客运专线通信系统可靠性测试探讨

概述客运专线联调联试的通信系统可靠性测试,介绍传输系统、GSM-R系统、调度系统、数据网、综合视频监控系统的传输网络结构。通过功能测试,给出传输系统保护倒换过程对调度系统、GSM-R系统、数据网、视频监控系统业务的影响,以及调度系统、GSM-R系统的2Mb/s通道保护倒换对业务的影响,验证客运专线通信系统的可靠性。     

GSM-R系统功能验证

正随着高速铁路的发展,GSM-R数字移动通信系统(简称GSM-R系统)在铁路运输组织中的地位逐步提高。GSM-R系统的功能验证对保证铁路运输安全有重要意义,因此要了解GSM-R系统网络的构成与各网络设备所具有的功能,要熟悉铁路业务应用时GSM-R系统内部     

GSM-R网络质量指标及其仿真测试

欧洲铁路无线通讯增强集成网(EIRENE)是国际铁路联盟(UIC)制定GSM-R通信标准的标准化组织.在GSM-R网络应用前期,需要测试其网络质量的各项指标是否符合EIRENE的功能要求规范和系统要求规范.讨论EIRENE规范对GSM-R系统网络质量提出的新的指标,提出测试这些指标的参数和方法.最后给出一个仿真测试系统,可以在现场应用中评估GSM-R网络的无线网络质量.     

GSM-R网络运用质量体系与统计数据分析

正1GSM-R网络运用质量统计体系GSM-R网络运用质量统计体系以《铁路GSM-R数字移动通信维护暂行规则》(铁运[2011]121号)中GSM-R系统运用质量标准的相关规定为依据,由GSM-R网络性能质量标准、应用业务质量标准、GSM-R无线场强覆盖标准、GSM-R网络服务质量标准(QoS)4部分组成(见图1),对各项标准所定义指标进行数据采集,通过综合分析得到GSM-R质量运行情况。     

GSM-R网络SIM卡远程管理技术方案研究

随着信息化、大数据等技术在铁路的运用,对通信系统也提出了更多的业务需求。作为铁路数字移动通信系统实现业务的重要组成部分,SIM卡数据的管理问题凸显。本文结合铁路现网的实际应用情况,分析了铁路GSM-R SIM卡远程管理的需求,并从GSM-R网络、SIM卡、终端方面对如何通过OTA技术实现GSM-R SIM卡的远程管理功能展开研究,形成了铁路GSM-R SIM卡远程管理(OTA)功能方案。     

浅谈GSM-R技术在中国铁路通信系统中的应用

GSM-R(GSM for Railway)系统是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统。GSM-R能满足列车运行速度为0-500km/小时的无线通信要求,安全性好。本文主要对GSM-R系统进行了简要的介绍,并简单阐述了该系统近几年来在我国铁路系统中的应用情况。     

京津城际铁路调度命令信息一次传送成功率低的原因分析

调度命令信息无线传送系统是铁路数字移动通信系统( GSM-R)的重要业务,是保障铁路行车安全的重要组成部分.列车调度员通过GSM-R网络向司机下达调度命令的传送路径为:调度台→CTC→通信服务器→GR IS→GSM-R( GPRS)网络→CIR.《GSM-R数字移动通信应用技术条件第三分册:调度命令信息无线传送系统(V1.0)》6.2章"系统服务质量"条款规定调度命令接收的指标,具体内容为:"GSM-R模式下,当无线传输通道满足《GSM-R数字移动通信网技术体制(暂行)》中的有关规定时,调度命令信息一次传送成功率应不低于95％".     

铁路未来移动通信发展方向

1992年,国际铁路联盟(UIC)第一次讨论采用GSM-R系统承载列车无线通信和列车自动运行控制的构想.1999年,大部分欧洲铁路组织都接受了GSM-R,将GSM-R作为一项新技术引进整个欧洲.到2007年,全球有十几条铁路部署了GSM-R系统,包括中国、法国、德国、西班牙等国在内的亚洲和欧洲国家都已考虑将GSM-R作为铁路移动通信系统,并得以快速部署和扩展.然而,随着3GPP版本的不断升级,以及各大设备供应商产品的更新换代,GSM-R系统设备未来将可能面临停止支持的难题.同时,随着宽带移动通信需求的不断扩展,GSM-R系统将难以作为统一的平台承载宽带业务.因此,UIC已着手开展未来宽带移动通信系统在铁路应用的研究工作.     

无线调车机车信号和监控系统应用GSM-R技术的探讨

无线通信信道是无线调车机车信号和监控系统(STP)的必需环节,直接关系到STP系统运行的稳定性和可靠性。虽然无线数传电台的通信方式广泛采用,但受到频率资源、频点干扰、日常维护等因素制约。随着GSM-R通信网络的逐步建设,STP应用GSM-R技术将成为必然趋势。阐述STP应用无线通信技术现状,探讨STP应用GSM-R技术方案、系统结构原理、应用方法等。     

GSM-R网络分组域仿真系统关键技术研究

在铁路数字移动通信系统(GSM-R)中,分组域通用分组无线业务(GeneralPacket Radio Service,GPRS)系统主要承载调度、状态监测等非实时性业务,为提高研发效率,需要设计一种符合GSM-R要求的GPRS仿真系统。介绍GSM-R分组域仿真系统的系统架构,分析仿真系统的技术难点,阐述仿真系统在信令流程上与现网的区别,给出仿真通信系统无线与IP侧全协议栈的实现方法,构建出满足研发测试要求的GSM-R分组域仿真系统,同时对传输速率、网络时延等多项性能指标进行测试,表明所设计GSM-R分组域仿真系统能支持真实铁路应用产品在仿真环境中的无差异通信。     

GSM-R现网组网方案与建设对比研究

作为承载列控安全信息的通道,GSM-R网络需具备极高的可靠性和安全性,其无线系统组网方案是GSM-R系统规划的重中之重。通过对GSM-R目前常见的两种同址双站和单网交织组网进行对比,从组网复杂度、可靠性、频率规划及网优、网络建设成本等几个方面对GSM-R无线组网进行分析和比较,采用可靠性数学建模方法对两种方案进行数学分析。可靠性对比结果表明系统冗余越多,可靠性越高,但是在实际工程实施时要从多方面综合考虑,并对未来大规模GSM-R改造项目的建设提出相关建议。     

一种适用于GSM-R应急网络的分簇算法

GSM-R作为铁路通信调度数据的承载网络,其网络的稳定和畅通对于保证铁路运输安全、高效运行至关重要。由于铁路沿线的桥梁、隧道、边坡、路堑等各种复杂传输环境,使得GSM-R网络中的基站等网元易遭受自然灾害的影响。针对GSM-R基站设施毁坏或终端处于信号覆盖盲区的情形,在GSM-R系统中引入多跳组网方式,并提出一种适用于GSM-R应急多跳网络的分簇算法。性能分析和仿真结果表明:在终端数目较多以及终端移动性较高的情形下,文中的分簇算法具有优良的簇维护开销和网络稳定度性能,适用于铁路应急通信需求。     

GSM-R网络中基于位置和中继功率控制的切换优化方案

GSM-R(GSM for Railway)的可靠性和高效性引起人们的关注。列车速度的提升导致多普勒效应更严重、切换触发位置更靠后、越区切换更频繁。多普勒效应恶化接收信号质量使中断率增加;切换触发位置靠后变相缩小重叠区覆盖范围使越区切换失败率增加;频繁的越区切换进一步降低系统可靠性。因此列车速度的提升对GSM-R网络的安全性和可靠性产生重要影响。同时,我国铁路网络的不断扩展对GSM-R系统的容量提出更高的要求。本文首先对GSM-R网络传统切换策略进行建模和性能分析。随后,提出一种利用列车位置信息和中继功率控制技术的切换优化方案。在该方案中,列车到达切换位置前,利用中继站获得分集增益,提升信道容量和链路可靠性;处于切换位置时,通过中继的功率控制,保证本小区的信号满足最低通信要求,变相扩大重叠区覆盖范围的同时有利于触发切换提升切换成功率。仿真结果表明:本文提出的方案有效地提升切换成功概率和信道容量,明显改善了GSM-R系统的性能。     

铁路GSM-R干扰模型及快速干扰识别与判定方法

针对铁路GSM-R通信系统所需的高可靠性和高传输质量的特性,通过对GSM-R受干扰情况的建模与分析,归纳并得出了3种常见GSM-R干扰的干扰模型,并基于此提出了一种基于通信信号与底部噪声两个层次的快速干扰识别方法及对应的判定方法。相对以往的识别与判定流程,该方法具有较低的计算复杂度,使得快速地发现干扰、识别干扰更加容易实现,且更有益于进一步的定位干扰与消除干扰。     

CSD模式下无线列调信息传输方式的研究

介绍一种利用GSM—R系统电路交换数据模式来传输无线列车调度数据的方式，具有可靠性高、传输时延小和安全性好的优点。因此建立一个基于GSM—R网络CSD模式的列车调度信息传输系统，实现调度中心和列车之间传送无线列调数据信息．并就CSD模式的数据传输可靠性、安全性和实时性问题进行分析。     

基于随机Petri网的GSM-R双层网络建模与性能分析

利用随机Petri网,综合信道降质、链路中断、越区切换、灾害等因素,建立GSM-R的同站址网络与交织站址网络的故障模型,针对同站址与交织站址两种不同的网络结构,给出利用马尔可夫链求解可靠性与可用性的方法。通过马尔可夫链的有关概率分别计算:不同网络结构的可靠性;不同列车运行速度对应不同网络结构的可用性。分析计算结果表明:同站址网络的可靠性与可用性远高于交织站址网络,主要原因是同站址网络中一层基站业务中断时不会导致系统失效,交织站址网络中一层基站业务中断时,并联的另一层相邻两个基站均可以提供业务才不会导致系统失效。另外,同站址网络中越区切换速率较小,有效减小了列车越区切换对可靠性与可用性的影响。     

GSM-R系统传输性能对CTCS-3级列控系统安全性的影响

对高铁场景下影响GSM-R系统信息传输性能的因素进行仿真,结合通信系统不可靠触发列控系统故障处理的机制,对GSM-R系统承载列控信息传输性能进行分析,定量给出列车行驶到不同位置时列控系统故障发生的概率和严重性.     

海青线GSM-R复杂地段无线覆盖及频率规划分析

无线覆盖和频率规划情况直接关系到GSM-R系统能否实现预期功能以及系统能否稳定运行。新建海青线上跨胶济客专后接入胶济线,形成三角地带,对此特殊地段的无线覆盖和频率规划进行了研究分析,提出了切实可行的解决方案,保障新建及既有GSM-R系统的安全性和可靠性,为今后相似工程的设计提供参考。     

基于随机Petri网的GSM-R越区切换成功率分析

CTCS-3级列车运行控制系统利用GSM-R网络进行车地间连续、双向的安全信息传输。而GSM-R系统采用硬切换技术,切换时必然会产生短暂的通信中断,这就会影响列车控制类数据传输业务。为保证安全数据传输的可靠性,迫切要求更短的切换时间和更高的切换成功率。对此,建立GSM-R系统越区切换的随机Petri网模型,分析影响越区切换成功率的因素,并利用MATLAB仿真得到列车运行速度、越区切换中断时间以及列车追踪间隔与越区切换成功率的关系;最后说明列车在350 km/h和430 km/h速度下运行时,越区切换成功率是否满足CTCS-3级系统需求标准要求。     

CTCS-3系统中GSM-R网络结构的研究分析

针对当前CTCS-3系统中GSM-R网络采用的交织双网结构,提出了一个新的网络传输冗余结构。利用马尔可夫链,综合考虑了GSM-R网络通信过程中可能导致通信失败的一些因素:传输错误、传输干扰、连接的丢失、越区切换等,以及列车速度对系统可靠性与有效性的影响,提出2种网络结构的可靠性与有效性模型。通过对新网络结构的仿真分析,采用新网络结构使得系统在工作状态下的逗留时间有了很大的提高,可靠性和有效性均优于传统的网络结构,并且受到列车速度的影响也更小。