动车组通信网络技术 ppt课件
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铁路通信概述PPT课件
铁路通信网络安全与保障 措施
网络安全防护策略
01
防火墙技术
通过部署防火墙，限制非法访问和恶意攻击，保护铁路通信网络免受外
部威胁。
02
入侵检测系统
实时监测网络流量和异常行为，及时发现并应对潜在的网络攻击。
03
安全漏洞扫描
定期对铁路通信系统进行安全漏洞扫描，及时修补漏洞，降低安全风险。
数据加密传输技术
数据中心业务
提供数据存储、处理和分析服务，支持铁路运营和管理的智能化决策。
视频监控业务
视频监控系统
在铁路沿线各关键部位和场所部署摄像头，实现实时监控和录像 存储，保障铁路安全。
视频会议系统
提供视频会议服务，支持铁路各部门之间的远程协作和交流。
视频分析应用
通过视频分析技术，提取有用信息，为铁路运营和管理提供决策支 持。
移动电话业务
通过无线网络覆盖，为铁路工作人员提供移动通话服务，满足现 场通信需求。
紧急电话业务
在紧急情况下，提供快速、可靠的紧急通话服务，确保铁路安全。
数据传输业务
铁路数据传输网
构建高速、稳定的数据传输网络，实现铁路各业务系统之间的数据 交换和共享。
宽带接入业务
为铁路沿线各站点、段所提供宽带接入服务，满足铁路信息化建设 的需要。
车地通信
02
03
智能化应用
5G技术提供超高带宽和低时延， 满足铁路通信对实时性和大数据 传输的需求。
5G技术可实现高速移动下的车地 通信，提升列车运行安全和效率。
5G结合AI、云计算等技术，推动 铁路通信向智能化发展，提升运 营效率和服务质量。
物联网技术在铁路领域创新实践
设备监控与管理
物联网技术实现对铁路设备的实时监控和远程管理， 提高设备维护效率。
网络安全防护策略
01
防火墙技术
通过部署防火墙，限制非法访问和恶意攻击，保护铁路通信网络免受外
部威胁。
02
入侵检测系统
实时监测网络流量和异常行为，及时发现并应对潜在的网络攻击。
03
安全漏洞扫描
定期对铁路通信系统进行安全漏洞扫描，及时修补漏洞，降低安全风险。
数据加密传输技术
数据中心业务
提供数据存储、处理和分析服务，支持铁路运营和管理的智能化决策。
视频监控业务
视频监控系统
在铁路沿线各关键部位和场所部署摄像头，实现实时监控和录像 存储，保障铁路安全。
视频会议系统
提供视频会议服务，支持铁路各部门之间的远程协作和交流。
视频分析应用
通过视频分析技术，提取有用信息，为铁路运营和管理提供决策支 持。
移动电话业务
通过无线网络覆盖，为铁路工作人员提供移动通话服务，满足现 场通信需求。
紧急电话业务
在紧急情况下，提供快速、可靠的紧急通话服务，确保铁路安全。
数据传输业务
铁路数据传输网
构建高速、稳定的数据传输网络，实现铁路各业务系统之间的数据 交换和共享。
宽带接入业务
为铁路沿线各站点、段所提供宽带接入服务，满足铁路信息化建设 的需要。
车地通信
02
03
智能化应用
5G技术提供超高带宽和低时延， 满足铁路通信对实时性和大数据 传输的需求。
5G技术可实现高速移动下的车地 通信，提升列车运行安全和效率。
5G结合AI、云计算等技术，推动 铁路通信向智能化发展，提升运 营效率和服务质量。
物联网技术在铁路领域创新实践
设备监控与管理
物联网技术实现对铁路设备的实时监控和远程管理， 提高设备维护效率。
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
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）。
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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
列车通信网络技术ppt课件
20米，每段32个设备； 200米，每段32个设备；
2000米；
备份的物理层介质（同步发送）
曼切斯特编码，9个比特源分界符
1.5Mbit/s
12 位设备地址；0..255留给带消息数据的设备 12 位逻辑地址用于过程数据（每个为16..256 位）
16
MVB传送三类数据： ● 过程数据（Process_Data）：源地址数据的周期性广播，
过程数据是由发行者设备发送至多个用户设备的广播数 据，并由他们的逻辑地址来标识，这种类型的传送称为源寻 址广播。
18
2、消息数据：
消息是冗长但不频繁传输的数据，消息的长度在几 个字节到几千个字节之间。为了传输较大的消息数据， 可以将消息分成小的包，这些包分别编号并由目的站确 认。
消息数据是从一个源设备发送到一个目标设备或是 同一总线上的所有设备的面向目标的数据。消息数据是 有需要时才传送的。
WTB 特性摘要表：
12
它有一个段是朝向列车中间，
WTB 采用屏另端蔽一节双段点绞是电朝气线向上，敞用开与信的它号端连传部接。的输速度１Mbit/s。采 用规定型号的电缆端，接器可来互终连止两最个多总线32不同车辆上的电缆节链连接接而两成个总。线
整个列车的组成可以灵活多样，一节车厢内可以
有一条或多条车辆总线，也可以没有;车辆总线也
可以在固定编组的情况下跨接几节车厢。如果整
列车是固定编组，则列车并不需要对节点进行连
续编号，这时车辆总线可以起到列车总线的作用。
5
列车总线和多功能车辆总线
• 列车总线（Wire Train Bus,简称WTB）贯 穿整列车，连接列车中的各个车辆总线； WTB总线能自己组态，传输速率可达 1.0Mbit/s，介质为双绞屏蔽线。
铁路专用通信概述.ppt
• 上世纪60年代我国第一代小同轴电缆在成都—昆明铁路首先使用。
• 上世纪80年代新建的大同—秦皇岛铁路线采用了从多个国家引进的光数字 通信系统，首次在我国建成长400多千米的干线光缆，并组成了铁路通 信 的第一个完整的数字岛。
1. 上世纪90年代铁路通信采用同步数字系统通信技术，并在京九线2500公
8
2、铁路通信的作用
铁路通信系统的作用主要表现在保证铁路列车运 行的安全、准点、高密度和高效率，形成铁路运输的 集中统一指挥、行车调度自动化和列车运行自动化， 是连接移动设备、固定设备、运输生产基地的纽带， 是铁路运输生产及作业人员的信息沟通工具。
9
3、铁路通信业务类型
按照铁道部的行业标准，铁路通信的业务类型可按传输信号的性质和应用性 质来分： 1、按传输信号的性质分 （1）语音业务：干、局线调度通信；地区、长途电话通信；区段通信、区段 调度；站场通信；无线列调；应急通信；列车通信；专用电话等。 （2）数据业务：通过通信网络及其终端设备，包括传真、电报、铁路调度指 挥管理系统（TDCS）、调度集中（CTC）系统、客票发售、安全监控、系 统办公管理等。 （3）图像业务：铁路综合视频监控与视频会议业务。
7
2、铁路通信的作用
铁路通信是专门为铁路的运输生产、经营管理、生活服务等 建立的一整套通信系统。
传输系统主要以光纤数字通信为主，为信息的传递提供大容 量的长途通路；
电话交换以程控交换机为主要模式，利用交换设备和长途话 路，把全路各级部门联系在一起。
铁路专用通信直接为运输生产第一线服务，必须保持良好的 通信质量，做到迅速、准确、安全、可靠。
17
复习思考题
1、铁路通信在铁路运输生产中的作用有哪些？ 2、铁路通信业务有哪几种？ 3、铁路通信主要由哪些系统构成？ 4、铁路通信各系统的功能。
计算机网络与通信第7讲高速列车网络技术
7.3.2 WTB总线拓扑
• 接入主干电缆的两种方式。
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
7.3.3 WTB物理介质
n WTB采用屏蔽双绞线，要求有较高的机械连接性 能。使用该种介质可以达到1Mbit/s通信速率，长 度为860m，对应22节26m长的UIC列车。
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5）主设备可以最多命名62个节点。
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
初运行完成后每个节点都知道：
n 自己的地址 n 线A和线B，分别命名为P 和 S. n 自己的地址是增序还是减序。 n 网络的拓扑，所有节点的位置，地址，类
型。
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
•由一台主设备完成
•由一台主设备完成
•主设备，强主设备或弱主设备
•总线管理器通过令牌传送成为主设备
•初运行后，主设备权传递给另一节点
•令牌传递自动进行主设备权转换冗余校验
•过程数据 •消息数据 •监督数据
循环 偶发 循环/偶发
源寻址广播数据
点对点或广播数计据算报机网络与通信第7讲高速列车网
用于总线管理的数据
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
TCN 体系结构
n 列车级， 车厢级，设备级
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
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计算机网络与通信第7讲高速列车网 络技术
TCN的三种应用方式
n 1) 具有 WTB 但没有车辆总线 ,或者有其它的 车辆总线但不是 MVB ; n 2) 具有 MVB 但没有列车总线 ,或者有其它的 列车总线但不是 WTB ; n 3) 可以是其它形式的总线使用实时协议 ,而不 是 WTB 或者 MVB。
高速铁路无线通信介绍精品PPT课件
证、研究，决定借鉴欧洲先进国
家铁路通信在GSM-R系统上成20功15经年1月29日，中国铁路
验，决定在国内选择GSM-R作总为公铁司召开工作会议，会
随着欧洲铁路的迅速发展， 路专用移动通信系统，替代上原通有报，2014年，我国铁
国足化欧际 欧 进 委铁洲程会路2的推1联需荐世盟要了纪，铁(铁从家。U于路I路开1C9综)1路始9为99合9网了年满3调年一开GS度向体始M-，R的式、功网欧模发大的络洲拟展秦基的一通，线础运些信首和上行国系批胶逐统试济步，点线在支线，全持路并国铁为在各路青实条路高破营跨藏验铁新纪1业越线成路1线录.里2投 ， 程万产铁超公规路过里模营。1.创业高6万历里速公史程铁里最突路，
弱场补强-直放站
光纤直放站的近端机以电缆直接耦合的方式从基站直接耦合到 RF信号，并变换为光信号经过光纤传输到远端机，远端机再将光信 号变换为原始的RF信号，通过天线或漏泄电缆将RF信号发送直放站 到所要覆盖的地区。
信号覆盖的前方阵营-基站
普通单网 （无冗余） 交织单网
频道号 基站接收频 基站发射频 频道号 基站接收频 基站发射频
率(Mhz) 率(Mhz)
率(Mhz) 率(Mhz)
999 1000 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009
885.000 885.200 885.400 885.600 885.800 886.000 886.200 886.400 886.600 886.800 887.000
➢ 对核心网MSC、SGSN、GGSN等网元进行状态监测 ➢ 对无线子系统BSC、BTS、直放站等网元进行状态监测，提
供网络状态数据
➢ 提供GSM-R网络Abis、A、Gb、PRI等接口监测 ➢ 提供用户话单查询、分析
最新第二节-高铁通信系统课件PPT
L
SMP
SCEP TCP/IP
SSP
SIPMAP
GPRS
SGSN
GGSN
Gn
Gi
G系统
调度台 车站台 有线终端
无线固定台
车载台 无线终端
手持台
OSS OMC
用户管理 系统
三、GSM-R系统介绍 1、网络子系统
移动交换子系统：主要完成用户的业务交换功能，完成用户数据与 移动性管理、安全性管理。 移动业务交换中心（MSC）：负责用户的移动性管理和呼叫控制； 拜访位置寄存器（VLR）：负责存储进入该区域内已登记用户的信 息； 归属位置寄存器（HLR）：是一个负责管理移动用户的数据库。 HLR存储本归属区的所有移动用户数据，如识别标志、位置信息、签 约业务等； 鉴权中心（AuC）：是存储用户鉴权算法和加密密钥的实体，AuC 只通过HLR和其他网络实体通信； 互连功能单元（IWF）：与固定网络的数据终端之间提供速率和协 议的转换； 组呼寄存器（GCR）：用于存储移动用户的组ID； 短消息服务中心（SMSC）：负责向MSC传送短消息信息； 确认中心（AC）：记录、存储铁路紧急呼叫相关信息。
第二节-高铁通信系统
一、铁路专用通信
1、铁路通信系统的作用：
2、铁路通信系统的任务： （1） （2） （3） 3、现代通信系统的分层结构：
二、高速铁路通信系统
1、高速铁路通信的技术要求 （1） （2） （3） （4） （5） （6）
二、我国建设GSM-R的必要性
1、现有铁路无线通信系统存在许多问题 （现状） 2、铁路发展出现许多新业务需求
1、移动交换网
GSM-R核心网络采用二级网络结构，包括移动汇接网和移动本 地网，设立TMSC和MSC。
（1）TMSC: 3个,北京、武汉、西安，兼作MSC和GMSC；
SMP
SCEP TCP/IP
SSP
SIPMAP
GPRS
SGSN
GGSN
Gn
Gi
G系统
调度台 车站台 有线终端
无线固定台
车载台 无线终端
手持台
OSS OMC
用户管理 系统
三、GSM-R系统介绍 1、网络子系统
移动交换子系统：主要完成用户的业务交换功能，完成用户数据与 移动性管理、安全性管理。 移动业务交换中心（MSC）：负责用户的移动性管理和呼叫控制； 拜访位置寄存器（VLR）：负责存储进入该区域内已登记用户的信 息； 归属位置寄存器（HLR）：是一个负责管理移动用户的数据库。 HLR存储本归属区的所有移动用户数据，如识别标志、位置信息、签 约业务等； 鉴权中心（AuC）：是存储用户鉴权算法和加密密钥的实体，AuC 只通过HLR和其他网络实体通信； 互连功能单元（IWF）：与固定网络的数据终端之间提供速率和协 议的转换； 组呼寄存器（GCR）：用于存储移动用户的组ID； 短消息服务中心（SMSC）：负责向MSC传送短消息信息； 确认中心（AC）：记录、存储铁路紧急呼叫相关信息。
第二节-高铁通信系统
一、铁路专用通信
1、铁路通信系统的作用：
2、铁路通信系统的任务： （1） （2） （3） 3、现代通信系统的分层结构：
二、高速铁路通信系统
1、高速铁路通信的技术要求 （1） （2） （3） （4） （5） （6）
二、我国建设GSM-R的必要性
1、现有铁路无线通信系统存在许多问题 （现状） 2、铁路发展出现许多新业务需求
1、移动交换网
GSM-R核心网络采用二级网络结构，包括移动汇接网和移动本 地网，设立TMSC和MSC。
（1）TMSC: 3个,北京、武汉、西安，兼作MSC和GMSC；
高速铁路通信信号系统 ppt课件
PpPpTt课课件件
21
二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
概述
内 容
列车运行控制系统
概 调度集中CTC
要
计算机联锁系统
（3）系统组成——地面子系统
轨道电路——铁路线路是否空闲是保证行车安全的重要条件，
区间轨道电路具有轨道占用检查、沿轨道连续传送地车信
息功能。
区间轨道电路的组成原理是：信息发送设备利用线路的两 条钢轨作传输线，将信息传输至接收设备，用以完成列车 占用检查、钢轨断轨检查以及传递各种行车有关信息等。
要
计算机联锁系统
CTCS是中国列车运行控制系统（Chinese Train Control System）英文 缩写，它以分级的形式满足不同线路运输需求，在不干扰机车 乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行的安全。
2、体系结构
CTCS的体系结构按铁路运输管理层、网络传输层、地面设备 层和车载设备层配置。
PpPpTt课课件件
16
二、列车运行控制系统 6、CTCS-3列控系统
（2）工作原理
概述
内 容
列车运行控制系统
概 调度集中CTC
要
计算机联锁系统
PpPpTt课课件件
17
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
化，实现了对调度中心管辖区段内的车站信号、道岔等设备和
进路集中控制。
临时限速服务器——调度中心设列控系统专用临时限速服务器
及临时限速操作终端。用于临时限速的下达与取消。临时限速
服务器与RBC和TCC的通信连接，传输临时限速相关信息。
CRH1型动车组ppt课件
6、饮水机 •2、4、6、0号车上各设有一个饮水机，供旅客饮水使用。 •第26列以后生产的动车组设电茶炉。
ppt课件.
30
安全设备
1.灭火器 •全列车共有34个灭火器。 •每辆车设有4个，每端各设2个，每个司机室各增设1个。
2.紧急破窗锤 •每个逃生窗旁均设有1把紧急破窗锤。在紧急情况下，旅客可使用 破窗锤破窗逃生
2.空调 •空调设备的操作，在1号、0号司机室或7号乘务室的显示器上 进行，统一进行开或关操作。统一设定制冷、制热状态，分别 设定各车厢控制温度。 •特殊情况下，可通过每辆车的配电柜内开关可单独控制。
3. 车内广播装置 •广播系统具备AM/FM收音播放功能，能向乘客自动播放音乐 及各种服务信息。播放预先储存的节目及沿线广播电台信息。
•辅助照明控制开关设在1、5、0号车的门立柱上，可控制全列车。 •司机室及乘务员室、酒吧区的照明开关可控本区域。 •门立柱照明控制开关设置在1号、5号和0号车。 •可实现全列车照明的集控开关 •酒吧区照明开关设置在吧台后的侧墙上，可控制酒吧区的照明。 •阅读灯开关安装在一等座车的行李架上.
ppt课件.
（2）备品室设施 •1号、0号车备品室配有紧急用梯子，3号、7号车备品室配有 紧急用渡板，特殊情况下应急使用。
ppt课件.
27
餐饮区
5号车设有吧台及餐饮设施，设有固定餐桌4个，椅子16 把，站立式餐桌1个。
吧台服务设施包括售货柜台、站立用餐桌、单盆水槽及 热水器、冷藏箱、陈列柜、微波炉、储藏柜、呼叫广播 装置。
ppt课件.
8
车窗
车窗包括侧窗、盲窗、司机室侧窗和挡风玻璃。
图示 侧窗和司机室侧窗
ppt课件.
9
座椅
一等车座椅
高速铁路通信系统 ppt课件
7.1.27.1高高速速铁铁路路通通信信系系统统基础知识
的类型
5.铁路数字移动通信系统
GSM-R是高铁通信系统参与控车的核心部分，它负 责完成RBC与车载设备之间的信息交换，从而使RBC生成 行车许可，使列车在RBC管辖范围内的线路上安全运行。
GSM-R由网络交换子系统（NSS）、基站子系统（ BSS）、操作维护子系统（OSS）等子系统构成。
7.1.27.1高高速速铁铁路路通通信信系系统统基础知识
的类型
8.应急通信系统
应急通信系统主要满足客运专线事故现场应急通信的需要，为事故 现场提供语音、图像应急救援指挥通信，并作为全路应急救援指挥通信 网的有机组成部分。应急通信系统由事故抢险现场设备和应急中心设备 构成。应急指挥中心设置接入设备，沿线结合维修机构的设置状况，配 置现场事故抢险设备。从事件现场采集到的语音、数据、图像等业务信 息先通过有线或无线方式（两种方式互为备用）传送到区间接入点，再 通过传输设备传送到应急指挥中心，建立应急指挥中心与事故现场间的 应急通信网络。
项目7 高速铁路通信系统
学习目标
第一节 ➢ （1）了解高速铁路通信业务的分类及高速铁路
通信系统的类型。 ➢ （2）掌握高速铁路调度通信系统的设备和网络
结构。 ➢ （3）掌握GSM-R网络结构和功能，以及它的主
要业务与应用。
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
项目7高速铁路通信系统学习目标学习目标71高速铁路通信系统基础知识72高速铁路调度通信系统的设备与组网73高速铁路数字移动通信系统项目7高速铁路通信系统精选ppt课件71近年来随着国内武广郑西京沪京石武等一批高铁的相继建成和运营我国成为世界上高速铁路发展最快系统技术最全集成能力最强的国家
《城轨列车网络控制》课件——列车通信网络的发展与趋势
一、国外列车通信网络的发展
瑞士的BBC公司于 1980年 开始在运输部门应用有存储程序的系统，其开发的微型计算机自动 控制系统 MICAS比较理想地运用于机动车与船只的控制功能。
1988年瑞典的ASEA公司和BBC合并而成ABB集团
ASEA公司
BBC公司
ABB集团
一、国外列车通信网络的发展
ALSTOM
二、我国铁路列车通信网络的发展
3 我国城市轨道交通车辆列车通信网络应用现状
近十年来我国城市轨道交通 发展迅猛，目前我国大陆地 区 有 76 个 城 市 已 经 建 有 或 正在建设城市地铁或轻轨交 通，另有八十多个城市正在 规划建设。
北京、上海和广州是建有城 市轨道交通里程较长的城市， 北 京 和 上 海 拥 有 400km 的 地铁和轻轨线路。
上述 SIEMENS、ABB、 ALSTOM 三家公司列车微机控制系统的通信网络对后来产生的 TCN标准均具有重要的影响，其中有些网络就是TCN标准的原形。
美国铁路选择了 LonWorks作为列 车通信网络，使得 目前LonWorks网 络在北美地区的列 车上有比较普遍的 运用。
LonWorks
北美地区的列车
二、我国铁路列车通信网络的发展
牵
近年来我国生产的大功率电力机车其牵引电机功率为
1200kW 和 1600kW ， 总 功 率 达 到 7200kW 和
引
9600kW。
电
机
机车采用交流传动，全部运用了列车通信网络，如 HXD1、HXD2、HXD3 型电力机车。
<
HXD1
>
<
HXD2
>
<
HXD3
>
高速铁路通信系统ppt课件
6
2. 铁路调度通信设备的发展
第一阶段 20世纪50年代至60年代末，以电子管为主要器件，采用脉冲选叫技术
第二阶段 20世纪70年代至90年代末，以晶体管为主要器件，采用双音频选叫技术
第三阶段 20世纪90年代末至现在，以集成电路芯片为主要器件，采用数字交换和计算机通信技术
7
3. 铁路调度通信网络结构
38
2. 网络编号
局调网络内的用户与干调网络一样， 采用五位码编号，铁路局为一个单独编 号区，前两位为调度局向号，后三位为 用户号。
39
3. 同步 局调网内同步采用主从同步方式，铁路 局的局调交换机配置的时钟作为第一从 时钟，从干调网内铁路局的Hicom372 上提取的时钟作为主时钟，各铁路调度 区段的局调交换机通过数字传输通道 （PCM30/32的TS0）保持与第一从时钟 同步。
25
(3)数字共线原理
数字传输通道
（
）
E1 E1 E1
E1
E1
E1
…...
E1 E1
BU1
BU2
BUn
MU
MU：枢纽主系统 BU：车站分系统MU
数字共线方式示意图
26
如图所示，主系统和各分系统是以共线 方式组网的，即主系统和分系统1用一条 E1线连接，分系统1再以E1线连接分系统 2，依次类推，分系统n最后以E1线连接 到主系统，从而整个系统构成一个环路。 环路中各时隙可分为共线时隙、站间时 隙、远程调度时隙，从业务上分别用于 调度业务，每种调度业务只占用一个时 隙。
27
第三节 铁路调度通信系统与组网 主要内容： 干线调度通信 局线调度通信 区段调度通信
28
一、干线调度通信
1. 干线调度通信系统
2. 铁路调度通信设备的发展
第一阶段 20世纪50年代至60年代末，以电子管为主要器件，采用脉冲选叫技术
第二阶段 20世纪70年代至90年代末，以晶体管为主要器件，采用双音频选叫技术
第三阶段 20世纪90年代末至现在，以集成电路芯片为主要器件，采用数字交换和计算机通信技术
7
3. 铁路调度通信网络结构
38
2. 网络编号
局调网络内的用户与干调网络一样， 采用五位码编号，铁路局为一个单独编 号区，前两位为调度局向号，后三位为 用户号。
39
3. 同步 局调网内同步采用主从同步方式，铁路 局的局调交换机配置的时钟作为第一从 时钟，从干调网内铁路局的Hicom372 上提取的时钟作为主时钟，各铁路调度 区段的局调交换机通过数字传输通道 （PCM30/32的TS0）保持与第一从时钟 同步。
25
(3)数字共线原理
数字传输通道
（
）
E1 E1 E1
E1
E1
E1
…...
E1 E1
BU1
BU2
BUn
MU
MU：枢纽主系统 BU：车站分系统MU
数字共线方式示意图
26
如图所示，主系统和各分系统是以共线 方式组网的，即主系统和分系统1用一条 E1线连接，分系统1再以E1线连接分系统 2，依次类推，分系统n最后以E1线连接 到主系统，从而整个系统构成一个环路。 环路中各时隙可分为共线时隙、站间时 隙、远程调度时隙，从业务上分别用于 调度业务，每种调度业务只占用一个时 隙。
27
第三节 铁路调度通信系统与组网 主要内容： 干线调度通信 局线调度通信 区段调度通信
28
一、干线调度通信
1. 干线调度通信系统
铁路通信、信号安全PPT课件
2.以GSM-R为龙头，全面推进铁路 通信装备的技术进步。
3.满足铁路客运服务和安全监控需要， 建设综合视频监控技术平台。
4.建设应急救援指挥通信系统。
.
15
*
Page: 15
通信、信号安全知识
石家庄铁路职业技术学院
1.对传统的铁路传输网、接入网、电话交换网、调 度通信网进行系统优化
一是综合数据通信网，核心内容就 是建设以IP数据网为代表的信息化基 础网络，形成铁路自己的信息化网络 平台。与此同时扩大会议电视网，会 议终端延伸到基层站段。
地面设备：
在ZPW-2000自闭的基础上，通 过增设车站列控中心、RBC以及点 式应答器（含LEU），满足车载设 备所需要的移动授权和线路数据信 息，以实现目标距离控制模式。
.
29
*
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通信、信号安全知识
石家庄铁路职业技术学院
1.列控系统（CTCS）方面
车载设备：
由安全型计算机、轨道信息接 收单元（STM/TCR）、应答器信息 接收处理单元（BTM）、人机界面 （DMI）、速度传感器等组成，通过 接收轨道电路和应答器信息，生成 速度和目标距离模式曲线，控制列 车安全运行。
通信、信号安全知识
石家庄铁路职业技术学院
2.以GSM-R为龙头，全面推进铁路通信装备的技术进步
当前的重点是围绕客专铁路建设 重点抓好GSM-R移动通信网建设。一 是研究制定好GSM-R的用户需求标准 与系统需求技术标准，二是 GSM-R核 心网整体布局与建设，三是沿线无线 网络建设。
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通信、信号安全知识
石家庄铁路职业技术学院
3.满足铁路客运服务和安全监控需要， 建设综合视频监控技术平台。
4.建设应急救援指挥通信系统。
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通信、信号安全知识
石家庄铁路职业技术学院
1.对传统的铁路传输网、接入网、电话交换网、调 度通信网进行系统优化
一是综合数据通信网，核心内容就 是建设以IP数据网为代表的信息化基 础网络，形成铁路自己的信息化网络 平台。与此同时扩大会议电视网，会 议终端延伸到基层站段。
地面设备：
在ZPW-2000自闭的基础上，通 过增设车站列控中心、RBC以及点 式应答器（含LEU），满足车载设 备所需要的移动授权和线路数据信 息，以实现目标距离控制模式。
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通信、信号安全知识
石家庄铁路职业技术学院
1.列控系统（CTCS）方面
车载设备：
由安全型计算机、轨道信息接 收单元（STM/TCR）、应答器信息 接收处理单元（BTM）、人机界面 （DMI）、速度传感器等组成，通过 接收轨道电路和应答器信息，生成 速度和目标距离模式曲线，控制列 车安全运行。
通信、信号安全知识
石家庄铁路职业技术学院
2.以GSM-R为龙头，全面推进铁路通信装备的技术进步
当前的重点是围绕客专铁路建设 重点抓好GSM-R移动通信网建设。一 是研究制定好GSM-R的用户需求标准 与系统需求技术标准，二是 GSM-R核 心网整体布局与建设，三是沿线无线 网络建设。
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通信、信号安全知识
石家庄铁路职业技术学院
铁道概论信号与通信设备PPT培训课件
数字化发展
总结词
数字化技术将使铁路信号与通信设备实现更加高效、精确的信息传输和处理，提 高设备的可靠性和稳定性。
详细描述
数字化发展将使铁路信号与通信设备采用数字信号处理技术，实现信号的数字化 传输和数据处理，提高信号的抗干扰能力和传输速度，降低设备的故障率。
网络化发展
总结词
网络化技术将使铁路信号与通信设备实现更加广泛的信息共享和协同工作，提高设备的互联互通和互操作性。
通信设备分类
有线通信设备
包括电话机、调制解调器、传真 机等，用于通过有线介质传输信
息。
无线通信设备
包括移动电话、无线网卡、无线路 由器等，用于通过无线介质传输信 息。
卫星通信设备
包括卫星接收器和发射器等，用于 实现远距离的信息传输和广播。
通信设备应用
日常通讯
01
通过手机、电话等设备进行语音和文字通讯，满足人们的日常
信号与通信设备支持不同类型列车的协同运行， 实现多模式运输，满足不同客户的需求。
05
未来铁路信号与通信设备的发展趋势
智能化发展
总结词
随着人工智能技术的不断进步，铁路信号与通信设备将逐渐实现智能化，提高 设备的自主决策和应对能力。
详细描述
智能化发展将使铁路信号与通信设备具备更高级的自主感知、学习和决策能力， 能够实时感知列车运行状态、环境变化和设备自身状态，自主调整信号和通信 参数，提高列车运行的安全性和效率。
详细描述
网络化发展将使铁路信号与通信设备采用互联网、物联网等技术，实现设备之间的信息共享和协同工作，提高列 车运行的协同性和调度指挥的智能化水平。同时，网络化发展还将促进铁路信号与通信设备的标准化和模块化， 提高设备的互操作性和可维护性。
华东交通大学 动车组网络技术 CRH5动车组网络结构PPT课件
23
列车网络控制技术
4.4.4 设备通信网络
1.总线设备及接口 1）CAN总线 仅用于次要设备的诊断： 电池充电器 厕所 自动车钩 旅客信息系统。
24
列车网络控制技术
4.4.4 设备通信网络
1.总线设备及接口 1）RS-485总线
25
列车网络控制技术
4.4.4 设备通信网络
1.旅客信息网络设备及接口 管理下列主要功能： （1）外部显示器/运行线路指示； （2）乘客客室内的内部显示器； （3）用于娱乐的LCD/TV屏幕； （4）声音信息通过UIC586列车线传输。
3
列车网络控制技术
4.4 CRH5动车组网络结构
4
列车网络控制技术
4.4 CRH5动车组网络结构
SM3型动车组由两个牵引单元六辆编组构成，是动 力分散式摆式电动车组。 动车组适应芬兰铁路的1524mm宽轨，车体宽度 3200mm。六辆编组定员325人。 阿尔斯通公司自1995年起已经为芬兰国铁（VR）生 产了18列SM3动车组。
3. 每个动力单元根据设备功能设有三条MVB总线， 分别承担牵引、信号、旅客服务信息的传输。
4. 此外还有一个CAN总线标准的车辆总线，用于 充电机、自动车钩、厕所单元的互连。
10
列车网络控制技术
11
列车网络控制技术
4.4.1 网络拓扑结构
CRH5型动车组TCMS分为两个单元，每个单元由微处 理单元MPU、网关、远程I/O模块RIOM、中继器REP、 主监视器TS、诊断监视器TD、以及本地监视器LT等 组成。两个动力单元通过网关进行列车总线通信。
21
列车网络控制技术
4.4.3 车厢通信网络
车厢级网络采用车辆总线MVB，主要对车厢内的 设备进行管理和控制。
列车通信网络技术ppt课件
33
系统地址
站就是列车通信网中进行消息通信的设备，一 个节点上最多可以挂255个站，节点本身也被看成一 个站，每个站用一个8位站标识符来标识，节点作为 一个站也有站标识符。
图中以#开头的就是站标识符。节点地址（或组 地址）与站标识符一起组成了系统地址，通过系统 地址就可以找到一个站。
34
用户地址
• 实时协议RTP规定了TCN提供的应用接口， 它由两种基本的服务组成：变量群和消息 群。
• TCN标准可部分使用，也可整体使用。
7
有WTB而没有车辆总线，或WTB与非 MVB的车辆总线连用
8
有MVB而没有列车总线，或MVB 与非WTB的列车总线连用
9
RTP用于其他非WTB或非MVB的总线
10
示对总线上的所有设备的广播，这两个地址都不能分配给 某个特定的设备。
31
3.组地址
为了按类型访问车辆或一组车辆，用组地址来取代节点 地址。车辆类型的分组与应用有关。如图所示第二节车辆既 属于第一组又属于第三组，属于哪一组是由不同的应用决定 的。每一个组都有一个组地址，组地址也是6位。
32
4.网络地址
29
30
2.对设备的编址
•
连接到总线上的器件称为设备，设备由设备地址来标
识。车辆总线最多可以寻址4096个设备，所以在车辆总线
上用12位的设备地址。列车总线上的设备地址为8位，其
中低6位是节点地址，因为连接到列车总线上的设备只有
节点，连接到多条总线上的设备对每条总线可以有不同的
设备地址。
• 一些特殊的设备，例如中继器，因为它仅仅参与物理层的 工作，所以没有设备地址。设备地址0用来标识本地链路 层，最高的设备地址（例如8位的设备地址11111111B）表
系统地址
站就是列车通信网中进行消息通信的设备，一 个节点上最多可以挂255个站，节点本身也被看成一 个站，每个站用一个8位站标识符来标识，节点作为 一个站也有站标识符。
图中以#开头的就是站标识符。节点地址（或组 地址）与站标识符一起组成了系统地址，通过系统 地址就可以找到一个站。
34
用户地址
• 实时协议RTP规定了TCN提供的应用接口， 它由两种基本的服务组成：变量群和消息 群。
• TCN标准可部分使用，也可整体使用。
7
有WTB而没有车辆总线，或WTB与非 MVB的车辆总线连用
8
有MVB而没有列车总线，或MVB 与非WTB的列车总线连用
9
RTP用于其他非WTB或非MVB的总线
10
示对总线上的所有设备的广播，这两个地址都不能分配给 某个特定的设备。
31
3.组地址
为了按类型访问车辆或一组车辆，用组地址来取代节点 地址。车辆类型的分组与应用有关。如图所示第二节车辆既 属于第一组又属于第三组，属于哪一组是由不同的应用决定 的。每一个组都有一个组地址，组地址也是6位。
32
4.网络地址
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30
2.对设备的编址
•
连接到总线上的器件称为设备，设备由设备地址来标
识。车辆总线最多可以寻址4096个设备，所以在车辆总线
上用12位的设备地址。列车总线上的设备地址为8位，其
中低6位是节点地址，因为连接到列车总线上的设备只有
节点，连接到多条总线上的设备对每条总线可以有不同的
设备地址。
• 一些特殊的设备，例如中继器，因为它仅仅参与物理层的 工作，所以没有设备地址。设备地址0用来标识本地链路 层，最高的设备地址（例如8位的设备地址11111111B）表
列车通信网络-2-数据通信PPT课件
异步方式常用于本地终端到主机的通信和通信线路误 码率要求不高以及数据传输率较低的场合；
同步方式常用在通信量大，通信线路误码率低以及数 据传输率较高的场合
2021/6/7
18
数据通信中的同步方式
帧同步（块同步）
b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b1 b2 b3 b4
字符同步错误（一个字符）
字符同步
异步制 同步制
2021/6/7
15
数据通信中的字符同步方式
异步方式
以字符为单位，字符间的间隔不定长。每个字 符都有起始位和停止位，传输效率低
传送控制简单，实现容易
件，是控制网络技术的重要组成部分 工业数据通信用以满足信息社会对基础设备与
过程数据信息的需求
数字地球、数字北京、数字… 传递工农业生产过程、大气环境监测、各类交通、
楼宇等系统中设备的数字化信息
2021/6/7
3
数据通信的基础知识
数据通信是计算机网络的基础 信息与数据：
信息是用以对客观世界直接描述的、在人们之间传递的知识； 数据是信息的具体表现形式：“1”-开关合，“0”-开关断； 很多场合难以区分：数据交换=信息交换 数据通信：两台计算机之间数据交换的过程 数字数据：二进制的0，1 模拟数据：声音的强弱变化 数据要变换为信号才能传送：电、光、磁信号 模拟信号：连续的电磁波 数字信号：电压脉冲序列 数字通信：传送数字信号，代表0，1的脉冲
2021/6/7
7
数据通信的主要技术指标
传输速率：衡量传输的有效性，数量
信号速率：单位时间里传送信号波形的个数，单位为“波 特”Baud，波特率
数据传输率：单位时间里传送二进制数据的位数，单位时间 里传送的数据量，比特率
同步方式常用在通信量大，通信线路误码率低以及数 据传输率较高的场合
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数据通信中的同步方式
帧同步（块同步）
b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b1 b2 b3 b4
字符同步错误（一个字符）
字符同步
异步制 同步制
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数据通信中的字符同步方式
异步方式
以字符为单位，字符间的间隔不定长。每个字 符都有起始位和停止位，传输效率低
传送控制简单，实现容易
件，是控制网络技术的重要组成部分 工业数据通信用以满足信息社会对基础设备与
过程数据信息的需求
数字地球、数字北京、数字… 传递工农业生产过程、大气环境监测、各类交通、
楼宇等系统中设备的数字化信息
2021/6/7
3
数据通信的基础知识
数据通信是计算机网络的基础 信息与数据：
信息是用以对客观世界直接描述的、在人们之间传递的知识； 数据是信息的具体表现形式：“1”-开关合，“0”-开关断； 很多场合难以区分：数据交换=信息交换 数据通信：两台计算机之间数据交换的过程 数字数据：二进制的0，1 模拟数据：声音的强弱变化 数据要变换为信号才能传送：电、光、磁信号 模拟信号：连续的电磁波 数字信号：电压脉冲序列 数字通信：传送数字信号，代表0，1的脉冲
2021/6/7
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数据通信的主要技术指标
传输速率：衡量传输的有效性，数量
信号速率：单位时间里传送信号波形的个数，单位为“波 特”Baud，波特率
数据传输率：单位时间里传送二进制数据的位数，单位时间 里传送的数据量，比特率
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对于TBU1和TBU2，MVB区段控制和监控范围为两动一拖； TBU3为一动一拖。
在区段内部，TC CCU为控制和监控功能的核心。由TC CCU控制和监视所有模块。综合起来就是一些对TC CCU输 入或从TC CCU输出模块，由于这些模块本身具有完整的控 制作用，即具有智能，所以可以看作是智能I/O。这些智能 I/O由TC CCU来激活，关闭。
• 图中用椭圆围起来的部分是装在Mc车和Tb 车上用于与ATP，PIS，GPS，烟火探测等 功能部件进行串行通信的接口部件。
MVB区段并不是完全独立的，基本的司机操作控制 功能，高压（网侧）控制功能在列车两端的Mc车之
间互为冗余，该功能是通过列车内部贯穿整车的冗 余MVB总线来实现，如图中的虚线部分。当处于工
• Lon支持总线型，星型和环形等多种拓扑结 构，网络结构可以是主从，对等或客户/服 务式，传输介质可以是双绞线，同轴电缆， 电力线，无线电和光纤等。
1997年5月，美国铁路协会ARR将LON作为其 列车内部通信规范。
1999年8月，IEEE将LON作为其制定的列车通信 协议标准。
新泽西的”彗星”号列车，由采用TCN得 ADtranz机车和采用LonWorks的ALSTOM客车
员提供列车维护，服务等方面的通信与接 口。
• 值得注意的是在本地的MVB中还有一个功
能独立的重要系统，就是牵引控制系统， 这个系统又自成一个独立的牵引MVB总线，
对其下的单元按分布式总线控制的方式实
施控制与监视，如图中用椭圆线围绕的五 个部分。（概括的表达了CRH1通信网络的 拓扑结构）
动车组通信网络技术
• 国外列车通信网络技术发展概况 • 我国列车通信网络应用 • TCN在我国高速动车组上的应用
第7组 测控二班
（陈若婷，陈桐，邢光远，赵剑桥，单崇旭，李宁，谭江，李佳钰）
国外列车通信网络技术发展概况
• TCN • Lonwarks • WorldFIP
TCN在我国高速动车组上的应用
组成。 2002年7月，我国铁道部制定了列车通信网络标 准：TB/T3035-2002,其也将LonWorks网络作为 列车通信网络的一部分，并开始正式在我国机车
车辆上进行应用 目前
，LonWorks网络在北美洲及亚洲一些国家应用 较多，如纽约地铁车辆，“美洲飞人”高速列车， 重载列车的ECP电空制动系统，日本的单轨车辆
• 国内各铁路工厂为满足新型机车车辆，动车组，以及城 市轨道交通车辆的需要，纷纷采用了各种类型的计算机 通信网络，从简单的RS485高速总线到符合TCN标准的 德国ADtranz公司的WTB系列和MVB系统都有成功应用。 即使在2002年颁布了列车通信网络标准之后，中国铁路 招标采购的200m/h以上速度等级的电动车组，120km/h 重载货运电力机车所采用的列车通信网络包括了TCN网 络，WorldFIP网络以及TIMN网络等技术。国外列车通信网络技发展概况WorldFIP
• FIP最初为法国标准，后经WorldFIP用户组织推荐，于 1999年被采纳为现场总线国际标准，后来成为WorldFIP, 现在WorldFIP 是欧洲现场总线标准EN50170-3和国际标 准IEC61158-type7。
• WorldFIP采用了三层结构：物理层，数据链路层和应用 层。
列车总线WTB主要用
车辆总线MVB主
于车辆之间的重联通 信
制设备的互联
要用于车辆内控
目前TCN在国际上得到了广泛应用，近年来，TCN网络技术在欧盟范围内还得到了 一些控制部件供应商的开发支持，芬兰，意大利，捷克，瑞士的公司都开发出了 相应的网关产品
国外列车通信网络技术发展概况
LonWorks
• LonWorks是美国公司1991年推出的全开放 智能分布式测控网络技术，采用LonTalk协 议，其被封装在称之为Neuron的神经元芯 片中。
• 我国对列车通信网络的应用始于机车微型 控制系统的应用，我国铁路列车的微机控 制系统是从机车的牵引控制开始的。在引 进的6k，8k微机控制机车和与美国GE公司 合作研制的内燃机车微机控制系统的基础 上。开发研制了两种用于牵引控制的微机 系统：一种是国产化的MICAS-S微机系统， 用于SS4B和SS8等电力机车；另一种是基 于美国GE公司20世纪80年代的C39-8机车 上所用的微机控制系统用于DF11和DF8B等 内燃机车。
• 法国的ALSTOM公司将WorldFIP作为标准通信协议应用 于其开发的AGATE列车控制系统，成功应用于TGV高速 列车，城市轨道交通等领域，并且在2007年4月创造了 574.8km/h的世界最高运行记录。我国上海轻轨明珠线上 的轻轨车辆也使用了WorldFIP技术。
我国列车通信网络应用
• 1.CRHI的列车通信网络 • 2.列车级网络设备及配置 • 3.车辆级网络设备及配置
国外列车通信网络技术发展概况
TCN
• 1996年6月，经过长达11年的工作，IEC在 ABB公司的MICAS的基础上，以及西门子 公司和意大利的CD450等运行经验的基础 上制订的列车通信网络（TCN）标准
• TCN（列车通信网络)由多功能车辆总线 （MVB）和绞线式(WTB)组成。其通用的 拓扑结构如图所示
作状态下的司机室发生故障时，列车不会停止下来，
司机的操作通过冗余总线由另一个司机室的控制设
备自动接管，此时，司机可以在屏幕上看到故障情 况，但不影响列车运行。
• 挂在Tb车MVB总线上的远程模块AXS CCU （图中用圆圈围起来的部分）可通过GSM 建立与地面之间的通信通道，贯穿整车的
以太网（图中最外围的双点划线）为乘务
• 下表是我国近几年来所开发的新型机车车辆使用列车通 信网络情况
TCN在我国高速动车组上的应用
• 1.CRHI的列车通信网络
CRH1的列车通信网络采用的是BOMBARDIER公 司的MITRAC。CRH1为5M3T编组形式。根据对 CRH1的列车基本单元TBU划分，整个列车控制管 理系统在网络通信上也分成三段MVB总线：TBU1 段，TBU2段，TBU3段。