Hz 的集群无线通信系统; 旅客通信采 用的是公共模拟移动通信系 统, 刚开始引入数字 GSM 系统; 调车通信为 80 及 450 M Hz 的步谈机。 总的看来, 随着数字移动通信、卫星定位技术和卫 星移动通信、第二代和第三代移动通信的广泛应用, 高速铁路的无线通信系统正面临全面地更新换代。 主要趋势是全面数字化, 采用新的通信技术和系统, 与 AT C 紧密结合, 更多地向 旅客提供各种服务。 1997 年 6 月以来, 欧洲已有 29 个国家签署了谅解 备忘录, 选用 GSM -R 为将来的铁路无线通信系统。 GSM -R 是在第二代数字移动通信 GSM 系统基础 上, 经改进后适用于铁路的无线通信系统。下面对 GSM -R 的性能特点和在高速铁路中的应用作一些 简要地介绍。
由于许可证的限制和频率资源, GSM -R 频带 不能用在公众通信。为了改善公众陆地移动通信功 能质量, 铁路运营将在某些列车上安装 GSM 转发 器, 旅客可用个人手机在覆盖范围内通信。在列车 上还将安装投币或磁卡电话。
3 采用 GSM-R 的优点
1. 应用在跨越国界的高速和一般列车上。 2. 可将现有的铁路通信应用融合到单一网络 中, 以减少集成和运行费用。 3. 已在全球性的 GSM 平台上提供了大量的多 种服务, 因而引入铁路专用的功能时只需最低限度 地改动。 4. 能灵活地提供用户语声和数据服务, 以及其 他功能。 5. 在欧洲, 已有 29 个铁路单位签署了谅解备 忘录, 作为共同采用的标准。 6. 由 于GSM -R 是由 已标 准化的 设备 改进 而
态宏观密贴, 并不应有密贴力, 保证达到各牵引点 息, B 型 Y MQ 只接收 B 型 FM Q 信息, 这样当绝缘
处 2 mm 锁闭, 4 mm 不锁闭。 ( 2) 尖轨轨头刨切部分与基本轨线性宏观密贴,
破损时, 只会造成相邻分区乱码, 设备会给出最大 限制信号, 从而防止了信号升级显示。
尖轨尖端至第 1 牵引点处允许有≤0. 5 mm 间隙,
和其他列车上的信息, 都要传到无线分区中心。由 无线分区中心网络比较所有列车的业务数据, 并将 相关的速度曲线传输到每一列车上。这种应用可实
现移动闭塞功能, 进一步缩短列车运行间隔, 从而 提高效率和减少列车延迟。 2. 2. 3 寻址功能
为满足列车跨越边界的业务要求, 使列车应用 有国际性, EIRENE 开发的欧洲范围的编号方案能 实现以下功能。
2. 依赖于位置的选址。列车在旅行中可能通过数 个调度区段, 列车司机与调度员之间的连接应易于建 立。只要拨固定的短编号, 列车长就能自动地与列车调 度员连接。M SC 可以选择相应的, 由短编号与无线小 区位置 ( 小区 ID) 组合而成的长编号。如果列车通过 2 个调度员区段, 它将与 2 个调度员相连接。 2. 2. 4 调车通信
编组站调车通常都是临时性的, 分组数可能变 动。VGCS 将允许动态地改变群呼组合, 既不需要改 变设备, 也不需要改变频率。
2. 2. 5 隧道通信 铁路员工可用 GSM -R 甚至 GSM 做为隧道通
信的备用系统。GSM -R 的优点在于 900 MHz 频段 在隧道中有更好地覆盖, 同时在出事故时 1 个系统 就可以完成所有列车所需的功能。 2. 2. 6 列车诊断
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铁道通信信号 1999 年第 35 卷第 7 期
1. PDH 为何要向 SDH 过渡?
5. 6502 电气集中在第几网络线的什么
答: 在通信事业发展过程中, 由于出现 了只有地区性的数字信号速率和帧结构标准 ( P DH, 准同步数字系列) , 而无世界性标准 的情况, 造成各地区性标准不可互通的弊病,
1 构成 1 个 ST M -4, 其速率为 622. 080 M b/ s, 16 个 圆弧研磨缺油; ½ 摩擦带有油等。
ST M -1 构 成 1 个 ST M -16, 其 速 率 为
( 2) 解锁后空转: ¹ 道岔阻力过大; º尖轨与
2488. 320 Mb/ s 。
基本轨间有异物; » 摩擦电流太小等。
2 GSM-R 的特点
2. 1 GSM-R 的网络结构 典型的 GSM -R 网络是由沿线或车站内的一些
* 北方交通大学现代通信研究所 教授, 100044 北京
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小区组成, 每个小区有一个或几个基站收发信机, 数 目的多少由通信密度决定。一个基站控制器负责管 理一定数目的小区。基站与移动交换机/ 访问位置登 记器 ( MSC/ VL R) 相连, M SC 与所有的链路相连, 并 提 供 与 其 他 网 络 的 接 口。 驻 地 位 置 登 记 器 ( HL RS) 与网络相连接, 它能用 N o. 7 信令系统进行 国内 及国际寻址, 这就使通信能跨国界。现存的 RABX/ ISDN 电话网络将直接与 M SC 相连, 对于 未来应用智能网 ( IN) 的接入也很容易。 2. 2 GSM-R 的功能 2. 2. 1 列车无线通信
与
(
答
电器 K T J 前接点和选择继电器 XZJ 后接点, 以证明闭塞手续已办妥, 取得了发车权; 如 果车站与自动闭塞相结合, 同样在 11 线相当 于发车口处要接入第 1 离去继电器 1L Q J 的 前接点, 以检查第 1 离去区段是否空闲。
2. SDH 的速率是如何规定的?
6. 道岔试验时, 出现电机空转故障的原
列车控制所需的诊断数据由 A T C 传送, 在运 行中的列车的所有其他诊断数据, 需要时由 GSM -R 传送。 2. 2. 7 铁路维护
对于铁路员工, 使用 GSM-R 移动台易于取得 联系。另外还有基于 GSM -R 的新轨道边或隧道内 的电话, 这将由于员工的工作地点和工种而定。 2. 2. 8 旅客服务
( 沈阳铁路局电务处 供稿)
其余部分允许有≤1 mm 间隙。
成, 故能保证价格低廉、性能可靠地实现和运行。 7. 将无线通信与 A T C 结合在一起, 是 GSM -R
突出的优点。 8. GSM -R 现正在以下国家进行试验。 法 国: 巴 黎—里 昂 间, 列 车 运 行 速 度 为
350 km / h。 德国: 斯图加特经 Bruchsal 到曼海姆, 试验用
GSM -R 传送 AT C 信息, 速度达280 km/ h。 意大利: 普托拉—佛罗伦萨—阿雷佐, 列车速
度达300 km / h。
4 几点建议
1. 我国将在 2000 年开始建设高速铁路。鉴于 无线通信系统对于保证列车安全与提高列车效率至 关重要, 应及早进行全面系统地方案研究和可行性
标准的 GSM 电信和承载服务可用来完成大多 数列车无线通信的功能。在 GSM , Phase2+ 中, 对 铁路的特殊要求已标准化, 并正在开发一些先进的 语声呼叫功能。
1. 语声广播服务 ( V BS) 。VBS 将用于在一定 范围内广播铁路告警呼叫, 它可以从固定及移动用 户接入, 单工连接 ( 1 个说话者, 许多听话者) 。
2. 语声群呼服务 ( VGCS) 。VGCS 可用于许多 类型的群呼通信, 特别是编组站通信、列车无线和 告警通信。1 个移动用户或固定用户需要群呼时, 可 在公共信道上建立对所有收听人的通信, 以节省系 统容量。如果 1 个成员需要谈话功能, 也可用 P T T 建立双工连接。
VBS 和 VGCS 需要在 GSM 中设 置新的登 记 器, 称为群呼登记器 ( GCR) 。GCR 以一种软件的形 式集 成到 M SC 中 去。寻 呼功能 也将在 基站系 统 ( BSS) 中加以改进。
AT C 将根据 ERT MS/ ET CS 来实现。ET CS 是 一融合的模块 AT P / AT C 系统, 用 GSM 作为传输 系统。标准的 G SM 承载服务 ( BS2X) 将用于从固定 到移动 AT C 计算机间的数据通信。准确的定位由 GPS 或 其 他的 定 位 服务, 经 GSM -R 传输 获 得, AT C 将最终代替现有的信号和列车控制系统。通常 速度曲线、列车条件及轨道边数据, 都需要在轨道 边和列车上进行交换。列车的位置、速度、车次号
3. SDH 网中的帧结构应具备哪些功能?
7. 提速道岔表示电路有何特点?
答: 应具备的功能有: ¹ 对各支路信号进行同
答: ¹ 电路中无平滑电容; º表示电路检查电
步的数字复用、交叉连接和交换; º支路信号在每 机定子绕组; » 整流匣与表示继电器为并联关系。
帧内分布是均匀而规律的, 以便接入和取出; » 对
答: SDH 信 号 的 最 基 本 模 块 信 号 是
因有哪些?
ST M -1, 它的传输速率为 155. 520 M b/ s , 更高等级
答: ( 1) 没解锁时空转: ¹ 道岔密贴力不大; º摩
的 ST M - N 是将 ST M -1 同步复接而成, 4 个 ST M - 擦联结器调整过松; » 动作齿条间有异物; ¼ 锁闭
3. 强插功能 ( eLM PP ) 。在铁路报警群呼或自
高速铁路无线通信系统与 GSM -R—— 李承恕
动列车控制要求立即建立呼叫连接时, eLM PP 可立 即打断低优先级的呼叫, 建立高优先级的呼叫, 这 是在无空闲业务信道时采取的行动。这种优先级的
管理由 HL R/ AC 及 M SC/ VL R/ GCR 进行。先买权 由 BSC 进行。 2. 2. 2 列车自动控制 ( AT C)