列车移动网络关键技术的研究

随着数据业务的飞速增长,在铁路等具有网络移动特征的环境中,考虑如何有效地采用基于下一代网络协议IPv6的移动网络(NEMO)技术已经成为一个具有挑战性又十分重要的课题。本文研究列车移动网络的使用,并考虑移动通信中关键的带宽资源管理问题,建立了列车移动网络系统运动模型,并提出根据不同无线环境采用自适应多家乡移动路由器带宽管理的方案。通过对自适应多家乡移动路由器带宽管理方案进行性能评价和分析,从而证明了方案的有效性。     

GSM-R与LTE-R网络对比

随着运输和养护技术的提高,窄带GSM-R网络已不能满足新业务的需求,宽带LTE-R系统成为下一代铁路无线通信系统的发展方向。本文对GSM-R和LTE-R的系统架构、接口及协议进行对比,并展望铁路无线移动通信技术的未来发展。     

基于铁路下一代移动通信系统的CTCS-3列控数据传输接口及协议研究

依托中国铁路总公司重大课题"铁路下一代移动通信关键技术研究—铁路下一代移动通信系统铁路专用业务关键技术研究",结合铁路移动通信系统发展现状、列控系统数据传输对移动通信系统的需求,研究提出基于铁路下一代移动通信系统的CTCS-3列控数据传输接口及协议方案,为铁路下一代移动通信及CTCS-3列控系统系统设计、设备研发等提供参考。     

铁路下一代移动通信系统业务需求分析

随着铁路信息技术的不断发展,铁路移动通信业务需求不断被拓展,现有的铁路窄带无线通信技术已不能满足未来铁路移动通信发展的需求,铁路下一代移动通信技术的研究被提上了日程。针对铁路下一代移动通信系统的应用业务进行调研、分析和预测,按应用进行分类,初步分析各种业务对于传输时延、传输质量和安全性等方面的需求,建立了铁路下一代移动通信业务需求模型,为我国铁路下一代移动通信系统性能指标体系以及关键技术的研究奠定了基础。     

5G-R无线通信系统承载重载铁路机车同步操控业务研究

基于对重载铁路机车同步操控业务的分析，首先提出5G-R承载机车同步操控业务的网络架构，以及核心网、无线接入网等冗余组网方式。其次从数据路由、会话和服务连续模式、IP地址分配等方面，研究机车同步操控业务在5G-R网络中的实现方式；其中数据路由可采用归属地路由方式，会话和服务连续模式建议采用SSC模式1，对于不同核心网架构给出3种IP地址分配实现方案。最后对既有重载铁路建设5G-R网络进行方案探讨，包括以大秦铁路为例，提出5G-R网络建设方案，以及机车同步操控系统地面设备和车载设备的改造方案；以朔黄线为例，提出与既有业务运用相适应的5G-R网络双网冗余组网且业务负荷分担方案。通过对5G-R系统承载重载铁路机车同步操控业务的网络架构、工程应用等研究和分析，为未来5G-R系统应用于重载铁路提供一些参考。     

LTE-R系统架构研究

简要介绍国内外铁路下一代移动通信系统的研究现状,提出我国的LTE-R系统架构,主要包括EPC系统、无线接入网和用户设备。为实现语音业务,重点分析EPC的构成,引入IMS系统。对无线接入网的组成进行描述,并提出用户设备的分类和功能需求。对LTE-R系统架构研究具有参考意义。     

日本研究铁路光通信系统

近几年来,移动网络迅速普及,为手机提供了各种服务,铁路移动通信服务开始于2006年的快车无线LAN服务,以及数字化漏泄同轴电缆技术。2009东海铁路公司开展无线LAN网络通信服务,车内连接网络可以接收电子邮件,推动了铁路移动通信环境的发展,但尚需提高速度、增大容量和提供多样化服务。     

铁路站场无线Wi-Fi安全接入方案研究

针对目前铁路站场各类应用所使用的无线Wi-Fi网络接入存在的问题和风险，提出一种安全接入方案。依据等级保护相关技术要求和标准，从终端接入认证、用户身份认证、终端安全监测等方面对铁路站场移动终端安全接入方案进行构思，设计了铁路站场无线Wi-Fi安全接入框架及移动终端安全接入流程，明确了无线接入点、无线网络控制器、Wi-Fi安全接入网关、移动终端安全管理平台的功能定位。通过安全性分析，验证了该方案可实现铁路站场接入终端安全可控、接入用户安全可信、终端安全状态持续检测和异常终端拒绝接入等功能，支持铁路各站场Wi-Fi的统一管理和运维，降低了铁路站场网络安全防护的建设成本和运维成本，适用于各铁路局站场无线Wi-Fi环境。     

铁路下一代移动通信系统制式研究

在调研铁路下一代移动通信系统业务需求,分析铁路安全保障业务、铁路运输管理业务和乘客信息服务等三类业务的基础上,提出了铁路下一代移动通信业务发展规划;对比讨论了铁路下一代移动通信系统的5种备选技术,提出铁路下一代移动通信接入网应采用LTE技术;探讨了铁路下一代移动通信系统的发展思路,并给出了LTE-R的发展规划建议.     

集团型铁路企业移动智能融合平台及其应用

针对集团型铁路企业移动化、智能化、服务化管理需求,研究并设计集团型铁路企业移动智能融合平台,提出包括总体架构、网络架构和安全策略的平台总体设计方案,详细阐述平台的服务端和移动端功能,给出平台在铁路人力资源领域的应用场景与实现,包括移动事务协同、移动投票、移动职工健康档案、移动继续教育培训等。目前,该平台已经得到应用,其中的关键技术得到了验证。     

基于软件无线电铁路安全信息无线移动接入系统的研究

在分析国内外铁路移动接入技术基础上,充分利用中国铁路现有无线列调系统所占用的450MHz频率资源,提出采用软件无线电技术,研究开发低成本多通道铁路安全信息无线移动接入系统,给出系统的基本原理、总体框架、体系结构,以及编码 解码、调制 解调、交织 反交织、通讯协议、过网和网络管理等实现算法。开发出一套原型系统,并在环形试验道进行了试验,试验结果表明,该系统传输速率高、误码率低,可以较好实现数据、话音和图像等信息的移动接入。该系统无需新的频率资源,具有很强的通用性,只需更换射频模块和相关软件,即可支持其它频段下的应用。     

基于匿名代理签名的LTE-R车-地无线通信安全认证方案

针对铁路下一代移动通信系统LTE-R的车地无线通信实体认证安全漏洞及认证效率问题,提出了基于匿名代理签名的车-地无线通信安全认证方案。该方案针对3种认证场景分别设计了注册认证协议、初始认证协议和重认证协议,通过引入匿名代理签名机制,实现了IMSI的机密性保护和MME的预认证功能,可抵抗中间人攻击、重放攻击和拒绝服务攻击。此外,本方案实现了认证信息的本地生成,有效提高了高速移动环境下频繁重认证的计算和通信效率,避免了认证向量耗尽而重启初始认证协议的问题。性能分析表明,本方案能够满足LTE-R系统车地认证对安全性和实时性的实际需求。     

基于下一代网络的铁路VoIP通信关键技术研究

研究了移动IPv6工作原理和基于下一代网络的VoIP通信技术要求,分析了铁路运输系统移动无线网络接入技术特点,为高速列车以移动无线方式接入IPv6网络、实现VoIP通信提供了IP层解决方案.     

下一代铁路传输技术MS-OTN的应用与研究

传输技术对于提升路局全网资源综合利用水平和应用系统建设信息化起着至关重要的作用。在分析现有铁路传输网络方案基础上,结合技术应用现状及发展趋势,重点探讨MS-OTN技术在智能铁路时代下的业务承载方案可行性。通过分析表明,MS-OTN作为下一代铁路传输技术,在当前可以为各业务提供稳定、可靠、易维护的承载环境,完全满足未来铁路业务发展的需求。     

基于5G技术的铁路基础设施动态检测数据实时汇聚方案研究

针对铁路基础设施动态检测数据人工汇聚时效性差、准确性低等问题,设计了基于5G移动通信(简称:5G)技术的铁路基础设施动态检测数据实时汇聚方案总体架构,阐述了方案的关键技术,并介绍了5G技术在铁路基础设施检测业务中的应用效果,为解决检测数据汇聚过程中的时效性、规范性、安全性等相关问题提供了思路.     

基于无线Mesh网络技术的列车宽带接入原型系统设计

随着高速铁路、公路交通的发展,信息网络的移动接入技术需要得到相应的改善和提高。根据公共移动通信网和铁路专用移动通信网的发展现状,目前有多种列车移动接入技术。通过方案比较,本文原型系统采用了基于无线Mesh网络技术的无线宽带接入技术。当前,无线Mesh网络可遵循的标准有IEEE802.11s草案,该草案对无线Mesh网络的功能、接口及网络协议栈进行了全面的定义。本文根据IEEE802.11s草案,在Linux操作系统下定义了Mesh协议栈框架,并在此基础上设计实现了针对列车的车地宽带接入带状应用场景的无线Mesh网络原型系统,并就搭建的实际网络场景进行了性能测试。实验结果表明,所设计的原型系统基本达到了列车车地宽带接入应用的要求。     

铁路通信网向下一代发展的思考

目前铁路通信网为铁路运输生产和经营管理提供基本的语音、数据、图像通信.随着新技术发展,网络全IP、有线无线融合的趋势,IT和CT业务的融合等都在有力推动着网络向下一代网络转型.根据铁路通信现状,通过分析NGN关键技术在铁路应用的可行性,找到下一代铁路通信发展的思路.     

成渝中线高速铁路智能化方案研究

为推动成渝双城经济圈高质量发展，进一步深化智能高速铁路的创新应用，基于中国智能高速铁路战略发展规划和当前时期的体系架构，结合成渝中线（重庆—成都）高速铁路主要特点和全生命周期应用需求，提出了以智能铁路人工智能（AI,Artificial Intelligence）平台为核心，包含智能建造、智能装备、智能运营3大板块智能应用的成渝中线高速铁路智能化方案，阐述了智能高速铁路AI平台主要功能、智能应用主要工程内容和通信网络构成。     

基于GSM—R的编组站调车无线通信系统

采用GSM-R数字无线通信技术,满足我国铁路编组站的各种业务需求,是对铁路运输提高效率、保障安全具有重要意义的技术创新与开发任务。从论述我国铁路编组站各种业务功能需求出发,结合GSM-R系统的功能特点,提出我国铁路CSM－R编组站综合无线通信系统方案,并分析系统和主要研究重点。     

基于无证书公钥密码的铁路通信网访问控制方案研究

基于无证书公钥密码技术的铁路通信网访问控制，能够在显著降低系统开销、快速响应网络访问控制的同时，解决加密访问控制信息的公钥的真实性无法保证的问题。研究过程中使用了无证书公钥密码（CL-PKC，Certificateless Public Key Cryptography）技术和基于角色访问控制（RBAC，Role-Based Access Control），保证系统不被非法操作，相较于使用证书的密码技术，减少系统确认信息真实性的时间。此研究使得铁路通信网的访问控制实现了信息真实性和效率的充分兼顾，能够简单、高效地实现对铁路通信网内信息的保护，满足应用要求。