高速铁路通信系统
高速铁路信号与通信
高速铁路信号与通信概述高速铁路作为现代交通工具中最重要的一种，其信号与通信系统的稳定性和效率对于确保列车的安全和运营的顺畅起着至关重要的作用。
本文将介绍高速铁路信号与通信的基本原理、技术和发展趋势。
信号与通信技术的发展随着技术的不断进步，高速铁路信号与通信技术也在不断的发展与创新。
最早的高速铁路信号系统主要采用模拟信号传输技术，但由于模拟信号传输容易受到干扰和衰减，因此不利于信号的稳定传输。
随着数字技术的出现，高速铁路信号系统开始采用数字信号传输技术，极大地提高了信号的稳定性和传输效率。
同时，高速铁路通信技术也得到了迅速的发展。
传统的高速铁路通信主要采用有线通信方式，如电报和电话等。
然而，有线通信存在着线路故障和维护成本高的问题。
为了解决这些问题，高速铁路通信开始采用无线通信技术，如无线电与微波通信等。
无线通信技术具有覆盖范围广、传输速率高和维护成本低的优点，大大提高了高速铁路通信的可靠性。
高速铁路信号系统高速铁路信号系统是确保列车运营安全的关键部分。
它包括信号传输与处理设备、信号灯、轨道电路等组成部分。
高速铁路信号系统主要通过信号灯的变化来向列车驾驶员传递行车指令。
传统的高速铁路信号灯主要采用模拟信号灯，通过不同颜色、形状和闪烁模式来表示不同的行车指令。
近年来，高速铁路信号灯开始采用数字信号灯，通过LED灯的亮灭来表示不同的行车指令，提高了信号的可见性和识别性。
同时，高速铁路信号系统还包括轨道电路，用于检测列车在轨道上的位置和速度。
传统的轨道电路是通过电流的流动来检测列车的位置和速度的，但这种方式复杂且维护成本高。
近年来，高速铁路信号系统开始采用无线传感器技术，通过无线传感器网络来实时监测列车的位置和速度，提高了系统的实时性和准确性。
高速铁路通信系统高速铁路通信系统是保障列车与列车之间、列车与指挥中心之间进行有效和安全通信的关键。
高速铁路通信系统主要采用无线通信技术，如无线电与微波通信等。
这些技术具有高速数据传输、抗干扰能力强和覆盖范围广的特点，能够满足高速铁路通信的需求。
高速铁路数字移动通信系统
高速铁路数字移动通信系统在当今高速发展的时代，高速铁路成为了人们出行的重要选择。
而在保障高速铁路安全、高效运行的众多技术中，高速铁路数字移动通信系统扮演着至关重要的角色。
高速铁路数字移动通信系统，简单来说，就是为高速铁路量身定制的一套通信解决方案。
它就像是一条无形的信息高速公路，确保列车上的工作人员、控制系统以及乘客之间能够顺畅、快速、准确地进行信息传递。
首先，我们来了解一下为什么高速铁路需要专门的数字移动通信系统。
高速铁路的运行速度极快，这就对通信的实时性和稳定性提出了极高的要求。
传统的移动通信系统在面对高速移动的场景时，往往会出现信号中断、延迟、数据丢失等问题。
想象一下，如果列车驾驶员与调度中心之间的通信出现了故障，无法及时获取前方路况信息或者接收指令，那将会给列车的运行带来极大的安全隐患。
再者，高速铁路上还有大量的设备需要实时监控和控制，比如列车的动力系统、制动系统、车门系统等，这些设备的数据传输也必须稳定可靠。
此外，随着人们对出行体验的要求不断提高，乘客在列车上也希望能够享受到高质量的通信服务，如流畅的上网、视频通话等。
那么，高速铁路数字移动通信系统是如何实现这些功能的呢？它主要由以下几个部分组成：基站系统是其中的重要一环。
在铁路沿线，会设置一系列的基站，这些基站就像一个个接力站，确保列车在高速行驶过程中始终能够接收到稳定的信号。
基站的覆盖范围和信号强度经过精心设计和优化，以适应高速铁路的特殊需求。
核心网则负责对通信数据进行处理和传输。
它就像是一个中央大脑，管理着整个通信网络的资源分配、数据路由等工作，确保信息能够快速、准确地到达目的地。
终端设备包括列车上的车载通信设备以及工作人员和乘客使用的移动终端。
车载通信设备与列车的控制系统紧密相连，能够实时传输列车的运行状态数据，并接收来自外部的指令。
而乘客使用的移动终端则可以通过无线网络接入系统，满足他们的通信和娱乐需求。
为了保证通信的可靠性和安全性，高速铁路数字移动通信系统还采用了一系列先进的技术。
高铁概论第7章 高速铁路通信系统
（2）站场通信 大型车站多个作业场，主场车站调度员与各个相关值班员构建 的若干个一点对多点的调度通信，简称站调。 小车站值班员与若干个站内用户之间构建一点对多点的站内通 信。
（3）站间通信 站间通信为站与站之间的点对点通信，即站间行车电话或闭塞电话。 随着信号设备的发展，区间闭塞法几乎不再用电话闭塞法，已采用 半自动闭塞和自动闭塞。 站间电话用来通报列车运行状态和相关行车业务，于是出现了站间 行车电话这一称谓。
述 调度通信体系。
干线调度通信是铁道部为统一指挥各铁路局，协调地
完成全国铁路运输计划，在铁道部与铁路局之间设置
的各种调度通信。
局线调度通信是铁路局为统一调度指挥所属主要
区段及主要站段，协调地完成全局运输计划，在铁路
局与编组站、区段站、主要大站之间设立的各种调度
通信。
区段调度通信是各调度区段为调度指挥运输生产，在调度员与所辖区段 的铁路各中间站按专业、部门设置的调度、通信系统，统称区段调度。
（3）区段调度通信网
述
铁路局下属的调度区段运输指挥中心设区段数字调度机（主系
统），与所辖区段沿线各中间站车站数字调度机（分系统），用
2M数字通道呈串联型逐站相连，并由末端车站环回，组成一个
2M自愈环。
7. 1 概 述
7.
1 概
铁路交通（轨道交通）建设投资大、工程复杂，为满足乘客对铁路交通高速、
述 安全、舒适便捷、经济等特性不断提高的服务需求，铁路通信系统需要向大
固定通信网 移动通信网
6层：决策支持与综合应用系统 5层：社会化信息服务系统 4层：办公信息系统 3层：业务管理信息系统
2层：过程控制与安全保障系统 1层：通信网络系统
移铁 动路 通综 信合 系数 统字
我国高速铁路通信系统未来发展趋势
随着我国经济的快速发展和城乡间交通需求的增加，高速铁路作为一种快捷、舒适、便捷的交通方式，受到了广大乘客的青睐。
而高速铁路通信系统的发展和完善，对于保障高速铁路安全、提高通信效率和服务质量至关重要。
本文将从技术、管理和服务三个方面，对我国高速铁路通信系统未来的发展趋势进行探讨。
一、技术方面1. 5G技术的应用随着5G技术的商用逐渐推进，高速铁路通信系统也将迎来新的发展机遇。
5G技术的低时延、高带宽特性，将为高速铁路通信系统提供更加稳定、快速的通信支持。
未来，5G技术将在高速铁路通信系统中得到广泛应用，推动高速铁路通信系统向更高效、更先进的方向迈进。
2. 天地一体化通信系统传统的高速铁路通信系统存在天线高度限制、天线之间干扰等问题。
未来，我国高速铁路通信系统将逐步实现天地一体化通信，利用卫星和地面通信技术相结合，实现高速铁路全方位覆盖，提高通信质量和可靠性。
二、管理方面1. 强化系统集成和优化随着高速铁路网络的不断扩建和升级，高速铁路通信系统的管理也面临着新的挑战。
未来，需要加强高速铁路通信系统的系统集成能力，优化通信网络结构和布局，提高信息传输效率和系统运行稳定性。
2. 完善安全保障机制高速铁路通信系统的安全性直接关系到乘客的出行安全和通信系统的正常运行。
未来，应加强高速铁路通信系统的安全保障机制建设，加强对系统的监测和预警，切实保障通信系统的安全可靠性。
三、服务方面1. 提升通信服务质量高速铁路通信系统的服务质量直接关系到乘客的出行体验。
未来，高速铁路通信系统需要进一步提升通信服务质量，提高通话质量和数据传输速度，满足不同乘客的通信需求。
2. 智能化服务应用随着人工智能和大数据技术的不断发展，未来高速铁路通信系统将进一步智能化。
未来，高速铁路通信系统将应用智能化技术，根据乘客的需求实现智能调度、智能安全监控等功能，提高通信系统的服务水平和管理效率。
在未来的发展中，我国高速铁路通信系统将不断引进先进技术和管理经验，不断提升服务质量和安全保障水平，以更好地满足广大乘客的出行需求。
高速铁路中铁路数字调度通信系统的应用研究
高速铁路中铁路数字调度通信系统的应用研究高速铁路是现代交通运输系统的重要组成部分，而数字调度通信系统是保障高速铁路运行安全和高效的关键技术之一。
本文主要对高速铁路中数字调度通信系统的应用进行研究。
铁路数字调度通信系统是指通过数字化技术将铁路调度指令和信息传输到各个工作岗位，实现调度指挥、安全监控、故障诊断、数据采集等功能的系统。
它是实现高铁安全高效运行的重要组成部分，对保障列车行车安全、提高铁路运行效率具有重要意义。
1. 调度指挥功能：数字调度通信系统可以实现调度中心对列车运行的调度指挥，包括列车的开行、停站、限速、越行等指令的发布和执行。
2. 安全监控功能：系统可以实时监控各个工作岗位和列车运行情况，包括信号设备的状态、轨道的断裂、车辆的故障等，及时发现并预防事故的发生。
3. 故障诊断功能：系统可以实时采集列车和设备的工作状态信息，通过自动诊断系统分析判断，及时发现并处理故障，提高故障处理的效率和精确度。
4. 数据采集功能：系统可以实时采集列车运行过程中的各种数据，包括车速、运行时间、能耗等，为运行管理提供数据支持。
目前我国高速铁路中的数字调度通信系统已经取得了一系列的研究成果和应用成果。
以中国铁路总公司为例，他们为各条高速铁路线路建设了集中调度系统和信号通信系统，并通过数字调度通信系统实现了对列车的调度指挥、安全监控等功能。
数字调度通信系统还在高速铁路中应用了自动化控制系统、信息化系统等技术，进一步提高了高铁运行的安全性和效率。
1. 高速铁路中数字调度通信系统的互联互通技术研究：通过研究数字调度通信系统的传输技术、网络架构等，提高不同系统之间的互联互通能力，实现信息的共享和交互。
2. 高速铁路中数字调度通信系统的安全性研究：通过加强对系统的安全防护，提高其防护能力和抗攻击能力，保障系统的安全稳定运行。
3. 高速铁路中数字调度通信系统的自动化研究：通过引入智能化技术，实现系统的自动化，提高运行效率和响应速度。
高速铁路信号通信系统设计与优化
高速铁路信号通信系统设计与优化随着科技的不断进步，高速铁路交通成为现代化城市快速发展的重要组成部分。
高速铁路信号通信系统是确保高铁运行安全和提供高效服务的关键设备之一。
本文将探讨高速铁路信号通信系统的设计原理和优化方法。
一、高速铁路信号通信系统的设计原理1. 整体框架设计高速铁路信号通信系统设计需要考虑网络架构、通信设备以及信号传输等方面。
首先，要确定监控中心和各个车站之间的通信连线，选择适当的通信设备，以确保数据传输的稳定和可靠。
2. 通信传输技术在高速铁路信号通信系统设计中，常见的传输技术包括SDH（同步数字体系）、PDH（分时复用数字体系）、Ethernet以及LTE等。
根据具体需求和技术要求，选择合适的传输技术，以提供高质量的通信服务。
3. 信号系统设计高速铁路信号系统设计需满足列车运行安全和高效。
采用轨道电路和无线通信相结合的方式，确保列车之间的安全距离和运行速度的监测。
同时，还需要设计信号机、轨道检测设备以及信号解码等装置，以确保信号的准确传递和解析。
4. 系统安全设计高速铁路信号通信系统的安全性至关重要。
设计者需要考虑网络安全、数据保护和防止干扰等方面的问题。
采用加密技术、防火墙和安全策略等手段，有效保护系统免受黑客攻击和恶意软件的威胁。
二、高速铁路信号通信系统的优化方法1. 数据传输优化为了提高高速铁路信号通信系统的效率，设计者可以采用数据压缩技术、数据分包等方法。
将数据进行压缩，减少传输负荷，同时采用分包策略，确保数据的完整性和实时性。
2. 信号仿真与测试通过对信号系统进行仿真和测试，可以发现系统中的潜在问题和瓶颈。
设计者可以使用专业的仿真软件模拟高速铁路运行情景，并确定系统中可能出现的信号传输中断、延迟和误差等问题，从而进行优化调整。
3. 设备匹配和更新随着科技的不断进步，高速铁路信号通信设备也不断更新换代。
设计者需要对系统中的设备进行匹配和更新，以适应快速变化的通信技术需求。
调度通信系统
调度通信系统一、概述高速铁路调度通信系统是高速铁路通信系统的主要核心子系统之一,是指挥高速铁路运输的重要基础设施,对高速铁路运输调度指挥及安全生产起着至关重要的作用;为适应在高速铁路的GSM-R大环境下铁路有线及无线调度通信的统一要求,GSM-R调度通信系统中的固定用户接入系统FAS得到了广泛的应用;FAS和数调是同一设备,只是在不同的使用场合,配置有所不同,称谓也就不同,与GSM-R网络互联的调度通信系统称为FAS,不与GSM-R网络互联的调度通信系统称为数调;高速铁路的调度通信系统主要包括列车调度通信、客运调度通信、牵引变电调度通信、其他调度及区间通信、应急通信、施工养护通信等内容;FAS系统能完成调度电话业务、车站电话业务、其他专用电话业务和站间行车电话业务;二、数字调度通信系统的组成GSM-R 系统主要由移动交换中心MSC、交换子系统CSS、基站子系统BSS、通用分组无线业务系统GPRS、移动智能网系统IN、固定接入交换机FAS、运行支持子系统OMSC、终端子系统等构成;数字调度系统的组网方式：1.数字环形2.星型方式三、设计方案西宁至敦煌,拟设立6个调度台,分别为西宁、兰州、武威、张掖、嘉峪关和敦煌,并在兰州设立调度中心,以行车安全为核心,围绕安全、正点,通过各专业调度台,向基层站段发送调度命令;1.组网方案铁道部与兰州铁路局调度指挥中心之间的数字调度交换机设立干线调度通信网,采用星型连接的方式;同时兰州局和相邻铁路局之间的数字调度交换机也用一条直达路由相连;兰州与其他5个大站之间的数字调度交换机之间设立局线调度通信网;采用星型连接方式;调度区段与下属车站设立区段调度通信网;采用2M自愈环呈串联型逐站相连,每种调度业务占一个时隙;2.GSM-R调度通信GSM-R调度通信系统主要是针对行进中的列车而言的;在GSM-R调度通信系统中,6大调度中心与下属各站之间采用光纤自愈环连接,车站与调度值班台采用E1电缆双冗余备份连接;车站值班台通过2B+D接口与FAS相连,再通过30B+D连接MSC 后连接基站,通过GSM-R网络发布调度信息;3.分界点调度业务当列车从西宁出发,由青藏局管段进入兰州局管段内时,青藏局调度主系统通过30B+D通道与兰州局调度主系统互联,实现在调度分界点和交叉站的调度与站间通信业务;4.远距离调度通信当牵引变电所、综合维修工区距离车站较远时,用ONU通过2M线接入SDH,再使用光纤通信,接入车站分系统实现调度业务;。
高速铁路通信系统
1.3 高速铁路通信系统的发展
2.不断开拓铁路运输新业务
不断开拓铁 路运输新业
务
根据铁路运输的需要，未来应大力发展通信综合业务，积极建设安全可靠、迅速快捷、机动灵活 的应急通信网，在铁路局设置应急指挥中心，在电务段配置现场应急通信接入设备；统筹规划、 建成具有全路监控系统平台的图像及防灾预警监控中心，形成全路统的图像监控系统；围绕铁路 营销和客货服务的需要，建成大型客运站数字化信息网络平台，为实现广播、引导、查询、检票 、行包等系统的自动化奠定网络基础。
1.3 高速铁路通信系统的发展
1.建设宽带可保护的大容量数字传送网
具有宽带自愈功能的铁路数字传送网是大容量数字通信网络的基础。这里，宽带是指在同一传 输介质上利用不同的频道进行多重（并行）传输，并且速率在1.54 Mbit/s以上的网络。自愈是指 当网络中的任何一处发生故障时，无须人工干预，网络都可以在极短的时间内自动恢复运行。由于 多业务传送平台（multi service transport platform，MSTP）在提供业务种类、服务质量等方 面具有优势，同时，既有铁路已大量采用同步数字体系（synchronous digital hierarchy，SDH） 技术，与MSTP技术可以实现无缝连接，因此未来铁路的主流传送网将采用MSTP技术，重点发展 接入网，实现信息源点的数字化接入。接入网包括光纤接入网和宽带移动通信接入系统，新建铁路 时配套建设数字化传送和接入网络。
高速铁路通信系统
传统的铁路专用通信业务包括干、局线通信，区段通信，站场通信，无线专用通信， 应急通信和列车通信等，铁路数字调度通信是铁路专用通信的重要组成部分，是直 接指挥列车运行的通信设施，按铁路运输指挥系统分干线、局线、区段三级调度通 信体系。
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2. 铁路调度通信设备的发展
第一阶段 20世纪50年代至60年代末，以电子管为主要器件，采用脉冲选叫技术 第二阶段 20世纪70年代至90年代末，以晶体管为主要器件，采用双音频选叫技术
第三阶段 20世纪90年代末至现在，以集成电路芯片为主要器件，采用数字交换和计算机通信技术
3. 铁路调度通信网络结构
交换机的组成
交换机通常由三部分组成：交换网络、 接口、控制系统。
✓ 交换网络实现交换机内用户间或用户与中继 线间话音信号的交换。
✓ 接口把来自用户或中继线的各种不同的输入 信令和消息转换成统一的机内信号，以便控制 单元和交换网络进行处理和接续。
✓ 交换机的控制系统实现对整个交换机的控制 和处理。其功能可分为两大类：呼叫处理；运 行、管理和维护（OAM）。
铁道部
运输调度管理系统
铁路局调度中心
调度电话是铁路各级指挥系统 使用的封闭式专用电话系统
干线调度电话（部调）
基层调度网络
各种业务调度电话
区段调度
第二节 铁路调度数字通信基本原理
铁路数字调度通信系统的主要技术特征是采 用数字交换技术。要实现数字程控交换，必须 解决两大问题：第一，将模拟的话音信号变为 数字信号，即话音信号数字化，并进行复用传 输；第二，将数字化的话音信号进行交换，即 数字交换。另外，在区段的数字专用通信系统 中要实现数字共线和数字交叉连接。
3. 区段数字调度通信
主要内容： 数字会议电话 数字交叉连接 数字共线
(1) 数字会议电话
数字交换网络只能实现两个用户间话音的 全交换（通话双方均能听到对方讲话），及 一个用户对多个用户的广播式交换（一个用 户为主持，其他用户只能听到主持讲话，而 主持只能听到其中一个人讲话），完成三个 或三个以上用户全双工会议交换由数字会议 电话完成。
第六章 高速铁路通信系统
本章提纲： ➢高速铁路通信系统概述 ➢铁路调度数字通信基本原理 ➢铁路调度通信系统与组网 ➢ 铁路综合数字移动通信系统（GSM-R）
第一节 高速铁路通信系统概述
本节内容提要： ➢铁路专用通信业务 ➢铁路通信设备发展历程 ➢铁路通信网络结构
1. 概述
铁路通信系统是实现铁路专用通信 业务的系统，铁路调度通信系统是其重 要组成部分，目前正由模拟通信技术向 数字通信技术方向演进。高速铁路通信 系统属于铁路通信系统，包括有线通信 部分与无线通信部分，其中有线通信部 分与非高速铁路通信系统区别不大，区 别主要体现在无线通信部分。
(2) 铁路局局调通信网
铁路局的干调数字交换机用数字中 继通道与各调度区段数字调度交换机 （也可利用区段数字调度设备）相连， 构成星型网络结构的局调调度通信网。 不在调度区段指挥中心所在地的局调分 机，利用区段数字调度通信或专线延伸 至区段站、编组站、中间站。
。
(3) 区段调度通信网
铁路局下属的调度区段运输指挥中心设区 段数字调度机（俗称主系统），与所辖区段沿 线各中间站车站数字调度机（俗称分系统）， 用2M数字通道呈串联型逐站向连，并由末端 车站环回，组成一个2M自愈环。区段内所有 调度业务（行调、货调、电调、无线列调）纳 入2M数字环内，一种调度业务固定占有一个 共线时隙
2. 铁路专用通信业务
铁路专用通信业务包括干、局线通信，区 段通信，站场通信，无线专用通信，应急通信 和列车通信等，其中铁路运输调度通信是铁路 专用通信的重要组成部分，下表为铁路专用通 信业务分类。
区段通信
干、局线 通信
区段调度 通信
区段专用 电话
区段数据 通信
站场通信
无线专用 通信车务、工1.各类MIS 1.站内调度1.列车无线1.救援指挥1.列车广播
调 2调 3会 4会...局 干 干度 度 议 议线 、 、通 通 电 电各 局 局信 信 话 视种 线 线通 2通 3通 4通...货 电 其信 信 信 信运 力 他调 调 调度 度 度务 供 话 2电 34...桥 道 区、 电 话隧 口 间水 等守 电 电电电护话话、信2通3温道4信...电红信息道检息力外号通测通远线控信通道动轴制电2电345系....站扳客客话话统场道运运内电广信部话播息调2防3电4移系...列站铁度护话动统车场路电报通无无数话警讯线 线 字系 23..图 数统像 据电传 传话输 输2345告....列 闭 旅 列警车 路 客 车系电 电 电 安统话 视 话 全 5.其他控制6.站场扩音5.公安、工
信息通道 对讲
务对讲 6.道口无线
报警
调度通信按铁路运输指挥系统分干线、局线、 区段三级调度通信体系 ： ➢ 干线调度通信是铁道部为统一指挥各铁路局， 协调地完成全国铁路运输计划，在铁道部与铁 路局之间设立的各种调度通信。 ➢ 局线调度通信是铁路局为统一指挥所属调度区 段及主要站段，协调地完成全局运输计划，在 铁路局与编组站、区段站、主要大站之间设立 的各种调度通信。 ➢ 区段调度通信是各调度区段为指挥运输生产， 在调度员与所辖区段的铁路各中间站按专业、 部门设置的调度通信系统，统称区段调度。
本节内容： ➢数字传输系统 ➢数字交换系统 ➢区段数字调度通信
1. 数字传输系统
数字传输系统原理图
上图表示模拟话音信号在发送端经 过抽样、量化和编码以后得到了脉冲编 码调制（PCM）信号，此过程称为模拟 话音信号数字化，该数字信号经过传输 线路送到对端。在接收端将收到的PCM 码组还原成模拟话音信号。
2. 数字交换系统
主要内容： 呼叫处理基本过程 信令 交换机 组成
呼叫处理基本过程
信令
为保证通信网的正常运行，完成网络内 各部分之间信息正确传输和交换，以实 现任意两个用户之间的通信，必须要有 完善的信令方式。信令是通信网中交换 局和用户终端之间及各交换局间在完成 各种呼叫接续时所采取的一种通信语言。
铁路调度通信网的网络结构根据铁路 运输调度体制，分为干线、局线、区段 三层，各层网络自成系统独立组网，铁 路局和铁路局下属的调度区段为各层网 络的相切点。
(1) 铁道部干线调度通信网
铁道部运输指挥中心设数字交换机， 用数字中继通道与各铁路局运输指挥中 心的数字调度交换机相连，相邻铁路局 的数字调度交换机之间也以数字中继通 道相连作为直达路由，从而组成一个复 合星型网络结构的干线调度通信网。