GSM-R通信技术及应用chap1

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1、第一章概述1.1引言近10年来，我国铁路经历了重载运输、电气化改造、既有线提速、秦沈客运专线建设等一系列的技术进步，推动了铁路通信信号的发展。截至2004年底，我国铁路营运里程已达7.4万公里，预计到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里左右。在这样庞大的铁路交通运输网中，要想大幅度提高铁路复线率、电气化率、自动闭塞比重，实现主要繁忙干线客货分线运输，必须选择一种新的铁路数字移动通信技术。我国铁路正在朝高速铁路、客运专线方向发展。经过近几年的不断提速，我国铁路已形成1.9万公里，速度达120～160km/h的快速铁路网，广深线已达200km/h，秦沈客

2、运专线运营速度将达到250km/h以上。未来5至15年，我国快速铁路和高速铁路将会有很大的发展。铁路提速和客运专线网络化、智能化、综合化的行车调度指挥系统需求高度可靠、高度安全、快速接入的综合移动通信系统，以及透明、双向、大容量的车－地安全和调度指挥的信息传输通道。既有线提速、客运专线、青藏线建设和高速铁路研究，给通信信号技术的发展提供了新的发展机遇。我国铁路发展移动通信网络的总体目标是建立语音数据综合业务的移动通信系统平台，形成现代化的调度通信、公务移动、信息传输、列车控制一体化的通信系统，并向社会实时提供铁路客货运及其他服务的信息。铁路综合数字移动通信

3、网络的形成是一项十分艰巨、需要持续发展的系统工程，与铁路运输组织、控制、生产、安全密切相关。它应该充分考虑世界移动通信技术的发展方向特别是第三代移动通信技术，以及世界铁路市场规律和运输技术装备趋势，结合铁路运输的具体情况进行开发，形成一张覆盖铁路干线的巨大网络，以达到为铁路运输提供高质量服务的目的。1.2铁路无线通信的发展1.2.1我国铁路既有无线通信的现状我国铁路营业里程目前已经形成了7.4万多公里的规模，成为国民经济的支柱产业和交通的命脉。铁路移动通信从六十年代开始，设备不断发展，制式不断完善。在无线列调、平面调车、区间移动、单信道对讲机、道口无线、T

4、DCS无线车次号校核、尾部风压无线传输、红外轴温无线传输等方面都有较大的发展。至今已形成全路全网的规模，成为保障铁路运输安全生产的重要手段。我国铁路现有无线通信系统主要包括列车无线调度通信系统（即无线列调）、站场平面调车无线通信系统、各专用（部门）对讲机系统等。这些无线通信设备在铁路运输安全生产中发挥越来越重要的作用。1.无线列车调度通信目前，我国铁路无线列车调度电话系统作为行车“三大件”14之一，对提高运输效率、保证行车安全有着重要作用。根据我国铁路运输的特点，参考UIC751标准开发主要有A、B、C三种制式，为450MHz或150MHz的单工或双工通信

5、系统，在全国铁路沿线的场强覆盖已经达到93％以上，能够完成列车调度员、车站值班员与进入其管辖区段内的列车司机、车长进行通话。为了适应机车长交路运用，实现无线列调机车电台在跨越制式、频率运用时自动转换工作模式研制了列车无线调度通用式机车电台。机车运行过程中，通用式机车电台控制单元根据GPS接收机实时输出的地理位置信息，与存在于通用式机车电台中的地理数据库线路坐标相比较，得出机车当前位置的模式信息，控制机车电台主机保持或转换成与当前地面系统一致的工作模式。自从2004年4月后铁路第5次大提速开始，各类无线列调工程统一采用通用式机车电台，不再使用和发展其他制式的

6、机车电台。当前，机车综合无线通信平台正在研制和测试阶段，该设备既满足了以往铁路无线列车调度通信的需求，也适应了铁路专用移动通信系统GSM-R的需求。由于该设备设计的先进性已经向专利中心提交了专利申请。既有无线通信系统主要是为话音通信设计的，存在功能单一、频率利用率低、多用户争抢信道、制式不统一等缺陷，不适应技术发展和现代化运输生产的需要，不能满足列车控制系统（CTCS）安全信息传输的需求。2．无线调度命令传送系统调度命令为含调度命令、行车凭证、调车作业通知单、列车接车进路预告信息的无线传送系统，由TDCS系统设备、无线列调系统设备、TDCS无线车次号校核系

7、统设备、机车安全信息综合监测装置（TAX箱）、调度命令车站转接器、调度命令机车装置等组成。该系统主要功能包括：n调度员向辖区内的运行列车发送调度命令。n在CTC区段调度员向辖区内的运行列车发送行车凭证。n在CTC区段调度员向辖区内的运行列车发送调车作业通知单。n车站值班员向辖区内的运行列车发送行车凭证。n车站值班员向辖区内的运行列车发送调车作业通知单。n自动向辖区内的运行列车发送列车接车进路预告信息。n列车接收调度命令后能发送自动确认和签收信息，并将信息送发送方显示。n调度命令发送方未收到自动确认信息，应自动重发。自动重发后仍未收到自动确认，应向调度命令发

8、送方提示。n机车装置判断是发给本次列车的调度命令，在显示操作终端上