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鐵路移動(dòng)通信 - railway mobile communication 固定點(diǎn)與移動(dòng)點(diǎn)或移動(dòng)點(diǎn)與移動(dòng)點(diǎn)之間的鐵路工作人員的專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)電通信,主要有列車(chē)無(wú)線(xiàn)電通信、站內(nèi)無(wú)線(xiàn)電通信、無(wú)線(xiàn)電報(bào)警裝置,以及其他鐵路工作人員使用的無(wú)線(xiàn)電通信等。鐵路移動(dòng)通信是保證行車(chē)安全,防止作業(yè)事故,提高運(yùn)輸效率,加速機(jī)車(chē)周轉(zhuǎn),以及改善服務(wù)質(zhì)量等不可缺少的通信手段,是鐵路通信的重要組成部分。
移動(dòng)通信的覆蓋范圍為鐵路沿線(xiàn)的狹長(zhǎng)地帶和站場(chǎng)、車(chē)站所在地的區(qū)域,既要面狀覆蓋又要鏈狀覆蓋;鐵路沿線(xiàn)地形復(fù)雜、無(wú)線(xiàn)電傳播環(huán)境惡劣,加之列車(chē)的快速移動(dòng),通信傳輸?shù)倪B續(xù)性和可靠性至關(guān)重要;在傳輸調(diào)度、控制指令時(shí),對(duì)實(shí)時(shí)性、可靠性要求極高;鐵路用戶(hù)分布的不均性,即在樞紐地區(qū)用戶(hù)密度高,而區(qū)間用戶(hù)密度低等。
早在20世紀(jì)20年代,一些國(guó)家的鐵路開(kāi)始進(jìn)行了機(jī)車(chē)與地面之間的無(wú)線(xiàn)通信試驗(yàn)。40年代,許多國(guó)家相繼在列車(chē)上裝置電子管無(wú)線(xiàn)電話(huà),采用中、短波段。50年代一般用短波段的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線(xiàn)通信。60年代,隨著晶體管和集成電路的發(fā)展和應(yīng)用,鐵路移動(dòng)通信大量采用甚高頻(VHF)和超高頻(UHF)的頻段,采取選址、雙工、多用戶(hù)進(jìn)行組網(wǎng)的通信,在設(shè)備方面體積減小,重量減輕,功耗降低,可靠性增高,并能適應(yīng)各種氣候條件。70年代以后,微處理機(jī)與收發(fā)信機(jī)相結(jié)合,使設(shè)備信令更加完善靈活,具有頻道自動(dòng)搜索、用戶(hù)自動(dòng)存取、功率自動(dòng)控制和自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備故障等功能。一些國(guó)家的鐵路開(kāi)始使用能與有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)連通的列車(chē)旅客無(wú)線(xiàn)電話(huà)。80年代,鐵路移動(dòng)通信除了應(yīng)用于鐵路列車(chē)調(diào)度指揮外,還廣泛使用在各個(gè)鐵路業(yè)務(wù)部門(mén)。
20世紀(jì)50年代,中國(guó)鐵路車(chē)站值班員和編組場(chǎng)內(nèi)線(xiàn)路值班員開(kāi)始使用列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度電話(huà)和站內(nèi)無(wú)線(xiàn)電話(huà),采用工作頻率為2MHz和 40MHz的電子管設(shè)備。70年代初,全部改用150MHz和450MHz頻段的晶體管設(shè)備。80年代初,在編組場(chǎng)上推廣應(yīng)用攜帶小型的150MHz、450MHz的站內(nèi)無(wú)線(xiàn)電話(huà)。鐵路沿線(xiàn)維護(hù)作業(yè)人員的無(wú)線(xiàn)電話(huà)也相繼推廣使用。養(yǎng)路、施工的報(bào)警無(wú)線(xiàn)裝置也得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用,并進(jìn)行了山區(qū)隧道區(qū)段的列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度電話(huà)試驗(yàn)。
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應(yīng)用范圍
運(yùn)行列車(chē)上的人員對(duì)地面的調(diào)度員或其他人員進(jìn)行的通信。它包括列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度電話(huà)和列車(chē)旅客無(wú)線(xiàn)電話(huà)。
列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度電話(huà) 調(diào)度員對(duì)沿線(xiàn)運(yùn)行的機(jī)車(chē)進(jìn)行調(diào)度指揮的無(wú)線(xiàn)電話(huà)。中國(guó)鐵路的列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度電話(huà),用于調(diào)度員、車(chē)站值班員對(duì)沿線(xiàn)行駛的列車(chē)司機(jī)、運(yùn)轉(zhuǎn)車(chē)長(zhǎng)進(jìn)行調(diào)度指揮。鐵路沿線(xiàn)的車(chē)站以帶狀分布在全國(guó)各地,各車(chē)站設(shè)置小功率無(wú)線(xiàn)電臺(tái)和轉(zhuǎn)接裝置,機(jī)車(chē)上配有無(wú)線(xiàn)電臺(tái)和控制盒。調(diào)度員通過(guò)有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)電路與車(chē)站電臺(tái)(或固定電臺(tái))接續(xù),然后再由車(chē)站電臺(tái)(或固定電臺(tái))與其場(chǎng)強(qiáng)覆蓋區(qū)內(nèi)機(jī)車(chē)電臺(tái)用無(wú)線(xiàn)信道接通,從而構(gòu)成調(diào)度員與司機(jī)之間和車(chē)站值班員與司機(jī)之間相互通話(huà)。列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度電話(huà)使用150MHz和400MHz頻段,頻道間隔為25kHz,在運(yùn)輸業(yè)務(wù)不繁忙的區(qū)段采用單工通信方式,雙方使用同一頻率,交替地進(jìn)行收發(fā)通話(huà)。這種制式具有組網(wǎng)靈活,設(shè)備簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在鐵路運(yùn)輸日趨繁忙區(qū)段,無(wú)線(xiàn)電話(huà)使用量不斷增多的情況下,為了迅速可靠地接續(xù),現(xiàn)在世界各國(guó)陸續(xù)使用不同頻率進(jìn)行發(fā)射和接收的雙工或半雙工通信方式。采用音頻組合式或數(shù)字編碼式的選擇呼叫,并附有緊急呼叫功能和發(fā)送調(diào)度命令及各種指令信息的功能。列車(chē)無(wú)線(xiàn)調(diào)度電話(huà)覆蓋區(qū)域的劃分有兩種形式:一是用于車(chē)流密度小、運(yùn)輸不繁忙區(qū)段的大區(qū)域方式;一是用于車(chē)流密度大、運(yùn)輸繁忙區(qū)段的小區(qū)域方式。此外,由于超高頻頻段的電波難以在隧道內(nèi)傳播,因此,早期采用平行波導(dǎo)線(xiàn)感應(yīng)傳播方式,但這種方式傳輸場(chǎng)強(qiáng)不均勻,常因絕緣不良,引起衰耗增加。特別是在電力牽引區(qū)段,會(huì)感應(yīng)出很高的干擾電壓,危及維修人員的安全。后來(lái),許多國(guó)家使用漏泄同軸電纜,這種電纜在是同軸管外導(dǎo)體上開(kāi)設(shè)一系列的槽孔或隙縫,使電纜中傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟糠帜芰繌牟劭字新┬沟窖鼐(xiàn)空間,場(chǎng)強(qiáng)衰減較均勻而無(wú)起伏,易為接收設(shè)備所接收。這種漏泄電纜傳輸頻段較寬,既能通話(huà),又能傳輸各種數(shù)據(jù)信息。在長(zhǎng)隧道地區(qū),由于漏泄電纜衰耗較大,需要在隧道內(nèi)裝設(shè)中繼器,用以補(bǔ)償傳輸損耗,中繼器需遠(yuǎn)距離供給電源。
旅客利用列車(chē)上的無(wú)線(xiàn)電公用設(shè)備,通過(guò)沿線(xiàn)設(shè)置的地面無(wú)線(xiàn)電設(shè)備和轉(zhuǎn)接裝置,經(jīng)過(guò)交換設(shè)備,即可與市話(huà)網(wǎng)接通有關(guān)用戶(hù),或經(jīng)長(zhǎng)途線(xiàn)路傳輸與遠(yuǎn)距離用戶(hù)通話(huà)。
站內(nèi)無(wú)線(xiàn)通信 供鐵路站場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行作業(yè)指揮以及業(yè)務(wù)聯(lián)系用的一種無(wú)線(xiàn)通信。主要有客、貨運(yùn)站無(wú)線(xiàn)電話(huà)和編組站無(wú)線(xiàn)電話(huà)。
客、貨運(yùn)站無(wú)線(xiàn)電話(huà) 主要用于貨運(yùn)人員間運(yùn)營(yíng)作業(yè)和裝卸作業(yè),以及旅客運(yùn)輸業(yè)務(wù)人員間的通信聯(lián)絡(luò)。
編組站無(wú)線(xiàn)電話(huà) 供編組站的到達(dá)場(chǎng)、編組場(chǎng)和出發(fā)場(chǎng)等各類(lèi)作業(yè)人員如調(diào)車(chē)員、列車(chē)車(chē)輛檢修員、鐵鞋制動(dòng)員、車(chē)號(hào)員、接發(fā)列車(chē)值班員以及在專(zhuān)用線(xiàn)上進(jìn)行調(diào)車(chē)作業(yè)等的流動(dòng)人員按各自不同的系統(tǒng)進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。根據(jù)作業(yè)性質(zhì)和不同的需要分為十幾個(gè)獨(dú)立的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng),組成小區(qū)域通信網(wǎng)。在車(chē)輛間流動(dòng)作業(yè)的人員使用的無(wú)線(xiàn)電話(huà),由于電波傳播受車(chē)輛、人體、便攜式電臺(tái)的天線(xiàn)高度和屏蔽效應(yīng)等影響,因此應(yīng)選用最佳通話(huà)頻段。調(diào)車(chē)、檢車(chē)等作業(yè)人員使用的便攜式電話(huà)機(jī)具有體積小、耗電少、重量輕、可靠性高等特點(diǎn),并能滿(mǎn)足防雨、防沖擊和全天候要求。
發(fā)信機(jī)雜波抑制比通常要求在60dB以上,組合波抑制比要求在70dB以上,收信機(jī)阻塞衰耗應(yīng)為80dB以上,互調(diào)抗擾性應(yīng)為60dB以上。
無(wú)線(xiàn)電報(bào)警裝置 為防止列車(chē)進(jìn)入線(xiàn)路維護(hù)、施工區(qū)段以及防止道口、橋梁、隧道發(fā)生事故,向司機(jī)發(fā)出告警而設(shè)的、司機(jī)和施工區(qū)段之間、司機(jī)和道口之間以及司機(jī)和巡道工之間的報(bào)警裝置。這種裝置必須絕對(duì)可靠,并且具有特殊使用標(biāo)志,其作用距離為幾公里范圍內(nèi),警報(bào)時(shí)間約為10分鐘,使用全國(guó)統(tǒng)一的專(zhuān)用頻率,并盡可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)。
鐵路工作人員使用的無(wú)線(xiàn)通信 主要有區(qū)間內(nèi)作業(yè)、維修人員使用的無(wú)線(xiàn)電話(huà)和廣泛用于鐵路其他工作中的電話(huà),如勘察施工、維修作業(yè)、救援列車(chē)、鐵路公安等用的無(wú)線(xiàn)電話(huà)。這些無(wú)線(xiàn)電話(huà)使用民用頻段,不占用鐵路專(zhuān)用頻率,以免干擾運(yùn)輸調(diào)度作業(yè)。對(duì)講無(wú)線(xiàn)電話(huà)一般采用通用的便攜式無(wú)線(xiàn)電話(huà)機(jī)。為便于鐵路公安人員工作需要,無(wú)線(xiàn)電話(huà)往往與有線(xiàn)電話(huà)溝通,按用戶(hù)需要組成各種類(lèi)型、不同功能的鐵路移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。
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GSM-R
GSM-Railway屬于專(zhuān)用移動(dòng)通信的一種,專(zhuān)用于鐵路的日常運(yùn)營(yíng)管理,是非常有效的調(diào)度指揮通信工具。GSM-R是基于分組數(shù)據(jù)的通信方式。GSM-R(GSMforRailways)系統(tǒng)是專(zhuān)門(mén)為鐵路通信設(shè)計(jì)的綜合專(zhuān)用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。
它在GSMPhase2+的規(guī)范協(xié)議的高級(jí)語(yǔ)音呼叫功能,如組呼、廣播呼叫、多優(yōu)先級(jí)搶占和強(qiáng)拆業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上,加入了基于位置尋址和功能尋址等功能,適用于鐵路通信特別是鐵路專(zhuān)用調(diào)度通信的需要。主要提供無(wú)線(xiàn)列調(diào)、編組調(diào)車(chē)通信、區(qū)段養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)通信、應(yīng)急通信、隧道通信等語(yǔ)音通信功能,可為列車(chē)自動(dòng)控制與檢測(cè)信息提供數(shù)據(jù)傳輸通道,并可提供列車(chē)自動(dòng)尋址和旅客服務(wù)。在中國(guó)鐵路的頻段為上行885-889MHz,下行方向?yàn)?30-934MHz。GSM-R系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)、基站子系統(tǒng)(BSS)、運(yùn)行和業(yè)務(wù)支撐子系統(tǒng)(OSS/BSS)和終端設(shè)備等四個(gè)部分。其中,網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)包括移動(dòng)交換子系統(tǒng)(SSS)、移動(dòng)智能網(wǎng)(IN)子系統(tǒng)和通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(GPRS)子系統(tǒng)。GSM-R系統(tǒng)采用主從同步方式,TMSC、MSC、HLR、SCP等設(shè)備應(yīng)就近從BITS設(shè)備中獲取定時(shí)信號(hào),MSC至BSS間的G數(shù)字鏈路應(yīng)兼作同步鏈路使用,BSS從MSC獲取同步時(shí)鐘信號(hào),也可從就近的BITS設(shè)備或SDH設(shè)備提取同步時(shí)鐘信號(hào)。GSM-R傳輸系統(tǒng)指的是為GSM-R系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間的連接提供通道的數(shù)字傳輸系統(tǒng),包括GSM-R系統(tǒng)為提供基本服務(wù)所必需的傳輸配套單元,如傳輸光、電纜和傳輸設(shè)備,但不包括直放站遠(yuǎn)端機(jī)和近端機(jī)之間的連接通道,也不包括天饋線(xiàn)等連接。
具體的實(shí)際應(yīng)用:青藏線(xiàn)、大秦線(xiàn)、膠濟(jì)線(xiàn)、武廣線(xiàn)、鄭西線(xiàn)、新豐鎮(zhèn)編組站、石太線(xiàn)、合寧線(xiàn)、合武線(xiàn)、京津城際線(xiàn)等。
