太原核心节点互联互通技术及实施方案

随着我国铁路建设的快速发展,GSM-R网络在铁路运输生产指挥、运输管理通信、列车控制安全信息传输和通用数据传输等领域得以广泛应用.基于GSM-R网络各核心节点间互联互通的迫切需要,铁道部对全路GSM-R移动交换网网络结构进行了统一规划,结构示意图见图1.     

GSM-R技术在铁路中的运用和发展

1 我国GSM-R系统现状近年来,GSM-R系统在铁路系统中发展迅速,在列车控制、高原铁路、货运重载成套技术的形成和发展中发挥了重要作用,特别是在高速铁路建设和运营中,GSM-R系统促进了高速移动通信技术进步和GSM-R产业的稳定发展.随着青藏铁路、大秦铁路和胶济线的开通运营和客运专线建设,加强无线网络优化、搞好运营维护是提高GSM-R网络质量的关键.2005年5月,青藏铁路西藏境内GSM-R铁路移动通信工程正式开T.GSM-R铁路移动通信工程由干线通信系统、区段通信系统和无线通信系统组成,需要修建100多座无线基站.青藏铁路是亚洲第一条完全基于GSM-R通信系统的线路,是亚洲第一条采用GSM-R系统传输列车控制安全数据的试验铁路,并采用双重覆盖方案增强系统的可靠性.     

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。     

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。     

基于移动中继增强机制的多机车同步操控无线通信策略

国内万吨以上重载列车需采用多机车牵引同步操控(LOCOTROL)系统,GSM-R网络作为其通信平台能够在一般情况下满足该系统对通信服务质量的要求,然而,现有GSM-R网络存在铁路沿线弱场覆盖情况,且其通信链路环节过多导致丢包率和传输时延显著增长,因此需进一步提高同步操控系统的通信可靠性。针对此问题,本文在现有通信机制基础上提出了移动中继增强机制的多机车同步操控无线通信策略(简称移动中继增强机制),并通过Matlab仿真分析其通信可靠性,然后对移动中继增强机制基于有色Petri网建模,并对该机制下不同传输模式的可靠性进行了仿真。结果表明,移动中继增强机制不仅可以基本满足同步操控系统对通信可靠性的要求,且相比GSM-R机制,可以明显提高同步操控系统的通信可靠性。     

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。     

基于SPN的CTCS无线通信形式化建模与分析

CTCS-4列车运行控制系统是基于无线通信传输信息的系统,其无线通信系统是一个动态、复杂的分布式系统,正确的形式化验证对于其性质和最终实现具有重要意义。本文主要考虑高速列车在移动闭塞区间条件下CTCS无线通信的形式化建模和可靠性分析,建立随机Petri网(SPN)表示的CTCS无线通信机制模型和列车与无线闭塞中心通信的GSM-R故障恢复模型,给出对通信故障定位的表示方法,并采用TimeNET仿真工具对GSM-R通信系统的可靠性进行分析得出相应结论。分析结果表明,列车在500 km/h的速度下,越区切换成功概率为99.45%,连接丢失概率为10-2/h。最后,本文将分析结果与GSM-R的技术标准进行比较,说明其可靠性满足规范要求。     

基于GSM-R的列控通信系统安全防控

为适应我国高速铁路列车通信的要求,我国采用全球领先的GSM-R通信系统作为高速铁路列车的移动通信系统。但由于网络结构和自身开发平台等的一些制约,GSM-R本身存在一定的安全风险。经过简单分析GSM-R通信系统的网络构成和工作原理,并针对GSM-R系统可能存在的安全风险从人为因素、设备因素、环境因素和管理因素4个方面应用事故树分析的方法得出安全风险的重要度并对每个重要度从高到低进行排序,最后对相应的危险因素提出风险控制措施。     

基于高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析

高速铁路的GSM-R通信无线覆盖的可靠性分析是保证列车安全、高效运行的技术手段之一。抽象出胶济线GSM-R网络结构,利用故障树分析法,根据各个网络节点的可靠度,计算出整个系统的可靠度。胶济线GSM-R网络覆盖采用单网交织冗余覆盖方案,铁路沿线基站设置的比较密集,根据故障树定量分析法,求出顶事件发生概率的近似值,根据某厂家提供的相关产品参数,得到GSM-R网络主要单元节点的可靠度预测值。     

适合我国铁路移动通信的GSM－R系统

1概述 GSM-R系统是一种用于列车控制员与列车司机通信的通用列车无线通信系统.所有其它独立和并行的无线通信系统,如平面调车通信、隧道无线通信系统以及供维修使用的无线通信系统都可集成到GSM-R之中,从而形成一个功能完备的独立系统.未来还将通过GSM-R系统,实现自动列车控制管理(ATC).无线通信接口设计速度达500km/h,GSM-R网络结构如图1所示.     

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.     

高速铁路GSM-R网络可用度分析

GSM-R作为专门为铁路设计的数字移动通信系统,既传输铁路话音和数据业务,又作为CTCS-3级列控系统的传输平台,因此要求其必须具有很高的可用度。为此,分析高速铁路GSM-R网络可用度,并运用模型分析京石武客运专线GSM-R系统的可用度。     

一种新型的GSM-R无线信道仿真机制

在CTCS-3级列控系统中,GSM-R无线通信系统负责承载车地间传输的关键列控数据,其传输能力与CTCS-3列控系统性能紧密相关。借助无线信道仿真机制模拟现场信道特性,分析无线传输性能,是研究GSM-R系统性能的重要手段。然而,在列车行驶过程中,终端移动速度、传播环境都会发生快速变化,无法使用传统电信领域的基于固定速度与场景的信道仿真机制。提出一种新型的GSM-R无线信道仿真机制,通过建立与铁路线路匹配的无线信道模型,并根据列车移动速度信息动态配置仿真输出特性,模拟车载电台在变化场景与运行速度下的传输性能,实现在CTCS-3级列控仿真系统中实时仿真GSM-R信道性能的目的。     

影响铁路GSM-R系统的干扰分析

在铁路专用无线通信网络GSM-R的建设过程中,干扰现象比较棘手。干扰是影响无线网络质量和传输可靠性的重要因素之一。在GSM-R系统中,干扰将引起误码增加、话音质量下降、数据传输差错率上升,干扰严重时会发生掉话、数据传输中断等现象,严重威胁列车的行车安全。介绍GSM-R干扰的分类、干扰产生的原因,并提出在铁路GSM-R网络建设的不同阶段,其干扰查找、定位及处理方法。     

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。     

郑西客运专线GSM-R系统方案与主要接口

GSM-R系统可为350km／h的高速客运专线提供无线调度通信、区间维护作业移动通信业务,可为信号CTCS-3级列控系统提供传输通道。讨论郑西客运专线GSM-R系统和主要接口技术方案,重点讨论了与北京、武汉核心网、RBC、FAS和TDCS／CTC等系统互联接口和通道需求,为其他类似工程项目的实施提供参考。     

基于业务的SNCP在寿平铁路的应用

通信系统的建设遵循技术成熟、经济适用、同时满足发展需要的原则,网络结构满足运营维护管理体制的要求,传输系统必须具备较高的网络保护和恢复能力。基于寿平铁路通信传输系统组网及益羊线既有运营维护管理体制,本次工程通信传输系统组网旨在保证业务的高度可靠。通过参照子网连接保护(SNCP)已广泛用于传输系统的组网案例,其适用于各种网络拓扑结构,倒换速度快,可实时切换工作通道和保护通道。为此,选用基于业务的SNCP作为本线传输系统的网络保护方式,以双发选收的原则保证通信传输业务的高度可靠,并在优化网络结构的同时,一定程度上提高益羊线传输系统的通道利用率。     

基于GSM-R的通信模组管理平台的设计与研究

GSM-R通信模组是铁路物联网的重要信息传输工具,通信模组能够使得布设在铁路沿线的传感器具备网络接入能力,同时能够保证通信过程的安全可靠,进而保障高速铁路运行的安全稳定和高效运转.设计一种基于GSM-R的通信模组管理平台,用于实现对GSM-R通信模组的安全接入、行为管控、业务分析以及服务分析,辅助铁路上传感器间信息的安...