机车综合无线通信设备(CIR)教材部分.doc

第三章 机车综合无线通信设备（CIR）第一节 概述机车综合无线通信设备（CIR）包括WTZJ-I型标准机车综合无线通信设备（以下简称标准型CIR），主要安装于新生产的机车上；及WTZJ-II型，小型化机车综合无线通信设备（以下简称小型化CIR），主要用于进行既有机车的改造。机车综合无线通信设备是铁路专用通信设备。机车综合无线通信设备作为传统无线列调电台的升级产品，是保障GSM-R区段行车安全的必配设备。按铁道部规定，在GSM-R区段运行的机车、客运专线运行机车、动车组、07年后生产的大功率机车、在TDCS（CTC）区段运行的机车必须装备机车综合无线通信设备。机车综合无线通信设备是北京世纪东方国铁科技股份有限公司基于GSM-R数字移动通信技术、GPS全球定位技术、450MHz及800MHz模拟无线电台通信技术等开发的综合车载通信设备。它与地面的GSM-R设备和450MHz、800MHz等地面设备等共同组成一个完整的铁路综合无线通信网。机车综合无线设备支持GSM-R调度通信系统功能、支持GSM话音通信功能，两网同时存在时首选GSM-R。支持GSM-R通用数据传输功能，可根据承载业务的需要提供GPRS或电路方式数据传输链路。设备调度通信和数据传输采用不同的信道机，故可以同时实现调度通信和数据通信。机车综合无线通信设备支持科技运【2007】28号GSM-R数字移动通信网设备技术规范 第二部分：机车综合无线通信设备V2.0、运基通信2007 91号机车综合无线通信设备MMI终端显示补充规范、运基通信2002 133号 无线列调机车电台操作单元技术要求(试行)、运基通信2005 138号列车无线调度通用式机车电台主要技术条件(V2.0)、运基通信【2009】690号列车防护报警和客车列尾系统技术条件（V1.0）规定的机车电台功能。支持450MHz承载的列车尾部风压、无线车次号、调度命令等数据信息的传输功能。支持GSM-R工作模式与450MHz工作模式自动切换和手动切换功能。支持800MHz承载的客车列车尾部风压、列车防护报警、道口事故报警、施工防护报警等功能。其中WTZJ-II型800M功能通过外置式机车无线防护报警系统（LBJ）来实现。机车综合无线通信设备配备了全球卫星定位系统（GPS），利用卫星对机车位置进行实时定位，可向机车上的其它用户提供GPS原始信息、公用GPS位置信息等、方便司机与调度、车站进行调度通信。机车综合无线通信设备集成了目前机车无线通信的所有业务，可以满足目前机车无线通信要求，也适应将来发展的需要。WTZJ-I型机车综合无线通信设备产品外观如图1所示。WTZJ-II型小型化机车综合无线通信设备产品外观如图2所示。图1 WTZJ-I型机车综合无线通信设备（标准型图2 WTZJ-II型机车综合无线通信设备（小型化）缩略语：英文缩写英文解释中文解释CIRCab Integrated Radio communication equipment机车综合无线通信设备CTCCentralized Traffic Control调度集中GPSGlobal Position System全球定位系统GSM-RGSM for Railway专用于铁路的GSMMMIMan Machine Interface人机界面（通称操作显示终端）TDCSTrain Dispatching Command System列车调度指挥系统TAX机车安全信息综合监测装置GROSGPRS Home Interface ServerGPRS归属服务器GRISGPRS Interface ServerGPRS接口服务器DMSThe Dynamic Monitoring System of Train Control Equipments列控设备动态监测装置GPRSGeneral Packet Radio Service通用分组无线业务MTBFMean Time Between Failure平均无故障时间UDPUser Datagram Protocol用户数据报协议APNAccess Point Name接入点名称ACAffirm Center确认中心PTTPush To Talk即按即讲第二节 系统组成标准型CIR由主机、操作显示终端（以下简称MMI）、送（受）话器、扬声器、打印终端、连接电缆、天馈单元及机车数据采集编码器等构成。设备构成原理框图见图3。图3设备构成原理框图2.1 主机包括机柜、A子架、B子架。A子架包括主控单元、电源单元、电池单元、卫星定位单元、GSM-R话音单元、GSM-R数据单元、高速数据单元、记录单元；B子架包括接口单元、450MHz机车电台单元、800MHz列尾和列车安全预警车载电台（简称800MHz车载电台）单元等，子架内各单元装配位置见图4。小型化CIR的800MHz车载电台（LBJ）外置式安装。注：受安装条件限制时450MHz机车电台、800MHz车载电台等单元可外置接入B子架。机 柜A子架B子架图4主机各单元装配示意图主机各部端口说明见表1。表1 主机各部端口说明表序号端口代号端口名称定义连接对象1A1/A2终端A/终端BMMI接口MMI2A3450M电台外置450MHz机车电台控制接口外置450MHz机车电台主机（控制盒接口）3B1B5数据1数据5通用数据接口B1：预留B2：工务监测信息装置B3：预留B4：列车安全预警信息装置B5：机车信号/列控设备动态监测装置（DMS）4B6TDCS入TDCS信息输入接口TAX装置 5B7450M TDCS出450MHz机车电台外置时，向450MHz机车电台输出TDCS信息的接口外置450MHz机车电台主机（TDCS接口）6CCANCAN接口未规定7P1电源入CIR直流供电输入接口机车直流电源8R录音话音录音的输出接口TAX（录音单元）9T1天线GSM-R话音单元天线接口GSM-R天线或多频段合路器10T2天线GSM-R数据单元天线接口GSM-R天线或多频段合路器11T3天线卫星定位单元天线接口卫星定位天线12T4天线高速数据单元天线接口高速数据天线或多频段合路器13T5450M天线内置450MHz机车电台天线接口450MHz天线或多频段合路器14T6800M天线内置800MHz车载电台天线接口800MHz天线或多频段合路器15G1公用卫星定位单元公用信息输出接口预留16G2原始卫星定位单元原始信息输出接口预留2.2 MMI包括5.7寸显示屏、按键、外部接口。MMI外观示意图见图5。图5 MMI外观示意图MMI各部端口说明见表2。表2 MMI各部端口说明表序号端口代号端口名称定义连接对象1M1主机主机接口主机2M2送（受）话器送（受）话器接口送（受）话器3M3打印终端打印终端接口打印终端4M4扬声器外接扬声器接口外接扬声器 2.3主机各单元模块的配置根据通信业务需求选配相应的单元模块，模块配置应符合表3规定。表3 单元模块选配表通信类型模块配置GSM-R通信450MHz通信高速数据通信列车安全预警（800MHz）机柜主控单元接口单元卫星定位单元GSM-R话音单元GSM-R数据单元 高速数据单元 450MHz机车电台单元 记录单元 电源单元电池单元 800MHz车载电台单元 2.4 接口定义及电气特性主机与MMI接口（A1、A2与MMI之间）数据通信采用RS422串行接口，双工通信方式,接插件采用12芯插座，型号为YP28TK22UQ，引脚定义见表4。表4 MMI与主机间接口定义引脚号定义说明1VCC电源+12V2MIC+音频平衡输出（MMI至主机），电平（有效值）245 mV（+196 mV+294 mV），阻抗600。3MIC-4SP+音频平衡输入（主机至MMI），电平（有效值）245 mV（+196 mV+294 mV），阻抗600。5SP-6DATA A+数据线A+ （MMI至主机）7DATA A-数据线A- （MMI至主机）8DATA B+数据线B+ （主机至MMI）9DATA B-数据线B- （主机至MMI）10预留11复位复位信号，低电平复位12GND电源地 MMI至送（受）话器接口（M2）接插件采用8芯插座，型号为AL16-J8Z。引脚定义见表5。表5 MMI至送（受）话器接口定义引脚号定义说明1VCC电源+12V2MIC电平（有效值）245 mV（+196 mV+294 mV）或15 mV（+12 mV+18 mV），输入阻抗不小于5k。3PTT送话按钮（低电平有效，不大于0.3V，送（受）话器输出无效时为高阻）4HANGLE挂机信号（低电平有效，不大于0.3V，送（受）话器输出无效时为高阻）5GND电源地6SP7预留RS485+8预留RS485-MMI与打印终端接口（M3）数据通信采用RS422串行接口，双工通信方式。接插件采用7芯插座，型号为AL16-J7Z，引脚定义见表6。表6 MMI至打印终端接口定义引脚号定义说明1VCC电源+12V2空3DATA A+数据线A+（MMI至打印终端）4DATA A-数据线A-（MMI至打印终端）5DATA B+数据线B+（打印终端至MMI）6DATA B-数据线B-（打印终端至MMI）7GND电源地MMI至外接扬声器接口（M4）接插件采用3芯插座，型号为AL16-J3Z，引脚定义见表7。表7 MMI至扬声器接口定义引脚号定义说明1SP+音频+2SP-音频-3GND主机至机车安全信息综合监测装置（简称TAX装置）接口 （B6）接插件采用7芯插座，型号为YS2JJ7M，引脚定义见表8。表8 机车安全信息综合监测装置（简称TAX装置）接口定义引脚号机车数据采集编码器为FFSK接口工作模式机车数据采集编码器为RS422接口工作模式1电源+12V电源+12V2空主机数据接收（+）3GND主机数据接收（-）4音频信号输出。电平（有效值）245 mV（+196 mV+294 mV），输出阻抗不大于200。主机数据发送（+）5音频信号输入。电平（有效值）245 mV（+196 mV+294 mV），输入阻抗不小于5k。主机数据发送（-）6空空7低电平有效，不大于0.3V （PTT为低时应使机车电台发射），无效时为高阻。GND主机电源接口 （P1）DC110V输入时，接插件采用2芯插座，型号为AL16-J2Z；DC24V输入时，接插件采用4芯插座，型号为AL16-J4Z，引脚定义见表9。 表9 主机电源接口定义引脚号定义说明1电源+ DC110V 或24V输入+2电源- DC110V 或24V输入-3空DC110V 时无此管脚，24V时空4空DC110V 时无此管脚，24V时空450MHz机车电台与接口单元的接口话音及通信接口（450MHZ机车电台与A3 之间）数据通信采用RS422串行接口，双工通信方式。MIC、SP音频标称电平均为245 mV（220.5mV269.5mV）。接插件采用12芯插座 ，型号 Q18K12AJ插座，引脚定义见表10。表10 450MHz机车电台至接口单元接口定义引脚号定义说明1空2MIC+接口单元至450MHz机车电台音频3MIC-接口单元至450MHz机车电台音频4SP+450MHz机车电台音频至接口单元5SP-450MHz机车电台音频至接口单元6DATA A+数据发送+（450MHz机车电台发）7DATA A-数据发送-（450MHz机车电台发）8DATA B+数据接收+（450MHz机车电台收）9DATA B-数据接收-（450MHz机车电台收）10预留11复位复位信号，低电平复位12GND电源地主机至机车电台（外置）TDCS无线车次号接口（B7）采用7芯插座，接插件型号为YS2JJ7M。引脚定义见表11。表11 450MHz机车电台无线车次号接口定义引脚号定义说明1VCC电源+13.8V，I050mA，450MHz机车电台输出23GND电源地4AF音频输出信号。电平245 mV（196 mV294 mV），输出阻抗不大于200。5MIC音频输入信号。电平245 mV（196 mV294 mV），输入阻抗不小于5k。67PTT低电平有效，不大于0.3V （PTT为低电平时应使机车电台发射），无效时为高阻。接口单元数据应用接口（B1-B5）数据通信采用RS422串行接口，双工通信方式。接插件采用7芯针型插座，型号为AL16-J7Z，引脚定义见表12。表12 主机接口单元数据应用接口定义引脚号定义说明1预留2DATA IN+主机数据接收+3DATA IN-主机数据接收-4DATA OUT+主机数据发送+5DATA OUT-主机数据发送-6复位复位信号，低电平复位7GND信号地录音输出接口 （R接口）采用5芯圆形接插件，型号AL16，引脚定义见表13表13 录音输出接口定义引脚号定义说明1控制电平ON时小于0.3V，OFF时为高阻2空3GND4音频输出电平标准测试条件下为-102dBm，阻抗6005空卫星定位单元原始数据、公共数据接口数据通信采用RS422串行接口，双工通信方式。接插件采用7芯插座，型号为AL16-J7Z针型，引脚定义见表14。表14 卫星定位单元原始数据、公共数据接口定义引脚号定义1制造商定义2卫星定位单元数据接收+3卫星定位单元数据接收-4卫星定位单元数据发送+5卫星定位单元数据发送-6制造商定义7地天馈线接口:GSM-R话音单元天线接口（T1接口）：TNC型孔座，阻抗：50。GSM-R数据单元天线接口（T2接口）：TNC型孔座，阻抗：50。卫星定位天线接口（T3接口）：TNC型孔座，阻抗：50。高速数据天线接口（T4接口）：TNC型孔座，阻抗：50。450MHz天线接口（T5接口）：N型孔座，阻抗：50。800MHz天线接口（T6接口）：N型孔座，阻抗：50。天线采用的插座均为N型孔座，阻抗50。GSM-R话音单元、数据单元的天馈线总增益应满足-2dB+2dB。第三节 设备功能与原理3.1. CIR整机功能CIR根据单元模块的选配，可实现以下相应功能。 具有450MHz通用式机车电台的调度通信功能。 具有450MHz通用式机车电台承载的列车尾部风压、无线车次号、调度命令等数据信息的传输功能。 具有GSM-R调度通信功能。 具有GSM-R通用数据传输功能，根据承载业务的需要提供GPRS或电路方式数据传输链路。 具有列车防护报警和客车列尾系统技术条件（V1.0）中规定的车载电台的功能。 具有无线宽带数据传输功能。 具有工作模式自动、手动转换功能和语音提示功能。 具有上、下行线路分别设定工作模式转换点的功能。 根据卫星定位信息无法确定唯一的运行线路时，具有提示并手动选择运行线路的功能。 卫星定位单元失效时，具有手动转换工作模式和选择运行线路的功能。 具有输出卫星定位原始信息、公用位置信息的功能。 MMI具有调度通信、通用数据传输所需的操作、状态显示以及语音提示功能。 具有主、副MMI之间通话功能。 具有话音、数据业务和状态信息记录及转储功能。 具有整机自检功能和故障定位功能（故障定位到单元模块），包括450MHz机车电台单元、800MHz车载电台单元、GSM-R话音单元、GSM-R数据单元、记录单元、卫星定位单元、MMI、机车数据采集编码器、电池单元，并可将自检结果发送到库检设备。 具有人工系统复位功能。复位重启后自动进入原注册状态。 主机关机时，具有电池单元放电电压检测功能。3.2. 各单元模块功能各单元模块应满足下述规定的主要功能： MMI实现人机信息的交互。 打印终端在MMI的控制下打印输出纸质调度命令等信息。 主控单元实现对各模块单元的控制。 接口单元连接设备内部有关单元并为数据、话音应用业务提供接入接口。 电源单元为设备提供供电电源。 电池单元在外界直流供电切断后为CIR进行GSM-R注销提供备用电源。 卫星定位单元应提供公用位置信息，其中时钟信息作为设备的标准时钟，设备的时钟校准周期不应大于10分钟。在GSM-R区段，当卫星定位信息有效时，卫星定位单元应能输出前方、后方车站值班台的ISDN号码和本调度区段调度台的ISDN号码。 GSM-R话音单元在主控单元的控制下完成GSM-R调度通信功能。 GSM-R数据单元在主控单元的控制下完成数据的收发（支持GPRS方式、电路连接方式）。 高速数据单元应支持无线宽带数据传输功能。 记录单元具有对话音、承载业务信息及操作过程等记录和话音回放的功能。 450MHz机车电台单元在主控单元的控制下完成450MHz调度通信所规定的机车电台功能及承载的数据传输功能。 800MHz车载电台实现列车防护报警和客车列尾系统技术条件（V1.0）规定的车载电台功能。3.3.1. 电源单元电源单元能适应不同类型机车（含动车组、大型养路机械和轨道车等自轮运转设备）电源（蓄电池）供电条件，标称（额定）电压（Un）为24V、48V、72V、96V和110V。电源单元的输出电压电源单元包含开关电源模块和蓄电池两部分。开关电源采用进口铁路专用模块，VICOR公司生产。开关电源电路上设计了脉冲群抑制器和防浪涌电路，具备良好的电磁抗干扰性能。蓄电池采用铅酸蓄电池，免维护。当机车入库时，司机可直接断闸切除机车110V电源，主机自动切换到蓄电池供电，并完成功能号注销和网络注销。注销完成后自动切断所有电源，完成设备关机。正常工作时整机总功耗不大于300W（全配置），开机最大瞬间功耗不大于3000W。各单元模块供电电源和最大功耗见表4。表15 各单元电源要求表序号单元名称额定工作电压最大功耗备注1GSM-R话音单元+12V39W瞬态发射功耗+5V16W瞬态发射功耗2GSM-R数据单元+12V39W瞬态发射功耗+5V16W瞬态发射功耗3高速数据单元+12V25W4卫星定位单元+12V5W使用GPS时5记录单元+12V5W6MMI、打印终端+12V25W单端MMI、打印终端7450MHz机车电台单元机车直流电源60W 8800MHz车载电台单元机车直流电源60W 3.3.2. 主控单元主控单元由嵌入式工控机和控制单元共同组成。嵌入式工控机安装WINCE操作系统，软件采用面向对象语言编制。该控制部分接收MMI传送的控制指令，进行相应的控制操作；接收各个应用的信息送到MMI进行相应的提示和显示；按各个应用接口的数据要求进行相应数据的转发；完成数据的存储功能。控制单元采用AVR 系列单片机，与嵌入式工控机共同完成软关机、复位、电池电量检测、串口扩展、450M与GSM-R语音切换、记录单元录放音等功能。3.3.3. GSM-R话音单元GSM-R话音单元采用欧洲GSM-R验证应用的GSM-R模块。目前主要采用法国SAGEM公司的MRM模块。GSM-R话音模块的最大发射功率为8W。3.3.4. GSM-R数据单元GSM-R数据单元采用法国进口的WAVECOM模块，最大发射功率为2W。可工作在GSM-R网络支持的两种数据传输模式下：CSD电路型数据传输模式和GPRS分组数据传输模式。CSD方式时，采用透明传输形式；GPRS方式时，采用UDP数据协议。3.3.5. 卫星定位单元卫星定位单元按最新技术条件输出公用GPS信息和原始GPS信息。预制线路信息数据库，可利用卫星定位机车位置，搜索前后站位置信息和当前应工作的模式，可提供机车所在小区位置信息。3.3.6. 记录单元记录单元采用单板结构，主要由音频输入电路、音频输出电路、数据通信接口、控制电路、数据存储卡（电路）和电源等组成。记录单元的音频输入电路、音频输出电路、数据通信接口以及电源等采取了隔离设计方法，记录单元的任何电路故障都不影响CIR其它单元的正常工作。记录单元的音频采用平衡输入输出方式，阻抗6005%，输入电平：标称-10dBm（245mV），动态范围-300dBm。输出电平：标称-10dBm（245mV），动态范围-200dBm。频率响应：在300Hz3400Hz带宽内，电平差在-3+2dB范围内。信噪比：高于44dB。失真度：小于5%。录音控制：采用电平控制方式。录音控制信号为低电平（低于0.3V）时，启动录音。录音控制信号为高电平时，停止录音。3.3.7. 450MHz机车电台单元CIR主机的450MHz机车电台单元为一个450MHz通用机车电台功能单元，450MHz信道机采用日本建伍的TK868-G，元器件均采用军品级或工业级芯片，以确保设备性能稳定，设备软件升级方便。450MHz机车电台单元在主控单元的控制下完成450MHz调度通信所规定的机车电台功能及承载的数据传输功能。3.3.8. 800MHz机车电台单元（LBJ）CIR主机的800MHz机车电台单元具有列车防护报警和客车列尾系统技术条件（V1.0）中规定的机车电台功能。具有800M机车电台（LBJ）承载的客车列车尾部风压、列车防护报警、道口事故报警、施工防护报警功能。3.3.9. 接口单元主机与其它外部设备的连接均在接口单元，包含两个MMI接口、450MHz通用机车电台转接盒接口、450MHz DMIS接口、450MHz车次号接口、800MHz预警电台接口、TAX接口、调车监控接口和六个预留的数据接口。3.3.10. MMIMMI由嵌入式工控机、LCD显示屏、控制键盘、音频处理单元及送(受)话器组成。可按铁道部最新颁布的机车综合无线通信设备技术条件V2.0（2009年1月）标准，提供操作显示终端为5.7屏。本公司还可按GSM-R机车综合无线通信设备（暂行）版技术条件提供操作显示终端为10.4屏的设备。嵌入式工控机是MMI的核心，它接收主机传送过来的信息，控制LCD显示屏进行显示或控制音频单元进行语音提示，接收键盘控制单元发送的控制指令传送给主机。LCD显示屏采用SHARP工业级高亮显示屏，工作温度能在-28以下，可满足青藏线等高寒地区的使用要求。控制键盘采用微动式按键开关，可靠性高，手感好。音频处理单元采用自设计专用回声抑制电路，通话质量好。输出可到扬声器或送(受)话器耳机，输入可通过送(受)话器的麦克，也可提供铁路通信专用MIC。3.3.11. 扬声器 扬声器包含在打印机里，内阻为8，输出为平衡方式，0.5W-5W可调。3.3.12. 送(受)话器送(受)话器分通用式和紧凑式两种。在话机座和手柄内部先采用金属卡接固定电缆，然后用高弹性,高性能硅橡胶护套护住根部，确保根部电缆不能磨损折断。折弯次数不小于10万次（105，4N）。送(受)话器有两个呼叫按键 ，当CIR工作在GSM-R工作模式时，按键1定义为“调度”，按键2定义为“本站”；当CIR工作在450MHz工作模式时，按键1定义为“隧道车站”，按键2定义为“平原车站”。3.3.13. 打印机打印机采用嵌入式安装方式。通过RS422方式与MMI进行通信，并由MMI供电。3.3.14. 车次号数据采集编码器该设备符合GSM-R数字移动通信应用技术条件 第二分册：列车无线车次号校核信息传送系统规定，同时具备模拟调制信号输出和数字基带信号输出工作方式，通过开关和短路块可方便设置设备工作方式，实现450M模式、GSM-R模式下的车次号发送功能。机车数据采集编码器安装在机车的TAX箱DMIS单元插槽内，通过TAX箱的DMIS单元12芯插座接口与GSM-R机车综合通信设备（GSM-R模式）或450M机车台（400M模式）连接，结构尺寸和接口符合列车运行安全监控记录装置技术条件，设备包含面板、控制板及接口插头。面板设“电源”、“接收”、“发送”指示灯、“测试”按键和“编程”接口。设备可设置为两种方式：GSM-R工作模式、450M工作模式。GSM-R工作模式下采用数字输出方式，由CIR判断当前处于GSM-R区段还是450M区段，根据当前区段决定发送车次号类型。450M工作模式下采用模拟输出方式，直接接入450MHz通用式机车台车次号接口，发送模拟车次号信息。3.3. CIR主要功能及其原理3.3.1. GSM-R调度通信功能调度通信是基于话音通信、融入了调度功能的业务需求，是GSM-R网络通过个呼、组呼、广播呼等方式实现的。通过定义优先级高低，还可以控制不同用户的讲话权限等。车机联控采用个别呼叫的方式进行，大小三角用邻站、本站组户的方式进行，另外还提供紧急呼叫等方式。调度通信工作原理如图6所示。图6 调度通信工作原理图调度通信工作原理：机车综合无线通信设备通过注册车次功能号和机车功能号将GSM-R语音的SIM卡号码与车次号、机车号进行绑定，调度员和车站值班员通过车次功能号或机车功能号呼叫机车司机；司机通过卫星定位系统在MMI上显示的车站名及调度、车长等与车站值班员及调度员、车长进行调度通信。3.3.2. GSM-R数据传输功能GSM-R数据传输功能主要是进行调度命令传输，车次号校核信息传送。调度命令信息包含调度命令、行车凭证、调车作业通知单、调车请求、列车进路预告等信息。调度命令、行车凭证、调车作业通知单和调车请求按照需要发送；进路预告信息在列车通过出发站的出站信号机时发送，列车进入区间后如进路发生变更，也立即发送新的进路预告信息。GSM-R数据传输工作原理如图7。图7 GSM-R数据传输功能工作原理图GSM-R数据传输功能工作原理：CIR数据模块从GSM-R网络获取本机IP地址之后，CIR通过机车数据采集编码器从监测装置（TAX箱）内接受各种数据信息（车次号、机车号、公里标、信道机编号等），通过GSM-R数据模块发送给路局GRIS（GPRS接口服务器），GRIS转发给CTC/TDCS，CTC/TDCS自动生成进路预告信息通过GRIS转发给CIR设备。CTC/TDCS行车调度台手动生成调度命令等信息通过GRIS转发给CIR设备。第四节 运用与维护4.1 CIR设备运用方法4.1.1. CIR安装要点：1) 注意CIR主机接地线安装位置及长度，尽量不要超过2米。2) 注意天线安装位置是否紧贴车顶金属板、或天线架空安装时下方是否有反射板或反射棒。3) 注意MMI与CIR主机控制电缆长度不要超过30米。4) 主机外壳底座安装孔位置不允许接机车地。要通过绝缘垫。5) 注意控制电缆、天线馈线等线缆与插头是否压接牢靠？有无松动？是否扎手？6) 注意控制电缆、天线馈线等线缆转弯处是否过紧？转弯半径是否过小？7) 注意除GPS天线馈线外，天线馈线长度不要超过20米。8) 控制电缆、天线馈线等线缆要通过线卡与走线槽扎牢固定，防止线缆在插头处受力过大。9) GSM-R天线馈线、GPRS天线馈线、GPS天线馈线、450M天线馈线、800M天线馈线的插头处要加标签，注意不要遗漏。（尤其是GPS天线馈线，不要与GSM-R天线馈线混淆！）4.1.2. CIR主机面板指示灯状态说明话音单元（SAGEM模块）面板指示灯：1) 下面红灯常亮，上面灯熄灭：表示模块处于复位状态。2) 下面红灯常亮，上面红灯常亮：表示模块已加电。3) 下面绿灯常亮，上面红灯常亮：表示模块已输出信息、正在启动。4) 下面绿灯常亮，上面绿灯闪亮或红灯常亮：表示已掉网并正在搜索网络。5) 下面绿灯常亮，上面绿灯常亮：表示已上网。数据单元（GPRS模块）面板指示灯:1) 下面红灯常亮表示模块电源正常，上面“网络”绿灯常亮表示无网络信号。2) 上面绿灯闪烁：表示网络信号正常，已上网。GPS面板指示灯: 1) 绿灯常亮：GPS单元初始化过程中。2) 升级程序时，绿灯快闪，升级结束绿灯熄灭录音单元面板指示灯:CPU电源CPU 正常情况下电源正常点亮。COM综合数据记录中COM数据正常指示灯灭，连续6秒接收不到数据，COM灯点亮、重新接收到数据指示灯灭。GPS数据记录中GPS 数据正常指示灯灭，连续10秒接收不到数据，GPS 灯点亮、重新接收到数据指示灯灭。REC话音记录中REC 录音时点亮。TST放音中TST 放音时点亮。ERR电池低电压报警ERR 记录单元内电池电压低时点亮。主控单元指示灯:1) 绿灯亮，红灯灭代表外接电源供电正常。2) 绿灯灭，红灯亮代表无外接电源，电池供电状态。车次号数据采集编码器指示灯:1) 发送绿灯慢闪：与CIR主机通信不正常。2) 发送绿灯快闪：与CIR主机通信正常。3) 接收灯不闪：接收TAX箱数据不正常。4) 接收灯快闪：接收TAX箱数据正常。4.1.3. CIR正式运用前的配置及注意事项1) 确认MMI内“线路数据库”是否齐全，如果不全，需要手动录入“线路数据”。2) 首先确认GPS数据库是否已升级，如果添乘的情况下需要核对GPS数据库是否正确，GSM-R网络下要进行调度命令测试和调度短号码呼叫实验。3) 进入“设置”菜单，设置正确的机车号，特别注意机车类型代号是否正确，设置相对应的路局“APN”，“GRIS.IP”等信息，如果不清楚与设计人员确认，设置不正确会导致GSM-R数据模块无法正常获得IP地址和无法接收到进路预告信息。如果现场有GSM-R库检设备，需要设置库检台的电话号码和库检IP地址，并进行通话和GPRS数据测试验证设置是否成功。4) 注意CIR主机GSM-R语音模块是否成功注册机车号功能号。5) 进入“设置”菜单，“状态查询”，注意语音、数据单元是否有场强？电池是否正常？6) 电池的状态是上次自动关机时的测试结果，不是手动强制关电的测试结果。7) 注意CIR主机GSM-R数据模块是否获得IP地址。8) 注意各单元版本号是否正确。9) 注意CIR主机GSM-R语音模块、数据模块是否上网。10) 长按MMI“复位”键五秒以上，观察CIR是否能正常复位。11) 与库检设备进行出入库检测（包括自检、录音测试、450M数据、450M语音、GSM-R数据、GSM-R语音）。12) 如果机车TAX箱处于“降级”状态，即使有车次号，CIR也不注册，除非是手动注册车次号。13) 注意CIR主机GSM-R语音模块、数据模块天线是否与GPS天线混淆。14) 切记如果要更换SIM卡，一定要让CIR自动关机，不要手动强制关电！否则，IP地址、功能号可能被原来的SIM卡带走！15) 如果车次号功能号未注册，调度员、车站值班员、车长均无法利用车次号来呼叫本机车。4.2. CIR设备维护管理维护管理好设备可以显著降低CIR设备运行故障率。设备管理维护包含出库、入库、日常维护、定期检修几个方面。4.2.1. 设备出库检查CIR设备的出库检查是保证良好运行的重点。出库时需要仔细检查设备的状态，不让带有任何疑问的设备出库。出库检查应包括检查主机面板指示灯状态；注册车次号功能号、机车功能号是否正常；查看前后站名显示；测试通话质量；自检设备；确认调度命令、进路预告接收正常等工作。4.2.1.1. 检查主机面板指示灯状态按照4.1.2 CIR主机面板指示灯状态说明所示检查主机面板指示灯是否正常。 4.2.1.2. 机车功能号注册机车功能号为自动注册，查看机车功能号注册结果，注册成功为白色，失败为黑色、注册成功会有语音提示“机车号注册成功”。注册失败也会有语音提示“机车号注册失败”，MMI显示屏会显示注册失败原因，有可能是机车号已被其他机车或备机注册，此时需要跟铁路数据中心联系强制注销已注册的机车号后再重新注册。可以用机车功能号呼叫CIR来确认车次功能号确认成功注册。按机车功能号呼叫CIR的方法为：输入机车功能号3 TTT XXXXX 01，其中TTT表示机车类型，XXXXX表示五位机车号，不足5位前面补零。常见的机车类型及代号如下表：车型代号车型名称车型符号车型代号车型名称车型符号001解放JF133工矿1GK1003前进QJ134工矿1FGK1F005建设JS135东风4(E)DF4E006KD7KD7136东风7(D)DF7D101东风DF137工矿1(A)GK1A102东风2DF2138东风11DF11103东风3DF3139天安TA104东风4DF4140东风10(F)DF10F105东风4(客)DF4R141东风4(D)DF4D106东风4(C)DF4C142东风8(B)DF8B107东风5DF5143东风12DF12108东风5(宽)DF5R149新曙光NDJ1109东风6DF6150神州NDJ2110东风7DF72018G8G111东风8DF82028K8K112东风9DF92036G6G113东风10DF102046K6K114东方红1DFH1205韶山1SS1115东方红2DFH2206韶山3SS3116东方红3DFH3207韶山4SS4117东方红5DFH5208韶山5SS5118北京BJ209韶山6SS6119北京(宽)BJR210韶山3(G)SS3G120ND2ND2211韶山7SS7121ND3ND3212韶山8SS8122ND4ND4213韶山7BSS7B123ND5ND5214韶山7CSS7C124NY5NY5215韶山6BSS6B125NY6NY6216韶山9SS9126NY7NY7217韶山7DSS7D127轻油QY218熊猫DJ128东方红21DFH21219西门子车DJ1129东风7(B)DF7B220澳星（AC4000）DJ2130东风5(口)SDF5R0221中原之星DJF131东风7(C)DF7C222蓝剑DJJ1132东风7(S)DF7S223先锋DJF228天梭151GE机车NJ2如NJ20001号机车按31510000101呼叫；如DF8B9001号机车按31420900101呼叫。4.2.1.3. 车次功能号注册按正常情况下，车次号可以从TAX箱自动获取，GSM-R模式下开车后会自动注册；在不能自动获取的情况下可以手动设置，按“设置”进入界面，选择“车次号设置”输入正确车次号后按“确认签收”键，如本务机就在输入完车次号后选择本务机注册，补机就按机车相应位置进行补机1，补机2的设置并注册，设置成功后会有语音提示并返回主界面。（输入字母:在相应的数字按键上连续按直到出现所需字母，输完一个数字或字母等字体颜色变了之后再输入下一个数字或字母或者按“-”键输入下一个）。注册车次功能号，注册失败请看失败的原因，并与铁通数据中心联系。注册成功后应为白色。可以用车次功能号呼叫CIR来确认车次功能号确认成功注册。按车次号呼叫CIR的方法为：输入2 * # XXX 01，其中*为车次号字母的第一位的ASCII值，无用00补齐；#表示车次号字母的第二位ASCII值，无用00补齐XXX表示车次的数字部分。常见车次字母与ASCII的对照表为：TKZNLYODGX84759078768979687188如高铁列车G123,用如下功能号呼叫2 0071 123 01如特快列车T223，用如下功能号码呼叫 2 0084 223 01；如快速列车K997，用如下功能号码呼叫 2007599701；如直快列车Z1，用如下功能号码呼叫 20099101；如管内列车N911，用如下功能号码呼叫 2007891101；如动车组D23，用如下功能号码呼叫 200682301；如临时列车L3184，用如下功能号码呼叫 20076318401；如货物列车37056，用如下功能号码呼叫 200003705601；如因故折返特快旅客列车OT223，用如下功能号码呼叫 2798422301。4.2.1.4. GPS卫星定位功能检查“设置”“运行区段”选择自动模式，此时MMI界面应该自动选择运行区段，GPS单元工作正常下显示界面“自动”两字黄色不闪烁，GPS未接收到数据的情况下“自动”为红色闪烁状态。4.2.1.5. GSM-R和450M通话测试首先确认库检台能够正常进行通话录音和回放测试的情况下进行测试，正确选择GSM-R通话测试号码，进行通话测试，听到应答音之后进行通话测试，7秒内完成通话，库检台会进行自动回放。同样的方法测试450M同频通话和异频通话功能。注：如果库检台无录音和回放功能，可以用手持机进行通话测试。4.2.1.6. 自检测试操作CIR进行自检，查看各个单元模块是否工作正常。需要检查GSM-R语音和数据单元功能请将运行区段设置在GSM-R工作方式下进行自检，重点查看GSM-R车次功能号和机车功能号注册状态是否正常；GSM-R数据单元是否注册网络，是否正常获取本机IP地址。4.2.1.7. GPRS数据测试在状态查询界面里查看本机IP，看是否有IP地址。联系调度发送一个调度命令看是否接收成功。如不具备此条件则与库检台进行GPRS数据测试检查接收出入库测试调度命令信息是否正常。4.2.1.8 记录单元测试首先进行通话测试之后，进行记录单元测试可以自动回放最后通话的5段录音，如果回放录音清晰正常就代表记录单元录音功能正常。4.2.1.9 蓄电池电压检查CIR设备内蓄电池主要供CIR设备工作在GSM-R模式下时关机进行车次功能号和机车功能号的注销工作，如果电池欠压的情况，CIR设备无法正常进行车次功能号和机车功能号注销工作。可以在状态查询界面查询电池电压情况和电池电压记录日期。电池电压低于11V时需要进行更换。为了保证车次功能号和机车功能号能够正常注销，在电池欠压的情况可以手动注销车次号，或者将运行模式切换到450M模式下再进行关机操作。4.2.2 设备入库检查设备的入库检查是查找故障原因的最好时机，并能为出库检查赢得时间。入库检查应包括注销车次号功能号、机车功能号；确认设备能正常关机等内容。如果是途中司机反映有故障的车，需要确认故障并按后面的故障处理办法处理排除故障。进路预告类故障提取主控单元存储的信息和记录单元存储的数据分析原因。其它故障提取记录单元的信息分析原因并做好数据备份及故障记录。入库检查方法同出库检查方法。4.2.3 日常维护和定期检查为保证CIR设备蓄电池的电压正常，应小于2个月通电运行一次，运行时间不小于18小时。系统升级时应升级，确保出库安装和更换时设备的最佳状态。蓄电池应该2-3年更换一次。设备运行一段时间应进行定期维护，包含除尘，紧固螺丝，按各个单元的性能指标测试GSM-R话音单元、GSM-R数据单元、450MHz单元、800MHz单元和卫星定位单元的性能指标。检测天馈系统的驻波比等性能指标。4.3 CIR设备常见故障处理现场故障处理要点：出现故障时，切记不要马上关机和复位，只有等故障定位之后才允许关机和复位。注意详细的自检结果，注意CIR主机GSM-R语音模块、数据模块天线是否与GPS天线混淆。4.3.1 车次号功能号注册失败车次号功能号注册是由GSM-R话音单元向GSM-R网络发起注册的，车次号只有在GSM-R工作模式下才进行注册，450M工作模式下不注册，未注册或者注册不成功时，车次号为黑色；注册成功后为白色，并伴有语音提示；正常CIR设备开机后注册车次号如果不成功会重新发起4次注册，车次号注册失败同时也伴有语音提示。故障分析及处理措施：1、 GSM-R话音单元工作不正常。检查GSM-R话音单元面板的状态指示灯是否正确。面板上面一个为红灯或者红黄闪烁，则GSM-R话音单元的信号不好，检查天线是否拧紧，也可以将GSM-R语音与GSM-R数据单元的天线互换再观察指示灯状态是否正常。如果面板下面一个指示灯为红色则表明SIM安装有故障，检查SIM卡是否松动，重新安装SIM卡之后再进行试验。如果以上措施还不能解决则有可能是GSM-R话音单元模块故障，更换GSM-R话音单元再进行试验。2、 车次号输入不正确或已被注册。如果监控装置处于降级状态（例如在车库内、未按“开车”键），CIR设备不注册车次号，车次号应为黑色。可以手动输入正确的车次号进行注册，如果还不成功，要马上通知调度员，确认车次号是否已被其他机车占用，如已被占用，必须由调度员强制注销该车次号功能号。注：司机如果在行驶过程中发现车次号功能号注册失败，可以将CIR设备重启之后再尝试注册。4.3.2 机车号功能号注册失败机车号功能号注册的过程同车次号功能号，也是由GSM-R话音单元向GSM-R网络发起注册的，只是机车号一般情况下不需要更换，只有在更换CIR主机A子架设备的时候，需要重新输入机车号。故障分析及处理措施：1、 GSM-R话音单元工作不正常。检查和处理方法同上。2、 机车号输入不正确或者已被注册。检查机车号输入是否正确，在CIR设备中需要输入8位机车号，前3位为机车代码，后5位为机车编码。如果不正确，改为正确的机车号。如果机车号已被注册、通知调度员注销该机车号功能号后再尝试注册。注：司机如果在行驶过程中发现机车号功能号注册失败，可以将CIR设备重启之后再尝试注册。4.3.3 车次号功能号、机车号功能号注销失败如果CIR设备关机时，或者转换到450M工作模式下时，CIR设备需要注销机车号功能号和车次号功能号。故障分析及处理措施：CIR设备内蓄电池电压不足。关机时蓄电池电压不足，不能维持GSM-R话音单元进行网络注销操作，MMI会报4次车次号注销失败，机车号注销失败，此时可以手动注销车次号功能号或者将CIR工作模式由GSM-R工作模式切换到450M工作模式下，再进行关机操作。注：车次号功能号如果未正常注销会影响其他机车的正常运行，如果出现车次号功能注销失败的情况，一定要重新开机将车次号手动注销之后再进行关机操作。4.3.4 MMI查询不到本机IP地址CIR设备通过GSM-R数据模块向网络申请IP地址，IP地址与机车号唯一绑定，要正确设置归属路局的APN及GRIS.IP地址。故障分析及处理措施：1、 GPRS数据单元工作不正常。检查GPRS数据模块面板的网络指示灯状态，绿灯常亮则网络信号不正常，检查天线是否拧紧，也可以将天线与GSM-R话音模块的天线互换进行试验。检查SIM卡安装是否正常。如果还不正常，则更换GPRS数据模块再进行试验。2、 机车号不正确或者被占用。如果机车号输入不正确，则输入正确的机车号。如果以上所有措施还无法正确获得IP地址，则需要与铁通网管中心联系是否该机车账号是否正常或已被注册。注：维修用备机最好不要使用线上使用的机车号，使用后记得及时关机注销。4.3.5接收不到调度命令进路预告主要是通过GSM-R数据单元来完成的，调度员手动编辑调度命令发送给CIR，CIR需要返回自动确认及手动签收信息。故障分析及处理措施：GPRS数据模块工作不正常，未获得本机IP地址。处理方法同上4.3.4。4.3.6接收不到进路预告进路预告主要是通过GSM-R数据单元来完成