列车无线调度通信固定设备
DRTD系统固定电台控制设备管控模块设计与实现
DRTD系统固定电台控制设备管控模块设计与实现张恩硕1，周天庶2，高 皋2，师 进1，张 驰1（1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；2．中国铁路上海局集团有限公司，上海 200080）摘要：铁路无线列调通信技术和列车通信设备应用需求的发展，现有铁路通信技术将升级为DRTD、GSM-R或5G-R等数字制式无线通信。
主要介绍列车数字无线调度通信系统（DRTD）中固定电台控制设备管控模块的设计，实现与调度操作台、固定电台以及数字列调接口服务器进行数据交互，对若干车站的固定电台以及所属终端进行管理，并将数字列调接口服务器的调度命令、车次号无线校核信息或进路预告发送到对应固定电台，保障铁路列调系统通信的可靠性。
关键词：数字列调系统;数据交互;终端管控中图分类号：文献标志码：文章编号收稿日期：20221209；修回日期：20240306基金项目：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划重点课题项目（N2021G030），中国铁路上海局集团有限公司重点课题项目（2022134）第一作者：张恩硕（1993—），男，工程师，硕士，主要研究方向：铁路通信信息，邮箱：。
1 系统总体概述1.1 背景国内铁路无线列调通信技术和列车通信设备的发展，原有450 M H z 频段业务逐渐转移到公众对讲机频点或其他符合规划的对讲机频点，铁路无线列调系统中的450 M H z 无线通信将逐步从模拟制式向数字制式演进，即列车数字无线调度通信系统（Digital Radio Communication System for Train Dispatching，DRTD）。
DRTD 具有语音与数据同传、支持个呼和组呼、频谱利用率较高、抗干扰能力较强等优势。
本文主要对D R T D 中的固定电台控制设备的管控模块进行设计与开发。
1.2 系统结构数字无线调度通信系统包括数字列调接口服务器、固定电台控制设备（中心设备）、固定电台（车站电台）、调度操作台、车站操作台、网络管理设备、数据管理设备、管控设备、出入库检测设备和维修工装等设备。
列车上的无线电台 CIR系统
列车上的无线电台QR系统术语解释CIR:机车综合无线通信设备GSM-R:专用于铁路的GSM系统CTC:调度集中TDCS:列车调度指挥系统（以前叫DMIS:调度信息管理系统）TAX:机车安全信息综合监测装置GRIS:GPRS接口服务器OlClR系统总体介绍机车综合无线通信设备（CIR）是铁路列车专用的无线通信设备，是传统无线列调电台的升级产品，是保障GSM-R区段行车安全的必备设备。
按原铁道部门规定,在GSM-R区段运行的机车、客运专线机车、动车组、2007年后生产的大功率机车、在TDCS（CTC）区段运行的机车必须装备CIR o一般各厂家生产的有标准型和小型化两种，前者安装在新生产的机车上，后者用于既有机车的安装改造。
CIR系统如上图所示，ClR系统的中间白色机柜是主机，两边带显示屏的黑盒子是MMl操作显示终端。
ClR有两种模式：450MHZ电台模式，和GSM-R模式。
GSM很多人都知道，是以前民用的第二代蜂窝移动通信系统，即2G。
现在移动通信已经发展到4G和5G阶段了，我们平常用手机，绝大多数接入的网络都是4G、5G o GSM-R是铁路专用的GSM移动通信系统。
ClR与地面的GSM-R设备（如数据中心机房、基站等）、450MHz设备、轨道信号设备等共同组成一个完整的铁路综合无线通信网。
标准版主机，上方为A子柜，下方为B子柜QR系统机车综合无线通信设备CIR的系统组成有：主机（A/B子柜）、操作显示终端（MMI）、各种天线（GSM-R天线、450MHz天线、GPS天线）、送受话器、扬声器、打印机等。
不过，一般在驾驶室的驾驶台上，只能看到MMI操作显示终端和话筒,而主机因为体积比较大，安装在其他地方。
MMl有的嵌入到驾驶台，有的悬挂在司机头部侧上方。
MMI操作显示终端，是司机操控CIR的人机界面，司机主要是操作它，可以设置车次号、机车号、行车线路、行车区段、450M/GSM-R切换、中英文切换、签收调度命令、紧急呼叫、报警、打印等等。
列车无线调度通信设备使用维修管理办法
附录6列车无线调度通信设备使用、维修、管理办法第一章列车无线调度通信系统概述列车无线调度通信系统由五个分系统组成，分别是列车无线调度电话系统、TDCS无线车次号校核系统、调度命令无线传送系统、列车尾部安全防护装置和列车防护报警系统（LBJ）。
GSM-R系统能实现列车无线调度通信、无线车次号传送、调度命令无线传送等功能，是对传统模拟制式列车无线调度通信系统的数字化改造。
机车综合无线通信设备（CIR）是上述各功能的集成，安装于机车或动车组上，兼容模拟列车无线调度通信和数字通信功能。
一、列车无线调度电话系统列车无线调度电话系统分模拟列车无线调度电话系统和GSM-R数字列车无线调度电话系统。
模拟列车无线调度电话系统由无线列调总机、车站电台、车站语音记录仪、机车电台（或CIR）、助理值班员电台（便携电台）、运转车长（车辆乘务员）电台（便携电台）等组成。
GSM-R列车无线调度电话系统由数调台(FAS台)、移动交换系统(MSC)、基站子系统（BSS）、分组数据无线系统（GPRS）、移动终端设备（CIR或GSM-R手机）等组成，可实现调度所调度员、机车司机、车站值班员（助理值班员）、运转车长（车辆乘务员）之间通信。
GSM-R系统通常情况下采用点对点的通信方式，使用者需注册本岗位的功能号，可使用功能号、短号码(12XX，13XX等)或直接用预分配的号码(11位电话号码)进行呼叫。
当遇紧急情况需向其他移动台或相关调度员、车站值班员发布紧急事项时，可采用“紧急呼叫”或“组呼”功能进行呼叫。
二、TDCS无线车次号校核系统TDCS无线车次号校核系统能实时显示列车运行位置。
该系统由车载设备和地面设备组成。
车载设备由无线列调机车电台(或CIR)、车次号编码器、TDCS接口适配器和机车安全信息综合监测装置（TAX箱）（由电务段维护）组成；地面设备有车次号无线接收机、车次号解码器、TDCS系统（由电务段维护）组成。
每当列车通过某一车站的进站信号机和出站信号机时，车载设备向地面接收设备发送车次号信息，地面设备收到信息后在车站、调度所TDCS系统的显示终端上显示该次列车的车次信息，并标注当前的列车位置。
机车综合无线通信设备
机车综合无线通信设备系统组成：机车综合无线通信设备由CIR主机、MMI操作显示终端、打印机、送受话器、扬声器、连接电缆、天馈单元等组成，分为WTZJ-I型机车综合无线通信设备（标准型）和WTZJ-II型机车综合无线通信设备（小型化）。
为保障机车综合无线通信设备的正常应用，我公司还配套有CIR出入库自动检测系统、CIR记录单元和放音装置、CIR记录单元数据分析系统等维护工具。
功能简述：机车综合无线通信设备是我公司基于GSM-R数字移动通信技术、GPS全球定位技术、450MHz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设备共同组成一个完整的铁路综合无线通信网。
1. 司机只需操作一套设备，便可实现无线列调、调度命令传输、接收进路预告、无线车次号信息传输、列尾操作、800MH z预警等功能，将司机从繁杂的操作中解放出来。
2. 具有《列车无线调度通信系统制式及主要技术条件》(TB/T 3052)、《列车无线调度通用式机车电台主要技术条件(V2.0)》规定的机车电台功能。
3. 具有450MHz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传输功能。
4. 具有GSM-R调度通信功能。
5. 具有GSM-R通用数据传输功能，根据承载业务需要提供GPRS或电路方式数据传输链路。
6. 具有《800MHz列尾和列车安全预警系统主要技术条件（暂行）》中规定的车载电台功能。
7. 根据卫星定位信息自动转换GSM-R工作模式与450MHz工作模式并语音提示。
8. 具有上、下行线路分别设定工作模式转换点的功能。
9. 具有输出卫星定位原始信息、公用位置信息的功能。
10. 具有主、副MMI之间通话功能。
11. 具有话音、业务和状态信息记录及转储功能。
12. 具有整机自检和故障定位功能（故障定位到单元模块)，包括450MHz机车电台单元、800MHz车载电台、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出入库检测台。
列车无线调度通信固定设备模板
列车无线调度通信固定设备模板1. 简介列车无线调度通信固定设备是铁路信号设备之一，它应用于铁路列车无线调度系统中，作为铁路列车与信号设备之间的通信终端。
本文将介绍列车无线调度通信固定设备的功能、性能、参数等详细内容，并介绍其使用注意事项。
2. 功能列车无线调度通信固定设备具有以下功能：2.1 通信功能列车无线调度通信固定设备可以实现铁路列车与信号设备之间的无线通信。
2.2 数据处理功能列车无线调度通信固定设备可以实现铁路列车与信号设备之间的数据传输和处理。
2.3 状态监测功能列车无线调度通信固定设备可以对铁路列车与信号设备之间的通信状态进行监测和诊断，并及时处理故障。
3. 性能列车无线调度通信固定设备的性能指标如下：3.1 通信距离列车无线调度通信固定设备的通信距离为XXX米。
3.2 通信带宽列车无线调度通信固定设备的通信带宽为XXX。
3.3 天线增益列车无线调度通信固定设备的天线增益为XXX。
3.4 工作温度列车无线调度通信固定设备的工作温度范围为XXX。
3.5 工作电压列车无线调度通信固定设备的工作电压为XXX。
4. 参数列车无线调度通信固定设备的主要参数如下：4.1 型号列车无线调度通信固定设备的型号为XXX。
4.2 大小列车无线调度通信固定设备的尺寸为XXX。
4.3 重量列车无线调度通信固定设备的重量为XXX。
4.4 输入电压列车无线调度通信固定设备的输入电压为XXX。
4.5 输出功率列车无线调度通信固定设备的输出功率为XXX。
4.6 工作频率列车无线调度通信固定设备的工作频率为XXX。
5. 使用注意事项使用列车无线调度通信固定设备时，应注意以下事项：5.1 环境要求列车无线调度通信固定设备只能在室内或相应封闭场所内使用。
5.2 接线要求列车无线调度通信固定设备的接线要牢固可靠，不得有接触不良或接反等情况。
5.3 使用时机列车无线调度通信固定设备应在严格按规定的使用时机使用，不得超出使用时限或工作时间。
铁路专用通信设备
铁路专用通信设备1.GSM-RGSM-R机车综合无线通信设备GSM-R是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统，它基于GSM的基础设施及其提供的语音调度业务(ASCI)，其中包含增强的多优先级预占和强拆(eMLPP)、语音组呼(VGCS)和语音广播(VBS)，并提供铁路特有的调度业务，包括：功能寻址、功能号表示、接入矩阵和基于位置的寻址；并以此作为信息化平台，使铁路部门用户可以在此信息平台上开发各种铁路应用，GSM-R的业务模型可以概括为：GSM-R业务 = GSM业务 + 语音调度业务 + 铁路应用HY-473库检电台HY-473库检电台用于机车出入库时对机车综合无线通信设备(简称CIR)进行功能定性检测，以保证机车上线运行时CIR正常工作。
机车综合无线通信库检设备可以工作在GPRS或450MHz工作模式，可对450MHz机车台、GSM-R功能、800MHz预警进行功能检测。
系统由计算机、打印机、测试模块集、天馈线、测试控制软件组成。
其中测试模块集可由GSM-R模块、录音单元、控制单元、450M模块、800M模块组成。
2.无线列调系统调度总机调度总机是列车无线调度通信系统中的地面固定设备，设置在调度所，通过四线制有线线路与车站台连接。
车站电台B制式车站台是专门为铁路车站设计的通信设备。
该设备采用了最新技术，操作简便，具有很多的专用功能。
便携式车站电台便携式车站设备，主要用于与机车电台、车站电台及手持台进行通话。
便携台可通过内置电池供电（电池容量为12安时），在无外接电源的情况下，可保证正常工作8小时以上,电池电量不足时有声光提示；便携台可用专用的外接充电电源对内置电池充电，电池充满后充电器有相应提示。
此外，便携台还设有按键及指示灯，便于测试和使用。
通用机车台本电台是通用式无线列调机车电台，它兼容B、C制式机车台的所有工作模式。
安装在列车机车上，供司机使用。
可用于机车与调度、车站、其它机车、车长之间通信联系。
WTZ-4使用说明
2.3具有工作状态显示功能及自检结果调用显示功能。
2.4具有单工同/异频功能。
2.5具有长发保护功能。
3
主机架一台
控制盒(仅车站台、遥控台配置)一只
控制盒连接电缆(仅车站台、遥控台配置)一根
车站台至天线间馈线（长度见合同）一根
天线（全向或定向）一付
区间台由电台、电源、遥控盘、主控盘及有线防雷配线板组成。不配置车站控制盒,区间台受遥控台控制。
车站台由电台、电源、主控盘、有线盘(根据用户需要选配)、有线防雷配线板及车站控制盒组成。
由于主机各部分形成单盘化，因此维修方便。
2
2.1区间台具有交/直流电源自动切换功能。当远供停电时，自动转换到预先接通的电池组上。
ON (1)
5频组
457.925 MHz
ON (1)
OFF(0)
OFF(0)
6频组
458.000 MHz
ON (1)
OFF(0)
ON (1)
7频组
458.200 MHz
ON (1)
ON (1)
OFF(0)
8频组
458.250 MHz
ON (1)
ON (1)
ON (1)
测试操作方法及显示简表
初始状态:控制盒状态灯全亮,其余灯灭。
5.6.3车站值班员拿起手机可以监听调度与司机间通话,握PTT键时可插话。
5.7机车、车站或便携台单工呼入
5.7.1若收到机车台、便携台或相邻站台呼叫本车站台的信令时,则站台进入单工通信状态,呼叫信令消失,站台自动发射0.5秒回铃音,同时控制盒上“同频司机”键和“同频车站”键的红色指示灯亮,车站台置为接收状态,可从控制盒喇叭中接收呼叫话音,如果8秒内不摘机,则指示灯熄灭,车站台回到守候状态。
GSM-R功能
GSM-R八大功能GSM-R通信技术起源于欧洲，目前在德国、瑞士、荷兰、意大利等国家均已进入商业运用。
由于GSM-R具有适应铁路运输特点的功能优势，以及更符合通信信号一体化技术发展的需要，因此铁道部2000年底正式确定将GSM-R作为我国铁路专用通信的发展方向。
GSM-R在GSM公众移动通信系统平台上增加了铁路运输专用调度通信功能。
GSM-R通信系统包括：交换机、基站、机车综合通信设备、手机等设备组成。
以青藏铁路为例：青藏铁路是世界上海拔最高的铁路线，青藏线北起青海省格尔木市，途经纳赤台、五道梁、沱沱河、雁石坪，翻越唐古拉山进入西藏自治区境内后，经安多、那曲、当雄至西藏自治区首府拉萨市，全长约1142km。
绝大部分线路在高原缺氧的无人区。
为了满足铁路运输通信、信号及调度指挥的需要，采用了GSM-R移动通信系统。
青藏线GSM-R通信系统实现了如下功能：1、调度通信功能调度通信系统业务包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。
2、车次号传输与列车停稳信息的传送功能车次号传输与列车停稳信息对铁路运输管理和行车安全具有重要的意义，它可通过基于GSM-R电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输，也可以采用GPRS方式来实现。
3、调度命令传送功能铁路调度命令是调度所里的调度员向司机下达的书面命令，它是列车行车安全的重要保障。
采用GSM-R系统传输通道传输调度命令无疑将加速调度命令的传递过程，提高工作效率。
4、列车尾部装置信息传送功能将尾部风压数据反馈传输通道纳入GSM-R通信系统，可以方便地解决尾部风压数据传输问题。
5、调车机车信号和监控信息系统传输功能提供调车机车信号和监控信息传输通道，实现地面设备和多台车载设备间的数据传输，并能够存储进入和退出调车模式的有关信息。
6、列车控制数据传输功能采用GSM-R通信系统实现车地间双向无线数据传输，提供车地之间双向安全数据传输通道。
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16 列车无线调度通信固定设备
16.1 一般规定
16.1.1 列车无线调度通信系统用于列车调度员、司机、车站值班员、车辆乘务员之间的通话联系，并实现数据传送功能。
16.1.2 列车无线调度通信固定设备(以下简称无线列调固定设备)包括车站设备、调度总机、网管及监测设备等。
其中车站设备由车站电台、车站数据接收解码器、调度命令车站转接器等组成。
16.2 设备管理
16.2.1无线列调专业与其他专业的维护管理分界如下：
（1）车站数据接收解码器与CTC/TDCS车站设备维护分界：车站数据接收解码器至CTC/TDCS车站设备接线端子（不含）由通信部门负责。
（2）调度命令车站转接器与CTC/TDCS车站设备维护分界：调度命令车站转接器至CTC/TDCS车站设备接线端子（不含）由通信部门负责。
（3）其它维护分界，由铁路局根据实际情况自行确定。
16.2.2无线列调固定设备电源应具有交、直流自动转换功能，配置免维护备用电池，电池容量应保证设备连续工作时间不少于6小时。
有条件的中间站，车站电台应由中间站高频开关电源柜供电。
16.2.3 维护部门应根据需要，配备以下仪表、工器具：
场强测试系统、便携式场强仪、频谱分析仪、无线综合测试仪、直放站综合测试仪、中继器测试仪、功率计、天馈测试仪、光源、光功率计、调监模拟器、电池容量测试仪、电子经纬仪、交、直流稳压电源、望远镜。
16.2.4 维护部门应具备以下技术资料：
（1）竣工资料、验收测试资料；
（2）无线列调系统图；
（3）无线列调场强覆盖示意图；
（4) 设备台帐（含设备型号、规格、软硬件版本、生产厂家、开通时间等）；
（5）设备技术资料（设备产品说明书、使用手册等）；
（6）仪器仪表使用说明书；
（7）应急预案。
16.3设备维护
16.3.1 设备维护单位应根据本维护规则制定相应的维护作业指导书、维护管理制度，编制检修计划表。
按计划进行维修、添乘，及早发现问题，减少障碍的发生。
16.3.2铁路局电务处组织管内无线列调场强测试工作，掌握管内无线场强覆盖状况。
16.3.3 设备维护单位应加强无线场强覆盖管理，严格控制场强覆盖区，消除越区覆盖现象。
根据场强测试资料和场强分布曲线，建立场强覆盖曲线数据库，针对弱场和问题区段，开展场强整治工作。
整治完成后应及时进行场强复测。
16.3.4 车站设备维修项目及周期见表16.3.4。
16.3.5 无线列调调度总机维修项目及周期见表14.3.5规定。
16.4 质量标准
16.4.1 无线列调系统的场强覆盖，是在满足机车电台接收机输出端电压信噪比不低于20dB条件下，按95%的地点、时间概率统计，测量接收机天线输入端的最小接收电平。
最小接收电平应符合下列要求：
（1）非电气化铁路不低于0dBμ；
（2）电气化铁路不低于10dBμ（利用电务试验车测试）、6dBμ（利用动车组综合检测车测试）。
16.4.2无线列调场强覆盖应符合下列规定：
（1）两相邻车站电台场强覆盖不小于两相邻电台之间距离的二分之一，且至少有500米重叠区。
（2）对车站站间距不足5公里的，两端车站电台的场强应相互覆盖到对端站；
（3）局间交界区车站电台的场强除满足上述规定外，还应连续覆盖至局界；
16.4.3无线列调固定设备的机械强度质量标准应符合表16.4.3规定。
16.4.4 无线列调设备的工艺标准应符合表16.4.4的规定。
16.4.5无线列调固定设备主要电性能指标规定如下：（1）发射机电性能指标应符合表16.4.5.1规定。
（2）接收机电性能指标应符合表16.4.5.2规定。
（3）电源的特性要求应符合表16.4.5.3 规定。
表16.4.5.3 电源的特性
（4）呼叫、控制、回铃电路：信号的指标要求应符合表16.4.5.4 规定。
表16.4.5.4 呼叫、控制、回铃电路：信号的指标要求
（5）录音接口采用5芯圆形接插件，型号AL16，其接口定义应符合表16.4.5.5 规定。
表16.4.5.5 录音接口定义
16.4.6 车站数据接收解码器技术指标应符合表16.4.6规定。
16.4.7调度命令车站转接器与无线列调车站台的接口定义应符合表16.4.7规定。
16.4.8车站电台有线/无线转接单元电性能指标应符合表16.4.8规定。