通信系统概论

1通信系统概论——期末论文2通信技术在高速铁路中的应用摘要：随着我国高速铁路不断向智能信息化的方向发展，一些功能强大的通信系统技术在高速铁路的发展过程中起到了促进作用，无线通信系统技术、分散自律调度集中系统技术、通信技术以及数字信号处理技术等新技术的运用，极大地保证了列车的运行安全，实现了高速铁路的统一指挥调度，大大的提高了高速铁路的运输效率，为我国高铁事业的蓬勃发展起到了推动作用。关键词：高铁信号系统、无线通信技术、高速铁路、通信技术、增强行列车运行控制系统引言：在高速列车的信号控制系统及通信系统方面，因为运行过程中所处的环境比较差，因此传输的速率比较低，对于高速铁路的快速发展不利。早在80年代，国外就着手研发无线通信技术等新的高速铁路信号系统，通过无线通信技术等新技术的运用来尽可能的减少系统的成本、降低能源的利用、减少高铁列车的时间间隔、提高高铁的运行效率。在高速铁路的快速发展过程中运用一些先进的通信系统技术会大大提高一个地区的铁路交通运输的效率以及安全性，加速地区的经济文化发展。正文：一、无线通信技术在高铁信号系统中的应用1.高铁信号系统高速铁路信号系统可以作为列车指挥的控制系统，在高铁列车运行的时候，能够经过全球定位系统和信标来完成高铁列车中速度与位置的保证，当高铁车站中的无线接收设备得到信息之后，可以把这些信息送到执行控制的计算机中完成任务。利用通信技术的高铁信号系统的特征有：(1)在重要的控制系统中，高铁列车能够根据本身及其操作状态来调节，从而完成电脑的辅助调整，加大高速铁路信号系统的管理职能。(2)在重要的控制系统中，能够更加稳定地控制高铁列车的运行，这样不仅可以避免高铁列车在运作的情况下进行多余的发动及加快速度，而且还能够节约资源。(3)去掉了一些地面上的信号装备，从而减少了信号系统中装备的维护以及修整的资金。(4)信号系统具有极强的适用能力，能够加快高铁列车的速度，可以调节软件系统中的一些参数。2.利用无线通信技术的高速铁路信号系统中存在的一些问题：(1)在信号系统中使用环线设备和应答器件来得到一些数据资料，但是它的缺陷是：只有在高铁列车运行过接下来的应答器之后，其中一些信息获取更新，此时时刻上的延迟可能会为高铁列车的运作带来非常不好的影响。(2)利用轨道之间的电缆电线来完成高铁列车与地面之间的双向传输，其缺点在于存在着较为困难的防盗系统、一些装备具有较高的成本费用。(3)在高铁信号系统中利用轨道电路的缺陷有：比较差的传送环境、很小的传送频率，比较小的传输量，因此使得电码的传送速率与高速铁路列车的运行速度不太符合。3.无线通信技术在高铁信号系统中的实际应用：(1)自动实现通话组之间的变动。3由于经过工作站来实现通话组之间的变动，所以在移动台中的通话组变换可以自动完成。目前，当高速铁路中的一些列车台属于列车运行的范围内时，会管理这个列车范围段，但是如果它处于正规的路线范围内时，就应该作为高速铁路列车的调度管理范围，所以高铁列车中的通话组列车台就能够实现变换。(2)中继器。首先将无线基站设置在所有的高速铁路中，这样就能够增多成本，还有这样一点意义也不存在，所以最后可以运用中继器来实现基站能够管理一些路线及车站。其中基站不仅能够管理该基站区域里面的场强，而且能够经过中继器可以将一些射频的信号送到管理的站区，反之也可以实现。(3)经过移动的终端把在维修处的一些系统中用到维修部与防护部，在重要的控制系统中把一些数据存储在高速铁路的列车上面。只有在高速铁路中的列车与这些点比较相近的时候，他们经过一些地面上的系统，将重要的一些报警信息传入移动的终端。(4)在高速铁路中的列车定位中涉及到了无线通信技术，比如应答器、GPS以及雷达等实现定位的方法。(5)自动实现高速铁路中列车次号的改变。要想完成通过通知高铁列车来改变车次号，该系统必须有车次号及其机号的情况，将这些情况传送到集群系统。之后该系统能够依据以前保存的车次号及其机号的情况，因此这些就可以自动完成车次号及车机号交换，这些使得客户的呼叫有了很大的好处。(6)实现集中的调度。在系统的调度之中，仅仅依据一段区域中的闭塞分区以及高铁列车车站的使用状况，多数情况下要了解高铁列车的运作状况。但是在无线通信技的重要控制系统中能够比较准确的了解所有高速铁路列车的速度及其位置，根据线路的信号系统情况，能够与所有的高铁列车实现双向的数据通信，并且传送一些控制指令，从而能够控制着高速铁路的列车速度，且能够实时的来掌握高铁中的列车情形，也确保了高铁列车能够在最短的时间间隔内实现安全、稳定且快速地来运作。(7)实现微机的联锁。通过一些接口单元来接收全部从重要的控制系统中发来的操作执令，首先约束着道岔以及一些在信号机中的行为，然后再把获得的道岔和信号机的情况传递给重要的控制系统。再经过无线的信道、装备与电缆之间的连接以及控制系统中的关系，这样就能够约束一些具有辅助作用的系统。其中无线通信技术能够用到微机的联锁中，首先在正在使用的装备处必须要安置无线的接收以及发送设备，而且这样就会加大资金投入，然后由于大型高速铁路列车车站内的信号机及道岔的数量比较繁多，而且还具有很多的障碍物和干扰物，因此这些对于无线控制方面十分不利。二、计算机连锁技术在高铁信号系统中的应用1.计算机连锁技术计算机联锁系统不是传统的孤立的信号控制系统，而是信号安全综合控制监测系统和综合运营管理系统的一个子系统，它的功能也因超出了车站信号安全控制分析，提出新一代车站计算机联锁系统向高可靠性、高安全性、高性能、电子化、模块化、智能化、网络化、综合化、一体化等几个方向发展的目标。2.例如法国的SEI列控联锁一体化系统（简称SEI系统）SEI联锁具有以下特点：（1）进路建立和锁闭时不检查道岔表示，在进路校验阶段才检查（2）进路建立、进路锁闭直至进路校验阶段不检查区段空闲，在信号开放或发ATP允许码4时才检查区段空闲（3）站间方向控制由SEI联锁通过软件实现（4）SEI联锁不仅控制信号机开放，而更重要的是控制ATP编码（仅在车载TVM430设备故障或未装备TVM430设备的列车运行时才使用地面信号机）。3.计算机连锁技术在高铁信号控制系统中的应用（1）随着计算机联锁系统大面积推广使用,铁路相关人员和单位对计算机联锁的认识逐渐深入,计算机联锁系统已经被广为接受,为计算机联锁系统的发展奠定了扎实的市场基础。（2）计算机联锁系统本身可靠性、安全性、可维护性、可用性等越来越高,性能逐渐增强,功能逐渐完善,目前已能完全满足中国铁路各种站场规模和运输作业的需要。（3）计算机联锁系统向多制式方向发展,在路内上道使用的计算机联锁系统有双机热备、三取二、二乘二取二等三种制式,能够满足不同铁路线路的多重需要。（4）建立了计算机联锁系统检测制度。铁道部电务局在原上海铁道大学建立了计算机联锁检验站,以技术手段加强计算机联锁系统软件安全的检测。除此之外,对要投入使用的所有计算机联锁产品的联锁软件,在出厂前均要经过详细完备的功能测试，通过制式测试和出厂测试,有效地保证了计算机联锁产品的质量。三、通信技术在铁路运行控制系统中的应用例如通信技术在青藏线ITCS列车运行控制系统中的应用青藏线列车运行控制系统采用了美国GE公司基于GSM—R和GPS技术，集车站联锁、区间虚拟闭塞和列车运行控制于一体的ITCS（IncrementalTrainControlSystem）增强行列车运行控制系统。该系统大大的减少了现场设备的需求、力争达到技术一流以及无维修、少维护的要求、实现单线双方向列车追踪运行的目标。列车运行状态及控制信息通过铁路移动通信系统GSM—R传输；全线不设轨道电路，采用以全球定位系统GPS为主、速度传感器为辅的列车定位方式；全线除7处采用计算机联锁的车站设有地面信号机、电动转辙机等轨旁设施外，其余38处采用ITCS联锁的车站仅设有电动转辙机等少量的轨旁设施，不设地面信号机；全线不设区间信号机。闭塞方式采用基于GSM—R的无线闭塞方式，无线闭塞中心RBC的设置以车站为单位，沿线每一处车站都设有一个RBC，作为闭塞、车站信号状态及列车运行状态、列车控制、区间运行方向控制等信息的交换中心。列车完整性检查通过列尾装置的机车部分HOT和列尾装置的列尾部分EOT之间通信实现，EOT每分钟通过专用数字电台（频率为450～480MHz）向HOT发送包括风管压力、车尾运动状态、车尾GPS定位等与列车完整性检查有关的信息，经HOT运算比较，经车载计算机综合运算，作出列车是否完整的判断。结论：通信技术在高速铁路中的应用，除了无线通信技术、计算机连锁技术、通信技术等新技术的运用，还有更多高新的技术正在研发中，为的就是使高速铁路的信号设备及产品朝着智能化、信息化、综合化、通信信号一体化的方向快速发展。加强综合型铁路通信技术，促使铁路信号控制系统的全面完善，更进一步的提高铁路运输的安全性和高效率性，促进列车运行中信号控制与管理进入一个以信息化为基础、以智能系统为标志的高新技术时代。5参考文献：[1]WolfgangKink.无线通信实现控制方案高效化[J].现代制造,2009,(30).[2]陈永生,徐金祥.上海轨道交通信号制式的多样性及其对策[J].城市轨道交通研究,2002(4):29[3]张萍，赵阳.铁路车站计算机联锁控制系统的可靠性和安全性分析[J].中国安全科学学报，2003，4.[4]当代中国铁路信号（1996-2000）编辑委员会.当代中国铁路信号（1999-2000）[M].北京：中国铁道出版社，2002.[5]当代中国铁路信号（2001-2005）编辑委员会.当代中国铁路信号（2001-2005）[M].北京：中国铁道出版社，2007.[6]黄鹏翔.信号专业发展之科技篇[J].铁道勘测与设计，2003，2：32-35.[7]王峰铁路车站计算机联锁系统若干技术的探讨[学位论文]2005[8]方亚非.FangYafei铁路车站计算机联锁系统的现状和发展趋势[期刊论文]-铁路通信信号工程技术2007,4