1、无漏缆中继列车无线调度通信系统无漏缆中继列车无线调度通信系统介绍介绍深圳市思科泰技术有限公司深圳市思科泰技术有限公司一、开发背景一、开发背景l列车无线调度通信系统是主要以话音通信方式对列车进行指挥的无线调度系统。l实际应用中主要采用A、B、C三种制式。l在无线电波传播困难的地区，传统做法是采用漏泄同轴电缆结合双向直放式中继器构成的系统，l这种系统特点:具有场强覆盖稳定、传输频带宽的特点，投资金额大，并且安装、调试和维护比较困难。开发背景l我公司研制的第一代无漏缆中继的系统在2001年通过铁道部组织的技术审查后，已先后在十余个铁路工程项目中推广使用，该系统具有:建设投资低、开通调试和维护方便;设
2、备运行稳定可靠、故障率低的特点;在我国铁路的山区地段，具有实用价值。开发背景l为满足铁路运输跨越式发展的需要，无线列调系统承载着越来越多的数据业务，如列尾风压传输、无线车次号传输、调度命令传输等。l随着自动闭塞技术的应用、列车运行的不断提速及复线应用，要求系统需适应新的用户需求。l针对上述应用方面的需求，公司成立了专门的项目小组，开始第二代系统设备的研制工作。开发背景二、设计目标二、设计目标l严格执行TB/T3052-2002 列车无线调度通信系统制式及主要技术条件及其他相关标准或铁道部颁发的技术文件和规范。l综合平台的搭建，可通过扩展部分单元设备或升级软件满足单、双工系统（B、C制式）、复线
3、应用的需求。l实现全区间无线车次号及调度命令的传输，提高无线数据传输的可靠性。设计目标l实现全区间场强无缝隙覆盖，解决自动闭塞区段机车追踪运行列车间的通信，解决机车司机呼叫前方或后方车站值班员的通信问题。l实现调度值班员、车站值班员、机车司机机车长之间的多业务呼叫和通话的功能。实现接口、功能模块的标准化。l采用先进、成熟的传输技术，使系统性能优异，可靠性高。设计目标三、方案确定三、方案确定1、综合平台的搭建l第一代产品解决了单、双工系统（B、C制式）兼容的问题，但存在着硬件平台不能完全满足业务的发展需要，经常应用户需求改变对硬件和软件进行升级调整。l总结了第一代产品在应用中的问题并结合目前铁路
4、发展的需求，改进型系统设备是一个综合的平台，该平台不仅满足单线铁路无线调度业务的需求，同时能解决数据传输、多用户业务、复线的应用等问题。具有优良的扩展性。方案确定2、硬件平台l功能模块间的接口规范化，通过不同的选配，在不改变软件的前提下实现B、C制式的需求。l核心处理器的选择，从运算能力、处理的实时性、内存等多个方面的应用考虑，选择了ARM系列芯片为本平台的核心处理器。l车站电台除送话器、受话器及电台终端接口为模拟接口，内部电路全数字化处理，提高设备的抗干扰能力，并具有很好的通道扩展能力。方案确定3、软件平台l运用ARM芯片及技术，提高了系统的处理能力。l操作系统的应用，稳定灵活处理多种任务。
5、l软件设计模块化，可配置的软件模块使系统设备在适应用户需求、增加功能方面更为灵活。方案确定4、有线通道l采用了语音会议功能，来自多方的语音可以选择进行语音会议，实现同一通道多个用户语音的共享。l车站电台、区间中继台在增加接口扩展模块的条件下均具有接入四路设备的能力，满足复线系设备的组网需求。方案确定5、全区间场强无缝隙覆盖l在有线通道全区间连通的情况下，相邻两车站电台可与区间内所有区间中继台的通信。l移动用户可在区间内任何地点与前后方车站值班员或调度员通信。l如果需要半区间覆盖，可在半区间点处设置物理开断点，实现半区间覆盖。方案确定6、接收无线车次号信息l车站电台和区间中继台使用独立的接收机锁
6、定接收无线车次号频点，保证了数据传输的可靠性。l全区间的无线网络覆盖，保证区间内的任何一点的车次号信息接收。l有线数字通道确保车次号信息传递到前后方车站。l无线列调和数传接收共用天馈系统，减少工程建设的投资和安装、维护的难度。方案确定7、多用户业务l多个移动用户可通过同一车站电台呼叫车站值班员和调度。l多个移动用户在同一区间同一时间呼叫同一车站值班员。l上下行区间中的移动用户可分别呼叫同一车站值班员，或分别进行其他业务（转信、呼叫调度员等）。l允许多个用户通过不同车站台同时呼叫调度。方案确定8、复线解决方案l采用语音会议功能，动态建立通话组，实现多个机车司机与同一值班员间的通话。l动态的通话组
7、有序管理，避免同频干扰的产生，保证多个机车司机与同一车站值班员间的通话。方案确定9、系统维护管理l保留并完善第一代产品的监测、参数设置等项目。l增加版本回读、启动场强测试及远程复位等功能。l借助于调度设备与车站电台、区间中继台之间的双工的数字通道，实现远程软件升级。方案确定四四、系统构成系统构成 系统构成1、系统组网l系统由调度总机、监测总机、监测分机、车站电台、区间中继台、数字中继台、机车电台和便携台组成。l调度总机与车站电台、调度总机与监测总机、监测总机与监测分机、车站电台与区间中继台间的通信采用有线方式。l移动设备与车站电台通信采用无线和有线相结合的方式。l机车电台与调度总机间的通信或由
8、车站台接入或由区间中继台接入经车站台转接。l移动设备间通信或以无线方式直接进行，或经由地面设备转接。如图1所示。系统构成公用电话网公用电话网*图1 组网监测总机调度总机车站电台车站电台车站电台调制解调器监测分机区间中继电台区间中继电台移动手持设备机车电台调度操作台调度DI接口调度DI接口调度DI接口调度DI接口保护环路系统构成2、接口方式l调度总机与车站电台之间提供三种接口供用户选择，分别是CCITT G.703标准的64K数字同向接口、ISDN U口和E1接口。l区间中继台通过一对或二对0.9mm的电缆线连接到相邻车站。相邻车站电台区间中继台间可采用开断、连接两种模式组网。l车站电台与区间中
9、继台之间采用2B+D接口。最大传输距离为4Km，当传输距离超过4Km时，需增设数字中继台。l调度总机与监测总机之间采用标准RS422接口或CCITT G.703标准的64K数字同向接口。l监测分机采用拨号的方式通过公用电话网络与监测总机连接。系统构成3、系统频率配置l系统采用四频组方式，车站电台、区间中继台和机车电台预置4个四频组。l异频通信时，固定设备（车站电台和区间中继台）发射频率按f1、f2、f3交替配置，接收频率为f4；移动设备（机车电台和便携台）发射频率为f4，扫描接收f1、f2、f3。l同频通信时，固定设备和移动设备发射频率和接收频率均为f4。l守侯状态时，移动台对f1、f2、f3
10、、f4进行扫描检测，固定电台检测f4。l简化操作应用中，也可做成特殊的频率配置方式。五五、系统功能系统功能1、无线列调通话l小三角通信 车站值班员同频呼叫机车司机或车长并通话。机车司机或车长同频呼叫车站值班员并通话。车站值班员异频呼叫机车司机或车长并通话。机车司机或车长异频呼叫车站值班员并通话。区间中继台采用连通方式组网时，机车司机或车长可呼叫前、后方站并通话。通过转信方式，机车司机、车长或其他司机或车长间可进行呼叫并通话。在区间，司机或车长可采用同频或异频方式呼叫车站值班员并通话。相邻车站值班员间可呼叫并通话。系统功能l大三角通信 调度员可对该调度区段管辖下的所有机车司机进行呼叫、通话，并发
11、布通告。调度员采用选站后群呼方式呼叫机车司机并通话。车站电台占用时，向调度台示忙。在紧急情况下，调度员可优选与机车司机通话。机车司机采用信令方式呼叫调度员并通话。调度员与司机间通话时具有越区切换功能。调度员可选站呼叫车站值班员并通话。车站值班员可呼叫调度员并通话。调度员、车站值班员、司机间的通话分别由调度所、车站、机车上的录音设备录音。系统功能l多用户通信 同一区间可进行调度员与机车司机、车站值班员与机车司机间的呼叫并通话。车站台可分别接收上、下行区间的两台机车呼叫并通话。车站上、下行区间可分别进行转信、车站值班员与机车司机或调度员与机车司机间的呼叫并通话。调度员占用车站台与机车司机通话时，该
12、车站可接收相邻区间机车司机的呼叫并通话，同时保持原有的调度与机车司机的通话。车站台建立小三角通话后，机车可通过该站呼叫调度并通话，同时保持原有的小三角通话。系统功能l数据业务 调度设备、车站台（含区间中继台）、机车台之间具有双向数据传输功能。可接收无线车次号信息并转送给TDCS设备。可发送调度命令，并接收自动回执和手动确认信息。l系统管理 系统具有远程集中监测车站电台、区间中继台、调度所设备的工作状态的功能。可通过监测总机对车站电台及区间中继台进行参数设置和软件升级。监测分机可通过拨号方式访问监测总机，通过鉴权、授权后进行参数设置。通过车站电台可监测所管辖的区间中继台的工作状态，同时可进行参数
13、设置和软件升级。l具有机车出入库自动检测和配合场强测试启动车站台发射的功能。系统功能2 2、通信方式、通信方式l 车站台与调度设备之间的数据传输采用全双工通信方式。l 调度员与机车司机之间的通讯采用异频单工或双工通信方式。l 车站台、机车台与便携台之间采用同频或异频单工通信方式。系统功能3 3、控制模式、控制模式l 地面电台接入移动设备载波时，比较各个接入点的场强值信息，选择信号优的设备接入通信。l 在通话过程中，车站值班员的讲话以广播方式通过车站电台及所管辖的区间中继台发送。l 异频通话过程中，机车台循环扫描接收，当接收信号电平低于设定门限时，机车台重新启动f1、f2、f3扫描，并锁定信号优
14、的信道进行通信。l 系统设备采用数字控制、传输和编码方式，设备内部的数字总线采用标准的ST-BUS总线结构 系统功能4、信令方式、信令方式信令分为呼叫、控制和数字信令。l 呼叫和控制信令满足TB/T 3052-2002列车无线调度通信系统制式及主要技术条件的规定 l 数字信令是指公司设备内部及相互间进行监测、控制管理所采用的信令。数字信令规定符合企业标准。系统功能5、通信接口、通信接口l 调度总机与车站台间通信接口如果采用CCITT G.703标准的64K数字同向接口、ISDN U口、2M接口，并具有回路保护功能。l 车站台与区间中继台间通过ISDN 2B+D数字接口连接，全双工通信方式，通信
15、速率为160Kpbs，其中话音与数据各为64Kpbs。l 调度总机与监测总机间通信接口通过标准RS422通信接口连接，采用四线制、双工传输方式，最大传输距离为1.5km，传输速率4800、9600bit/S可选。l 监测总机与监测分机间通信接口监测分机通过MODEM用专线或拔号连接方式与监测总机连接。系统功能六六、系统特点系统特点l 通用平台通用平台 系统设备软件、硬件均采用模块化设计，在该平台上实现了列调通话、数据传输、复线应用、区域连锁应用等业务，可通过不同配置实现用户需求。l 组网灵活组网灵活 系统提供了多种调度总机与车站台间的通信接口供用户选择。车站台和区间中继台均能接入不多于四个方向
16、的设备。相邻车站间的区间中继台可采用开断或连通的方式供用户选择，在连通的模式下，实现了全区间场强的无缝隙覆盖，机车司机在区间的任何地点都可以呼叫前方、后方车站。系统还提供了符合标准的模拟与数字两种接口与TDCS分机连接。设备的供电可选用直流、交流或远供方式。系统特点l 直流远供直流远供 区间中继台先进的电源管理技术降低设备的功耗，实现了由相邻车站电台提供区间中继台的工作电源。通过车站电台与区间中继台间的通信电缆，最多可以为15Km内的6个区间中继台提供工作电源。通过另外提供一对电缆可将区间电台配置数量扩展到12个。l 高性能的数据传输高性能的数据传输 调度、车站、区间中继台之间采用双工数字通道
17、，实现话音与数字信令同传。采用数字化技术的设计，使设备具有强大的扩展性，并提高了设备的抗干扰能力。系统特点l多用户接入多用户接入 车站电台和区间中继台采用数字语音会议技术，实现车站值班员同时与上行、下行机车司机通话、在同一区间同时接受机车司机呼叫车站值班员和调度值班员、车站台上、下行区间分别进行车站-机车、调度-机车通话及转信。l机车一键呼叫机车一键呼叫 在区间中继台区段，通过设置，机车司机呼叫车站值班员可采用一键呼叫模式，即机车在区间任何地点均可以使用“平原车站”或“隧道车站”呼叫车站值班员，该模式简化了机车司机会呼叫车站值班员的操作。系统特点l 全区间无线数据传输全区间无线数据传输 车站台
18、与区间中继台采用了独立的接收信道，在任何状态下均能可靠地接收无线车次号频点。实现全区间无线车次号、调度命令的传输。l 调度操作台采用触摸屏，全中文的操作调度操作台采用触摸屏，全中文的操作界面。界面。l 调度软件数字录音调度软件数字录音 调度录音设备采用数字录音，具有较高的压缩比。录音存储在计算机的硬盘上，容量具有很强扩展性。播放内容可以根据需要选择进行。录音内容的保存时间可以根据需要设定。系统特点l 强大的系统管理能力强大的系统管理能力 系统具有远程集中监测车站台、调度所设备和区间中继台的功能，监测项目齐全。系统监测可以自动进行、人工设置监测周期或进行实时监测。通过监测总机可对车站台及区间中继
19、台进行远程参数设置和软件升级。通过车站台可监测所管辖的区间中继台的工作状态，同时可进行远程参数设置和软件升级。监测分机可通过拨号方式访问监测总机，通过鉴权、授权后进行远程参数设置。系统特点l 通过区间中继台的遥闭开关可关闭、开启远供电源，保证了设备维护时的安全。l 通过监测总机或车站台可对区间中继台进行远程复位。l 为使设备可在电气化区段等复杂条件下的可靠运行，特别设计了三重保护电路，分别为：初级保护电路、次级保护电路、末级保护电路。l 设备设计采用了高性能的集成电路，结合最新的电路，以及精心开发的软件，实现高可靠性设计。系统特点七七、系统演示系统演示系统特点1、小三角通话、小三角通话l车站开
20、放对讲：车站1值班员摘机，握PTT讲话；便携台1听到语音呼叫后，应答。l车站呼叫平原机车：车站1值班员摘机，按压“平原机车”键，听到回铃后，握PTT讲话；机车司机听到语音呼叫后，摘机握PTT应答。l机车呼叫平原车站：机车司机摘机按压“平原车站”键，听到回铃后，握PTT讲话；车站1值班员听到语音呼叫后，摘机握PTT应答。l车站呼叫上（下）行机车：车站1值班员摘机，按压“上行（下行）机车”键，听到回铃后，握PTT讲话；机车司机听到语音呼叫后，摘机握PTT应答。l机车呼叫隧道车站：机车司机摘机，按压“隧道车站”键，听到回铃后，握PTT讲话；车站1值班员与车站2值班员都能听到呼呼叫语音呼叫，根据机车的
21、语音呼叫内容，相应的车站摘机握PTT应答。l转信：便携台3按压“山区机车”按钮，听到回铃后，握PTT讲话；机车台听到语音呼叫后，摘机握PTT应答。系统演示系统演示2、大三角通话、大三角通话l 调度选呼车站值班员：调度值班员操作选呼“车站值班员”，听到回铃后讲话；被呼车站值班员听到呼叫语音后摘机，握PTT应答。l 车站值班员呼叫调度：车站值班员摘机，按压“调度”键，听到回铃后，握PTT讲话；调度值班员听到语音呼叫后应答。l 调度通告机车：调度值班员操作“通告机车”；调度管辖内的机车台收到调度通告信令后，进入通告状态，接收调度值班员的话音。l 调度全呼机车：调度值班员操作“全呼机车”，等待3秒后讲
22、话；机车司机听到语音呼叫后，摘机应答。系统演示l 调度选呼机车：调度值班员操作“选呼机车”，听到回铃后讲话；机车司机听到语音呼叫后，摘机应答。l 机车呼叫调度：机车司机摘机，按压“调度”键，听到回铃后，握PTT讲话；调度值班员听到语音呼叫后应答。l 度与机车通话时的越区切换：利用无线综合测试装置，控制场强起伏变化，模拟机车电台越区过程。l 多机车接入：设置调度通过车站电台1与机车处于通话，使用综合测试仪2模拟另一机车呼叫调度。l 调度选呼机车强拆：设置车站电台1进入小三角通话，调度值班员选1号车站电台呼叫机车，在收到占用提示后，强行拆除当前通话，转入调度呼叫机车。系统演示系统演示3、多用户接入
23、（一）、多用户接入（一）l车站与上、下行机车通话：利用便携台1和机车电台分别通过车站电台1上下行区间设备与车站值班员通话。l已有车站与机车通话，新建立大三角通话：使用便携台1建立与车站值班员1的通话，然后通过机车电台呼叫调度，建立与调度员的通话。l已有机车与调度通话，新建立小三角通话：使用机车电台占用车站电台1建立大三角通话，然后通过便携台呼叫车站电台1，建立与车站值班员的通话。l机车司机同时与前后方车站值班员通话：使用机车电台主呼同时建立与车站值班员1和2的通话。系统演示系统演示4、多用户接入（二）、多用户接入（二）l同一区间内，多个机车与前后方车站值班员通话：使用机车电台主呼同时建立与车站
24、值班员的通话，然后通过便携台3建立与车站值班员的通话。l已有车站与机车通话，车站的另一区间新建转信：使用综合测试仪通过区间中继台2模拟建立与车站值班员的通话，再通过便携台3发起转信呼叫机车电台，两种通话相互独立进行。l已有转信，车站的另一区间新建车站与机车通话：使用便携台发起转信呼叫机车电台，再使用综合测试仪通过区间中继台2模拟建立与车站值班员的通话，两种通话相互独立进行。l已有转信，机车电台通过另一区间呼叫调度：使用便携台发起转信呼叫机车电台，再使用综合测试仪通过区间中继台2模拟建立与调度员的通话，两种通话相互独立进行。系统演示系统演示5、系统维护功能测试系统维护功能测试l参数设置；l状态监测；l日志查询；6、调度命令传输功能测试、调度命令传输功能测试l在TDCS分机模拟装置上编辑调度命令内容、机车号、车次号等内容后点击“发送”按钮，发送调度命令；l调度命令机车装置接收到调度命令后，在显示屏上显示该调度命令，并有语音提示；机车司机按压“确认”键，发送手动签收；l车站值班员在TDCS分机模拟装置上发送调度命令后，应收到自动签收和手动签收；系统演示
