GSMR現(xiàn)狀分析

1、gsm-r 現(xiàn)狀分析gsm-r 資料gsm-r 現(xiàn)狀分析目錄一、gsm-r 的現(xiàn)狀1gsm-r 在世界發(fā)展現(xiàn)狀2gsm-r 在我國的技術發(fā)展現(xiàn)狀 歐洲 gsm-r 技術規(guī)范的現(xiàn)狀 我國 gsm-r 技術標準與規(guī)范的現(xiàn)狀及必要性 我國 gsm-r 標準、規(guī)范的范圍和主要內容二、gsm-r 的應用情況1、gsm-r 與話音通信1.1gsm-r 與無線調度通信1.2 站場無線通信與無線調車機車信號和監(jiān)控信息傳送1.3 區(qū)間通信與應急通信1.4 gsm-r 與有線調度1.5 gsm-r 與普通話音通信2、gsm-r 與列車控制2.1 列控信息傳送2.2 機車同步操控信息傳送3、gsm-r 與鐵路信息化

2、3.1 列車無線車次號校核系統(tǒng)信息傳送3.2 列車尾部風壓裝置信息傳送三、大秦線 gsm-r 系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構1.交換系統(tǒng)2.gprs 系統(tǒng)3.基站系統(tǒng)bts 基站設備a 公共子系統(tǒng)b 載頻子系統(tǒng)c 天饋子系統(tǒng)天饋線a 天線b 饋線c 漏泄同軸電纜直放站頻率配置大秦線 bts 連接圖四、gsm-r 工程硬件安裝1、接地規(guī)程1.1 接地系統(tǒng)的作用1.2 接地系統(tǒng)的組成1.3 建筑物的地下接地網(wǎng)1.4 接地系統(tǒng)的室內部分1.5 接地系統(tǒng)室外部分1. 饋線接地夾接地位置gsm-r 現(xiàn)狀分析2. 饋線接地夾的固定3. 饋線避雷器的接地2機柜的安裝2.1 機柜安裝介紹2.2 不靠墻安裝2.2.1 安裝流程

3、2.2.2 底座簡介2.2.3 機柜定位2.2.4 安裝下框架2.3 在防靜電地板上安裝1、支架形式2、支架組件3、支架安裝方式4、支架數(shù)量5、安裝流程6、機柜定位7、支架定位8、固定支架9、機柜安裝10、絕緣測試2.4 安裝單板和模塊時的防靜電要求2.5 安裝開關盒、風扇盒和插框等1、 裝風扇盒2、 安裝其它盒體2.6 安裝單板2.7 安裝各功能模塊2.8 防塵網(wǎng)的安裝、拆卸與除塵3射頻成套電纜的安裝3.1 安裝發(fā)信電纜3.2 安裝收信電纜3.3 安裝機柜內天線跳線4.天饋系統(tǒng)的安裝4.1 漏泄同軸電纜4.2 基站天饋系統(tǒng)4.2.1 接頭制作4.2.2 組裝天線（以定向天線為例）4.2.3

4、工具儀表見表：4.3 隧道口洞頂天饋線的安裝gsm-r 現(xiàn)狀分析gsm-r 的現(xiàn)狀我國鐵路gsm-r 網(wǎng)絡的發(fā)展目標是在全路建立一張移動通信網(wǎng)絡，利用通信的手段實現(xiàn)鐵路移動設施和固定設施的無縫連接，確保列車平穩(wěn)、高速、安全地運行。同時，在我國中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃中，計劃到2020 年，全國鐵路營業(yè)里程達到10 萬公里，主要繁忙干線實現(xiàn)客貨分線，復線率和電化率均達到50，運輸能力滿足國民經濟和社會發(fā)展需要，主要技術裝備達到或接近國際先進水平，為gsm-r 在中國的發(fā)展提供了寬廣的發(fā)展空間。gsm-r 進入中國已有十余年的歷程，經過理論研究、技術之爭、政策審核、網(wǎng)絡建設、施工驗收等層層考驗，最終在gs

5、m-r 工程方面取得了驕人的成績。初步建設了分別代表高原、重載和繁忙干線的青藏線、大秦線、膠濟線三條gsm-r 線路，正在建設的線路還有遷曹線，客運專線的建設也已進入實施階段（哈大客運專線）。其中，青藏線是一條集多種領先技術于一身的往返于“ 世界屋脊 ” 的鐵路；大秦線是使中國步入重載領域先進行列的標志性工程， 突破性的實現(xiàn)了年運量2億噸的目標， 現(xiàn)在技術還在不斷創(chuàng)新，預計年運量將達到 4 億噸；膠濟線的建設是對gsm-r 技術應用于具有中國特色環(huán)境的一個嘗試，它的成功與否影響著gsm-r 技術在時速200km/h 鐵路線路的普及率。與此同時， gsm-r 也面臨著新的挑戰(zhàn)。在技術、工程上仍然

6、存在未攻克的難點，如gprs 技術能否應用于列控和高速鐵路，如何解決與中國移動間的共用帶寬干擾問題等；gsm-r 目前僅滿足了鐵路運輸業(yè)務的基本需求，增值業(yè)務還未納入發(fā)展規(guī)劃。sm-r 在世界發(fā)展現(xiàn)狀gsm-r 具有功能完善、傳輸可靠、交換靈活、容量大等特點，在全球各國取得了良好的發(fā)展， 并在各國的鐵路發(fā)展中扮演著越來越重要的角色，引導著全球鐵路事業(yè)向著數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化和綜合化的方向邁進。早在 1997 年，24 個國家共同簽署備忘錄，決定采用gsm-r 作為鐵路專用通信技術。經過 9 年的發(fā)展， gsm-r 的發(fā)展達到了又一個高峰期，截至 2006 年 4 月 6 日，世界各國計劃建設

7、 gsm-r 鐵路的里程數(shù)如下表所示。根據(jù)中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃的發(fā)展需要，以及目前我國鐵路客貨運輸?shù)陌l(fā)展規(guī)模，預計我國gsm-r 鐵路的發(fā)展規(guī)模將會位居世界第一位。gsm-r 全球的發(fā)展規(guī)劃國家計劃里程歐洲 15 個，亞洲6 個歐洲德國32000km 克羅地亞1300km 瑞士3000km 意大利8500km 英國16000km 法國15000km 西班牙13000km 比利時3000km 荷蘭3100km 捷克2500km 丹麥2500km 芬蘭5000km 瑞典9900km 挪威3800km gsm-r 現(xiàn)狀分析匈牙利3800km 亞洲俄羅斯25000km 印度19000km 哈薩克斯坦420

8、0km 土耳其2600km 沙特阿拉伯400km 注：數(shù)據(jù)來源于2006 年 uic 年會統(tǒng)計結果gsm-r 在我國的技術發(fā)展現(xiàn)狀gsm-r 是面向未來的開放性技術，隨著業(yè)務需求的發(fā)展，我國積極開展了基礎理論的研究工作和應用技術條件的制定工作，推進設備及終端的國產化，并大力開發(fā)鐵路新應用，同時， 把握工程關鍵， 合理制定工程設計指標及驗收指標，注重工程后期的無線網(wǎng)絡優(yōu)化與運營維護工作。對世界鐵路gsm-r 的發(fā)展有著積極的推動作用和拉動效應。gsm-r 是在公網(wǎng)gsm 標準基礎之上，通過增加鐵路調度通信功能和高速環(huán)境組成要素而建立起來的技術體制。因此，gsm-r 技術標準與規(guī)范應包括現(xiàn)有的gs

9、m 相關標準以及為滿足鐵路需求而制定的應用標準，是gsm-r 領域內所有技術標準、規(guī)范的集合。 歐洲 gsm-r 技術規(guī)范的現(xiàn)狀為適應國際鐵路發(fā)展與需求，國際鐵路聯(lián)盟（uic ）建立了標準化組織“ 歐洲集成鐵路無線增強網(wǎng)（eirene ） ” ，對新一代鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)進行研究，并于1993 年確定采用 gsm 作為鐵路移動通信技術，隨后，逐步建立起一套gsm-r 技術標準體系，主要包括 3 個組成部分：既有 gsm 標準，該標準由歐洲電信標準化組織(etsi)制定，包括根據(jù)uic 、eirene 提出的鐵路需求，對gsm 所進行的改動與擴展部分。eirene 制定的兩個標準：gsm-r

10、系統(tǒng)功能需求規(guī)范和gsm-r 系統(tǒng)需求規(guī)范。歐洲鐵路移動無線系統(tǒng)(morane) 試驗項目制定的gsm-r 主要業(yè)務流程和設備接口的技術規(guī)范。 我國 gsm-r 技術標準與規(guī)范的現(xiàn)狀及必要性由于歐洲鐵路和我國鐵路運輸指揮作業(yè)方式、移動通信業(yè)務需求均不同，因此， 必須制定適合我國的gsm-r 標準與規(guī)范。通過制定標準與規(guī)范，一方面為網(wǎng)絡規(guī)劃、建設和運維管理提供技術依據(jù)，確保網(wǎng)絡完整、統(tǒng)一和安全可靠，提高服務質量、合理利用頻譜、碼號等資源；另一方面，也為各廠家平等接入提供可循的技術依據(jù)，為網(wǎng)絡設備質量認證和監(jiān)督提供依據(jù)。此外， 通過參與標準研究工作，還可以有效提高人才的業(yè)務素質，為我國gsm-r

11、健康發(fā)展打下堅實的技術基礎。目前，鐵道部主管部門組織路內外科研院校及相關單位組織制定了一系列技術規(guī)范。但是還需結合我國實際應用，對既有技術標準與規(guī)范進行修改、完善。此外， 現(xiàn)有技術規(guī)范尚不能完全滿足我國鐵路發(fā)展的需要，急需組織制定其它相關技術規(guī)范，逐步建立健全適合我國鐵路應用的gsm-r 技術標準體系。 我國 gsm-r 標準、規(guī)范的范圍和主要內容分類與范圍圍繞 gsm-r 的應用，我國gsm-r 技術標準、規(guī)范包括綜合類、系統(tǒng)類、工程類、設備測試類、接口技術要求及測試類共計7 大類， 42 項。各類標準之間的層次關系如圖所示。gsm-r 技術規(guī)范層次關系示意圖主要內容綜合類 1 項： gsm

12、-r 數(shù)字移動通信名詞術語gsm-r 現(xiàn)狀分析系統(tǒng)類 5 項： gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)技術體制gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)編號計劃gsm-r 數(shù)字移動通信智能網(wǎng)技術條件gsm-r 數(shù)字移動通信通用分組無線業(yè)務（gprs）系統(tǒng)技術條件gsm-r 固定用戶接入交換系統(tǒng)技術條件工程類 4 項： gsm-r 數(shù)字移動通信系統(tǒng)工程設計規(guī)范gsm-r 數(shù)字移動通信系統(tǒng)工程施工規(guī)范gsm-r 數(shù)字移動通信系統(tǒng)工程驗收規(guī)范gsm-r 無線網(wǎng)絡覆蓋和qos 測試方法設備類 7 項： gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備技術規(guī)范第一部分：調度臺和車站臺gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備技術規(guī)范第二部分：機車綜合無線通信設

13、備gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備技術規(guī)范第三部分：手持終端gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備技術規(guī)范第四部分： sim 卡gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備技術規(guī)范第五部分：中繼傳輸系統(tǒng)設備gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備技術規(guī)范第六部分：中繼傳輸設備統(tǒng)一監(jiān)控管理系統(tǒng)應用業(yè)務類9 項： gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第一分冊：調度通信系統(tǒng)gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第二分冊：列車無線車次號校核信息傳送gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第三分冊：調度命令信息傳送gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第四分冊：列車尾部裝置信息傳送gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第五分冊：調車機車信號和監(jiān)控

14、信息傳送gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第六分冊：機車同步操作信息傳送gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第七分冊：平面調車信息傳送gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第八分冊：列車控制信息傳送gsm-r 數(shù)字移動通信應用技術條件第九分冊：數(shù)據(jù)傳輸應用接口設備測試類7 項： gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備測試規(guī)范第一部分：智能網(wǎng)子系統(tǒng)gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備測試規(guī)范第二部分：調度臺和車站臺gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備測試規(guī)范第三部分：車站綜合無線通信設備gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備測試規(guī)范第四部分：專用手持終端gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備測試規(guī)范第五部分： sim 卡gsm-r

15、 數(shù)字移動通信網(wǎng)設備測試規(guī)范第六部分：中繼傳輸系統(tǒng)設備及網(wǎng)管接口技術要求及測試類9 項：gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第一部分： 交換子系統(tǒng)與基站子系統(tǒng)間接口（a 接口）gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第二部分：msc/vlr 與 hlr 間接口（c/d接口）gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第三部分： msc/vlr與 msc/vlr間接口（ e/g 接口）gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第四部分： msc/ssp 與 scp 間接口gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第五部分： hlr 與 scp 間接口gsm-r

16、 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第六部分： sgsn 和 bss 中的 pcu 間接口（ gb 接口）gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第七部分： sgsn/ggsn 和 hlr 間接口（gr/gc 接口）gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第八部分： gsm-r 與固定用戶接入交換gsm-r 現(xiàn)狀分析機間接口gsm-r 數(shù)字移動通信網(wǎng)接口技術要求及測試規(guī)范第九部分： 中繼傳輸設備與統(tǒng)一監(jiān)控管理系統(tǒng)接口gsm-r 的應用情況gsm-r 技術是歐洲鐵路聯(lián)盟（uic ）在 tdma （時分多址）數(shù)字移動通信標準中引入了特殊尋址方式和高級語音呼叫業(yè)務asci 而形成的

17、技術體制，成為具有調度功能的數(shù)字移動通信系統(tǒng)。因此，gsm-r 也可以算作一種數(shù)字集群體制。特殊尋址方式包括功能尋址（即功能號呼叫）fa 和基于位置尋址lad ；高級語音呼叫業(yè)務asci 主要包括語音組呼業(yè)務 vgcs、語音廣播業(yè)務vbs、增強多優(yōu)先級與強拆（emlpp） 、多司機通信等；為滿足列車高速運行的要求，gsm 采用了適合高速運行環(huán)境的特殊算法以及基于無線通信的列車控制等關鍵技術。gsm-r 是一個比較完善的、綜合業(yè)務的鐵路數(shù)字移動通信平臺。gsm-r 可以囊括目前各種無線通信系統(tǒng)業(yè)務，包括無線列調、平面調車以及各部門各工種的對講機通信系統(tǒng)，提供列車調度、編組場調車、區(qū)間維修、工程施

18、工、應急搶險以及普通話音（即公務通信）等需要的移動通信功能；可以取代傳統(tǒng)的電纜加通話柱的區(qū)間通信方式，能夠給鐵路運輸指揮帶來更多的好處、提供更多的先進功能，滿足鐵路運輸生產各種基本要求；另外由于其組網(wǎng)方式和系統(tǒng)功能，完全具備了目前的有線調度通信系統(tǒng)功能；特別是gsm-r 還滿足了列車高速運行速度下的傳輸列控信息的任務。gsm-r 系統(tǒng)一般由交換子系統(tǒng) （ sss） 、 基站子系統(tǒng)（bss） 、 運行與維護子系統(tǒng) （omc ） 、終端子系統(tǒng)及移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)（in ）等組成。根據(jù)中國鐵路行車密度高、運輸組織復雜等特點，為了解決大量的非列控數(shù)據(jù)傳輸，采用通用分組無線業(yè)務子系統(tǒng)(gprs)，與既有有

19、線調度通信系統(tǒng)相結合，實現(xiàn)了有線與無線調度的兩網(wǎng)有機結合。根據(jù)鐵道部發(fā)布的鐵路gsm-r 數(shù)字移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡規(guī)劃，將在全路建設19 個核心網(wǎng)節(jié)點。sm-r 與話音通信如果 gsm-r 算作第二代移動通信技術，那么無線列調比第一代模擬蜂窩還要落后一代，可以稱為 “ 零代 ” 。所以， gsm-r 是站在先進的公網(wǎng)技術肩膀上，跨越了一代。gsm-r在鐵路通信業(yè)務網(wǎng)中、特別是調度通信將發(fā)揮主戰(zhàn)場作用。1.1gsm-r 與無線調度通信列車無線調度電話是為列車調度員、車站值班員指揮列車運行而設置的專用電話。根據(jù)鐵路技術管理規(guī)程規(guī)定，系統(tǒng)用戶包括列車調度員、機車調度員、車站值班員、助理值班員、機車司機等

20、。傳統(tǒng)的無線列調由于技術限制已經越來越不能滿足運輸需要了。gsm-r 以其豐富的功能，不但完全具有傳統(tǒng)的業(yè)務和功能，還在功能和性能各方面比原有基礎上又有了大大的提升。gsm-r 能夠在一個綜合平臺上提供豐富的綜合調度通信業(yè)務，尤其能夠為列車控制提供無線數(shù)據(jù)傳輸。gsm-r 不是無線列調的簡單升級，而是具有強大調度功能的、 綜合業(yè)務的鐵路數(shù)字移動通信平臺，是鐵路現(xiàn)代化和信息化必不可少的基礎設施。1.2 站場無線通信與無線調車機車信號和監(jiān)控信息傳送在 gsm-r 調車系統(tǒng)中，通話是基本的功能，應該說是相當成熟的。為了滿足調車作業(yè)的實時、可靠性的高要求，還專門設置了調車模式。另外根據(jù)中國調車作業(yè)的特

21、殊要求，有關單位正在開發(fā)調車終端。1.3 區(qū)間通信與應急通信利用 gsm-r 系統(tǒng)解決區(qū)間通信與應急通信是gsm-r 的基本功能，不需要進行特別的處理和附加特殊的設備，只要場強覆蓋到的地方，完全可以解決傳統(tǒng)的區(qū)間通信與應急通gsm-r 現(xiàn)狀分析信語音、數(shù)據(jù)以及低速率圖像需求。1.4 gsm-r 與有線調度目前的數(shù)字調度系統(tǒng)從技術、功能和穩(wěn)定可靠等方面比無線列調有一定的優(yōu)勢，但是與當今通信主流技術相比差距較大。而gsm-r 系統(tǒng)原本不能接入調度和車站值班員用戶，為了解決這個問題，在歐洲采用了專用交換機（pabx ）的方式。我國在引進gsm-r 時，結合中國實際， 吸收了既有的數(shù)字調度系統(tǒng)技術，作

22、為 gsm-r 的固定用戶接入系統(tǒng)（fas） ，優(yōu)勢互補，形成了具有中國特色的gsm-r 系統(tǒng)，實現(xiàn)兩網(wǎng)合一，有機融合。在組網(wǎng)、用戶編號、系統(tǒng)配置等各方面統(tǒng)籌考慮，把原來各自的系統(tǒng)用戶，例如調度員、車站值班員、機車司機以及區(qū)間通話柱等放在一個系統(tǒng)平臺上，實現(xiàn)互連互通。 如果有管理上限制不準互通通信的，可以在gsm-r 交換機或智能網(wǎng)上采用呼叫限制方式解決。因此，中國的gsm-r 已經不再好區(qū)別是有線通信、還是無線通信了，他們是建立在新基點上的新一代綜合業(yè)務鐵路調度通信系統(tǒng)平臺。大秦線組網(wǎng)方式：在太原局、大同站及大秦本線14 個保留站設置固定用戶接入交換機（ fas） 。路局和車站間的固定用戶交

23、換機之間采用傳輸系統(tǒng)提供的2m 通道分段環(huán)形組網(wǎng)， fas 網(wǎng)絡通過太原局fas 連接到 msc（30bd）上實現(xiàn)與gsm-r 移動通信網(wǎng)絡的溝通。1.5 gsm-r 與普通話音通信gsm-r 是源于公眾移動通信gsm 技術。 gsm 本身就是普通話音通信系統(tǒng)，因此從技術角度來講，將gsm-r 用于鐵路普通話音通信沒有任何問題。那么，應用的障礙主要有兩方面：一是鐵路系統(tǒng)擁有的gsm-r 頻率資源有限，無法支撐眾多的鐵路普通話音通信需求；二是目前的gsm-r 手機終端價格昂貴。但是，gsm-r 用于鐵路普通話音通信是可行的。手機可以采用普通民用手機，目前的價格在不斷下降，是可以接受的。至于頻率資

24、源不夠是相對于鐵路員工數(shù)量來說的，就像青藏線格拉段僅800 員工，而且在新建鐵路中配置干練的員工隊伍以及在既有鐵路中減員增效都是今后的發(fā)展方向，因此 gsm-r 完全有可能用于普通話音通信。在瑞典等歐洲鐵路已經這樣做。gsm-r 用于普通話音通信，在建設上可以省去建設程控交換系統(tǒng)的費用；在使用上， 移動方便、 普通電話與運輸業(yè)務的終端可以合二為一。如果管理上需要，可以限制某些用戶與行車業(yè)務之間的呼叫權限。gsm-r 用于普通電話業(yè)務之后，就不僅僅是有線調度與無線調度的兩網(wǎng)融合，而是三網(wǎng)融合了。gsm-r 與列車控制2.1 列控信息傳送傳統(tǒng)的列車控制信息傳輸主要是依靠軌道電路，設置固定閉塞區(qū)間，

25、向列車顯示運行信號。 由于軌道電路傳輸特性差、工作環(huán)境惡劣，其傳輸?shù)男畔O為有限，還經常出現(xiàn)紅光帶等故障。 由于采用固定閉塞方式，對于運輸效率的進一步提高也產生故障。而查詢應答器、計軸器等方式也只能有限度地解決一些問題。為了克服上述問題，世界各國鐵路都在研究基于移動通信的閉塞技術。gsm-r 是實現(xiàn)列車運行控制系統(tǒng)（ctcs3/4，無線閉塞）基本條件。由于gsm-r 系統(tǒng)終端接入時間長的缺點限制， 不得不采用實時在線的電路方式為列控系統(tǒng)提供傳輸通道。在列控中， gsm-r僅負責實時、 可靠地進行數(shù)據(jù)傳輸，不承擔安全責任，通信誤碼或通信中斷后如何進行邏輯處理，確保行車安全由信號系統(tǒng)負責。根據(jù)ui

26、c 發(fā)布的有關etcs 技術條件和我國gsm-r系統(tǒng)設計暫行規(guī)定，列控系統(tǒng)對gsm-r 的基本要求如表所示。gsm-r 網(wǎng)絡列控類數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務服務質量qos 指標服務質量項目指標值移動臺發(fā)起呼叫建立時間6s(95%),8.5s(100%) 連接建立失敗概率103 gsm-r 現(xiàn)狀分析最大端到端時延（30byte 數(shù)據(jù)塊）0.5s鏈路（失效）斷開概率10-4/h 傳輸干擾率tir(tti=1s,trec=7s) 10-3/h 網(wǎng)絡注冊時延30s(95%),35s(99%),40s(100%), 40s 認為網(wǎng)絡失效目前在青藏線開通的itcs 列控系統(tǒng)，已經驗證了gsm-r 在列控中應用的有效性。

27、2.2 機車同步操控信息傳送機車同步操控是目前實現(xiàn)重載運輸?shù)闹饕夹g措施。根據(jù)大秦線重載運輸?shù)膶崿F(xiàn)方案，需要由多臺機車牽引組合列車，列車運行過程中各機車之間同時加速、減速、制動，主控機車和從控機車之間需要通過無線信道實時傳送控制命令。機車同步操控信息主要包括主控到從控的命令、從控到主控的狀態(tài)、通信狀態(tài)查詢信息。這些作業(yè)都是由設備根據(jù)命令自動動作的，而不是由人根據(jù)信號進行操作。因此其安全要求應該不低于列控系統(tǒng)。機車同步操控信息傳送業(yè)務對無線通信系統(tǒng)的主要要求有a 全線不能存在無線通信盲區(qū)；b 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包出現(xiàn)差錯時允許重傳，但傳輸連續(xù)失敗不能超過規(guī)定的時間；c 上、下行列車通信之間不能相互干擾；

28、d 允許在同一車站內同一個方向的多趟列車運行；e 從控和主控之間的通信不受距離限制。gsm-r 正是滿足上述要求的最佳系統(tǒng)，比基于常規(guī)對講無線通信方式要優(yōu)越的多。大秦線運煤專線采用的是基于gsm-r 網(wǎng)絡的機車同步操控系統(tǒng)，經現(xiàn)場試驗證明，效果良好，為我們提供了良好的技術、經驗借鑒。機車同步操控是在每臺機車上安裝locotrol 控制模塊，同一列車上的locotrol控制模塊之間通過無線鏈路聯(lián)系在一起。該系統(tǒng)的基本工作過程為：主控機車發(fā)出命令訊號（如提速、 剎車等）， 通過無線電波傳給從控機車，從而使各機車實現(xiàn)同步操作。locotrol系統(tǒng)目前最大支持4 臺機車牽引的重載列車。各機車的loco

29、trol 控制模塊間除了無線連接外， 還有制動管路用作備用通信鏈路，可使從控機車減速以及使列車制動停車。同一列車的補機 locotrol系統(tǒng)只與本機的locotrol系統(tǒng)通信。 gsm-r 網(wǎng)絡則提供了相應的通信通道。大秦線同步操控系統(tǒng)結構圖如下：gsm-r 與鐵路信息化3.1 列車無線車次號校核系統(tǒng)信息傳送實時跟蹤列車運行位置是ctc/tdcs系統(tǒng)的主要功能之一，實際運行圖繪制、列車運行計劃的調整、運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計均需要ctc/tdcs系統(tǒng)所提供的對列車車次號實時跟蹤能力。在現(xiàn)有ctc/tdcs系統(tǒng)中，車次號跟蹤是依靠軌道電路獲得信息，基于無線列調的列車無線車次號校核信息作為輔助手段，實現(xiàn)了對

30、車次號的跟蹤校核。在未來高速列車控制系統(tǒng)中， 虛擬閉塞方式無法依靠軌道電路實現(xiàn)車次號信息傳送，需要利用無線通信手段，實時將運行機車車次號信息傳送至地面列車控制系統(tǒng)。無線車次號校核系統(tǒng)將從機車運行安全監(jiān)控記錄裝置（tax箱）采集的車次號、機車號、位置（公里標） 、機車速度等車次號信息，通過無線信道，在編組站、沿線車站的規(guī)定位置向車站實時傳送，由ctc/tdcs 系統(tǒng)進行車次號校核。無線車次號校核系統(tǒng)利用現(xiàn)有無線列調系統(tǒng)實現(xiàn)，當無線列調機車臺被車次號信息觸發(fā)時，不論是否正在通話，均切斷話音調制并改變發(fā)射頻率，強行轉為傳送車次號數(shù)據(jù)信息，傳送完成后恢復話音通信。這種受限于現(xiàn)有網(wǎng)絡單信道資源的情況，難

31、免存在數(shù)據(jù)和話音業(yè)務之間爭搶信道，而在同頻干擾和業(yè)務并存的情況下，數(shù)據(jù)傳輸可靠性降低。利用 gsm-r 實現(xiàn)的無線車次號校核完全擺脫了基于無線列調信道的場強覆蓋限制、克服了單信道爭搶帶來了碰撞等造成的可靠性低的問題。其系統(tǒng)構成見下圖。gsm-r 現(xiàn)狀分析3.2 列車尾部風壓裝置信息傳送gsm-r 列尾裝置信息傳送業(yè)務是將尾部風壓數(shù)據(jù)反饋傳輸通道納入gsm-r 網(wǎng)絡，可避免單獨投資及單獨組網(wǎng)建設，同時利用gsm-r 強大的網(wǎng)絡功能，克服了原有的抗干擾性差，信息無法共享等各種缺點。它具有以下優(yōu)勢:尾部風壓狀態(tài)隨時通過列尾裝置傳輸；機車司機隨時可以查詢、反饋車尾工作狀態(tài)；在復線區(qū)段或臨線，追蹤列車之

32、間不會相互干擾；在網(wǎng)絡覆蓋的隧道內也能傳輸。gsm-r 列尾裝置主要由地面和車載兩部分組成。地面部分主要是gsm-r 網(wǎng)絡，車載部分主要由gsm-r 機車綜合無線通信設備和gsm-r列尾主機構成。安裝在機車上的gsm-r 機車綜合無線通信設備，不僅實現(xiàn)了語音業(yè)務、 gprs 數(shù)據(jù)業(yè)務、電路交換數(shù)據(jù) （csd）業(yè)務， 同時還兼容現(xiàn)有的模擬450m 的無限列調、 列尾裝置信息傳送業(yè)務。安裝在列車尾部的 gsm-r 列尾主機與列車尾部車輛的主風管相連接，完成列尾信息傳送、列車尾部排風輔助制動等功能。列尾裝置系統(tǒng)構成圖如下：大秦線 gsm-r 系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構大秦線 gsm-r 網(wǎng)絡包括交換子系統(tǒng)、基站

33、子系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、電源配套系統(tǒng)及各種終端設備。 采用華為網(wǎng)絡設備實現(xiàn)大秦鐵路沿線無縫覆蓋，作為語音通信及鐵路專用業(yè)務的實現(xiàn)平臺。大秦線gsm-r 網(wǎng)絡新建設備包括無線、有線、電源、fas 固定用戶交換機和各種監(jiān)控設備等，并整體提供機車臺、調度臺、手持終端和網(wǎng)管設備等。其系統(tǒng)圖如下：1.交換系統(tǒng)大秦線交換中心全套設備位于太原鐵路調度指揮中心，設備包括msc、hlr、gprs、bsc、 bts、pcu、siwf 、radius 各一套，其語音用戶容量為1000 線。交換子系統(tǒng)sss由移動交換中心 （msc ） 、訪問位置寄存器 （vlr ） 、鑒權中心 （auc） 、組呼寄存器 （gcr） 、短信

34、中心（ smsc） 、確認中心（ac） 、共享互通單元（siwf）等組成。其中vlr 、gcr、siwf、ac 與 msc、hlr 與 auc 實現(xiàn)功能綜合，分別作為sss的一個物理實體。太原移動交換中心（msc） ，負責疏通太原、大同移動業(yè)務本地網(wǎng)內移動用戶的來、去話務量， 分別與太原、 大同鐵路專用電話網(wǎng)交換機及大秦線固定用戶接入交換機相連。太原移動交換中心內設有網(wǎng)管中心。網(wǎng)管中心包括交換、基站、傳輸、電源、動力環(huán)境監(jiān)控、光纖、 fas 網(wǎng)管各一套。各網(wǎng)管設備負責大秦本線各專業(yè)設備的檢測與控制。2.gprs 系統(tǒng)gprs 系統(tǒng)由業(yè)務支持節(jié)點 （sgsn） 、 網(wǎng)關業(yè)務支持點 （ggsn）

35、、 分組控制單元 （pcu）及遠程接入鑒權與認證服務器（radius ）構成。 gprs 的用戶容量為1000 用戶。pcu 通過標準的gb 接口和 sgsn 相連，通過自定義的pb 接口和本工程的bss 系統(tǒng)相連； sgsn 通過 gb 接口與 pcu 相連，通過gn 接口與 ggsn 相連； ggsn 通過 gn 接口與 sgsn 相連，并預留對大秦線dmis 系統(tǒng)的接口。gsm-r 網(wǎng)絡中同公網(wǎng)中gprs 應用相比較有著自身的特殊性。在公網(wǎng)中，gprs 提供的是一種盡力而為的服務，gprs 用戶多數(shù)處于靜止狀態(tài)或緩慢移動狀態(tài)，gprs 的應用集中在城市，但散布區(qū)域很大。與公網(wǎng)相比， 鐵路

36、 gprs 應用多數(shù)直接服務于鐵路生產，對于各種業(yè)務的可靠性、實時性要求很高。在一般情況下， 鐵路 gprs 應用是在移動狀態(tài)下甚至在高速移動狀態(tài)下完成車地之間的數(shù)據(jù)通信，而且大部分鐵路gprs 應用主要分布在鐵路沿線和各樞紐車站的某些“ 特定的點 ” ，業(yè)務分布相對集中。gprs 主要應用于鐵路無線車次號和監(jiān)控信息傳送、調度命令、列尾信息傳送等。3.基站系統(tǒng)大秦線建立了900mhz鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)（gsm-r ）的基站系統(tǒng)。在太原gsm-r 現(xiàn)狀分析移動交換中心與msc 同址設置bsc（基站控制器）和trau （碼率適配單元）各一套，在沿線原有車站充分利用現(xiàn)有站房資源布設基站，在區(qū)間

37、新建機房布設基站，全線共設宏基站97 套；采用光纖直放站漏泄同軸電纜覆蓋長大隧道內弱場，采用室外型一體化小基站漏泄同軸電纜覆蓋中等長度以下隧道內弱場，采用無線方式覆蓋個別短隧道，全線共設置光纖直放站遠端機50 套，全部采用雙網(wǎng)備份，室外型一體化小基站6 套，漏泄同軸電纜近70公里；在太原msc 處設置遠程網(wǎng)管終端對設備進行管理。bts 基站設備bts 在 gsm-r 系統(tǒng)中的位置如圖所示：bts 在 gsmr 系統(tǒng)中的位置ms：移動臺（手機）bts：基站收發(fā)信臺bsc：基站控制器omc ：操作維護中心hlr ：歸屬位置寄存器auc ：鑒權中心eir：設備標識寄存器msc：移動交換中心vlr ：

38、拜訪位置寄存器smc：短消息中心vm ：語音信箱map ：移動應用部分tup：電話用戶部分isup： isdn 用戶部分pstn：公共電話交換網(wǎng)isdn ：綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)pspdn：分組交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)在 gsm r 系統(tǒng)中， bts 起無線中繼的作用，一端通過um 接口連接移動臺（ms） ，另一端通過abis 接口連接基站控制器（bsc） 。bts 的邏輯結構如圖所示。bts 邏輯結構圖如圖所示， bts 主要由公共子系統(tǒng)、載頻子系統(tǒng)和天饋子系統(tǒng)三部分組成。a 公共子系統(tǒng)公共子系統(tǒng)主要由定時傳輸管理單板（tmu ） 、時鐘分配單板（tdu ） 、傳輸擴展單板（ teu） 、傳輸擴展供電單板（t

39、es） 、風扇監(jiān)控單板（fmu ） 、供電單元（ psu） 、電源監(jiān)控單板（ pmu） 、開關盒（ switch box ） 、風扇盒（ fan box ）和進風盒（ air box ）組成。tmu 為定時傳輸管理單板，是bts 的基本傳輸及功能控制實體。tdu 為時鐘分配單板，安裝在機柜頂部。teu 為內置傳輸擴展單板，可實現(xiàn)sdh 傳輸方式，為可選配件。tes 為傳輸擴展供電單板，是teu 的供電單元。fmu 是風扇監(jiān)控單板，位于風扇盒（fan box ）內，控制風扇正常運轉，同時在風扇故障時上報告警。psu 為供電單元，為整機提供電源。pmu 為電源監(jiān)控單板。abb 是 abis 傳輸旁

40、路板，為處于鏈型組網(wǎng)中的基站提供abis 接口的旁路功能。aba 是 abis 旁路輔助板。switch box為開關盒，采用分布式供電方式，提高電源系統(tǒng)的可靠性。fan box 為風扇盒，內裝風扇監(jiān)控單元（fmu ） 。air box為進風盒，是外部低溫空氣進入bts 機柜的入口，通過機柜的散熱系統(tǒng)，保證整個 bts 系統(tǒng)正常運行。b 載頻子系統(tǒng)載頻子系統(tǒng)主要由收發(fā)信機單元（ trx ） 、 功率增強單元 （pbu） 、 合分路單元 （cdu ） 、大功率合分路單元 （ecdu ） 、 增強型雙工單元 （edu ） 、 鐵路 gsm 大功率合分路單元 （rcdu ） 、鐵路 gsm 增強型雙

41、工單元 （ redu ） 、 簡單合路單元 （scu）和大功率簡單合路單元（escu）組成。trx 是收發(fā)信機單元，是負責一個載頻所有處理功能的軟、硬件實體。gsm-r 現(xiàn)狀分析pbu 是 trx 的輸出功率放大器，還具備告警采集功能。cdu 是合分路單元，支持寬帶混合合路，發(fā)信采用二合一，接收采用兩路一分四和單路一分八的方式。ecdu 是大功率合分路單元，可支持最大100w 的輸入功率。edu 是增強型雙工單元，可實現(xiàn)兩載頻信號的發(fā)射和分集接收。rcdu 是鐵路 gsm 大功率合分路單元，是支持e-gsm 頻段的 ecdu 。redu 是鐵路 gsm 增強型雙工單元，是支持e-gsm 頻段的

42、 edu 。scu 是簡單合路單元，可實現(xiàn)發(fā)信四合一，與 cdu 靈活配置使用， 可有效節(jié)省cdu 個數(shù)。escu 是大功率簡單合路單元，可支持 p-gsm 和 e-gsm 多個頻段， 并支持最大100w 的輸入功率。c 天饋子系統(tǒng)天饋子系統(tǒng)包括天線、饋線、塔放、 低損耗傳輸電纜及避雷器，完成射頻信號的發(fā)送和接收。天饋線a 天線天線按覆蓋方式可分為定向和全向。定向天線又分為雙極化定向天線和單極化定向天線，波束角有1200、900 和 650 幾種。在 gsm-r 無線網(wǎng)絡建設中，大多采用定向天線，已便于調整方位角和下傾角，適合鐵路狹長特點的覆蓋要求。定向天線指標包括發(fā)射功率、波束角、下行鏈路增

43、益，雙極化定向天線還可以對上行鏈路產生35db 的增益。以覆蓋半徑6 公里為例，天線高度從55 米下降到30 米，隨著天線高度的降低和覆蓋距離的增加，對于天線安裝在鐵塔上、下兩層平臺 （一般相差5 米）的無線網(wǎng)絡， 在天線俯仰角相同的情況下，下層的傳輸損耗比上層高0.6-1.3db。因此，對于同址雙網(wǎng)建設，如果兩層網(wǎng)絡不共用天線，在架設天線時， 必須識別天線種類，上層天線增益應適中，下層選用增益和功率較高的天線，以彌補因位置較低帶來覆蓋上的不足。b 饋線饋線按粗細可分為15/8 英寸、 5/4 英寸、 7/8 英寸、 1/2 英寸、 1/4 英寸、 1/8 英寸等；按結構可分為波紋饋線和羅紋饋

44、線兩種。7/8 英寸以上饋線多采用波紋管結構，有強度，便于室外安裝。室外安裝的1/2 英寸饋線多采用波紋管饋線，增加強度。室內安裝的跳線多為1/2、1/4 或 1/8 英寸羅紋管結構，又叫超柔饋線，便于室內、機架內安裝。饋線不同，選用的饋線接頭也不同。饋線接頭按口徑分為n 型、 din 型和 sma 等幾種。c 漏泄同軸電纜弱場區(qū)架設的漏泄同軸電纜有5/4 英寸和 7/8 英寸兩種。架設漏泄同軸電纜時應根據(jù)傳輸距離長短選擇漏纜。5/4 英寸漏纜每百米衰耗為34db，7/8 英寸漏纜每百米衰耗為56db，每處接頭增加0.5 db 衰耗。以上數(shù)據(jù)均為理想狀態(tài)值，工程中應以測量結果為準。vswr 駐

45、波比是漏纜另一個重要指標，要求s 1.5db 。直放站我國鐵路線總里程長，通車地形復雜。gsm-r 系統(tǒng)采用基站覆蓋，不可能實現(xiàn)全路段的無縫連接。山丘、丘陵地帶存在弱信號場區(qū)，隧道為信號盲區(qū)。為保證gsm-r 信號的全程 100覆蓋， gsm-r中繼設備作為基站的補充，在成本和施工難度上，都有著基站無可比擬的優(yōu)越之處。gsm-r 中繼設備能夠解決鐵路沿線gsm-r 場強覆蓋問題。gsm-r 中繼設備，按其與基站以及彼此之間的連接方式，分為射頻中繼器和光纖中繼兩大類。 射頻中繼器采用施主天線與基站建立連接，存在信號環(huán)境復雜，干擾噪聲大等缺點，但工程結構簡單，適用信號較純凈的偏遠地區(qū)。光纖中繼利用

46、光纖通道將基站信號傳輸gsm-r 現(xiàn)狀分析到中繼設備，光電轉換后，再放大傳輸。傳輸信號純，干擾小，但需要光纖載體，同時成本高。目前 gsm-r 系統(tǒng)全部采用光纖中繼方式既光纖直放站方式。光纖直放站近端機一般由光電轉換模塊、雙工器、低躁放、選頻單元、功放、監(jiān)控單元和電源模塊組成。光纖直放站近端機組成框圖大秦線光纖直放站采用安德魯和泰通設備，遠端機是近端機的逆過程。一般遠端機輸出功率為2w（37db） 。頻率配置gsm-r 系統(tǒng)工作在900mhz 頻段，共4mhz 頻率帶寬， 885889mhz 為移動臺發(fā)、基站收， 930934mhz 為基站發(fā)、移動臺收。雙工收發(fā)間隔45mhz ，按 200kh

47、z 等間隔頻道配置的方法，共有21 個載頻，頻道序號從999 1019，扣除低端999 和高端 1019 作為與中國移動的隔離保護，實際可用頻道19 個，頻道序號為10001018。大秦線 bts 連接圖鐵路開闊地廣覆蓋o（2） ：redu+ 兩邊采用定向天線。鐵路開闊地廣覆蓋o（34） ： 2rcdu+ 兩邊采用定向天線。鐵路弱場區(qū)覆蓋o（2） ：redu+ 定向天線漏纜直放站。雙網(wǎng)弱場區(qū)共用漏泄電纜覆蓋方式gsm-r 工程硬件安裝接地規(guī)程1.1 接地系統(tǒng)的作用接地的目的在于保障人身和設備的安全，為設備提供抗擊外來電磁干擾的能力。1.2 接地系統(tǒng)的組成接地系統(tǒng)包括室內部分、室外部分及建筑的地下接地網(wǎng)。為保證接地系統(tǒng)的連續(xù)有效性，不允許在接地系統(tǒng)中的連接通路設置開關、熔絲類的可斷開器件。1.3 建筑物的地下接地網(wǎng)埋設于建筑物的地基周圍和地下的接地網(wǎng)是各種接地的源頭，其露出地面的部分稱作接地樁，各種接地銅排要經過截面積不小于90mm2 的銅導線連至接地樁，其中供雷電浪涌電流泄放的導線另有要求。地下接地網(wǎng)簡圖如圖21 所示。 鐵塔 建筑 室內機架保護地樁 接地樁 接地環(huán) 室外接地樁 直流工作地樁 建筑地環(huán) 交流接地樁圖 2