铁路无线通信系统课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,铁路无线通信系统,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,0,铁路无线通信系统,铁路无线通信系统,1,随着对铁路运输需求的不断增长，现代铁路面临的重要机遇是：在保证运输安全的基础上，如何采用更高的速度和更好的调度提高生产效率；如何采用快捷方便的服务提升旅客出行满意度；以及在现有基础设施的条件下，如何利用最优质的投入产出比在竞争中保持持续发展的优势。,随着对铁路运输需求的不断增长，现代铁路面临的重要机遇是：在保,2,铁路无线列调通信系统,7.5.1,调度员除了利用有线调度系统与车站值班员进行通信联络外，在很多场合，尤其是在紧急情况下，还要通过无线电波直接或经过车站值班员与运行中的列车通信，指挥调度列车的运行。行进中的列车也需要把运行中发生的情况通过无线通信及时向调度员和车站值班员报告。这种以铁路运输调度为目的，利用无线电波的传输，完成移动体与固定体之间或移动体之间信息通信的系统，称为列车无线调度通信系统，简称无线列调通信系统。,铁路无线列调通信系统7.5.1调度员除了利用有线调度,3,这是一种专用的移动通信系统，是调度通信系统的重要组成部分，在铁路上已得到广泛的应用和普及。,列车无线调度电话用于列车调度员、机车调度员和车站值班员等行车指挥人员与机车司机及运转车长建立通话联系。在山区、隧道等弱场强区，采用漏泄同轴电缆加中继器或光纤直放站构成无线传输线路，以满足无线通信场强覆盖的要求。,这是一种专用的移动通信系统，是调度通信系统的重要组成部分，在,4,450 MHz,无线列车调度电话采用有线、无线相结合的组网方式，有线部分采用四线制传输，利用两对电缆芯线把调度总机和调度控制台与车站台连接起来，实现整个调度区段的列车无线调度通信。车载台与车站台及手持台之间通过无线的方式进行连接。该系统采用了四频组的频率配置方式，同一调度区段中各车站台的双工发射频率按,f,1,、,f,2,、,f,3,交替设置，以减小邻站干扰。,450 MHz无线列车调度电话采用有线、无线相结合的组网方式,5,工作方式,1.,无线电台之间用以下三种方式进行通信：,（,1,）单工方式。单工方式是通信双方在同一时刻只能单方向传送信息，操作者利用按键开关控制无线电台收信和发信的状态。当一方按下发送按键时，天线与发信机相连接而处于发送状态，另一方则应松开发送按键使天线与收信机连接而处于接收状态。若使信息反向传送，则需要双方改变原来的收发状态，如图,7-24,（,a,）所示。,工作方式1.无线电台之间用以下三种方式进行通信：,6,图,7-24,无线电台间的通信方式,（,a,）同（异）频单工方式（,b,）同（异）频半双工方式（,c,）双工方式,图7-24无线电台间的通信方式,7,采用单工方式时，由于每个电台的收发不同时进行，不需要两根天线或天线共用装置（双工器），因而设备简单，价格便宜，也不会造成电台内收发信机之间的反馈振荡。加之在不发话时，由于发信机不工作，电台功耗小（收信机耗电远小于发信机耗电），因而手持电台和一些便携电台常常采用单工方式，以减小体积和携带电池的重量。,采用单工方式时，由于每个电台的收发不同时进行，不需要两根天线,8,（,2,）半双工方式。如果把异频单工中一方天线改为收发专用的两根天线或通过天线双工器共用一副天线，这部电台就可以同时接收和发送（发信机处于常发状态），即双工方式，但另一方仍为单工方式，称为异频半双工或半双工方式，如图,7-24,（,b,）所示。,（2）半双工方式。如果把异频单工中一方天线改为收发专用的两根,9,（,3,）双工方式。如果把异频单工的双方天线改为收发专用或都使用双工器，双方电台可以同时收信和发信，称为异频双工或双工方式（双频道双工链路），如图,7-24,（,c,）所示。这时每个方向的通信都不需要用按键开关控制，任意一方在发信时都可以同时收信，就像日常打电话一样方便。,（3）双工方式。如果把异频单工的双方天线改为收发专用或都使用,10,如果采用双工方式，在通信过程中不管用户有无信息要发出，发信机总是处于发射工作状态，电源消耗大，此外，天线双工器又增加了电台的体积，所以对于要求体积小、重量轻而通话范围大的手持电台是适用的，多采用于车载电台和固定或半固定电台，以及距基地站近、发射功率小的手持电台，如蜂窝式移动通信网的手持电台。,如果采用双工方式，在通信过程中不管用户有无信息要发出，发信机,11,在这种方式中，有线用户（调度员）可以经过有线系统和有线,/,无线接口与双工电台（基地电台）相连接，以双工方式与移动电台通信，移动电台仍为异频单工方式，如图,7-25,（,a,）所示。,在这种方式中，有线用户（调度员）可以经过有线系统和有线/无线,12,图,7-25,基地站的转接方式,（,a,）异频单工电台间通信（,b,）双工移动电台间通信,图7-25 基地站,13,当多个双工移动电台间相互通信时，由于频率间的配合必须通过基地站转接，而且两个电台处于常发常收状态，因而需要占用两个双频通道形成双频双工链路，由基地站进行转发。如图,7-25,（,b,）所示，电台,A,发,f1,收,f2,，电台,B,发,f3,收,f4,，基地站将收到的,f1,转换为,f4,发出，将收到的,f3,转换为,f2,发出。,当多个双工移动电台间相互通信时，由于频率间的配合必须通过基地,14,在双工方式中，两个移动电台通过基地站转接通信时，要占用四个频率，在有线和无线用户间通信时，同半双工方式一样只占用两个频率。所以，在铁路无线调度通信中，司机与调度员和车站值班员通话时可采用半双工方式或双工方式。,由于上述三种工作方式在我国列车无线调度系统中都有应用，因此要求无线调度设备应尽可能地兼容这三种工作方式。,在双工方式中，两个移动电台通过基地站转接通信时，要占用四个频,15,系统组成,2.,无线列调通信系统一般由以下几个部分组成：,（,1,）调度所设备。调度所设备是调度所内设备的总称，包括调度总机、调度控制台、录音机及监测总机等部分，供调度员与机车司机和车站值班员进行通话，必要时还可以进行数据通信。监测总机用于监测各个地面台的状况。,系统组成2.无线列调通信系统一般由以下几个部分组成：,16,（,2,）沿线地面设备。设在铁路沿线的地面固定电台称为基地电台或车站电台，它包括与传输设备相连的控制转接部分，即收信机和发信机、双工器和传输线及天线（合称天馈线系统），以及车站值班员通话部分（调度分机）。每个地面电台的场强必须覆盖大于两个相邻地面固定电台之间距离的,1/2,，能与覆盖区域内的移动电台建立可靠的通信联络。,（2）沿线地面设备。设在铁路沿线的地面固定电台称为基地电台或,17,所有的地面电台应能覆盖整个调度区间，覆盖地区可靠概率应不小于,95%,，在地形复杂和电气化区段也不应小于,90%,。为了确保场强覆盖率，使列车在山区和隧道等弱场区内运行时仍能进行可靠的调度通信，就应在这些地区设置无线中继器，以增大电场强度；并在隧道中安设电波诱导装置，如漏泄同轴电缆，把电波引导到不易到达的空间。,所有的地面电台应能覆盖整个调度区间，覆盖地区可靠概率应不小于,18,为了保证调度通信不间断，地面设备还应有通道自动切换功能，即移动电台从一个地面电台场强覆盖区进入另一个相邻地面电台场强覆盖区时，与调度员通话的通道应能自动地从弱场强的地面电台转换到强场强的地面电台，以保持通信的连续性。,为了保证调度通信不间断，地面设备还应有通道自动切换功能，即移,19,（,3,）移动电台设备。移动电台设备是装在运行列车上的无线通信设备，包括机车电台和车长电台。,机车电台是固定在机车上的，体积较大，由收信机、发信机、短传输线和装在驾驶室外的天线及通话手机等组成，有同频单工、异频单工、双工（需加天线双工器）及单双工兼容几种制式。车长电台通常为体积较小的手持电台或便携电台，由收信机、发信机、通话装置及天线组成，一般为同频或异频单工电台。,（3）移动电台设备。移动电台设备是装在运行列车上的无线通信设,20,（,4,）传输设备。把调度设备和沿线各地面固定电台连接起来，为信息传输提供音频通道的设备称为传输设备。根据调度区间的大小和设备间距离的远近，以及传输设备的类型，传输设备可以是实回线（二线或四线通道）设备或多路复用（四线通道）设备。多路复用方式可以是模拟的（如载波端机），也可以是数字的（,PCM,端机）；既可以用高频电缆，也可以用光缆作为传输线路，甚至可以用微波等无线传输设备。,（4）传输设备。把调度设备和沿线各地面固定电台连接起来，为信,21,调度员可先利用调度所设备通过传输设备连接到与运行列车最接近的地面电台，再用无线方式与机车电台建立全双工或半双工通信，以实现直接指挥司机的调度作业；也可以先由调度员向车站值班员下达运行计划，再由车站值班员通过无线通信对机车司机进行指挥调度，即调度员间接调度司机。在列车无线调度系统中，移动电台之间的通话必须在同一地面电台覆盖区内以单工方式进行。,调度员可先利用调度所设备通过传输设备连接到与运行列车最接近的,22,系统制式,3.,根据铁路运输指挥作业方式的不同，以及线路能力的差别，铁路无线列调通信系统有不同的系统制式。,（,1,）,A,系统制式。,A,系统制式适用于装设调度集中设备的铁路干线，以调度员直接指挥司机为主的作业方式调度区间。,A,系统制式采用有线、无线相结合的组网方式，基地电台至移动电台间的通信采用无线方式，调度所至各基地电台的通信采用四线制音频话路。,系统制式3.根据铁路运输指挥作业方式的不同，以及线路能力的差,23,基地电台按场强覆盖合理设置，并具有跟踪功能以保证通信连续。调度员可以个别呼叫指定的司机，也能够识别司机的呼叫，还能够向调度区间内所有的机车司机发出呼叫（全呼）。调度员与司机之间除了话音通信外，还可以传输数据和指令，并能在调度所内打印和显示，以便及时掌握列车的运行状态。,基地电台按场强覆盖合理设置，并具有跟踪功能以保证通信连续。调,24,为了保证系统正常工作，调度所设备应能对各基地电台进行集中监测和检测。在紧急情况下，机车司机可以向调度员发出紧急呼叫。由于不是每个车站都设有基地电台，车站值班员需要经调度转接后才能与司机通话，因此调度所设备要留有供车站和司机通话用的转接接口。为了能在特殊情况下提供铁路非调度系统人员与列车进行通信，,A,系统经调度员人工转接后可接入铁路电话交换网。,为了保证系统正常工作，调度所设备应能对各基地电台进行集中监测,25,（,2,）,B,系统制式。,B,系统制式适用于繁忙的铁路干线；既可采用以车站值班员办理行车业务为主的方式，也可采用有线、无线相结合的组网方式；在调度区间内，沿线设有车站电台以覆盖整个区间。,（2）B系统制式。B系统制式适用于繁忙的铁路干线；既可采用以,26,B,系统制式应优先满足调度员与司机间的通信。调度员呼叫司机时，先选叫运行列车最近的车站电台（选站），再呼叫该电台覆盖区内的所有机车电台（组呼），然后用话音叫出所要通话的司机，下达调度命令。调度员也可以通过各个车站电台呼叫调度区间内的所有司机（全呼）。机车司机在紧急情况下可向调度员发出紧急呼叫。,B系统制式应优先满足调度员与司机间的通信。调度员呼叫司机时，,27,车站值班员可以通过车站电台与其覆盖区内的司机和运行车长进行通话。有条件时，相邻车站值班员之间可通过车站电台进行通话。在同一车站电台覆盖区内，司机与司机、车长与车长、司机与车长之间也可以进行单工通话，异频单工的通话则需要经车站电台转接。,B,系统也可以经调度员人工转接进入铁路公务电话网。,车站值班员可以通过车站电台与其覆盖区内的司机和运行车长进行通,28,（,3,）,C,系统制式。,C,系统制式适用于以车站值班员办理行车业务为主的一般铁路线路和支线，车站电台按车站沿线布设，车站值班员与司机、运行车长之间以同频或异频单工方式进行通话，车站电台设录音机记录通信内容；有条件时，相邻车站值班员也可以通过车站电台进行通话。,（3）C系统制式。C系统制式适用于以车站值班员办理行车业务为,29,铁路数字移动通信系统,7.5.2,铁路数字移动通信系统（,global system for mobile communication for railway,，,GSM-R,）是专门为铁路通信设计的综合专用移动通信系统。,GSM-R,在铁路业务方面的应用主要有区间移动通信、尾部风压检测、无线列车调度电话、列车自动控制信息的传输和旅客通信业务。,铁路数字移动通信系统7.5.2铁路数字移动通信系统（,30,GMS-R的构成,1.,GSM-R,主要由移动交换中心（,mobile switching center,，,MSC,）、基站控制器（,base,station,controller,，,BSC,）和基站收发信台（,base transceiver station,，,BTS,）等构成。,（,1,）,MSC,。,MSC,提供与其他网络的接口，其主要功能是完成呼叫的交换、控制移动台的位置更新和越区切换过程。,GMS-R的构成1.GSM-R主要由移动交换中心（mobil,31,（,2,）,BSC,。,BSC,负责对多个基站进行管理，通过特定的接口与,MSC,的位置寄存器相连。,（,3,）,BTS,。,BTS,是移动通信交换中心与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收、发信电台。,（2）BSC。BSC负责对多个基站进行管理，通过特定的接口与,32,GMS-R的组网方式,2.,GMS-R,的组网方式有单网覆盖和双网覆盖两种方式，双网覆盖又分为重叠覆盖和交织覆盖两种形式，如图,7-26,所示。,图,7-26,双网覆盖,（,a,）重叠覆盖（,b,）交织覆盖,（,b,）交织覆盖方式,（,a,）重叠覆盖方式,GMS-R的组网方式2.GMS-R的组网方式有单网覆盖和双网,33,漏泄同轴电缆,3.,漏泄同轴电缆是一种具有天线功能的电缆，其原理是在同轴电缆的外导体上开一个“八”字形的槽口，使电信号在电缆的传输过程中产生泄漏，将电缆中传输的电信号传播到空中，以供无线终端接收。因此，漏泄同轴电缆具有传输和发射的双重特性，广泛应用于电磁波难以正常传输的山区、隧道等弱场分布地段。,漏泄同轴电缆3.漏泄同轴电缆是一种具有天线功能的电缆，其原理,34,由于电信号从漏泄同轴电缆中不断耦合至空中，造成信号在漏泄同轴电缆中传输时有一定的损耗，因此根据耗损量将漏泄同轴电缆分为三种不同的型号。在实际运用中，这三种漏泄同轴电缆搭配使用，距信号源近的地段采用耦合损耗小的电缆，距信号源远的地段采用耦合损耗大的电缆，以使电磁波的分布相对均匀。当电缆中的信号强度减弱到一定程度时，通过中继器进行放大，在漏泄同轴电缆中继续传播。,由于电信号从漏泄同轴电缆中不断耦合至空中，造成信号在漏泄同轴,35,光纤直放系统,4.,光纤直放系统是采用光纤数字传输系统的原理将无线传输信号通过纤光数字通路延伸到弱场区，再通过直放站的发射机发送到空中或漏泄同轴电缆中。,光纤直放系统4.光纤直放系统是采用光纤数字传输系统的原理将无,36,谢谢观看,谢谢观看,37,