国内铁路机车车载无线通信技术(2006年)
铁路运输过程中无线通信技术的应用
铁路运输过程中无线通信技术的应用摘要：无线通信技术在列车控制管理、铁路运输管理、宽带无线网络接入服务等方面发挥着重要的作用，在铁路运输过程中，合理有效的应用无线通信技术，不仅能够满足人们多样化的需求，同时还能够更好的保障铁路运输安全。
无线通信技术在很大程度上推动了铁路运输向智能化、信息化、高效化方面发展。
关键词：铁路运输；无线通信技术；应用1通信技术简介1.1无线通讯技术概述无线通信技术是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。
随着社会经济的快速发展，以及科学技术的不断进步，无线通信技术的应用也越来越广泛，其中最具有代表性的无线通讯技术包括蓝牙、RFID、红外、3G、GSM等。
一般认为，通信距离在100m以内的为进程无线通信，而高于100m的则为远程无线通信。
红外、蓝牙、RFID的通信距离在10m以内，所以属于近程无线通信技术，而3G、GSM等通信距离较大，在100m以上，所以属于远程无线通信技术。
随着无线通信技术的不断发展和进步，无线网络宽带也越来越高，这不仅满足了人们对高速宽带的需求，同时也在很大程度是促进了多媒体技术的发展[1]。
现如今，无无线通讯技术已经被应用到各行各业中，其所发挥的作用也是尤为重要的。
如无线通讯技术就是影响铁路发展的重要因素，其在铁路运输过程中也发挥着重要的作用。
为了更好的促进铁路发展，加强分析铁路运输过程中无线通信技术的应用也具有重要的现实意义。
1.2通信技术在铁路系统中的重要地位在铁路运输系统当中，以往都是采用旗语、打信号灯对铁路调车进行指挥作业，这样不但增加了工人的劳动动力降低了工作效率，而且还容易造成人员时事故的发生。
但是在铁路运输系统当中，运用通信技术来进行吊车作业，不但使工作效率得到提高，同时还有利于操作工具升级。
而目前阶段，多数的铁路大致上都已建设铁路信息技术调度系统，然面信息技术调度系统构建便于列车调车区长、列车司机乃至整个调车工作的信息能够及时交流，而信息技术调度系统还可以清晰准确的国传输此系统内的指挥信息与信息发布。
机车综合无线通信设备(CIR)的技术方案
２００６年 ５月 第 ４２卷 第 ５期
铁 道 通 信 信 号 ＲＡＩＩ Ｗ ＡＹ ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ ＆ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ
Ｍ ａｖ．２００６ Ｖｏｌ＿４２ ＮＯ．５
机车综合无线通信设 备（ＯＩＲ）的技术方案
陈 志杰 徐 钧 一 郑 敏 …
＊上海铁路通信工厂 高级工程师，２０００７１ 上海 ＊＊铁道科学研究院通信信号研究所 高级工程师，１０００８１ 北京 ＊＊＊天津七一二通信广播公司 高级工程师，３００１４０ 天津 收稿 日期 ：２００６—０２一ＩＩ
式 并存 ，也 不能 适应列 车 长交 路套 跑 的要 求 。随着 无线通 信业 务 的发展 ，增 加 的问题 会 更加 突 出。
为此 ，以发 展 ＧＳＭ—Ｒ数 字 移 动 通 信技 术 政 策 为契机 ，铁 道 部 提 出 机 车 上 无 线 通 信 设 备 统 一 制 式 、统 一标 准 、综合 利用 的要 求 。同 时为 了更好 地 规范设 备及 运用 ，提 出制 定统 一 的操作 显示 终端 外 形尺 寸 、物理接 口 ，规定 电气 、通信 等协议 ，以满 足 ４５０ＭＨｚ通 道 上 承 载 的 数 据 业 务 （包 括 调 度 命 令 、列 尾 、无 线 车 次 号 等 ） 和 话 音 通 信 ，适 应 ＧＳＭ—Ｒ发展 的要 求 ，并 实现 不 同制 造 商 的 功 能 单 元模块 可互 换 的要求 ，即确定 了研 制 开发机 车综 合 无线通 信设 备 （简称 ＣＩＲ） 的要 求 。
范 ［Ｓ］．ＹＤＮ ０３４。２－ｌ９９７．
（责 任 编 辑 ：诸 红 ）
一
４５ —
维普资讯
铁道通信信号 ２００６年 第 ４２卷第 ５期
１ ＣＩＲ主 要功 能
GSM-R概述
出的专用系统，它基于GSM并在功能上有所超
越，是成熟的技术 。 是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输 的一种技术体制。
GSM-R概述
GSM与GSM-R的联系和区别
名词缩写
GSM（ Global System For Mobile Communications） 全球移动通信系统 GSM-R（GSM for Railway） 全球铁路移动通信系统
GSM-R概述
三、 GSM-R原理 1、面状覆盖
蜂窝思想:
诞生于20 世纪60 年代末，它是用许多小功率的发射 机来代替单个的大功率发射机，每个小覆盖区域只提 供服务范围内的一小部分覆盖。给相邻的基站分配不 同的信道，以避免临近小区间的干扰。将网络中的所 有小区分成若干簇，在不同的簇内使用相同的信道资 源。
GSM1800 1710 ~ 1785
GSM1900 1850~1910
1805 ~ 1880 2 ×75
1930~1990 2 ×60
95
80
374
299
GSM-R概述
频道间隔
每载频占200 KHz带宽，采用TDMA，含8个物理信道
频道配置
GSM900MHz频段：
fu(n)=890.2MHz+(n-1)*0.2MHz
GSM-R概述
GSM与GSM-R的工作频段
工作频段
GSM系统 GSM900 上行/ MHz 890 ~ 915 下行/ MHz 935 ~ 960 925 ~ 960 带宽/ MHz 2 ×25 2 ×35 双工间隔/ MHz 45 45 双工信道 数 124 174
GSM900E 880 ~ 915
二、为什么要建设GSM-R?
铁路GSM-R简介
GSM-R资料目录一、GSM-R的现状31．SM-R在世界发展现状 42．GSM-R在我国的技术发展现状 5⑴欧洲GSM-R技术规范的现状 5⑵我国GSM-R技术标准与规范的现状及必要性 5⑶我国GSM-R标准、规范的范围和主要内容 6二、GSM-R的应用情况81、SM-R与话音通信81.1GSM-R与无线调度通信91.2 站场无线通信与无线调车机车信号和监控信息传送9 1.3 区间通信与应急通信91.4 GSM-R与有线调度91.5 GSM-R与普通话音通信92、GSM-R与列车控制102.1 列控信息传送102.2 机车同步操控信息传送103、GSM-R与铁路信息化123.1 列车无线车次号校核系统信息传送123.2 列车尾部风压装置信息传送12三、大秦线GSM-R系统的网络结构 131.交换系统142.GPRS系统143.基站系统15⑴BTS基站设备15a公共子系统16b载频子系统17c天馈子系统17⑵天馈线 17a天线17b馈线18c漏泄同轴电缆18⑶直放站 18⑷频率配置19⑸大秦线BTS连接图19四、GSM-R工程硬件安装211、接地规程 211.1接地系统的作用211.2接地系统的组成211.3建筑物的地下接地网221.4接地系统的室内部分221.5接地系统室外部分241. 馈线接地夹接地位置252. 馈线接地夹的固定253. 馈线避雷器的接地262．机柜的安装262.1机柜安装介绍262.2不靠墙安装262.2.1安装流程262.2.2底座简介272.2.3机柜定位272.2.4安装下框架292.3在防静电地板上安装311、支架形式 322、支架组件 323、支架安装方式324、支架数量 325、安装流程 346、机柜定位 347、支架定位 358、固定支架 369、机柜安装 3610、绝缘测试362.4安装单板和模块时的防静电要求362.5安装开关盒、风扇盒和插框等371、装风扇盒 372、安装其它盒体382.6安装单板382.7安装各功能模块392.8防尘网的安装、拆卸与除尘393．射频成套电缆的安装413.1安装发信电缆413.2安装收信电缆423.3安装机柜内天线跳线434.天馈系统的安装454.1漏泄同轴电缆454.2基站天馈系统464.2.1接头制作464.2.2组装天线（以定向天线为例）474.2.3工具仪表见表：484.3隧道口洞顶天馈线的安装50五、华为设备安装视频51GSM-R的现状我国铁路GSM-R网络的发展目标是在全路建立一张移动通信网络，利用通信的手段实现铁路移动设施和固定设施的无缝连接，确保列车平稳、高速、安全地运行。
(整理)GSM-R无线通信.
1目录1.国内外发展状况 (1)2.CTCS系统 (2)2.1.基本功能 (3)2.2.系统工作原理 (3)2.3.CTCS应用等级 (3)3.CTCS3系统体系 (5)4.CTCS系统的关键设备 (6)4.1地面设备 (6)4.2车载设备…………………………………………………………5.无线通信GSM-R (8)5.1 GSM/GSM-R工作原理 (8)5.2 GSM-R网络结构和功能 (13)6.参考文献 (18)7.心得小结 (19)2引言随着我国铁路建设新一轮高潮的到来，今后新建的客运专线，城际铁路，高速铁路，均采用GSM-R 系统作为其综合无线通信系统，因此我国未来铁路无线通信系统平台必将建立在GSM-R 的系统平台上。
本文对CTCS3系统的车载设备和地面设备进行了简单介绍。
着重探讨了GSM-R 网络的系统结构和GSM/GSM-R工作原理。
1.国内外发展状况近年来随着人工智能技术，计算机及其相关技术的飞速发展，世界各国都开始了用高新技术改造传统铁路运输模式的研究，目的在于提高铁路运输效率，增强铁路运营安全，提高服务质量，减少环境污染。
如作为欧洲21世纪干线铁路总统解决方案的欧洲铁路运输管理系统ERTMS，法国铁路的连续实时追踪自动化系统ASTREE，日本新干线的列车运营管理系统COMTRAC和COSMOS,北美的先进列车控制系统A TCS，列车间隔控制系统PTS和PTC，美国旧金山港湾铁路的先进列车控制系统AATC，日本的新一代列车控制系统ATACS 及计算机和无线电辅助列车控制系统CARA T等。
其中代表世界先进水平的高速铁路列控系统的如德国LZB系统：采用轨道环线电缆传送列控信息；日本DS-ATC系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控信息；法国UM2000+TVM430系统：采用无绝缘数字轨道电路传送列控信息（分级控制）；但以上三种高速列控系统均采用大量专有技术，相互间不兼容，技术平台不开放。
CTCS-2基础
CTCS-2列控系统简介前言列车速度的不断提高，靠地面信号行车已不能保证行车安全，必须靠车载信号设备对列车实施运行控制，ATP已成为行车安全不可缺少的重要技术装备。
20年纪90年代以来，世界范围内掀起了一个轮轨高速铁路建设的新高潮，其特点集中表现在高速度、高舒适度、高安全度和高效率。
近年来，作为世界上铁路最发达的地区，欧洲铁路公司和信号公司在对各自的既有信号系统进行升级改造的同时，在欧盟委员会和国际铁路联盟的推动下，为信号系统的互联和兼容问题制定了相关的技术标准，并研制和开发了相关的产品，其中就包括列车运行控制系统——ETCS标准。
为推动我国铁路运输事业的发展，从2002年开始，铁道部就组织有关专家开始了中国列车运行控制系统（CTCS）相关技术标准的修订工作，并先后颁布了《CTCS 2级技术条件（暂行）》等一系列技术文件。
目前，我国铁路在经历了先后五次的大提速后，列车最高运行速度已经达到了每小时160公里，但铁路也始终面临着公路、航空等其他运输方式的激烈竞争。
随着人们物质、文化、生活水平的提高，对铁路运输的效率、舒适和便捷程度都提出了更高的要求，铁道部于2005年提出了的第六次铁路提速的宏伟计划，要求在既有的七大干线上实现200km/h的客运列车运行速度，同时建设和开通铁路客运专线，进一步提高铁路运输服务的总体水平。
随着我国铁路跨越式发展战略的实施，实现全国铁路的第六次大提速，将列车最高运行速度提高到200km/h或更高，是进一步提高铁路运输服务总体水平，满足人民群众日益增长的出行需求的重要举措。
通过轨道电路完成列车占用和完整性检查，连续向列车传送控制信息，并采用大容量点式应答器向高速列车传送定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息等，是CTCS2级确定的列车运行控制方式。
第1章 CTCS-2列控系统简介1.1 相关名词1. CTCS-2 Chinese Train Control System Level 2中国列车控制系统2级2. ATP( Automatic Train Protection )列车自动防护3. ETCS European Train Control System 欧洲列车控制系统4. ATO（Automatic Train Operation）列车自动驾驶系统5. ATS（Automatic Train Supervision）列车自动监控系统6. CTC （Centralized Traffic Control）调度集中7. LEU（Line side Electronic Unit）轨旁电子单元8. ATC(Automatic Train Control) 列车自动控制系统9. GSMR（GSM for Railway）铁路专用全球移动通信系统10.LKJ 列车运行监控装置1.2 概述既有线提速、客运专线建设和高速铁路研究，对信号技术的发展既提出了新的挑战，也提供了难得的发展机遇。
高速列车系统中的车载通信技术研究
高速列车系统中的车载通信技术研究在高速列车系统中，车载通信技术扮演着至关重要的角色。
高速列车通过车载通信技术实现了车辆之间、车辆与控制中心之间的实时信息交互和数据传输，保证了列车安全、高效、稳定地运行。
本文将就高速列车系统中的车载通信技术进行研究和探讨。
高速列车系统中的车载通信技术在保证列车运行安全的同时，也为乘客提供了更加舒适便捷的出行体验。
首先，高速列车系统中的车载通信技术起到了重要的安全保障作用。
通过车载通信技术，列车能够实时获取运行路况、隧道状态、天气情况等信息，并将这些重要信息传输给驾驶员和控制中心。
这些信息的实时传输使得驾驶员能够及时做出运行决策，控制中心能够实时监控列车的运行状态，从而保障列车的运行安全。
其次，车载通信技术能够提升列车的运行效率。
高速列车系统中通信技术的迅猛发展，使得列车能够以更高的速度、更短的时间到达目的地。
通过车载通信技术，列车能够实现自动驾驶、智能调度等功能，提高列车的运行效率和准确性。
此外，车载通信技术还能帮助列车系统进行故障诊断和维修管理，减少因故障而带来的列车延误，提高列车的可靠性和稳定性。
此外，高速列车系统中的车载通信技术也为乘客提供了更加便捷舒适的出行体验。
乘客可以通过车载通信系统实时获取列车的到站时间、站点信息、车票购买信息等，避免了排队购票、等候列车的繁琐过程。
同时，乘客还可以通过车载通信系统享受到高速网络服务，进行网络冲浪、在线观看影片、使用智能设备等，提高旅途的娱乐性和便利性。
在车载通信技术的研究中，有几个方面需要特别关注和研究。
首先，高速列车系统中的车载通信技术需要具备高速、稳定、可靠的传输能力。
需要研究车载通信系统的传输速率、通信带宽、抗干扰能力等关键技术，以保证数据的实时传输和传输的可靠性。
其次，高速列车系统中的车载通信技术需要具备较大的覆盖范围和容量。
由于高速列车常常在不同的地理环境中运行，车载通信系统需要具备强大的信号覆盖能力，能够在高速运行、隧道、山区等复杂环境下稳定传输数据。
研制无线调车机车信号和监控系统(STP)车载设备出入库测试仪器
研制无线调车机车信号和监控系统（STP）车载设备出入库测试仪器一、引言近年来，随着铁路行业的快速发展，铁路运输在我国的地位日益重要。
为了保障铁路运输的安全、高效和可靠，在铁路信号和监控系统方面的研究和开发显得尤为重要。
无线调车机车信号和监控系统（STP）车载设备是保障铁路运输安全的核心设备之一。
为了保证这些设备的离厂质量，需要对其进行严格的出入库测试。
研制一种专用于STP车载设备的出入库测试仪器显得尤为重要。
二、技术背景无线调车机车信号和监控系统（STP）车载设备是铁路行车安全的重要组成部分，它采用无线通信技术，实现了列车控制、监控和通信等功能。
作为车载设备，STP需要在极端恶劣的环境下运行，因此其可靠性和稳定性要求非常高。
出入库测试是保障其离厂质量的重要手段之一。
传统的出入库测试仪器往往无法满足STP车载设备的测试需求，因此需要研制一种专用的测试仪器。
三、研制目的针对STP车载设备的特殊性需求，研制一种专用的出入库测试仪器，能够对STP车载设备进行全面、准确的测试，保障其离厂质量。
四、研制内容1. 硬件设计：包括测试仪器的结构设计、电路设计、天线设计等。
2. 软件设计：包括测试仪器的控制程序设计、数据处理程序设计、界面设计等。
3. 系统集成：将硬件和软件进行集成，形成一套完整的测试系统。
4. 校准和验证：对测试仪器进行校准和验证，确保测试结果准确可靠。
五、测试要求1. 无线信号测试：对STP车载设备的无线信号进行测试，包括信号强度、信噪比、频率偏移等。
2. 数据传输测试：对STP车载设备的数据传输进行测试，包括数据传输速率、传输稳定性等。
3. 系统功能测试：对STP车载设备的各项功能进行测试，包括通信功能、监控功能、控制功能等。
4. 环境适应性测试：对STP车载设备在不同环境条件下的适应性进行测试，包括温度、湿度、震动、电磁干扰等。
六、测试仪器特点1. 高精度：测试仪器具有高度精密的测试传感器和信号处理电路，能够确保测试结果的准确性和可靠性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
国内铁路机车车载无线通信技术
供稿人：路炜供稿时间：2006-7-5 关键字：无线通信铁路机车车载电台
根据铁路技术发展“安全装备系统化，建设技术现代化”的要求，铁路通信应向综合化通信技术、铁路信号应向通信信号一体化的方向发展。
目前铁路上使用的机车车载无线通信设备主要有二种：450MHz列调机车电台及800MHz 列尾和列车安全预警机车电台。
450MHz列调机车电台具备列车调度、TDCS数据传输功能，并为列尾检测提供接口与通道。
现行铁路列车尾部风压报警大多共用无线列调450MHz电台进行数据传输，存在同频干扰及与无线列调相互干扰问题；并且在弱场强覆盖区无法保证列车首尾间的正常数据传输，从而使得目前的列车尾部风压报警装置在复线和传播条件不好的区段使用效果不理想。
为此，近年来国内多家单位研制了800MHz列尾和列车安全预警系统。
该系统从原无线列调通信系统中分离出来，避免对现有无线列车调度系统的干扰，以保障行车安全。
使用专用的800 MHz信道后，系统可以实现列车车次、速度、位置和状况等运行信息的传送，形成综合系统。
800 MHz列尾和列车安全预警系统设备包括车载电台、列尾设备、道口安全预警设备、袖珍与便携式列车接近预警器及TAX箱适配板等。
广东三茂铁路股份有限公司、北京首科中系希电信息技术有限公司等单位相继开发了800 MHz列尾和列车安全预警系统并通过技术鉴定[1][2]。
北京世纪东方国铁电讯科技有限公司申请的中国专利CN200310101791.9“用于机车无线数字综合预警系统的数字通讯设备及方法”通过采用800MHz数字车载综合电台（其接收频率为821.2375MHz，发送频率866.2375MHz），解决了出现同频干扰和与无线列调相互串扰的问题，且由于800M无线传输的穿透力强，消除了弱场强区域的信号覆盖问题，使列车首尾之间能够最大限度地实现正常的数据传输，该发明的数字通讯设备可按照广播的方式发送各种预警信息和报警信息，从而避免列车行车事故，并减少人员的伤亡事故[3]。
上海新干通通信设备有限公司申请的中国专利CN200510078271.X“机车无线通信系统”包括列尾主机，至少一个操作显示终端和与其相连接的主机，所述主机包括主控模块和天线馈线模块，以及与主控模块和天线馈线模块连接的800MHz列尾和列车安全预警车载电台、GSM-R话音模块、GSM-R数据模块、450MHz机车电台、450MHz调度命令模块、GPS 模块、所述主机还连接有电源模块。
因此，该发明机车无线通信系统同时满足了450MHz模拟通道的通信、800MHz 通道上列尾和列车安全预警以及GMS-R 网络下的语音和数据通信[4]。
然而，在实际应用中，上述800MHz列尾和列车安全预警机车电台虽然对铁路安全生产具有重大意义，但由于与现有设备不兼容、管理维护所需投入大，因此推广有一定难度。
近年来国内一些研究试图通过拓宽450MHz列调机车电台功能解决其信号传输中的同频干扰问题，作为一种经济有效的解决途径。
2002年柳州铁路局宋多轮等人的研究表明，南昆线形成列尾装置传输盲区的主要原因是列尾传输信道400MHz频率受地形地貌的影响。
在机车和现使用的列尾装置上加装感应电台，组成400kHz+400MHz列尾信道，以400kHz频率为主，和原来无线列调频率兼容，保证了列尾装置在任何地区都能及时、准确、可靠的工作。
该装置信道与原列尾信道兼容，实际起到双信道热备份互保作用，同时在平原枢纽和山区隧道两个信道互补，传输稳定可靠[5]。
2002年西安铁路分局机务分处张文杰等人在XTF400感应式列尾装置是在中铁列尾主机基础上采用以400kHz感应通信为主、400MHz为辅的尾部信道传输功能列尾装置，既保证了接触网导线强干扰地区站内和平原地区的接收，又保证了区间信号弱场区信息的传输，可以满足山区电气化铁路的要求。
由于列尾装置是受“一对一”的机车电台控制，采用专一列尾传输信道后，可以解决干扰无线列调的问题[6]。
2006年郑州铁路局王赤阳提出了全功能450MHz机车电台的构想，使其兼具目前450MHz和800MHz机车电台的功能，包括：1个电源模块、1个控制电路单元、1个合成天线单元、电台一及电台二。
电台一和电台二是2个经过改造的普通模拟450MHz电台，每个电台具有双收-发功能，可以工作在双工状况下，具备通用列调机车电台、列尾风压测
控及列车接近预警功能。
在现有的铁路列调频率中，将第8组作为列尾和列车安全预警专用频率，其他频率用于列车调度及TDCS等。
列车调度功能和列尾风压测控功能分别由2个不同的模拟通道(电台一和电台二)来完成，且工作在不同频段，能够克服原列调电台的列调和列尾相互干扰的问题[7]。
参考文献
[1]800MHz列尾和列车安全预警系统通过铁道部科技成果鉴定. 铁道运输与经济.2004,26(1).-66-66
[2]符同蒲. 2C1—H（K）DS型800MHz列尾装置的技术进步. 铁道运输与经济.2004,26(3).-84-85
[3]用于机车无线数字综合预警系统的数字通讯设备及方法CN200310101791.9（申请日2003.10.29 公开日
2004.10.27）
[4]机车无线通信系统. CN200510078271.X（申请日2005.06.10 公开日2005.11.30）
[5]宋多轮方广生. 解决南昆线百色至威舍段列尾装置的传输盲区. 西铁科技.2002(3).-19-20
[6]张文杰王琦. 列尾装置使用中存在问题的调查与建议. 铁道机车车辆.2002(4).-43-44
[7]王赤阳. 关于全功能450MHz机车电台的构想. 铁道通信信号，2006年第2期，38-40。