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1、基础传送网：提供透明传输通道基础传送网：提供透明传输通道(tngdo)业务网：面向用户、提供通信服务业务网：面向用户、提供通信服务支撑网：支撑网络正常运行支撑网：支撑网络正常运行基础传送网（传输：DWDM、SDH）业务网（固定电话网PSTN）（移动电话网GSM-R）支撑网（信令）（网管）（同步）GSM-R在通信网中的地位(dwi)与作用一、GSM-R系统结构第1页/共75页第一页，共76页。1、 网络子系统（NSS）（1）移动交换子系统（SSS）（2）移动智能网（IN）子系统（3）通用(tngyng)分组无线业务（GPRS）子系统2、 基站子系统（BSS）（1）基站 （2）弱场（直放站漏泄电缆
2、）3、运行与支持子系统（OSS）（1）网管 （2）SIM卡管理系统 （3）监测系统4、终端设备GSM-R系统(xtng)的基本组成第2页/共75页第二页，共76页。SIM卡管理(gunl)各子系统网管服务(fw)BuilderINSCP智能网设备(shbi)交换机（MSC）服务BuilderINSGSNGPRS设备GGSN外部数据网BTSADMADMADMADMBTSBTSADMBTSRRRBTSB BS SC CTRAUTRAUBTSADMBTSADMADM网络子系统基站子系统运营支持子系统计费、结算、营帐终端GSM-R系统组成示意图第3页/共75页第三页，共76页。第4页/共75页第四页，
3、共76页。nSSS主要完成GSM-R系统的基本交换功能、呼叫接续功能以及用户数据管理和移动性管理。n提供的业务：基本话音呼叫业务；电路域数据传输。n话音呼叫：点对点话音呼叫（MS之间，MS与有线FT之间）；组呼、广播呼叫、多方通信、公众紧急呼叫。n电路域数据传输：提供透明传输通道。如与列控RBC节点、机车(jch)同步操控地面节点之间进行互联，实现车地、车车之间数据信息传送。n组成：由MSC、HLR、VLR、GCR、AC、SMSC等组成。1、网络(wnglu)子系统（1）移动交换子系统第5页/共75页第五页，共76页。MSC移动业务(yw)交换中心呼叫处理(chl)功能(类似固定网的交换机)移
4、动通信特定(tdng)的功能 NSS 的核心 服务几个 BSS (BSC) 建立并交换用户话务和信令 与 VLR 合设于同一物理实体 与HLR/AuC可合设，也可分设 网关 MSC（GMSC）：到外网的关口，可与MSC合设，也可分设 来访 MSC: 服务 MS 的 MSC第6页/共75页第六页，共76页。呼叫处理功能(gngnng)(类似固定网的交换机) 信令 / 用户话务连接的建立 信令分析 确定目的地 连接路径选择 不正常信令信息的处理 支持补充(bchng)业务 呼叫监视 话务监视和测量 预防过负荷 计费 优先控制 (例如:紧急呼叫) 支持操作维护 O&M 功能 移动(ydng)特定的功
5、能 和 BSC, MS & NSS 数据库之间交换 信令 处理移动特定的业务 移动性管理 例如:寻呼, MSC之间的切换, 位置 更新,. 过负荷处理, 例如: OACSU 数据业务的交互功能 移动特定的录音通知MSC移动业务交换中心第7页/共75页第七页，共76页。n动态数据库，负责管理漫游动态数据库，负责管理漫游(mnyu)用户的动态数据信息，存储、用户的动态数据信息，存储、更新漫游更新漫游(mnyu)入用户的数据。入用户的数据。n存储信息包括：移动用户存储信息包括：移动用户IMSI，MSISDN，位置区等，支持寻呼功，位置区等，支持寻呼功能。用户漫游能。用户漫游(mnyu)入该控制区时，
6、入该控制区时，VLR从从HLR获取上述信息；获取上述信息；用户漫游用户漫游(mnyu)出该控制区时，出该控制区时，VLR删除上述信息。删除上述信息。nVLR与与MSC之间交互数据量大，为了提高移动管理和呼叫建立的之间交互数据量大，为了提高移动管理和呼叫建立的速度，速度，VLR与与MSC一般合适于同一物理实体。一般合适于同一物理实体。拜访(bifng)位置寄存器（VLR）注：位置区划分注：位置区划分(hu fn)(hu fn)由人为规定，由人为规定，1 1个个MSCMSC划分划分(hu fn)(hu fn)为若干个位置区。为若干个位置区。需要综合平衡位置更新频率和寻呼系统的寻呼能力来确定。需要综
7、合平衡位置更新频率和寻呼系统的寻呼能力来确定。 第8页/共75页第八页，共76页。VLR来访(li fn)位置寄存器 任务(rn wu): MSC区域中的用户管理 与MSC联合在一起 协调鉴权 启动加密 用户数据: 来自于 HLR 的用户数据 (MSISDN, IMSI,业务 (BS, TS, SS), 业务限制,.) 临时用户信息 (LMSI, TMSI, LAI,IMSI attach/detach, MSRN, HON, 三参数组,.) 这些数据一直有效直到重新登记到其它 VLR!MSC移动业务(yw)交换中心第9页/共75页第九页，共76页。AuC鉴权中心(zhngxn) 任务: 储存
8、安全数据 (Ki)（鉴权算法和加密信息） 产生(chnshng)三参数组 (VLR 请求)，负责对IMSI号进 行鉴权 与HLR一一对应关系，采用合设方式，通过HLR 与其他实体通信 数据 / 算法: Ki, IMSI, A3, A8 第10页/共75页第十页，共76页。HLR归属(gush)位置寄存器 任务:管理(gunl)移动用户的数据，实现呼叫管理(gunl)、位置更新、漫游区域的管理(gunl)、鉴权设备的管理(gunl)，协助完成呼叫和业务操作。 用户数据的集中储存/管理(gunl) 传送数据给 VLR 查询 MTC 的路由信息 与 AuC 联合在一起 可以和MSC合设，也可以分设用
9、户数据: 半永久数据: MSISDN, IMSI, 业务,业务限制,. . 临时(ln sh)用户信息: VLR 地址,LMSI, MSRN, SMS 标志,.第11页/共75页第十一页，共76页。MSC移动业务交换(jiohun)中心IWF 互联功能(gngnng)单元应用(yngyng)系统设备 任务:负责GSM-R网络与其他网络之间的协议转换和速率适配可以和MSC 合设，也可以分设第12页/共75页第十二页，共76页。组呼寄存器(GCR)MSCMSCGCR最多可定义100000个组区 (00000 99999)最多可定义1000个组号 (000 999)组呼获取(huq)区号和组号寻呼和
10、呼叫完成 任务: 储存语音组呼相关数据：包括组呼参考（组ID和组呼区域(qy)）、组呼相关的用户列表、MSC控制的小区列表。 与MSC合设于同一物理实体第13页/共75页第十三页，共76页。n短消息服务中心（SMSC）n提供短消息的存储与转发功能。n短消息业务是信令承载业务，建网初期用户数少，应集中设置。SMSC应能与全网MSC相互寻址。设置地点应方便接入全网。n确认中心（AC）nMSC将终端用户发起或接受高优先级呼叫或紧急呼叫的相关呼叫信息(xnx)，传送到AC进行记录。nAC对接收到的相关信息(xnx)进行记录、存储，为事后分析提供数据依据。第14页/共75页第十四页，共76页。确认(qu
11、rn)中心（AC ）MSCBSS呼叫建立语音/数据(shj)确认记录呼叫(h jio)的详细信息：时间、发起者、接听者等确认中心AC第15页/共75页第十五页，共76页。移动业务交换中心（移动业务交换中心（MSCMSC）：负责用户的移动性管理）：负责用户的移动性管理和呼叫控制；和呼叫控制；拜访位置寄存器（拜访位置寄存器（VLRVLR）：负责存储进入该区域内已）：负责存储进入该区域内已登记用户的信息；登记用户的信息；归属位置寄存器（归属位置寄存器（HLRHLR）：是一个负责管理移动用户）：是一个负责管理移动用户的数据库。的数据库。HLRHLR存储本归属区的所有移动用户数据，存储本归属区的所有移动
12、用户数据，如识别标志、位置信息、签约业务等；如识别标志、位置信息、签约业务等；鉴权中心（鉴权中心（AuCAuC）：是存储用户鉴权算法）：是存储用户鉴权算法(sun f)(sun f)和加密密钥的实体，和加密密钥的实体，AuCAuC只通过只通过HLRHLR和其他网络实体通和其他网络实体通信；信；互连功能单元（互连功能单元（IWFIWF）：与固定网络的数据终端之间）：与固定网络的数据终端之间提供速率和协议的转换；提供速率和协议的转换；组呼寄存器（组呼寄存器（GCRGCR）：用于存储移动用户的组）：用于存储移动用户的组IDID；短消息服务中心（短消息服务中心（SMSCSMSC）：负责向）：负责向MS
13、CMSC传送短消息信传送短消息信息；息；确认中心（确认中心（ACAC）：记录、存储铁路紧急呼叫相关信息。）：记录、存储铁路紧急呼叫相关信息。小结(xioji)第16页/共75页第十六页，共76页。（2）智能网子系统功能：是在交换子系统中引入的智能网功能实体，实现对呼叫的智能控制。主要目的是实现操作的便捷程度和智能程度。例如：短号码呼叫：列车司机用1200呼叫调度员，1300呼叫车站(chzhn)值班员。功能号呼叫：车次号呼叫 机车号呼叫第17页/共75页第十七页，共76页。交换网实现(shxin)铁路基本电信业务MSC1TMSC1TMSCnSCP1HLR1SCP2HLRnMSC2MSC3MSC
14、nTMSC2HLR3HLR2TCP/IPFNFN实时地同步数据信息用户平面控制平面智能网实现铁路运营业务智能网在GSM-R网中的地位(dwi)和作用第18页/共75页第十八页，共76页。智能网（IN）子系统构成(guchng)第19页/共75页第十九页，共76页。n业务控制点（SCP）：呼叫控制和处理功能n业务交换点（ gsmSSP gprsSSP）：检出智能业务请求，并与SCP通信，对SCP的指示作出响应，允许SCP的业务逻辑(lu j)影响呼叫处理。 n业务管理点（SMP）：业务配置、业务逻辑(lu j)管理、用户业务数据的增删、修改、业务运行控制功能、账单、业务监视功能。n业务管理接入点
15、（SMAP）：为业务管理员提供接入到SMP的能力 n智能外设（IP）及业务生成环境点（SCEP）主要(zhyo)功能实体第20页/共75页第二十页，共76页。每增加一种新业务就需要每增加一种新业务就需要(xyo)在网络中所有交换在网络中所有交换机中增加相应的软件，新业务的引入周期较长、灵活机中增加相应的软件，新业务的引入周期较长、灵活性较低且成本很高。性较低且成本很高。基于这种方式要实现两种新业务，若两种业务的业务基于这种方式要实现两种新业务，若两种业务的业务特征存在有许多相同点，但也必须分别实现，且当交特征存在有许多相同点，但也必须分别实现，且当交换机更换后，这两种新业务还只能重新开发。换机
16、更换后，这两种新业务还只能重新开发。新业务生成对具体的交换机有很大的依赖性。新业务生成对具体的交换机有很大的依赖性。q采用全新的“控制与交换(jiohun)相分离”的思想，新业务的提供、修改以及管理等功能全部集中于智能网，交换(jiohun)机则提供交换(jiohun)基本功能，而与业务提供无直接关联。q对业务的提供采用基于与业务无关的模块（SIB）来实现的，SIB是一种与具体的业务和实现业务的技术无关的模块，可重复使用。SIB的各种不同组合可组成不同的新业务，新业务的实现和修改均很方便，大大节省了新业务的投入费用和时间。传统方式智能网方式第21页/共75页第二十一页，共76页。传统方式：传统
17、方式：交换机设备既有业务处理交换机设备既有业务处理(chl)(chl)功能，还有基本呼叫处功能，还有基本呼叫处理理(chl)(chl)功能功能传统业务(yw)提供方式第22页/共75页第二十二页，共76页。智能网方式：智能网方式：交换设备只具有交换设备只具有(jyu)(jyu)基本呼叫处理功能基本呼叫处理功能业务处理功能集中在几个节点上业务处理功能集中在几个节点上智能网业务(yw)提供方式第23页/共75页第二十三页，共76页。GSM-RGSM-R智能网提供智能网提供(tgng)(tgng)的业务的业务基本业务基本业务功能功能(gngnng)(gngnng)号注号注册、注销与管理。册、注销与管
18、理。功能功能(gngnng)(gngnng)寻址。寻址。位置寻址。位置寻址。精确位置寻址。精确位置寻址。基于基于MSISDNMSISDN呼叫限制。呼叫限制。扩展(kuzhn)业务基于位置呼叫限制。短信智能业务。第24页/共75页第二十四页，共76页。GPRS子系统：负责为无线用户提供(tgng)分组数据承载业务。GPRS核心层：由SGSN、GGSN、DNS、RADIUS等功能实体组成；GPRS无线接入层：由PCU(分组控制单元）、基站、终端等组成。GPRS无线接入层组网应充分利用GSM-R系统的设备资源，保护投资；与GSM-R系统共用频率资源；利用GSM-R系统的基站实现无线覆盖，不单独增加G
19、PRS系统基站。(3)GPRS子系统第25页/共75页第二十五页，共76页。SGSN设备(shbi)(Serving GPRS Support Node) nSGSN是移动终端提供业务的节点，激活GPRS业务时，SGSN建立一个移动性管理的环境。nSGSN主要负责移动台当前位置信息的登记，负责移动台和网络之间完成移动分组数据(shj)的存储与转发 ：n移动性管理n会话管理 n用户数据(shj)管理n安全性n计费 第26页/共75页第二十六页，共76页。n网关功能n会话(huhu)管理nIP地址分配n安全性n计费GGSN设备(shbi)(Gateway GPRS Support Node) 第2
20、7页/共75页第二十七页，共76页。nDNS：负责域名解析，将网元域名转换成为实际IP的地址。n如哈局的列尾主机：LWZJ车次号HEBMSGPRSn铁路GPRS网的域名解析主要有四个用途：n在PDP上下文激活过程中，SGSN将APN提交给DNS进行解析，获得用户所使用的GGSN的IP地址。n在SGSN间路由区更新过程中，新的SGSN通过(tnggu)域名解析查找原SGSN的IP地址。n实现系统各网元之间通信时网元域名至网元IP地址间的解析。n机车台、列尾主机等车载GPRS设备的域名至其IP地址的解析。DNS第28页/共75页第二十八页，共76页。nRADIUS服务器：n负责存储用户身份信息，对
21、用户认证请求（用户名、密码）进行确认，给用户分配权限(qunxin)，完成用户的认证和鉴权功能。n存储所有机车号、车次号与IP地址的映射表。 nPCU：负责数据分组、无线信道的管理、错误发送检测和自动重发。第29页/共75页第二十九页，共76页。u SGSN:服务GPRS支持(zhch)节点, 移动性管理、寻路等功能。 u GGSN:网关GPRS支持(zhch)节点,为GPRS网与外部数据网络相连的网关。u DNS:域名服务器，负责提供GPRS网内部SGSN、GGSN 等网络节点的域名解析等。 u RADIUS:认证服务器,负责存储用户的身份信息，并完成用户的认证和鉴权等功能。 u PCU:分
22、组控制单元，负责数据分组、无线信道管理、错误发送检测和自动重发。 小结(xioji)第30页/共75页第三十页，共76页。VLRBSCBTSMSCGMSCHLRAUCPSTN铁路应用系统GGSNSGSNBTSGPRSGPRS和和GSM-RGSM-R是两个是两个(lin )(lin )网络网络GPRSGPRS和和GSM-RGSM-R网具有相似性和对称性网具有相似性和对称性GPRSGPRS和和GSM-RGSM-R网共用基站、网共用基站、HLRHLR等设备等设备GPRSGPRS和和GSM-RGSM-R网络网络(wnglu)(wnglu)的相似性和对的相似性和对称性称性第31页/共75页第三十一页，共
23、76页。公众公众GPRSGPRS网网用户多数处于静止状态或者缓慢移动用户多数处于静止状态或者缓慢移动(ydng)(ydng)状态状态 ；传送信息内容为公众服务信息传送传送信息内容为公众服务信息传送 ；服务质量服务质量“尽力而为尽力而为”，对可靠性、实时性要求不，对可靠性、实时性要求不高。高。铁路铁路GPRSGPRS网网用户处于移动用户处于移动(ydng)(ydng)状态下甚至高速移动状态下甚至高速移动(ydng)(ydng)状态无线数据传输；状态无线数据传输；数据内容为铁路运输生产相关的信息；数据内容为铁路运输生产相关的信息；对可靠性、实时性要求高。对可靠性、实时性要求高。二者在网络结构、业务
24、功能、参数设置均有所不同！二者在网络结构、业务功能、参数设置均有所不同！与公众与公众(gngzhng)GPRS(gngzhng)GPRS网的区别？网的区别？第32页/共75页第三十二页，共76页。BSS通过无线接口直接与移动台相接，负责无线信号发送接收和无线资源管理；与MSC相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统(xtng)信号和用户信息等。基站控制器（BSC）编译码和速率适配单元（TRAU）小区广播短消息中心（CBC）基站收发信机（BTS）弱场设备（直放站、漏缆）BSS移动终端MSC无线接口A接口2、基站子系统（BSS）第33页/共75页第三十三页，共76页。
25、BSCBSC是无线网络的中心是无线网络的中心设计原则设计原则铁路枢纽地区铁路枢纽地区BSCBSC与与MSCMSC同址设置，同归属同址设置，同归属(gush)(gush)；铁路干线和没有铁路干线和没有MSCMSC的枢纽，的枢纽，BSCBSC设置在大通信站；设置在大通信站；铁路支线不设置铁路支线不设置BSCBSC；为减少为减少BSCBSC间的切换，各间的切换，各BSCBSC所控制的区域应相对集所控制的区域应相对集中，不跨铁路局、铁路分局管界。各中，不跨铁路局、铁路分局管界。各BSCBSC负荷应留负荷应留出网络优化时调整的余量。出网络优化时调整的余量。BSCBSC应考虑今后小区广播短消息业务发展的需
26、要。应考虑今后小区广播短消息业务发展的需要。基站控制中心BSC第34页/共75页第三十四页，共76页。铁路铁路GSM-RGSM-R数字移动通信系统基站的场强覆盖范围是指数字移动通信系统基站的场强覆盖范围是指满足铁路作业所必需的场强的区域，在直辖市、省会满足铁路作业所必需的场强的区域，在直辖市、省会城市和计划单列市的城区，铁路城市和计划单列市的城区，铁路GSM-RGSM-R系统的覆盖范围系统的覆盖范围为铁路外侧轨道两侧各为铁路外侧轨道两侧各2km2km，其他地域覆盖范围为铁路，其他地域覆盖范围为铁路外侧轨道两侧各外侧轨道两侧各6km6km。铁路沿线铁路沿线GSM-RGSM-R场强应连续覆盖，根据
27、铁路中长期发展场强应连续覆盖，根据铁路中长期发展规划，场强覆盖指标应符合具体业务需求，并预留远规划，场强覆盖指标应符合具体业务需求，并预留远期发展条件。山区期发展条件。山区(shnq)(shnq)、隧道、路堑等弱场区可、隧道、路堑等弱场区可根据需要采用光纤直放、射频直放站和根据需要采用光纤直放、射频直放站和LCXLCX等技术措施。等技术措施。基站(BTS)及覆盖(fgi)第35页/共75页第三十五页，共76页。BSCBSC与与BTSBTS间的间的AbisAbis接口接口(ji ku)(ji ku)：不开放。：不开放。BSCBSC与与TRAUTRAU间的间的AterAter接口接口(ji ku)
28、 (ji ku) ：开放。：开放。MSCMSC与与TRAUTRAU的的A A接口接口(ji ku)(ji ku)：开放。：开放。BTSBSCTRAUMSC13kbit/s16kbit/s64kbit/s无线子系统接口(ji ku)第36页/共75页第三十六页，共76页。3、运行(ynxng)与支持子系统OSS5 5种功能：安全管理、配置管理、故障管理、告警管理、性能种功能：安全管理、配置管理、故障管理、告警管理、性能管理。管理。按照专业分为：交换按照专业分为：交换(jiohun)(jiohun)、分组、智能网、无线等网、分组、智能网、无线等网管系统。管系统。按照职能：网络管理中心（按照职能：网
29、络管理中心（NMCNMC）和本地操作维护管理中心）和本地操作维护管理中心（OMCOMC）。）。网络(wnglu)管理系统用户管理系统管理本网用户的相关数据，提供开户、销户以及用户业务权限更改管理本网用户的相关数据，提供开户、销户以及用户业务权限更改等操作功能，支撑业务的正常运行。等操作功能，支撑业务的正常运行。包括包括SIMSIM卡管理系统以及计费、结算、营帐和客服系统等。卡管理系统以及计费、结算、营帐和客服系统等。第37页/共75页第三十七页，共76页。4、终端设备终端是供GSM-R系统用户直接操作、使用，用来接入GSM-R网的设备。（1）移动台包括（机车、汽车）车载台，手持台、列控数据传输
30、设备、列尾信息传输设备和防灾检测信息传输、车辆安全检测信息传输终端等。移动台由移动设备和SIM卡组成。（2）无线固定台为非移动状态下使用的无线终端，具备与移动台相同(xin tn)的业务功能。第38页/共75页第三十八页，共76页。业务是通过GSM-R网向用户提供的通信服务。功能是指实现业务的某一方面的具体作用。应用是各种业务在铁路运输实际生产环境(hunjng)中的具体 运用和体现。1、业务类型（1）语音(yyn)业务（2）数据业务（3）智能业务二、GSM-R系统(xtng)功能第39页/共75页第三十九页，共76页。（1）语音业务点对点话音呼叫业务语音广播(gungb)业务（VBS）语音组
31、呼业务（VGCS）紧急呼叫多方通信（最多五方）第40页/共75页第四十页，共76页。电路交换数据传输业务 系统通过占用一条话音信道提供端到端的数据传输。 连接建立时间为510s（平均为6s）。建立完成后，每条链路数据独占一个时隙。数据传输速率、，数据传输端到端时延不大于500ms（假设(jish)包长30字节）。传输方式分为异步透明和非透明两种传输模式。 短消息业务 系统提供通过信令信道传送简短信息的业务。消息应采用简单文本格式，消息分段信息长度最长为160个字符（7bit编码）。发送方可以在短消息发送出去后得到一条确认通知。分组交换数据传输业务（GPRS） 系统采用无线资源动态分配方式和分组
32、交换传送模式，向用户提供端到端的数据业务，传输速率为。（2）数据业务第41页/共75页第四十一页，共76页。基本(jbn)业务 功能寻址业务根据被叫用户所承担的功能来发起呼叫，而不是根据被叫用户的号码来寻址。主叫方可以是有线用户，也可以是无线用户。位置寻址业务 将移动用户发起的呼叫，路由到一个与该用户当前所处位置相关的目的地址。这个功能主要用于解决移动用户呼叫固定用户，包括司机或运营手持台用户呼叫调度员和当前车站值班员等。精确位置寻址基于MSISDN的呼叫限制铁路紧急呼叫列车紧急呼叫和调车紧急呼叫。（3）智能(zh nn)业务第42页/共75页第四十二页，共76页。 扩展业务 基于位置的呼叫限
33、制业务 将用户（包括调度员、车站值班员和助理值班员）发起功能号呼叫的范围限制在其管辖区域内。自动获取调度中心的IP地址业务 用于实现列车(lich)在运行中自动获取调度中心（TDCS中心）的IP地址。 短信的智能业务 包括短信的功能寻址和基于位置寻址等。 第43页/共75页第四十三页，共76页。( (一一) )中国铁路对中国铁路对GSM-RGSM-R系统的应用需求系统的应用需求( (二二) )各类应用业务各类应用业务(yw)(yw)的的GSM-RGSM-R解决方案解决方案 1 1、调度通信和应急语音通信、调度通信和应急语音通信 2 2、列控信息传送、列控信息传送 3 3、机车同步操控、机车同步
34、操控 4 4、调车机车信号和监控信息传送、调车机车信号和监控信息传送 5 5、车次号、调度命令、列尾信息传送、车次号、调度命令、列尾信息传送 6 6、站场平面调车、站场平面调车( (三三)GSM-R)GSM-R网络建设与应用业务网络建设与应用业务(yw)(yw)关系关系 三、GSM-R系统承载(chngzi)的业务第44页/共75页第四十四页，共76页。中国铁路中国铁路GSM-RGSM-R应用需求应用需求列车运行控制列车运行控制列车调度指挥列车调度指挥列车运行列车运行安全监控安全监控列控信息传送列控信息传送机车同步操控机车同步操控调度通信调度通信车次号传送车次号传送调度命令调度命令列尾信息传送
35、列尾信息传送其他业务其他业务应急语音通信应急语音通信调车机车信号调车机车信号和监控信息传送和监控信息传送晃车信息晃车信息图像传送图像传送待待 实实 现现机车工况信息机车工况信息站场调度通信站场调度通信旅客服务信息旅客服务信息已已实实现现(sh(shxixin)n)(一)中国铁路对GSM-R系统(xtng)的应用需求第45页/共75页第四十五页，共76页。1）列车运行控制(kngzh)信息传送：是中国列控系统(CTCS3）建设的基本前提。CTCS-3级是基于无线通信的固定闭塞，要求基于无线网络实现车地实时、双向、不间断的数据传送。2）机车同步操控：机车同步操控信息传送是实现重载运输的必要条件。当
36、由多台机车牵引组合列车时，为了实现牵引过程中同时加速、减速、制动，本务机车和补机机车之间需要通过无线信道实时传递控制(kngzh)命令。3）调车机车信号和监控信息传送:实现地面主机对调车机车车载主机的站场调车机车信号、调车作业通知单和监控信息传送，车载主机接收信息，并进行相应的加工处理，与既有的列车运行监控记录装置交换显示，控制(kngzh)机车。 1、列车运行控制(kngzh)类第46页/共75页第四十六页，共76页。（1）调度通信：包括有线调度通信和无线调度通信，无线列车调度大三角（调度员、车站值班员、司机）和小三角（助理值班员、司机、运转车长）通信是基础的通信需求。（2）列车无线车次号校
37、核信息传送：将从机车运行(ynxng)安全监控记录装置（TAX箱）采集的车次号、机车号、位置（公里标）、机车速度、列车总重、车辆计长、车辆辆数等车次号信息，通过无线信道，在编组站、沿线车站的规定位置向车站实时传送，由CTC（TDCS）系统进行车次号校核。2、列车(lich)调度指挥类第47页/共75页第四十七页，共76页。（3）调度命令信息传送：调度命令主要包括(boku)调度命令、行车凭证、调车作业单、进路预告信息、调车请求信息等，是调度员或车站值班员向司机下达的书面命令，是列车安全运行的重要依据，此信息应确保实时、可靠地从地面传递到运行机车上，运行机车收到调度命令后，应及时把确认信息传送至
38、地面。（4）站场调度通信：站场调度通信包括(boku)车站、驼峰调车、平面调车、货运、列检、车号和商检等站场移动通信业务，具体包括(boku)站场调车语音通信和站场调车数据传送。平面调车通信和驼峰调车通信是站场通信最重要的组成部分。第48页/共75页第四十八页，共76页。（1）列尾信息：列尾信息包括：司机发送的列车尾部风压查询信息、排风制动信息；列尾主机发送的电池欠压、主风管风压异常告警信息。异常情况下，列尾风压值应自动、间歇(jin xi)间隔不小于10秒循环多次发送给机车电台。（2）晃车信息：在地面维修中心和车载设备之间传送轨道动态监测数据。（3）机车工况信息：为确保行车安全，需要在车、地
39、之间实现机车工况、车辆工况和牵引工况等信息的无线传送。3、列车运行安全监控类第49页/共75页第四十九页，共76页。（1）应急语音通信：应急通信是指铁路在发生行车事故及自然灾害等公共突发事件时应提供的通信联络手段，实现(shxin)事故现场与救援指挥中心以及事故现场救援人员之间的通信。（2）图象传送：图像指包括照片、图像等在内的数据通信业务。（3）旅客服务信息：包括运行列车上的售票补票业务、旅行信息查询服务等。4、其他(qt)业务第50页/共75页第五十页，共76页。1、调度(diod)通信和应急语音通信2、列控信息传送3、机车同步操控4、调车机车信号和监控信息传送5、车次号、调度(diod)
40、命令、列尾信息传送6、站场平面调车 （二）各类应用(yngyng)业务的GSM-R解决方案第51页/共75页第五十一页，共76页。1、调度通信、应急(yng j)语音通信 调度通信、应急语音(yyn)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。第52页/共75页第五十二页，共76页。BTSBSCMSCGSM-R网络(wnglu)车站车站(chzhn)(chzhn)值班员值班员调度员 #2调度员 #1局局级级FASFAS调度调度(diod)(diod)通信通信CIRCIRFAS网络站站段段F
41、ASFAS应急通信应急通信事故现场事故现场手持台手持台应急指挥中心应急指挥中心调度通信、应急语音通信系统图第53页/共75页第五十三页，共76页。主要组呼类型：(1)调度组呼（571）：3级优先级，调度员发起，成员为辖区内所有车站值班员；(2)车站基站区组呼（210）： 3级优先级，车站值班员、车站助理值班员、机车司机、运转车长组成，其中之一发起；(3)相邻三小区(xio q)（299）： 0级优先级，移动终端发起（车站助理值班员、工务巡道工、司机、运转车长、道口值班人员），成员除上述人员，还包括调度员和车站值班员。第54页/共75页第五十四页，共76页。序序号号组呼类组呼类型型优先优先级级号
42、号码码发起者发起者组呼成员组呼成员覆盖范围覆盖范围单网单网同址双同址双网网单网交单网交织织1 1相邻三相邻三小区小区0 0299299车站助理值车站助理值班员班员工务巡道工工务巡道工司机司机运转车长运转车长道口值班人道口值班人员员车站助理值车站助理值班员班员工务巡道工工务巡道工司机司机运转车长运转车长道口值班人道口值班人员员调度员调度员车站值班员车站值班员本站，本站，2 2个邻个邻站站本站，本站，2 2处邻处邻站站本站，本站，左右各左右各2 2个邻个邻站站2 2车站基车站基站区站区3 3210210车站值班员车站值班员车站助理值车站助理值班员班员机车司机机车司机运转车长运转车长车站值班员车站值
43、班员车站助理值车站助理值班员班员机车司机机车司机运转车长运转车长车站车站基站基站车站基车站基站站车站基车站基站，站，2 2个邻站个邻站3 3调度辖调度辖区区3 3571571调度员调度员调度辖区内调度辖区内所有车站值所有车站值班员班员调度辖区内所有基站调度辖区内所有基站第55页/共75页第五十五页，共76页。2、CTCS-3列控信息(xnx)传送第56页/共75页第五十六页，共76页。线路被划分为固定位置、固定长度的闭塞分区某一时刻，一个分区只能被一列车占用(zhn yn)列车间隔以闭塞分区为单位，与列车在分区内的实际位置无关轨道电路将闭塞分区的占用(zhn yn)情况发给RBCCTCS-3仍
44、为固定(gdng)闭塞第57页/共75页第五十七页，共76页。CTCS-3级列控系统示意图 ATPRBC第58页/共75页第五十八页，共76页。1、列控系统RBC车载通信单元：移动授权：与前车的距离、行驶速度、进路解锁时间等；线路数据：线路长度、起止点坐标、坡度、桥隧信息(xnx)、牵引换相点数据等；指令：进入调车模式，人工引导等特殊操作、限速2、车载通信单元列控系统RBC：列车位置、速度、状态（列车本身的编组、长度、制动性能等情况）、列车类型等。列控传送(chun sn)信息内容：第59页/共75页第五十九页，共76页。1、实现了列车地面，地面列车的双向信息传送；2、去掉了大规模分布于沿线的
45、轨旁设备(shbi)；3、信息传送内容更加丰富；4、列车控制曲线从台阶状变为圆滑的曲线。未来无线列控系统(xtng)与传统系统(xtng)的比较：第60页/共75页第六十页，共76页。1 1、一般消息、一般消息(xio (xio xi)xi)2 2、行车许可、行车许可MAMA3 3、临时限速、临时限速4 4、紧急停车、紧急停车5 5、会话管理、会话管理1 1、位置报告、位置报告2 2、错误报告、错误报告3 3、会话、会话(hu(hu huhu ) )管理管理人机接口DMI基站控制器BSC移动(ydng)交换中心MSC无线闭塞中心RBC基站BTSCTCS车载通信单元车站联锁CTC调度中心轨道电路
46、轨道电路应答器应答器TSRTCC第61页/共75页第六十一页，共76页。车站(chzhn)联锁无线闭塞(bs)中心（RBC）临时(ln sh)限速系统（TSRS）列车位置、速度信息限速信息进路信息轨道电路占用信息速度曲线列车位置、速度信息行车许可列车位置、速度信息第62页/共75页第六十二页，共76页。 由多台机车牵引的组合(zh)列车，在牵引过程中，必须实现机车同步操控，即多台机车同时加速、减速、制动，主控机车和从控机车之间需要通信并实时传递控制命令，使它们置于同步工况或独立工况，这就是机车同步操控。 3、机车(jch)同步操控机车同步(tngb)操控概念第63页/共75页第六十三页，共76
47、页。 从1从2B BS SC CGSM-RGSM-R交换交换(jiohun)(jiohun)中心中心地面应用(yngyng)节点AN启动(qdng)！加速！减速！制动！从1确认从2确认OCU及显示（主控）机车同步操控第64页/共75页第六十四页，共76页。4、调车机车信号和监控信息(xnx)传送GSM-R网无线调车机车信号和监控系统地面设备30B+DUmUm无线调车机车信号和监控系统车载设备CIR RS422车站FAS机车 1机车 N铁路局FAS无线调车机车信号和监控系统车载设备CIR RS422RS422E1第65页/共75页第六十五页，共76页。5、车次(chc)号、调度命令、列尾信息的传
48、送l车次号校核信息发送时机：列车进站、出站；进入新的闭塞分区；机车由非监控车次号校核信息发送时机：列车进站、出站；进入新的闭塞分区；机车由非监控状态进入监控状态；机车在非监控状态时速度由状态进入监控状态；机车在非监控状态时速度由0 0变为变为5km/h5km/h；列车启动、停稳。；列车启动、停稳。l调度命令发送：调度命令信息包含调度命令、行车凭证、调车作业通知单、调车调度命令发送：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，规律性
49、不强；进路预告信息在列车通过出发按照需要发送，规律性不强；进路预告信息在列车通过出发(chf)(chf)站的出站信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。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。l列尾信息发送时机：机车人工查询；列车正常运行每两分钟列尾信息发送时机：机车人工查询；列车正常运行每两分钟1 1次；列尾主风管风次；列尾主风管风压低于设定值或电池电量不足报警。压低于设定值或电池电量不足报警。l 以上三类信息的发送具有发送频繁、每次发送的数据量较小、接收实以上三类信息的发送具有发送频繁、每次发送的数据量较小、接收实时性
50、要求不高等特点，时性要求不高等特点， 因此，可采用分组域数据传送方式解决这些业务需求。因此，可采用分组域数据传送方式解决这些业务需求。第66页/共75页第六十六页，共76页。车次(chc)号信息（450MHz传送方式）CTC/TDCS列调台1CTC/TDCS列调台2CTC/TDCS通信(tng xn)服务器CTC/TDCS车站(chzhn)设备1CTC/TDCS车站设备nCTC/TDCS通信服务器监测装置采集编码器车载设备车站数据接收解码器车站数据接收解码器调度命令无线转接器调度命令无线转接器无线列调电台无线列调电台车次号信息第67页/共75页第六十七页，共76页。调度(diod)命令（450
51、MHz传送方式）CTC/TDCS列调台1CTC/TDCS列调台2CTC/TDCS通信(tng xn)服务器CTC/TDCS车站(chzhn)设备1CTC/TDCS车站设备nCTC/TDCS通信服务器监测装置采集编码器车载设备车站数据接收解码器车站数据接收解码器调度命令无线转接器调度命令无线转接器无线列调电台无线列调电台调度命令第68页/共75页第六十八页，共76页。列尾主机车次(chc)号、调度命令、列尾信息的传送第69页/共75页第六十九页，共76页。6、站场平面调车 站场平面调车要求网络站场平面调车要求网络: :（1 1）支持）支持(zhch)(zhch)小组通话和调车指令的同时传小组通话
52、和调车指令的同时传送；送；（2 2）端到端传输时延小于）端到端传输时延小于500ms500ms；（3 3）数据传输速率约）数据传输速率约9kb/s9kb/s。 GSM-R GSM-R网络在组呼状态下，利用信令信道传送网络在组呼状态下，利用信令信道传送调车指令，从而实现调车组成员在进行小组通话调车指令，从而实现调车组成员在进行小组通话的同时传送调车指令。的同时传送调车指令。 调车作业单传送采用调车作业单传送采用GPRSGPRS方式。方式。 第70页/共75页第七十页，共76页。车号、商检(shn jin)站场平面调车第71页/共75页第七十一页，共76页。应用业务对通信应用业务对通信(tng x
53、n)(tng xn)系统可靠性的要求决系统可靠性的要求决定定GSM-RGSM-R网络结构网络结构 电路域数据传送业务，对网络的可靠性要求较电路域数据传送业务，对网络的可靠性要求较高，一般视具体情况采用交织单网、同站址双网高，一般视具体情况采用交织单网、同站址双网的网络结构提高系统可靠性，在无列控类业务应的网络结构提高系统可靠性，在无列控类业务应用的区段，采取普通单网网络结构。用的区段，采取普通单网网络结构。（三）GSM-R网络(wnglu)建设与应用业务关系第72页/共75页第七十二页，共76页。业务实现(shxin)方式业务类别业务类别主要应用主要应用实现方式实现方式1 1、列控类、列控类列
54、控、同步操控、调车列控、同步操控、调车机车信号和监控信息机车信号和监控信息电路域数据传输电路域数据传输2 2、调度指挥类、调度指挥类无线列调无线列调话音通信话音通信车次号、调度命令、近车次号、调度命令、近路预告信息路预告信息GPRSGPRS3 3、运行安全监、运行安全监控类控类列尾、接近预警、工况列尾、接近预警、工况运况信息、综合维护信运况信息、综合维护信息息GPRSGPRS4 4、其他、其他应急语音、站场及其他应急语音、站场及其他公务移动通信、静图公务移动通信、静图话音数据话音数据第73页/共75页第七十三页，共76页。第74页/共75页第七十四页，共76页。感谢您的观看(gunkn)！第75页/共75页第七十五页，共76页。内容(nirng)总结基础传送网：提供透明传输通道。需要综合平衡位置更新频率和寻呼系统的寻呼能力来确定。可以和MSC合设，也可以分设。短消息服务中心（SMSC）：负责向MSC传送短消息信息。实现系统各网元之间通信时网元域名至网元IP地址间的解析。传输方式分为异步透明和非透明两种传输模式。消息应采用简单文本格式，消息分段信息长度(chngd)最长为160个字符（7bit编码）。（2）图象传送：图像指包括照片、图像等在内的数据通信业务。感谢您的观看第七十六页，共76页。
