1、GSM-R系统维护与应用系统维护与应用第五章 GSM-R的功能第第5章章 GSM-R的功能的功能5.1 5.1 GSM-RGSM-R的业务模型的业务模型 5.1.1 5.1.1 电信业务电信业务 5.1.2 5.1.2 补充业务补充业务5.2 5.2 GSM-RGSM-R铁路中的应用铁路中的应用 5.2.15.2.1调度通信调度通信 5.2.2 5.2.2 车次号传输与列车停稳信息的传送车次号传输与列车停稳信息的传送 5.2.3 5.2.3 调度命令传送调度命令传送 5.2.4 5.2.4 列尾装置信息传送列尾装置信息传送 5.2.5 5.2.5 调车机车信号和监控信息系统传输调车机车信号和监
2、控信息系统传输 5.2.6 5.2.6 机车同步控制传输机车同步控制传输 5.2.7 CTCS 35.2.7 CTCS 3级级/CTCS 4/CTCS 4级级 5.2.8 5.2.8 区间移动公区间移动公(工工)务通信务通信 5.2.9 5.2.9 应急指挥通信话音和数据业务应急指挥通信话音和数据业务 5.2.10 5.2.10 旅客列车移动信息服务通道旅客列车移动信息服务通道5.1 GSM-R的业务模型的业务模型GSM-R业务业务=GSM业务业务+语音调度业务语音调度业务+铁路基本业务铁路基本业务+铁路应用铁路应用语音调度业务语音调度业务(ASCI)GSM基础设施基础设施 eMLPP VGC
3、S VBS 功能功能 寻址寻址 功能号功能号 表示表示 接入接入 矩阵矩阵 基于位置基于位置 的寻址的寻址 铁路基本业务铁路基本业务 旅客业务旅客业务 区间移动通信区间移动通信 尾部风压检测尾部风压检测 高速数字通信高速数字通信 铁路紧急通信铁路紧急通信 远程控制远程控制 轨道维护轨道维护 自动列车控制自动列车控制 平面调车平面调车 调度通信调度通信 铁路应用铁路应用 .GSM.GSM电信业务：包括电信终端业务、电信承载电信业务：包括电信终端业务、电信承载业务和补充业务。业务和补充业务。.先进语音呼叫业务先进语音呼叫业务(ASCI)(ASCI)：leMLPPeMLPP（增强的多优先级与抢占权）
4、：根据优先级（增强的多优先级与抢占权）：根据优先级的不同将网内用户分组，级别高的可以抢占级别的不同将网内用户分组，级别高的可以抢占级别低的资源。低的资源。lVGCSVGCS（语音组呼）：实现组呼的功能。（语音组呼）：实现组呼的功能。lVBSVBS（语音广播）：实现小区广播的功能。（语音广播）：实现小区广播的功能。5.1 GSM-R的业务模型的业务模型3.3.铁路基本业务铁路基本业务l功能寻址：功能寻址是功能寻址：功能寻址是GSM-RGSM-R的特征，它允许通过功能号来呼的特征，它允许通过功能号来呼叫用户，而不是通常情况下的按照用户使用的终端设备来进行叫用户，而不是通常情况下的按照用户使用的终端
5、设备来进行寻址。功能寻址是通过编制功能号实现的。这个特性保证了用寻址。功能寻址是通过编制功能号实现的。这个特性保证了用户功能号码与其用来应答的物理终端之间的独立性。户功能号码与其用来应答的物理终端之间的独立性。l功能号表示：功能号是将铁路用户根据其当前行使的职能进行功能号表示：功能号是将铁路用户根据其当前行使的职能进行编号，这个号有可能是非永久的，需要注册和注销。编号，这个号有可能是非永久的，需要注册和注销。l接入矩阵：接入矩阵定义哪些签约用户在网络中与其他签约用接入矩阵：接入矩阵定义哪些签约用户在网络中与其他签约用户联系。户联系。l基于位置的寻址：是指将移动用户发起的用于预定功能的呼叫，基于
6、位置的寻址：是指将移动用户发起的用于预定功能的呼叫，路由到一个与该用户当前所处位置相关的目的地址，例如：司路由到一个与该用户当前所处位置相关的目的地址，例如：司机呼叫调度员或车站值班员，网络需要根据司机当前所处的位机呼叫调度员或车站值班员，网络需要根据司机当前所处的位置来确定是哪一个调度员或车站值班员。置来确定是哪一个调度员或车站值班员。4.4.铁路特定应用铁路特定应用通过研究和分析了我国铁路通信要求之后，给出能使得铁路通过研究和分析了我国铁路通信要求之后，给出能使得铁路通信系统投入经济运行并已经实现的应用。通信系统投入经济运行并已经实现的应用。5.1 GSM-R的业务模型的业务模型5.1.1
7、 GSM-R的的电信业务电信业务 GSM-RGSM-R的电信业务可以分为两大类：承载业务和的电信业务可以分为两大类：承载业务和终端业务。终端业务。l承载业务：指在两个接入点之间传送信号的承载业务：指在两个接入点之间传送信号的能力。它只涉及低层（能力。它只涉及低层（1 13 3层）的功能。层）的功能。l终端业务：指可以为用户之间通信提供全部终端业务：指可以为用户之间通信提供全部通信能力的电信业务，包括终端设备的功能。通信能力的电信业务，包括终端设备的功能。这些用户必须服从网络运营商统一制定的通这些用户必须服从网络运营商统一制定的通信协议。终端业务不仅涉及到低层的功能，信协议。终端业务不仅涉及到低
8、层的功能，还与高层（还与高层（4 47 7层）的功能有关。层）的功能有关。终端业务包括语音业务、短消息业务、传真业务、终端业务包括语音业务、短消息业务、传真业务、语音组呼业务和语音广播业务。语音组呼业务和语音广播业务。1.1.语音业务：主要包括电话和紧急呼叫两类独立的语音业务：主要包括电话和紧急呼叫两类独立的业务。业务。2.2.短消息业务：主要包括点对点的短消息和广播短短消息业务：主要包括点对点的短消息和广播短消息。消息。3.3.传真业务：主要包括语音和传真交替的业务、自传真业务：主要包括语音和传真交替的业务、自动传真业务。动传真业务。4.4.语音组呼业务：当多个移动用户涉及到每小区的语音组呼
9、业务：当多个移动用户涉及到每小区的VGCSVGCS呼叫时使用这一业务，它是在半双工模式下由一呼叫时使用这一业务，它是在半双工模式下由一个用户组预先定义的语音会话。个用户组预先定义的语音会话。5.5.语音广播业务：这项业务是指一个用户向在一定语音广播业务：这项业务是指一个用户向在一定区域内所有的或预先定义好的语音组成员发布语音信区域内所有的或预先定义好的语音组成员发布语音信息的业务。息的业务。5.1.1 GSM-R的的电信业务电信业务l增强多优先级与强拆：增强多优先级与强拆增强多优先级与强拆：增强多优先级与强拆 l号码识别：主叫线识别显示、主叫线识别限制、被叫线识别显号码识别：主叫线识别显示、主
10、叫线识别限制、被叫线识别显 示、被叫线识别限制示、被叫线识别限制l呼叫转移：呼叫转向、无条件呼叫前转、遇忙呼叫前转、无应呼叫转移：呼叫转向、无条件呼叫前转、遇忙呼叫前转、无应 答呼叫前转、不可达呼叫前转答呼叫前转、不可达呼叫前转l呼叫完成：呼叫等待、呼叫保持呼叫完成：呼叫等待、呼叫保持l多方通话：多方通话多方通话：多方通话l专有通信：闭合用户群专有通信：闭合用户群l用户到用户：用户到用户信令用户到用户：用户到用户信令l呼叫禁止：闭锁所有出局呼叫、闭锁所有国际出局呼叫、闭锁呼叫禁止：闭锁所有出局呼叫、闭锁所有国际出局呼叫、闭锁 除归属除归属PLMN国家外所有国际出局呼叫、闭锁所有国家外所有国际出
11、局呼叫、闭锁所有 入局呼叫、闭锁漫游时入局呼叫入局呼叫、闭锁漫游时入局呼叫l呼叫转接：显式呼叫转移呼叫转接：显式呼叫转移l遇忙呼叫完成：遇忙呼叫完成遇忙呼叫完成：遇忙呼叫完成l专用拨号方案：专用拨号方案专用拨号方案：专用拨号方案l名字识别：名字识别名字识别：名字识别5.1.2 GSM-R的的补充业务补充业务补充业务是对基本电信业务的修改和补充补充业务是对基本电信业务的修改和补充。1.1.调度通信调度通信2.2.车次号传输与列车停稳信息的传送车次号传输与列车停稳信息的传送3.3.调度命令传送调度命令传送4.4.列尾装置信息传送列尾装置信息传送5.5.调车机车信号和监控信息系统传输调车机车信号和监
12、控信息系统传输6.6.机车同步控制传输机车同步控制传输7.CTCS 37.CTCS 3级级/CTCS 4/CTCS 4级级8.8.区间移动公区间移动公(工工)务通信务通信9.9.应急指挥通信话音和数据业务应急指挥通信话音和数据业务10.10.旅客列车移动信息服务通道旅客列车移动信息服务通道5.2 GSM-R铁路中的应用铁路中的应用5.2.1 调度通信调度通信 调度通信系统业务包括列车调度通信、货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、施工养护通专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道
13、口通信等。信和道口通信等。列车调度通信系统的主要问题是解决列车调度通信系统的主要问题是解决“大大三角三角”和和“小三角小三角”通信，通信，“大三角大三角”通信是通信是指列车调度员、车站值班员和机车司机之间的指列车调度员、车站值班员和机车司机之间的通信；通信；“小三角小三角”通信是指车站值班员、机车通信是指车站值班员、机车司机和运转车长之间的通信。司机和运转车长之间的通信。5.2.2 车次号传输与列车停稳信息车次号传输与列车停稳信息的传送的传送 GSM-R车次号传输与列车停稳信息对铁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，它可路运输管理和行车安全具有重要的意义，它可通过基
14、于通过基于GSM-R电路交换技术的数据采集传电路交换技术的数据采集传输应用系统来实现数据传输，也可以采用输应用系统来实现数据传输，也可以采用GPRS（通用分组无线业务）方式（通用分组无线业务）方式(用户数据用户数据报报UDP协议协议)来实现。来实现。采集处理装 置 RS422 以太网 机车综 合通信设备 DMIS行车调度台 DMIS通讯 服务器 DMIS 车站设备 GSM-R网络 DMIS车站设备 Um 5.2.3 调度命令传送调度命令传送 铁路的调度命令是调度所里的调度员向司机下达的铁路的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。调度员通过书面命令，它是列车
15、行车安全的重要保障。调度员通过向列车司机发出调度命令对行车、调度和事故进行指挥向列车司机发出调度命令对行车、调度和事故进行指挥控制，是实施铁路运输管理的重要手段。控制，是实施铁路运输管理的重要手段。通信过程：通信过程：DMIS通过车次号信息建立运行区段机车号对通过车次号信息建立运行区段机车号对应的应的IP地址的档案，列车离开本区段时将档案拆除。调度员地址的档案，列车离开本区段时将档案拆除。调度员和车站值班员可在终端上编辑调度命令（系统根据车次号自和车站值班员可在终端上编辑调度命令（系统根据车次号自动将相应的机车号填入），当按下调度命令发送键，动将相应的机车号填入），当按下调度命令发送键，DMI
16、S根根据调度命令中的机车号查找相对应的目的据调度命令中的机车号查找相对应的目的IP地址并将调度命地址并将调度命令发送。司机可通过操作显示终端接收并处理调度命令。令发送。司机可通过操作显示终端接收并处理调度命令。DMIS收到确认信息要在调度命令发送方显示。收到确认信息要在调度命令发送方显示。5.2.4 列尾装置信息传送列尾装置信息传送 在车头的司机查询器和车尾的风压检测器在车头的司机查询器和车尾的风压检测器上分别安装上分别安装GSM-R通信模块，两者就可以利通信模块，两者就可以利用用GSM-R的电路数据功能传输风压数据。当的电路数据功能传输风压数据。当司机查询尾部风压时，车头通信模块首先与车司机
17、查询尾部风压时，车头通信模块首先与车尾通信模块建立电路连接，然后向车尾的模块尾通信模块建立电路连接，然后向车尾的模块发送查询数据包，在收到该数据包后，车尾模发送查询数据包，在收到该数据包后，车尾模块检测风压并封装在数据包中发给车头装置。块检测风压并封装在数据包中发给车头装置。同时，若风压超过告警界限，车尾模块也将首同时，若风压超过告警界限，车尾模块也将首先与车头模块建立数据链路，然后向车头显示先与车头模块建立数据链路，然后向车头显示器发送数据包以报告险情。器发送数据包以报告险情。机车电台机车电台列尾电台列尾电台SGSN5.2.5 调车机车信号和监控信息系调车机车信号和监控信息系 统传输统传输
18、调车机车信号和监控信息传送系统主要功能调车机车信号和监控信息传送系统主要功能是提供调车机车信号和监控信息传输通道，实是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。多能够存储进入和退出调车模式的有关信息。多台调机同时作业时，地面设备使用连选功能，台调机同时作业时，地面设备使用连选功能，与每台车载设备分别建立电路连接。与每台车载设备分别建立电路连接。GSM-R 网 络 地 面 设 备 GSM-R 机车 综 合 通信 设 备 1 车 载 设备 1 RS422 GSM-R 机车 综 合 通信
19、 设 备 2 车 载 设备 2 RS422 Um Um 5.2.6 机车同步控制传输机车同步控制传输 铁路运输对于需要采用多机车牵引模式，机铁路运输对于需要采用多机车牵引模式，机车间的同步操作格外重要，如各机车的同时启动、车间的同步操作格外重要，如各机车的同时启动、加速、减速、制动等。如果牵引机车操作不同步，加速、减速、制动等。如果牵引机车操作不同步，就会造成车箱间的挤压或者拉钩现象，影响运输就会造成车箱间的挤压或者拉钩现象，影响运输安全，降低运输效率。为了保证操作的可靠性，安全，降低运输效率。为了保证操作的可靠性，可以利用可以利用GSM-R网络提供可靠的数据传输通道，网络提供可靠的数据传输通
20、道，采用无线通信的方式来实现机车间的同步操控。采用无线通信的方式来实现机车间的同步操控。OCUOCUOCUMSCANOCU主控机车主控机车从控机车从控机车1从控机车从控机车2从控机车从控机车35.2.7 CTCS 3级级/CTCS 4级级 CTCS 3级系统是一个基于轨道电路和无线级系统是一个基于轨道电路和无线通信系统（通信系统（GSM-R）的列车运行控制系统。在）的列车运行控制系统。在CTCS 3级系统中，车载设备应与地面设备配合级系统中，车载设备应与地面设备配合工作，列车按固定闭塞方式运行，由无线闭塞中工作，列车按固定闭塞方式运行，由无线闭塞中心（心（RBC）控制，利用无线通信系统（）控制
21、，利用无线通信系统（GSM-R）在车地之间双向传输信息，车载设备配备无线通在车地之间双向传输信息，车载设备配备无线通信模块，应答器作为定标设备。机车信号为主体信模块，应答器作为定标设备。机车信号为主体信号，可以取消地面信号，另外，利用轨道电路信号，可以取消地面信号，另外，利用轨道电路或计轴设备进行轨道占用及列车完整性检查，但或计轴设备进行轨道占用及列车完整性检查，但它们不属于它们不属于CTCS 3级的设备。级的设备。5.2.7 CTCS 3级级/CTCS 4级级 CTCS 4级是一个完全基于无线通信级是一个完全基于无线通信（GSM-R）的列车运行控制系统。该系统具有）的列车运行控制系统。该系统
22、具有移动自动闭塞的特征。区间占用靠移动自动闭塞的特征。区间占用靠GPS和和GSM-R实时数据传输解决（站内仍需轨道电路）。列实时数据传输解决（站内仍需轨道电路）。列车完整性检查、定位校核分别靠车载设备和点式车完整性检查、定位校核分别靠车载设备和点式设备实现，使得室外设备减少到最低程度。设备实现，使得室外设备减少到最低程度。5.2.8 区间移动公区间移动公(工工)务通信务通信 在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁在区间作业的水电、工务、信号、通信、供电、桥梁守护等部门内部的通信，均可以使用守护等部门内部的通信，均可以使用GSM-R作业手持台，作业手持台，作业人员在需要时可与车站值班员、
23、各部门调度员或自动作业人员在需要时可与车站值班员、各部门调度员或自动电话用户联系。主要功能如下：电话用户联系。主要功能如下：l能够呼叫当前车站的车站值班员和助理值班员；能够呼叫当前车站的车站值班员和助理值班员；l紧急情况下，能够呼叫当前调度员；紧急情况下，能够呼叫当前调度员；l能够在预定义的范围内发起组呼和广播呼叫；能够在预定义的范围内发起组呼和广播呼叫；l能够发起铁路紧急呼叫和公众紧急呼叫；能够发起铁路紧急呼叫和公众紧急呼叫；l能够接收来自其他授权用户的呼叫；能够接收来自其他授权用户的呼叫；l能够接收语音组呼和广播呼叫。能够接收语音组呼和广播呼叫。5.2.9 应急指挥通信话音和数据业务应急指
24、挥通信话音和数据业务 应急通信系统是当发生自然灾害或突发事应急通信系统是当发生自然灾害或突发事件等影响铁路运输的紧急情况时，为确保实时件等影响铁路运输的紧急情况时，为确保实时救援指挥通信需要，在突发事件现场与救援中救援指挥通信需要，在突发事件现场与救援中心之间，以及现场内部建立的语音、图像、数心之间，以及现场内部建立的语音、图像、数据通信系统，它是铁路战备通信系统的重要组据通信系统，它是铁路战备通信系统的重要组成部分。成部分。5.2.10 旅客列车移动信息服务通道旅客列车移动信息服务通道 旅客列车移动信息服务可包括移动售票和旅客列车移动信息服务可包括移动售票和旅客列车移动互联网等服务。旅客列车
25、移动互联网等服务。可靠车地数据传可靠车地数据传输系统（基于输系统（基于GSM-R电路交换）的出现，使电路交换）的出现，使在列车上完成的移动售票成为可能。在列车上在列车上完成的移动售票成为可能。在列车上乘客可以通过售票终端完成客票查询、订票、乘客可以通过售票终端完成客票查询、订票、购票或者补票业务，在通过车地数传系统将客购票或者补票业务，在通过车地数传系统将客票信息实时传送到地面上的票务中心，以及时票信息实时传送到地面上的票务中心，以及时更新客票信息。列车旅客信息服务系统是为列更新客票信息。列车旅客信息服务系统是为列车上具有一定接入条件（如笔记本电脑、车上具有一定接入条件（如笔记本电脑、PDA、手机等）的旅客提供互联网的业务。手机等）的旅客提供互联网的业务。
