铁路5G公专网融合应用移动智能终端管控方案研究

随着铁路5G-R新一代移动通信系统的建设和基于运营商5G公网的创新应用,铁路移动智能终端管控变得尤为重要。从公网、专网不同场景研究铁路5G公专网融合应用移动智能终端管控总体方案,提出基于两级部署架构的管理平台构建方案及终端软件方案,并通过IMSI方式实现公网、专网模式选择。该研究方案可实现对公网、专网场景下的铁路移动智能终端管控,保障终端和应用的安全、可管、可控。     

5G承载铁路业务需求分析及方案研究

目前,我国铁路移动通信专用网络（GSM-R）承载能力达到饱和,铁路各专业开始探索应用运营商公共通信网络推进铁路通信技术发展。我国铁路行业制定了以5G技术作为铁路下一代移动通信专用网络的发展路线,并提出统筹利用5G公网提升铁路智能化能力。基于5G技术特点,对铁路典型业务进行分析,提出铁路业务在移动通信网络中的分类承载方案,以及基于5G-R的铁路业务分级承载方案;最后,提出加快5G-R技术装备发展、采用多种移动通信网络承载铁路业务等建议,为铁路通信的相关研究提供参考。     

基于5G-R的铁路物联网固定终端连接管理平台方案

5G-R系统是铁路下一代数字宽带移动通信系统,在民用5G系统的基础上针对中国铁路应用场景定制化开发。在高带宽、大连接、低时延的标准特性上,增加了集群通信、智能呼叫、位置管理等铁路特定功能。为适应智能铁路物联网需求发展,面向铁路沿线5G-R网络覆盖,针对铁路物联网数据回传与行车业务数据共网回传的需要,在5G-R体系中提出连接管理平台功能实体。连接管理平台用于管理铁路物联网中进行基础设备设施监测检测的地面固定终端,通过协调数据发送计划,平衡无线网络话务量,实现对无线资源的统一调度,在保障行车数据传送的基础上实现铁路基础设备设施监测检测系统数据有序回传。针对铁路基础设备设施监测检测系统固定终端的业务需求,对连接管理平台的系统架构、功能组成、运维管理提出细化方案。     

铁路CIR用GIS数据采集设备改进方案及应用

作为铁路通信业务的重要基础数据,铁路CIR用GIS数据目前面临采集设备性能老旧、功能单一、系统应用软件超期、采集精度低、采样间隔大、数据传输方式单一、安全措施不足、单模GPS定位等问题,因此需从软硬件两方面对采集设备进行改进。改进车载采集板卡硬件架构,实现高精度BDS/GPS双模定位,提高自动采集数据的精度及采集间隔,可支持数据加密及数据无线传输;软件方面支持高精度数据的存储及低精度数据的抽吸,预留5G-R模组;改进手持采集终端的软硬件,实现手动采集数据基于位置的实时校核,扩展数据类型,提高实用性和易用性。设备改进后,采集的GIS数据更精准、更丰富,提高了CIR业务运用效果,为智能铁路调度通信提供高精度GIS数据支撑。     

货检移动手持系统的设计与实现

根据铁路货检作业的实际需求,研发货检移动手持系统.系统的物理拓扑结构分为应用服务器、集中控制服务器、无线接入点和手持终端4部分,逻辑结构分为系统应用层、业务逻辑层和数据层3层.通过终端功能的开发、信息的集成和业务流程的优化,实现了数字、图片与语音的融合.货检移动手持系统具有对讲、拍照、定位和信息反馈等功能,从而实现了货检作业的移动办公.货检移动手持系统在兰州局的实际应用表明,采用该系统,实现了货检作业的全程控制和闭环管理,提高了货检作业的质量和效率.     

铁路5G专网MIMO技术研究

随着铁路信息技术的发展,车地间的通信业务需求不断扩展。新业务的涌现对铁路车地无线通信提出了更高要求。在5G-R专网建设中,通过引入多输入多输出（MIMO）技术可以有效提升5G-R专网性能,更好满足铁路智能化发展要求。结合铁路关键场景特点,以及5G无线通信中的MIMO关键技术,研究分析适合于铁路不同场景的MIMO技术集合,为5G-R专网未来部署与应用提供可行建议。     

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。     

基于运统1电子化传递系统的列车运行追踪与安全预警系统研究

确保运输安全、提高运输效率是铁路行车指挥的终极目标,实时掌握运行中列车的高精度位置对于保证行车安全十分重要.基于中国国家铁路集团有限公司正在实施的运统1电子化传递项目,提出利用该项目为机车乘务员配备的手持终端,采用卫星定位、移动物联网及数据融合技术,研究实时的全国铁路列车追踪与安全预警系统,可为调度员提供全国铁路路网图...     

基于5G-R的智能调度通信业务服务质量保障研究

首先提出了基于5G-R的智能调度通信系统架构,分析各组成单元的主要功能;其次研究了5G-R QoS保障原理,分析QoS流的映射规则、QoS参数,并在此基础上,根据语音、视频、数据等业务对网络的不同需求,提出铁路调度通信业务的QoS特性;最后,以语音个呼为例,对调度通信业务QoS保障进行了研究,包括QoS流建立流程及业务数据保障机制,可在网络资源紧张的情况下,保障数据传输速率,实现业务稳定运行。     

公网5G小站对铁路5G-R车载终端的电磁干扰研究

为了评估公网5G上高铁的小站系统对铁路5G-R车载终端的电磁干扰风险，研究了动车组内5G小基站和5G网关的射频指标，以及铁路5G-R车载终端的抗干扰电平要求。对公网5G小站系统与5G-R车载终端间的杂散干扰和阻塞干扰进行了理论分析和实验室静态测试，得出了公网5G网关与铁路5G-R车载终端的车顶天线之间无电磁干扰风险的最小距离结论。测试结果表明，在满足适当部署间距的前提下，公网5G小站系统对铁路5G-R车载终端无电磁干扰风险。     

市域铁路多网融合解决方案

市域铁路各无线传输系统独立建设,分别运营维护,增加了前期建设投资和后期运维成本。通过分析市域铁路各业务承载需求,比选当前主流无线通信技术,提出基于TD-LTE技术的综合承载信号CBTC(基于通信的列车自动控制)系统、PIS(乘客信息系统)、无线语音调度系统、列车状态监测系统和AFC(自动售检票)系统手持终端在线传输等业务的多网融合解决方案,并介绍在工程实际中TD-LTE频率资源的选择和网络架构的搭建,为后续市域铁路车地无线通信系统的建设提供参考和借鉴。     

铁路移动终端安全管控方案探讨

移动终端在铁路运输生产的广泛应用提高了工作效率,但同时也不可避免地带来了新的网络安全风险。本文从铁路移动终端应用中所面临的主要安全风险出发,按照“一个中心、三重防护”的原则,基于可信技术来构建以“身份和数据”为中心的主动防御体系,从移动终端设备安全、应用安全、网络安全、数据安全等方面提出了管控方案;结合移动终端访问铁路业务的流程将网络划分为铁路内部网络区域、网络边界区域以及移动终端所处的外部网络区域3个不同区域,给出了移动终端安全管控方案的部署过程。     

5G-R系统核心网5GC组网技术和部署方案研究

5GC是5G-R系统核心网的重要网元,是实现5G-R系统承载无线调度通信、列车运行控制、行车指挥、运营维护信息传送等多种应用业务的关键。为了保证各种应用业务的实时性、可靠性、可用性和可维护性,基于国际3GPP规范,分析了5GC架构和网元功能;结合铁路业务需求、维护需求和应用场景,梳理归纳了5GC组网原则;研究各铁路局集团公司5GC规划部署方案,提出了5GC云平台架构和建设方式等建议;结合5GC网元功能和组网技术,提出了5GC各网络功能容灾备份组网方案建议,AMF/SMF/UPF等网络功能可采用负荷分担方式,其他网络功能宜采用主备工作方式。     

雷达通信一体化在智能铁路中的应用

阐述智能铁路的外延和内涵,立足于智能铁路在国内外的发展现状,重点分析雷达通信一体化技术与智能铁路融合发展的必要性与可行性。综合现有研究和相关文献,论述雷达通信一体化技术的概念及特点,分析并提出雷达通信一体化技术在智能铁路中的两方面应用:智能感知层安全保障应用和智能传输层雷达辅助通信应用。雷达通信一体化技术可为我国铁路不断提高服务质量、促进信息化智能建设提供技术支撑。     

车站手持移动到站补票系统技术方案研究

本文提出了基于铁路局级客票系统的车站手持移动补票系统的设计方案,针对有客票服务器和无客票服务器车站两种情况的系统总体结构、软件逻辑结构、数据处理流程,给出了系统的功能设计,为办理旅客到站补票业务提出了一个新的技术手段。     

首款国产铁路GSM-R手持终端通过铁道部技术审查

来自铁道部运输局的消息，我国首款国产化铁路GSM—R手持终端（作业手持台）通过铁道部技术审查，正式进入铁路市场使用。根据铁路发展规划，我国铁路确定了GSM—R专用数字移动通信技术体制，用于替代传统的模拟450M列车无线调度通信系统，同时要承载列车运行控制系统的数据通信，全面提升铁路移动通信的技术水平。     

5G-R和GSM-R网络列车调度通信业务平滑过渡方案研究

随着铁路新一代移动通信系统建设推进和GSM-R逐步退网,5G-R和GSM-R网络将存在较长的共存期,为保证铁路调度通信业务在两种不同制式网络之间平滑过渡,互联互通问题亟待解决。首先,对双网络共存场景及业务需求进行分析,基于此提出支持互联互通的铁路调度通信业务系统架构;其次,对不同网络用户之间开展语音个呼、语音组呼、功能寻址、基于位置寻址等调度通信业务互联互通流程进行分析研究,并提出实现方案,同时针对数据业务和视频业务互联互通的可能性进行分析;最后,总结提出5G-R和GSM-R网络调度通信平滑过渡建议。该方案在尽可能减少对既有GSM-R网络调整的基础上,分析实现跨网用户之间语音个呼、语音组呼、功能寻址和基于位置寻址等业务的可行性,为网络升级时调度通信业务平滑过渡提供技术支撑。     

铁路货车事故虚拟演练系统的设计与实现

为了提高铁路货运行业从业和参与人员的安全意识,降低铁路安全演练成本,设计实现一套多终端铁路货车事故虚拟演练系统。系统采用模块化设计,主要由3部分组成,包括知识学习模块、事故模拟模块和考试系统模块。系统采用多终端设计模式,提供虚拟现实(VR)端、桌面端、移动端和移动VR端供用户使用,各个终端在交互方式、学习便利性等方面可优势互补,为用户提供一套沉浸感强、高参与感和体验友好的演练系统。为了增加培训人员的学习效率和使用意愿,提出了一种新的腿部绑定位置跟踪器实现演练人员在场景中自然行走和大范围移动的人机交互方案,该方法通过腿部绑定位置追踪器将人物在真实空间中的原地踏步运动转换为在虚拟空间中的位置移动。同时提出一种事件自动触发的智能弹窗设计,达到了演练人员在虚拟环境中更加智能地引导学习的效果。系统的实现将为铁路货车工作人员的培训提供一种全新的方式。     

铁路5G-R系统覆盖方案研究

基于5G技术的新一代铁路专用移动通信（5G-R）系统已成为铁路智能联接的首选。铁路专用移动通信系统需要解决高可靠性和高速移动性的问题，以及轨道交通枢纽群与场景独特性带来的挑战，因此5G-R系统覆盖方案需结合铁路自身特点开展设计。重点对5G-R系统链路预算、无线组网方案进行研究，探讨分析单BBU和双BBU星型组网、环型组网方案的优缺点及适用场景，并提出在5G-R系统建设初期，GSM-R与5G-R系统共存时的覆盖方案。     

铁路5G-R与GSM-R基础设施共用共存工程建设方案

铁路GSM-R系统将演进到5G-R系统,在5G-R系统正式投入使用前,仍需要新建GSM-R系统,未来5G-R系统与GSM-R系统将有一段时间同时运行。因此,从设备演进、业务实现及基础设施共用等方面进行深入探讨,提出铁路5G-R与GSM-R共用共存工程建设方案,确保顺利实现GSM-R向5G-R的过渡,保护铁路建设投资。