GSM-R无线网络冗余架构关键技术的研究

根据铁路移动通信设备维护规则要求及GSM-R网络所承载业务的重要性,现网对GSM-R系统冗余技术的需求越来越大。研究GSM-R系统无线网络的冗余组网方案,并结合工程实际应用,总结GSM-R无线网络多种冗余组网的关键技术。     

我国铁路GSM-R的发展研究

目前,世界上已有21个国家计划建设GSM-R铁路线,我国初步建设了代表高原、重载和繁忙干线的青藏、大秦和胶济线三条GSM-R铁路线。通过这三条试验线的建设,我国在GSM-R理论研究、应用技术和设备研发等方面积累了一定经验,形成了我国基于GSM-R的完整铁路应用体系。随着GSM-R的发展,我国将在互联互通、终端技术、无线网络测试、电磁环境监视、干扰协调以及构建虚拟专用网实现铁路增值业务等关键技术上开展深入研究。     

重载线路GSM-R同站址双基站网络的必要性测试分析

对我国现有重载铁路GSM-R网络同站址双基站结构的服务质量测试数据进行分析,认为现有B网的冗余作用不是很大,特别是在平坦地形环境下,由于设计或参数设置原因,B网呈现的冗余应用效率不高。建议可以根据重载铁路线的具体情况采用同站址双基站和交织冗余混合组网结构,既可满足网络安全冗余需要,也可减小网络建设投资和后期维护成本。     

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.     

GSM-R网络HLR设备备份方案

铁路综合数字移动通信系统(GSM-R)是我国铁路建设和发展的重要组成部分,承载铁路运输调度指挥话音通信业务及高速铁路列车运行控制等安全数据传输和非安全数据传输业务,其可靠性是保障铁路运输安全的重要因素.为保证GSM-R网络稳定、高效、安全地运行,网络组成中的每一部分要具备可靠的运行能力.归属位置寄存器(HLR)是GSM-R系统中的一个核心网元,保存着全网用户的用户信息、签约信息、位置信息等重要数据,需要在设计时考虑高可靠性要求,使其有能力对外提供稳定、连续的服务,以确保整个网络稳定、有效地运行.HLR的高可靠性能极大地保证整个GSM-R网络的正常运行,因此,对GSM-R系统中HLR设备的冗余备份机制研究十分必要.     

关于ASSET软件在GSM-R系统工程设计中应用的研究

规划软件在铁路GSM-R系统无线网络设计中已得到广泛的应用,熟练掌握规划软件的应用,对设计工作具有重要的指导意义,结合铁路GSM-R系统的特点,针对ASSET规划软件在铁路GSM-R系统工程设计的应用进行阐述。     

既有铁路无线通信系统改造组网方案新思路

随着既有铁路电气化改造,以及无线通信系统改造的大规模开展,GSM-R网络建设也进入大面积建设阶段。文章对既有铁路无线通信系统改造组网方案进行了研究和探讨,并通过对京原铁路电化改造工程GSM-R无线网络组网方案,以及浦梅铁路长大隧道弱场冗余覆盖组网方案的分析,提出了既有铁路无线通信系统改造组网方案新思路。     

铁路GPRS系统冗余备份的研究

介绍铁路GPRS系统的组成及其承载的业务,研究铁路GPRS系统的冗余现状,在此基础上提出新的冗余方案,通过深入分析,认为新的冗余方案可以更有效地提高铁路GPRS系统和GSM-R网络的安全性和可靠性。     

普速铁路GSM-R网络可靠性设计探讨

结合GSM-R网络设计,从传输系统、设备冗余、隧道覆盖冗余、分支线路覆盖、漏缆监测和天馈线系统等方面,探讨提高普速铁路GSM-R网络的整体可靠性。     

重载铁路LTE网络应急处置策略研究

重载铁路LTE网络主要承载重载列车机车同步操控(列控)、调度通信、调度命令等业务,对无线网络可靠性、时延性和稳定性等要求较高。若无线网络发生故障,将直接影响重载列车的行车安全,故障恢复时长亦影响重载铁路的运行效率。为及时处置网络故障,保障列车安全运行,重点对LTE网络应急处置策略进行研究。首先,依据重载铁路LTE网络线性组网应用模型,分析平原、山区等不同场景网络的覆盖特点。然后,对受LTE网络影响较大的无线侧所涉及的基站设备、天馈及漏缆等主要故障类型进行深入分析,通过研究不同故障类型对LTE网络承载能力、网络有效覆盖范围、网络信号质量等的影响,利用无线场强GIS仿真、覆盖范围冗余计算、软参特性分析等方法,在保证故障应急处置效率EoEH的前提下,针对性提出架设模块化基站、设置级联RRU、调整相邻基站天馈参数、调整相邻小区软参等应急处置策略。最后,给出应急处置效果评估方法。通过朔黄重载铁路实际应用,验证所提策略对网络故障快速恢复切实有效,并有助于提高LTE-R网络的可靠性和稳定性。     

一种基于车载双天线的GSM-R冗余网络无缝切换方案

随着铁路现代化的发展,列车运行速度逐渐增加,由此导致列车在穿越GSM-R网络小区的过程中需要频繁地执行越区切换操作。由于GSM-R网络先断后连的硬切换方式必然造成切换过程中存在通信中断等问题,对行车造成一定的安全隐患。传统的切换优化方法仅针对单层网络中移动台越区切换过程进行改进,忽视了GSM-R系统现有的冗余网络配置特点。本文提出一种将GSM-R双层冗余网络中的不同基站组成一个为列车服务的虚拟小区,并采用车载双天线与虚拟小区进行协作通信的方案,以充分利用冗余网络配置特点,从而实现列车穿越小区过程中完成无缝切换操作。仿真结果表明:所提出的方案使切换中断率明显降低,为列车的安全运行提供了可靠保证。     

我国重载货物列车缓冲器设计参数研究(待续)

介绍了影响缓冲器设计参数的因素,包括车辆结构及车辆强度、列车运行工况和编组调车工况等,确定了我国重载货物列车缓冲器设计参数的目标值,并阐述了新型重载货物列车缓冲器的方案设计.     

重载组合式列车卸车站平面布置方案研究

重载运输是现代货运发展的方向,卸车站作为重载铁路运输通道上的关键节点,对通道运输能力具有重要影响.从货物运输组织模式、站内主要技术作业内容和卸车站能力3个方面阐述重载组合式列车卸车站平面布置方案的影响因素,提出重载组合式列车车场布置形式,以及卸车站基本平面布置可以采用尽头式和环形式2种布置图型.结合实例,在调机、本务机...     

大秦线2万吨重载列车试验研究

为开行2万吨重载列车，2003年起铁道部研究引进采用电控空气制动技术（ECP技术）和机车无线同步操纵技术（Locotrol技术），经研究决定采纳GE公司Locotrol列车无线同步遥控操作技术开行2万吨重载列车，开展相关试验研究。机车改造和第一次列车运行试验于2004年10月-12月在大同和大秦线进行。然后在2005年-2006年初的一年多的时间里，又进行了6次相关试验研究，2006年3月大秦线正式开行2万吨重载列车。     

繁忙干线重载列车停靠站间距研究

对重我列车运行区段内旅客列车影响区和非影响区进行分析,计算旅客列车单发和连发的概率并结合既有繁忙干线重载运输实际,将区段内运行的列车分类,按运行列车组分别计算各种运行方案下旅客列车扣除系数,得出重载列车运行区段旅客列车扣除系数表达式.以扣除系数分析法为基础,提出了双线自动闭塞区段重载列车停靠站间距的分析计算方法,并针对兰新线兰武段(兰州西-武威南)重栽列车停靠站的站间距进行了研究,通过计算分析,得出兰新线重载列车停靠站间距应为30～50 km.     

初探大秦铁路GSM-R网络优化

介绍了实现大秦铁路重载业务的GSM-R机车同步操控和可控列尾系统原理,并对大秦铁路GSM-R网络的几种典型问题如何优化进行了探讨.     

重载列车途停原因分析及对策

对大秦线2009年7月以来发生的重载列车途停,从机车司机操纵、上坡前预想、机务设备原因的主、客观方面进行了详细的分析论述。从确保机车质量、改进操纵办法、区间停车后的处理,提出了防止重载列车途停的具体措施。     

铁路重载列车运营仿真培训系统的设计

分析货运铁路重载列车运营对行车组织人员的培训与教学需求,设计集教学与培训为一体的铁路重载列车运营仿真培训系统.介绍该系统的功能及关键仿真流程,通过软件编程完成系统的开发,实现了对学员进行教学、技能培训和考核的目的,同时,对行车组织人员调度指挥与管理水平的提高也有一定的促进作用.     

重载列车优化操纵算法设计与仿真

文章针对电力牵引重载列车的运行特点,对重载列车的优化操纵问题进行了分析研究,设计了一种基于模糊预测和再优化的列车运行控制算法。该算法先使用模糊逻辑控制器产生操纵队列,预测列车未来一段区间的运行情况,然后对产生的操纵队列以安全、节能为目标进行反复优化。算法通过对操纵队列的有重合区间局部寻优来保证得到近似全局最优解。文章使用列车牵引计算模型对算法进行了仿真验证,结果表明该算法产生的操纵队列基本达到了重载列车运行要求。     

重载货车轴重与速度匹配关系研究

基于重载货车轨道耦合动力学模型,采用机车车辆与线路最佳匹配设计方法,进行货车轴重与速度的匹配研究.结果表明:25,27,30和40t轴重重载货车容许通过轨道低接头的速度应分别小于110,100,90和60km·h-1;40t轴重重载货车以60km·h-1速度在直线线路上运行时,其轮轨垂向力为249.6kN,非常接近英国铁路250kN轮轨垂向力的限值;在我国现有以60kg·m-1轨为主的干线铁路上开行30和40t轴重重载货车,对轨道结构的破坏比现有低轴重货车严重得多,但开行27t轴重重载货车是可行的;40t轴重重载货车在600m半径的曲线轨道上以40～120km·h-1速度运行时,轮轨垂向力最大值超过了英国铁路的250kN轮轨垂向力限值,轮轨横向力最大值非常接近我国《铁道车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》所规定的77.80kN容许限值,另外轮轨磨耗功非常大,因此40t轴重重载货车还不能直接应用于我国现有60kg·m-1钢轨的轨道.