第五章5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)

5.4鐵路信號系統(tǒng)5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)5.4鐵路信號系統(tǒng)5.1鐵路信號的基本概念以機(jī)車、車輛為移動設(shè)備線路（軌道、橋梁、隧道等）為固定設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)：速度快、質(zhì)量重、制動距離長、不能自行導(dǎo)向軌道交通總體結(jié)構(gòu)：高速鐵路系統(tǒng)構(gòu)成：5.1鐵路信號的基本概念鐵路信號定義：保證行車安全，提高區(qū)間和車站通過能力及編組站能力的自動控制及遠(yuǎn)程控制技術(shù)的總稱。保證行車安全，提高運(yùn)輸效率。鐵路信號功能：5.1鐵路信號的基本概念例如：運(yùn)行控制系統(tǒng)能夠保證列車以最小安全間隔距離運(yùn)行，以達(dá)到最大的運(yùn)輸能力。7是計算機(jī)、現(xiàn)代通信和控制技術(shù)在鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)過程中的具體應(yīng)用，是鐵路信息技術(shù)的標(biāo)志是保證行車安全、提高運(yùn)輸效率、改善勞動條件和運(yùn)營管理水平的重要設(shè)備鐵路信號的發(fā)展水平已成為鐵路現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一運(yùn)輸安全是運(yùn)輸業(yè)中永恒的主題，故障導(dǎo)向安全是鐵路信號的根本原則。鐵路信號特征及原則：5.1鐵路信號的基本概念第五章5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)

5.4鐵路信號系統(tǒng)5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)

5.4鐵路信號系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程111825年，英國人持信號旗騎馬前行,引導(dǎo)列車前進(jìn)國際鐵路信號發(fā)展歷程：5.2鐵路信號的發(fā)展過程121841年，英國鐵路出現(xiàn)了臂板信號機(jī)國際鐵路信號發(fā)展歷程：1851年，英國鐵路用電報機(jī)實行閉塞5.2鐵路信號的發(fā)展過程11國際鐵路信號發(fā)展歷程：1872年，美國人魯賓遜發(fā)明了閉路式軌道電路5.2鐵路信號的發(fā)展過程12國際鐵路信號發(fā)展歷程：151923年，美國鐵路研制了車內(nèi)機(jī)車信號1927年，美國鐵路采用了調(diào)度集中控制裝置

機(jī)車信號5.2鐵路信號的發(fā)展過程調(diào)度集中控制裝置國際鐵路信號發(fā)展歷程：20世紀(jì)至21世紀(jì)，德、法、日本、美國、加拿大等國分別開發(fā)軌道電路、計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、列控系統(tǒng)、調(diào)度集中等系列產(chǎn)品北京鐵路局調(diào)度指揮中心5.2鐵路信號的發(fā)展過程國際鐵路信號發(fā)展歷程：171876年，中國第一條鐵路，英國資本集團(tuán)采取欺騙手段擅筑的吳淞鐵路,1877被清政府贖回拆除了清政府洋務(wù)派，于1881年開始修建唐山至胥各莊鐵路，全長9.7公里。1894年中日甲午戰(zhàn)爭前夕，僅修建約400多公里鐵路中國鐵路1907年裝設(shè)臂板信號機(jī),1924年使用色燈信號機(jī)；1949年后，鐵路信號有了較快的發(fā)展20世紀(jì)80年代研制第一臺計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng);90年代推廣計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)2000年至今，研制我國自主軌道電路、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、調(diào)度集中系統(tǒng)等信號基礎(chǔ)設(shè)備及系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程我國鐵路信號發(fā)展歷程：第五章5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)

5.4鐵路信號系統(tǒng)205.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備包括：繼電器、信號機(jī)、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機(jī)、電源屏和控制臺等。鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備鐵路信號系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-繼電器是一種當(dāng)控制參數(shù)變化時，能引起被控制參數(shù)突然變化的電器元件。繼電器定義:22繼電器結(jié)構(gòu)組成：由電磁系統(tǒng)和接點(diǎn)系統(tǒng)兩大部分組成。電磁系統(tǒng)由線圈、固定的鐵心、軛鐵以及可動的銜鐵。接點(diǎn)系統(tǒng)由動接點(diǎn)、靜接點(diǎn)構(gòu)成。動接點(diǎn)與銜鐵同步動作。5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-繼電器銜鐵線圈重錘片鐵心動接點(diǎn)軛鐵靜接點(diǎn)銜鐵后接點(diǎn)前接點(diǎn)中接點(diǎn)動接點(diǎn)靜接點(diǎn)23繼電器動作原理:當(dāng)電磁系統(tǒng)的線圈中通入一定數(shù)值的電流后，由于電磁作用或感應(yīng)方法產(chǎn)生電磁吸引力，吸引銜鐵，克服重錘片的重力，由銜鐵帶動接點(diǎn)系統(tǒng)，改變其狀態(tài)。5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-繼電器銜鐵線圈重錘片鐵心電磁吸引力鐵心鐵心動接點(diǎn)靜接點(diǎn)后接點(diǎn)前接點(diǎn)中接點(diǎn)支點(diǎn)鐵心繼電器的故障-安全特性:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-繼電器銜鐵線圈鐵心動接點(diǎn)軛鐵靜接點(diǎn)銜鐵鐵心鐵心鐵心鐵心前接點(diǎn)紅燈綠燈后接點(diǎn)重錘片鐵心電磁吸引力線圈勵磁，銜鐵與鐵心閉合中接點(diǎn)25能夠以極小的電信號控制執(zhí)行電路中相當(dāng)大的對象，能夠控制數(shù)個對象和數(shù)個回路，也能控制遠(yuǎn)距離的對象。繼電器作用:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-繼電器有故障→安全性能，抗雷擊性能強(qiáng)、溫度影響小等。將信號系統(tǒng)與信號機(jī)、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機(jī)等基礎(chǔ)設(shè)備執(zhí)行部件結(jié)合起來26按動作原理分：電磁、感應(yīng)繼電器按動作電流分：直流（無極、偏極、有極）交流繼電器按輸入物理量：電流、電壓繼電器按動作速度：正常、緩動繼電器按接點(diǎn)結(jié)構(gòu)：普通接點(diǎn)、加強(qiáng)接點(diǎn)繼電器按工作可靠度：安全型、非安全型信號繼電器的分類:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-繼電器鐵路信號的定義:為用特定物體（包括信號燈、儀表、音響設(shè)備）的顏色、形狀、位置和聲音等向鐵路司機(jī)傳達(dá)有關(guān)前方路況、機(jī)車車輛運(yùn)行條件、行車設(shè)備狀態(tài)以及行車命令等信息的裝置或設(shè)備。5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機(jī)2425鐵路信號分類:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機(jī)按接受信號的感官分：聽覺信號、視覺信號按發(fā)出信號機(jī)具能否移動分：移動信號、固定信號按發(fā)出固定信號的機(jī)具分：色燈信號機(jī)、臂板信號機(jī)等按信號機(jī)用途分：進(jìn)站、出站、通過、遮斷、調(diào)車、預(yù)告、駝峰、復(fù)示信號機(jī)等按信號顯示數(shù)目分：單顯示、二顯示、三顯示等按禁止信號的顯示意義分：絕對信號和容許信號26鐵路信號機(jī)圖片：5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機(jī)色燈信號機(jī)臂板信號機(jī)信號機(jī)作用:鐵路信號(signaling)：決定列車或車列是否可以前行、列車或車列前行的速度級別命令信號三種基本顏色所表示的意義：紅色——停車黃色——注意或減速運(yùn)行綠色——按規(guī)定的速度運(yùn)行275.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機(jī)28進(jìn)站信號機(jī):作用：防護(hù)車站，指示列車的運(yùn)行條件，保證接車進(jìn)路的正確和安全可靠，凡車站的列車入口處必須裝設(shè)進(jìn)站信號機(jī)。設(shè)置：距離最外方進(jìn)站道岔尖軌尖端大于50m小于400m處。5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機(jī)29

作用：防護(hù)區(qū)間，作為列車占用區(qū)間的憑證，指示列車能否進(jìn)入?yún)^(qū)間；與發(fā)車進(jìn)路以及敵對進(jìn)路相聯(lián)鎖，指示站內(nèi)停車位置。發(fā)車線端部必須設(shè)置出站信號機(jī)。

設(shè)置：警沖標(biāo)外方3.5-4米處警沖標(biāo)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機(jī)出站信號機(jī):30作用：防護(hù)閉塞分區(qū)，指示列車能否進(jìn)入運(yùn)行前方的閉塞分區(qū)；作用：在繁忙道口、有人看守的橋梁、隧道以及可能危及行車安全的塌方落石地點(diǎn)進(jìn)行防護(hù)。5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機(jī)通過信號機(jī):遮斷信號機(jī):調(diào)車信號機(jī):作用：指示站內(nèi)各種調(diào)車作業(yè)，防護(hù)調(diào)車進(jìn)路。31進(jìn)站、出站、通過信號機(jī)位置:

5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-信號機(jī)下行進(jìn)站信號機(jī)上行進(jìn)站信號機(jī)上行出站信號機(jī)下行出站信號機(jī)通過信號機(jī)警沖標(biāo)道岔5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-轉(zhuǎn)轍機(jī)32機(jī)車車輛從一股軌道轉(zhuǎn)入或越過另一股軌道時必不可少的線路設(shè)備，是鐵路軌道的一個重要組成部分。道岔定義:33轉(zhuǎn)轍器：轉(zhuǎn)轍機(jī)械、兩根基本軌、兩根尖軌等連接部分：兩根直軌、兩根導(dǎo)曲軌轍叉及護(hù)軌：轍叉心、翼軌、護(hù)軌單開道岔結(jié)構(gòu):5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-轉(zhuǎn)轍機(jī)普通單開道岔轉(zhuǎn)轍器連接部分轍叉及護(hù)軌轉(zhuǎn)轍機(jī)械基本軌40轉(zhuǎn)轍機(jī)械尖軌基本軌連接零件由尖軌、基本軌、連接零件(包括連接桿、滑床板、墊板、軌撐、頂鐵、尖軌跟端結(jié)構(gòu)等)及轉(zhuǎn)轍機(jī)械組成。轉(zhuǎn)轍器組成:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-轉(zhuǎn)轍機(jī)35

重要的信號基礎(chǔ)設(shè)備，用于實現(xiàn)對道岔的轉(zhuǎn)換和鎖閉，是直接關(guān)系行車安全的設(shè)備，對于保證行車安全，提高運(yùn)輸效率，起著非常重要的作用。轉(zhuǎn)轍機(jī)定義:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-轉(zhuǎn)轍機(jī)ZD6系列電動轉(zhuǎn)轍機(jī)普通單開道岔36

ZD6型電動轉(zhuǎn)轍機(jī)主要由電動機(jī)、減速器、摩擦聯(lián)結(jié)器、主軸、動作桿、表示桿、移位接觸器、外殼等組成。轉(zhuǎn)轍機(jī)結(jié)構(gòu):5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-轉(zhuǎn)轍機(jī)ZD6系列電動轉(zhuǎn)轍機(jī)37

轉(zhuǎn)換道岔位置，根據(jù)需要將道岔轉(zhuǎn)換至指定位置

道岔轉(zhuǎn)換至規(guī)定位置而且密貼后，自動實行機(jī)械鎖閉，防止外力改變道岔位置轉(zhuǎn)轍機(jī)作用:

正確地反映道岔的實際位置，道岔尖軌與基本軌密貼后，給出相應(yīng)表示

發(fā)生擠岔以及道岔長時間處于“四開”位置(尖軌與基本軌不密貼)時，及時發(fā)出報警

5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-轉(zhuǎn)轍機(jī)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-軌道電路38是利用鐵路線路的鋼軌為導(dǎo)體的電路，用于自動、連續(xù)監(jiān)測這段線路是否被機(jī)車車輛占用，也用于傳輸列車控制信息。軌道電路定義:軌道電路39監(jiān)督列車占用。反映線路的空閑狀況，為開放信號、建立進(jìn)路或構(gòu)成閉塞提供依據(jù)

傳遞行車信息。如移頻自動閉塞利用軌道電路傳遞不同的頻率信息來反映列車的位置，決定通過信號機(jī)的顯示或決定列車運(yùn)行的目標(biāo)速度，從而控制列車運(yùn)行

檢查線路的完整性軌道電路作用:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-軌道電路鋼軌、絕緣節(jié)、軌端接續(xù)線、送電設(shè)備、受電設(shè)備等。鋼軌——傳送電信息

絕緣節(jié)——劃分各軌道區(qū)段軌端接續(xù)線——保持電信息延續(xù)送電設(shè)備——軌道電源，用于向軌道電路供電受電設(shè)備——軌道繼電器，判斷軌道區(qū)段占用情況限流設(shè)備——是一個可調(diào)電阻，連接在電源端，用來調(diào)整軌道電路的電壓E送電設(shè)備-軌道電源限流設(shè)備（RX）受電設(shè)備-軌道繼電器絕緣節(jié)鋼軌軌端接續(xù)線軌道電路組成:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-軌道電路41當(dāng)軌道電路無列車占用時，軌道繼電器可靠吸起；軌道電路被列車占用時，軌道繼電器的銜鐵可靠落下。當(dāng)軌道電路設(shè)備發(fā)生故障（如鋼軌折斷、絕緣破損等）時，軌道繼電器立即失磁，使之關(guān)閉信號軌道電路基本原理:5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-軌道電路軌道繼電器綠燈紅燈圖一軌道空閑圖二軌道占用42軌道電路分類:按動作電源：直流式軌道電路（已淘汰），交流軌道電路按工作方式：開路式、閉路式軌道電路按傳送電流特性：連續(xù)式、移頻式以及數(shù)字編碼式按分割方式：有絕緣和無絕緣按使用處所：區(qū)間和站內(nèi)軌道電路按適用區(qū)段：非電氣化區(qū)段和電氣化區(qū)段軌道電路按利用鋼軌作為通道：雙軌條和單軌條軌道電路5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備-軌道電路第五章5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)5.4鐵路信號系統(tǒng)5.4鐵路信號系統(tǒng)48鐵路信號系統(tǒng)包括車站聯(lián)鎖、區(qū)間閉塞、列車運(yùn)行控制、行車調(diào)度指揮控制、駝峰調(diào)車控制、道口信號、信號微機(jī)監(jiān)測等系統(tǒng)。鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備鐵路信號系統(tǒng)車站內(nèi)有許多線路，這些線路都是由道岔連接。根據(jù)道岔位置形成不同的進(jìn)路，進(jìn)路用信號機(jī)來防護(hù)。為了保證安全，就必須使信號機(jī)、進(jìn)路和道岔三者之間有著一定的制約關(guān)系，這種關(guān)系叫聯(lián)鎖。聯(lián)鎖定義:車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的主要功能:通過技術(shù)手段對車站內(nèi)信號機(jī)、道岔、軌道電路等基本信號設(shè)備按照規(guī)定的要求進(jìn)行實時控制，以保證列車或調(diào)車車列在站內(nèi)的作業(yè)安全。5.4鐵路信號系統(tǒng)-車站聯(lián)鎖每條進(jìn)路的始端都有一架信號機(jī)來防護(hù)該進(jìn)路信號機(jī)點(diǎn)禁止燈光時進(jìn)路不安全，車列不能進(jìn)入進(jìn)路信號機(jī)開放允許燈光時進(jìn)路安全，車列可以進(jìn)入進(jìn)路進(jìn)路概念:5.4鐵路信號系統(tǒng)-車站聯(lián)鎖列車或調(diào)車車列在站內(nèi)運(yùn)行時所經(jīng)由的路徑。12XSD1S1SIIX1XII1GIIGD2D44下行進(jìn)站信號機(jī)X調(diào)車信號機(jī)D1上行進(jìn)站信號機(jī)S如按照作業(yè)性質(zhì)，可分為：列車進(jìn)路調(diào)車進(jìn)路接車進(jìn)路（列車進(jìn)站所經(jīng)由的路徑）進(jìn)站信號機(jī)防護(hù)發(fā)車進(jìn)路（由車站發(fā)往區(qū)間所經(jīng)由的進(jìn)路）出站信號機(jī)防護(hù)通過進(jìn)路（列車正線通過車站所經(jīng)由的路徑）進(jìn)站信號機(jī)，正線出站信號機(jī)防護(hù)轉(zhuǎn)場進(jìn)路（列車由車站的某一車場開往另一車場時經(jīng)由的路徑）進(jìn)路信號機(jī)防護(hù)進(jìn)路類型:5.4鐵路信號系統(tǒng)-車站聯(lián)鎖例：將IIG上機(jī)車調(diào)到1G上？（為1G上貨車安上車頭）牽出進(jìn)路折返進(jìn)路調(diào)車進(jìn)路調(diào)車進(jìn)路由調(diào)車信號機(jī)防護(hù)調(diào)車作業(yè)一般不出站。12XSD1S1SIIX1XII1GIIGD2D44牽出進(jìn)路：SII→D1；折返進(jìn)路：D1→IG。牽出進(jìn)路折返進(jìn)路5.4鐵路信號系統(tǒng)-車站聯(lián)鎖上行出站兼調(diào)車信號機(jī)SII調(diào)車信號機(jī)D1計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu):室內(nèi)室外5.4鐵路信號系統(tǒng)-車站聯(lián)鎖區(qū)間定義：是指兩個車站(或線路所)之間的鐵路線路。相鄰兩站之間的區(qū)間稱為站間區(qū)間；車站與線路所之間的區(qū)間稱為所間區(qū)間。甲乙線路所區(qū)間站間區(qū)間所間區(qū)間所間區(qū)間列車向區(qū)間發(fā)車要求（1）區(qū)間內(nèi)沒有列車；（2）遵循一定的規(guī)律組織行車。閉塞定義：按照一定規(guī)律組織列車在區(qū)間內(nèi)行車的方法，叫做行車閉塞法，簡稱閉塞。5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞閉塞分類：半自動閉塞：由人工辦理閉塞，由出發(fā)列車實現(xiàn)閉塞的閉塞方式。區(qū)間兩端車站各裝設(shè)一臺具有相互電氣鎖閉關(guān)系的半自動閉塞機(jī)，并以出站信號機(jī)開放顯示為行車憑證的閉塞方法。5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞半自動閉塞，自動站間閉塞，自動閉塞半自動閉塞設(shè)備結(jié)構(gòu)：64D型單線繼電半自動閉塞由半自動閉塞機(jī)，半自動閉塞用的軌道電路、操縱和表示設(shè)備以及閉塞電源、閉塞外線等部分組成。5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞甲站乙站64D型繼電半自動閉塞的正常辦理手續(xù)：正常辦理：兩站間列車的正常運(yùn)行以及閉塞機(jī)處于正常狀態(tài)時的辦理方法。五個步驟：甲站請求發(fā)車乙站同意甲站發(fā)車列車從甲站出發(fā)列車到達(dá)乙站到達(dá)復(fù)原5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞58甲站乙站BSAFUASGA接車表示燈發(fā)車表示燈5、到達(dá)復(fù)原BSAFUASGA接車表示燈發(fā)車表示燈4、列車到達(dá)乙站3、列車從甲站出發(fā)2、乙站同意甲站發(fā)車1、甲站請求發(fā)車甲站值班員先檢查控制臺上的接、發(fā)車表示燈狀態(tài),并確認(rèn)區(qū)間空閑,通過電話與乙站聯(lián)系乙站值班員確認(rèn)接車表示燈亮黃燈甲站值班員查看發(fā)車表示燈亮綠燈乙站值班員確認(rèn)列車完整到達(dá)后5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞自動站間閉塞在有區(qū)間占用撿查的條件下，隨著辦理發(fā)車進(jìn)路自動辦理閉塞手續(xù)，列車憑出站信號機(jī)開放顯示為行車憑證，發(fā)車后，出站信號機(jī)自動關(guān)閉。列車達(dá)到接車站，自動確認(rèn)列車到達(dá)和自動恢復(fù)閉塞。自動閉塞將區(qū)間劃分為若干個閉塞分區(qū)，將列車和通過信號機(jī)的顯示聯(lián)系起來，使信號機(jī)的顯示隨著列車運(yùn)行位置而自動變換的一種閉塞方式，完全不需要人工參與的閉塞。閉塞分類：5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞通過軌道電路自動檢查閉塞分區(qū)的占用情況，根據(jù)軌道電路的占用和空閑狀態(tài)，控制通過信號機(jī)自動變換其顯示，以指示列車運(yùn)行。自動閉塞原理:5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞甲站乙站列車1紅燈黃燈綠燈列車列車2閉塞區(qū)間按照行車組織方法：單線自動閉塞、雙線雙向自動閉塞自動閉塞分類:5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞單線自動閉塞雙線雙向自動閉塞按照傳輸信息的數(shù)量：三顯示自動閉塞、四顯示自動閉塞三顯示自動閉塞四顯示自動閉塞86428G6G4G10864210G8G6G4G自動閉塞分類:5.4鐵路信號系統(tǒng)-區(qū)間閉塞在鐵路網(wǎng)中，用于辦理大量貨物列車解體和編組作業(yè)，并為此設(shè)置專用調(diào)車設(shè)備的車站。主要有改編貨物列車作業(yè)、無改編中轉(zhuǎn)列車作業(yè)、機(jī)車整備與檢修、車輛檢修等。編組站定義:編組站作業(yè):5.4鐵路信號系統(tǒng)-編組站按不同作業(yè)需求可分為到達(dá)場、調(diào)車場、出發(fā)場、到發(fā)場等按車場數(shù)量和配置可分為：單向橫列式；單向縱列式；單向混合式；雙向橫列式；雙向縱列式；雙向混合式編組站的車場配置:5.4鐵路信號系統(tǒng)-編組站調(diào)車場到發(fā)場到發(fā)場機(jī)務(wù)段車輛段編組站（及部分區(qū)段站）的重要技術(shù)設(shè)備。是在調(diào)車場頭部建一高于調(diào)車場平面的土丘，其斷面形狀類似于單峰駱駝的峰，故此得名。調(diào)車駝峰定義和結(jié)構(gòu):5.4鐵路信號系統(tǒng)-編組站調(diào)車場到達(dá)場峰頂平臺峰高推送部分溜放部分迂回線禁溜車停車線計算停車點(diǎn)解體車列作業(yè)；編組作業(yè)；其他調(diào)車作業(yè)調(diào)車駝峰作業(yè):5.4鐵路信號系統(tǒng)-編組站解體車列作業(yè)：在駝峰推送線和溜放部分作業(yè)，將到達(dá)駝峰的車列，按車組的去向分解于調(diào)車場各固定編組線內(nèi)的調(diào)車作業(yè)，也叫溜放作業(yè)。峰頂平臺推送部分溜放部分第II制動位2、編組作業(yè)將同一調(diào)車線上的車輛或車組連掛成車列，掛機(jī)車后組成列車的調(diào)車的作業(yè)，一般在調(diào)車場尾部進(jìn)行。3、其他調(diào)車作業(yè)調(diào)車機(jī)車轉(zhuǎn)線或轉(zhuǎn)場的調(diào)車作業(yè)、車列轉(zhuǎn)線或轉(zhuǎn)場等調(diào)車作業(yè)。5.4鐵路信號系統(tǒng)-編組站溜往調(diào)車場調(diào)車場整理溜往調(diào)車場調(diào)車場到達(dá)場非機(jī)械化駝峰：采用鐵鞋作為調(diào)速設(shè)備，分路道岔則采用自動集中或在現(xiàn)場人工操縱機(jī)械化駝峰：調(diào)速設(shè)備以車輛減速器為主位，鐵鞋為輔調(diào)車駝峰的分類：半自動化駝峰：在機(jī)械化駝峰的基礎(chǔ)上，在編組線上增設(shè)一個或兩個目的制動位，同時增設(shè)測重、測速、測長和半自動控制機(jī)等設(shè)備自動化駝峰：在半自動化駝峰的基礎(chǔ)上，增加工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)等設(shè)備。由計算機(jī)確定車輛減速器的出口速度設(shè)定值，控制駝峰進(jìn)路，增加推峰機(jī)車速度控制5.4鐵路信號系統(tǒng)-編組站鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TrainOperationDispatchingCommandSystem，簡TDCS）原名為鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮管理信息系統(tǒng)（DispatchManagementInformationSystem，簡稱DMIS），是實現(xiàn)鐵路各級運(yùn)輸調(diào)度對列車運(yùn)行實行透明指揮、實時調(diào)整、集中控制的現(xiàn)代化信息系統(tǒng)。列車調(diào)度指揮系統(tǒng)定義：5.4鐵路信號系統(tǒng)-列車調(diào)度以行車為核心、以車站為基礎(chǔ)，實現(xiàn)鐵路總公司和鐵路局兩級調(diào)度管理的體制；設(shè)計為3層網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。鐵路總公司調(diào)度中心列車調(diào)度指揮系統(tǒng)：最高層，是核心部分，是現(xiàn)代化鐵路運(yùn)輸調(diào)度指揮的心臟，全路運(yùn)輸生產(chǎn)的總樞紐鐵路局調(diào)度中心運(yùn)輸調(diào)度管理系統(tǒng)：第二層，在各鐵路局所在地建有鐵路局調(diào)度指揮中心局域網(wǎng)。鐵路局TDCS不僅是一個管理層，也是直接調(diào)度指揮行車的指揮層基層網(wǎng)：最下層。負(fù)責(zé)信息采集并向鐵路局調(diào)度中心提供實時信息列車調(diào)度指揮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：5.4鐵路信號系統(tǒng)-列車調(diào)度實時信息處理：鐵路局分界口顯示；全路主要干線區(qū)段顯示；全路樞紐運(yùn)行動態(tài)顯示、全國鐵路大企業(yè)站作業(yè)顯示等管理信息處理：對鐵總中心的日常工作進(jìn)行管理，自動完成信息收集、報表編制、信息傳送及部內(nèi)各工作調(diào)度間互相傳送的信息等

列車調(diào)度指揮系統(tǒng)功能：5.4鐵路信號系統(tǒng)-列車調(diào)度調(diào)度員通過調(diào)度集中設(shè)備直接控制所管轄范圍內(nèi)各車站上的道岔和信號，辦理列車進(jìn)路，組織和指揮列車的運(yùn)行；并能在調(diào)度所內(nèi)直接了解現(xiàn)場道岔、信號和列車運(yùn)行的情況，是集調(diào)度指揮管理與控制于一體的調(diào)度指揮系統(tǒng)。調(diào)度集中系統(tǒng):CTC(CentralizedTrafficControl)

5.4鐵路信號系統(tǒng)-列車調(diào)度分散自律CTC除了完成鐵路列車調(diào)度指揮系統(tǒng)(TDCS)的全部功能外，CTC還可以完成管內(nèi)車站信號設(shè)備的操控功能（原來車站值班員手動的工作也可以由CTC來完成），實現(xiàn)列車編組信息管理、調(diào)車作業(yè)管理、列/調(diào)車進(jìn)路人工和計劃自動選排等功能TDCS以實時監(jiān)視和列車運(yùn)行計劃(運(yùn)行圖)管理為功能主體；分散自律CTC以車站控制、自動按圖排路和行車指揮自動化為功能主體

新一代分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)功能:5.4鐵路信號系統(tǒng)-列車調(diào)度新一代分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)結(jié)構(gòu):5.4鐵路信號系統(tǒng)-列車調(diào)度調(diào)度中心系統(tǒng)車站系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)第五章5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)

5.4鐵路信號系統(tǒng)5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)定義和作用：是軌道交通行車系統(tǒng)的“中樞與神經(jīng)”，旨在利用各種先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，保證列車以最小安全間隔距離運(yùn)行，以達(dá)到最大的運(yùn)輸能力。列控系統(tǒng)功能：間隔控制速度防護(hù)安全防護(hù)保證行車安全保證安全制動距離下，縮短運(yùn)行間隔，提高運(yùn)營效率速度300km/hCTCS-0級：由通用機(jī)車信號+列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成，適用既有線列車速度為160km/h以下的區(qū)段CTCS-1級：由主體機(jī)車信號+安全型列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置組成，點(diǎn)式信息作為連續(xù)信息的補(bǔ)充，可實現(xiàn)點(diǎn)連式超速防護(hù)功能。適用列車速度為160km/h以下的區(qū)段CTCS-2級：基于軌道電路+點(diǎn)式應(yīng)答器傳輸控車信息，并采用車地一體化設(shè)計的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，地面可不設(shè)通過信號機(jī)。適用列車速度為200km/h-250km/h的區(qū)段5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)CTCS應(yīng)用等級:CTCS-3級：基于無線傳輸信息，并采用軌道電路檢查列車占用的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，點(diǎn)式設(shè)備主要用于傳送定位信息。我國CTCS-3級列控系統(tǒng)包含了CTCS-2級列控系統(tǒng)上。適用列車速度為300km/h-350km/h的區(qū)段

CTCS-4級：完全基于無線傳輸信息的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。地面取消軌道電路，由無線閉塞中心和列控車載設(shè)備共同完成列車定位和完整性檢查，實現(xiàn)虛擬閉塞或移動閉塞。

下一代列控。5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)

CTCS應(yīng)用等級:基于軌道電路和點(diǎn)式信息設(shè)備傳輸列車運(yùn)行許可信息，采用速度-距離模式監(jiān)控列車安全運(yùn)行5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)

CTCS-2級列控系統(tǒng)定義:速度速度-距離模式曲線控制方式距離5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)

CTCS-2級列控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu):分為車載設(shè)備和地面設(shè)備兩部分。車載設(shè)備地面設(shè)備應(yīng)答器STM天線BTM天線信號樓82車載安全計算機(jī)（VC）應(yīng)答器信息接收模塊（BTM）連續(xù)信息接收模塊（STM）司機(jī)操作界面（DMI）列車運(yùn)行監(jiān)控裝置（LKJ）LKJDMI軌道電路傳感器5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)CTCS-2級列控系統(tǒng)車載設(shè)備構(gòu)成:DMILKJ速度傳感器BTMSTMVCBTM應(yīng)答器天線軌道電路傳感器83CTCS-2級列控系統(tǒng)車載設(shè)備主要功能:采集列控數(shù)據(jù)，計算靜態(tài)列車速度曲線和動態(tài)列車速度曲線，計算和表示列車位置速度，在DMI上表示運(yùn)行權(quán)限和限速運(yùn)行權(quán)限和限速的監(jiān)控，在任何情況下防止列車無行車許可運(yùn)行，防止列車超速運(yùn)行，防止列車溜逸列車超速時，車載設(shè)備的超速防護(hù)具備采取聲光報警、切除牽引力、動力制動、緊急制動等措施5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)79軌道電路：占用檢查及向列車連續(xù)傳輸列控信息CTCS-2級列控系統(tǒng)地面設(shè)備構(gòu)成:應(yīng)答器：包括有源應(yīng)答器和無源應(yīng)答器，向車載系統(tǒng)提供的信息包括：線路參數(shù)、臨時限速、行車許可、級間切換、線路里程等。應(yīng)答器實物圖安裝在線路上的應(yīng)答器軌道電路、應(yīng)答器、地面電子單元，車站列控中心。5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)地面電子單元LEU：地面電子單元（簡稱LEU）是一種數(shù)據(jù)處理單元，當(dāng)有數(shù)據(jù)變化時，LEU依據(jù)變化后的數(shù)據(jù)形成報文并送給有源應(yīng)答器進(jìn)行發(fā)送車站列控中心：車站列控中心分別與車站聯(lián)鎖、調(diào)度系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行信息交換，獲得列車進(jìn)路、列車運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備狀態(tài)，通過安全邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生控車命令，通過有源應(yīng)答器及軌道電路傳送給列車，實現(xiàn)對運(yùn)行列車的控制86實現(xiàn)列車占用檢查軌道電路功能：線路允許速度和閉塞分區(qū)長度等提供臨時限速和進(jìn)路信息應(yīng)答器功能：提供行車許可及閉塞分區(qū)數(shù)量綜合軌道電路、應(yīng)答器信息和動車組參數(shù)，自動生成連續(xù)速度控制模式曲線，實時監(jiān)控列車安全運(yùn)行車載設(shè)備功能：軌道電路為CTCS-2提供連續(xù)的行車許可速度曲線5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)87碼序L5L4L3L2LLUUHU空閑分區(qū)數(shù)量76543210=1250+1300+1350+1300+1350+1300+1350=9200m應(yīng)答器提供閉塞分區(qū)長度和線路允許速度。速度曲線

空閑數(shù)量：目標(biāo)距離：當(dāng)前碼序：----m--------9200m7L5軌道電路以碼序形式提供空閑閉塞分區(qū)數(shù)量。車載設(shè)備綜合計算出目標(biāo)距離，生成速度曲線。5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)881250+1300+1350+1300+1350+1300+13509200空閑區(qū)段：77950空閑區(qū)段：66650空閑區(qū)段：55300空閑區(qū)段：44000空閑區(qū)段：32650空閑區(qū)段：21350空閑區(qū)段：1速度曲線0空閑區(qū)段：0目標(biāo)距離:5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)CTCS-2級列控系統(tǒng)運(yùn)行原理：5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)89CTCS-3級系統(tǒng)：是基于GSM-R無線通信實現(xiàn)車-地信息雙向傳輸，無線閉塞中心（RBC）生成行車許可，軌道電路實現(xiàn)列車占用檢查，應(yīng)答器實現(xiàn)列車定位，并具備CTCS-2級功能的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖道岔信號機(jī)軌道電路列控中心應(yīng)答器車載設(shè)備無線閉塞中心RBCGSM-R室內(nèi)設(shè)備90無線閉塞中心、應(yīng)答器、地面電子單元、軌道電路、列控中心、GSM-R接口設(shè)備。5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)CTCS-3級列控系統(tǒng)地面設(shè)備構(gòu)成:91車載安全計算機(jī)、GSM-R無線通信單元、軌道電路信息接收單元、應(yīng)答器信息接收模塊、記錄單元、人機(jī)界面、列車接口單元等。CTCS-3級列控系統(tǒng)車載設(shè)備構(gòu)成:5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)925.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進(jìn)路等信息生成行車許可無線閉塞中心應(yīng)答器通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時限速傳輸給CTCS-3級車載設(shè)備通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接受車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息向車載設(shè)備傳輸定位和等級轉(zhuǎn)換信息向車載設(shè)備傳送線路參數(shù)和臨時限速等信息，滿足后備系統(tǒng)的需要用于實現(xiàn)車載設(shè)備與地面設(shè)備的雙向通信GSM-R核心網(wǎng)包括移動交換子系統(tǒng)、GPRS子系統(tǒng)、智能網(wǎng)接口GSM-R網(wǎng)絡(luò)采用冗余交叉覆蓋的方式進(jìn)行布置，提高了車地通信的可靠性根據(jù)地面設(shè)備提供的行車許可、線路參數(shù)、臨時限速等信息和列車參數(shù)，按照目標(biāo)距離連續(xù)速度控制模式生成動態(tài)速度曲線，監(jiān)控列車的安全運(yùn)行車載安全計算機(jī)軌道電路實現(xiàn)列車占用檢查發(fā)送行車許可信息，滿足后備系統(tǒng)的需要5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)93無線閉塞中心RBCGSM-R室內(nèi)設(shè)備地面設(shè)備增加無線閉塞中心RBC、GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)車載設(shè)備增加GSM-R無線通信單元及天線車載設(shè)備根據(jù)RBC的行車許可，生成連續(xù)速度控制模式曲線，實時監(jiān)控列車安全運(yùn)行。調(diào)度中心CTC車站聯(lián)鎖軌道電路列控中心應(yīng)答器道岔信號機(jī)RBC為CTCS-3提供行車許可速度曲線GSM-R無線通信模塊及天線車載設(shè)備94調(diào)度集中顯示投影車站聯(lián)鎖無線閉塞中心（RBC）行調(diào)指揮中心（CTC）列車位置、速度信息限速信息進(jìn)路信息軌道電路占用信息行車許可速度曲線列車位置、速度信息5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)95速度限制曲線時速(km/h)目標(biāo)停車點(diǎn)CTCS-3級列控系統(tǒng)運(yùn)行原理：5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)第五章5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)

5.4鐵路信號系統(tǒng)5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)98城市軌道交通是現(xiàn)代化都市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，它安全、迅速、舒適、便利地在城市范圍內(nèi)運(yùn)送乘客，最大限度地滿足市民出行的需要。特點(diǎn)：運(yùn)送量大、速度快、安全可靠、污染低、受其他交通方式干擾小等特點(diǎn)，可以改變城市交通擁擠、乘車?yán)щy、行車速度下降等情況。類型：地下鐵道、城市輕軌、有軌電車等城市軌道交通概述:99安全性要求高可靠性要求高抗干擾能力強(qiáng)通過能力大自動化程度高5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)城市軌道交通對信號系統(tǒng)要求：具有完善的列車速度監(jiān)控功能聯(lián)鎖關(guān)系較簡單車輛段獨(dú)立采用聯(lián)鎖設(shè)備自動化水平高信號系統(tǒng)特點(diǎn):1005.6城軌CBTC列控系統(tǒng)城市軌道交通信號系統(tǒng)組成和功能:ATP子系統(tǒng)ATS子系統(tǒng)ATO子系統(tǒng)正線ATC系統(tǒng)1015.6城軌CBTC列控系統(tǒng)CBTC(CommunicationBasedTrainControl)列控系統(tǒng)：是一種采用先進(jìn)的通信、計算機(jī)技術(shù)，連續(xù)控制、檢測列車運(yùn)行的移動閉塞方式的列車控制系統(tǒng)；CBTC列控系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：實現(xiàn)列車與軌旁設(shè)備實時雙向通信且信息量大(WLAN)可減少軌旁設(shè)備，便于安裝維修確立“信號通過通信”的理念，使列車與地面緊密結(jié)合、整體處理1025.6城軌CBTC列控系統(tǒng)城軌CBTC列控系統(tǒng)原理：利用無線通信技術(shù)，通過車載設(shè)備、傳輸媒介與列車控制中心實現(xiàn)信息交換完成速度控制由于沒有預(yù)先設(shè)置的閉塞分區(qū)，不以固定的閉塞分區(qū)為列車追蹤的最小單元。列車的最小正常追蹤運(yùn)行間隔，為安全保護(hù)距離加最高允許速度下使用常用制動直至停車的制動距離由于后續(xù)列車可以連續(xù)的知道距前車尾部的實際距離，因而可以保持比固定閉塞更小的追蹤間隔運(yùn)行，適合120s及以下追蹤運(yùn)行間隔控制1035.6城軌CBTC列控系統(tǒng)城軌CBTC列控系統(tǒng)的原理：區(qū)域控制器列車1發(fā)送定位信息列車1列車2列車2安全停車點(diǎn)緊急制動包絡(luò)曲線ATO曲線列車2功能停車點(diǎn)區(qū)域控制器向列車2發(fā)送安全動作授權(quán)1045.6城軌CBTC列控系統(tǒng)城軌CBTC列控系統(tǒng)的追蹤效果：1055.6城軌CBTC列控系統(tǒng)城軌CBTC列控系統(tǒng)的追蹤效果：第五章5.1鐵路信號的基本概念5.5高鐵CTCS列控系統(tǒng)5.2鐵路信號的發(fā)展過程5.6城軌CBTC列控系統(tǒng)5.3鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)

5.4鐵路信號系統(tǒng)5.7其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)道路交通控制系統(tǒng)航空交通控制系統(tǒng)水路交通控制系統(tǒng)109道路交通信號控制：在道路空間上無法實現(xiàn)分離原則的地方，主要在平面交叉口上，用來在時間上給相互沖突的交通流分配通行權(quán)的一種交通管理措施。道路交通信號功能：有效引導(dǎo)和調(diào)度交通流；增加道路交叉口的通行能力；降低事故率；縮短延誤；方面行人通行；5.7道路交通控制系統(tǒng)1105.7道路交通控制系統(tǒng)-信號燈

信號燈定義：交通安全產(chǎn)品中的一個類別，是為了加強(qiáng)道路交通管理，減少交通事故的發(fā)生，提高道路使用效率，改善交通狀況的一種重要工具。適用于十字、丁字等交叉路口，由道路交通信號控制機(jī)控制，指導(dǎo)車輛和行人安全有序地通行。111信號燈分類及作用：綠燈信號：準(zhǔn)許通行紅燈信號：禁止通行黃燈信號：介于紅和綠燈之間，已經(jīng)越過停車線的可繼續(xù)通行閃光警告信號：注意瞭望方向指示信號：指揮機(jī)動車行駛方向車道信號：顯示車道運(yùn)行情人行道信號：指示行人過馬路5.7道路交通控制系統(tǒng)-信號燈1125.7道路交通控制系統(tǒng)道路交通信號控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：檢測器本地交叉口信號控制機(jī)主控制機(jī)交通控制中心通信系統(tǒng)交通信號控制系統(tǒng)的基本組成有五部分：1135.7道路交通控制系統(tǒng)道路交通信號控制系統(tǒng)功能：檢測器實現(xiàn)交通流信息的自動檢測與采集交叉口信號控制機(jī)通過使用用戶設(shè)定的配時方案來控制顯示信號燈色主控制機(jī)主要是為一組交叉口選擇配時方案、處理和存儲檢測器數(shù)據(jù)以及監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)交通控制中心主要實現(xiàn)交通信號控制系統(tǒng)在業(yè)務(wù)上的集中和綜合通信系統(tǒng)實現(xiàn)多個部件之間的通信1145.7航空交通控制系統(tǒng)空中交通管制（AirTrafficControl，ATC）：利用通信、導(dǎo)航技術(shù)和監(jiān)控等專業(yè)手段對飛機(jī)飛行活動進(jìn)行監(jiān)視、控制與指揮，保證飛行安全和飛行效率。系統(tǒng)組成：導(dǎo)航設(shè)備、雷達(dá)系統(tǒng)、二次雷達(dá)、通信設(shè)備、地面控制中心管制機(jī)構(gòu)：飛機(jī)場管制塔臺、進(jìn)近管制室、航路交通管制中心（區(qū)域管制）管制方式：位置報告式的程序管制方式、基于監(jiān)視雷達(dá)的雷達(dá)管制1155.7航空交通控制系統(tǒng)1165.7航空交通控制系統(tǒng)飛行管理系統(tǒng)（FlightManagementSystem,FMS）FMS是由許多計算機(jī)、傳感器、無線電導(dǎo)航系統(tǒng)等及執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的大型計算機(jī)管理系統(tǒng)，其組件包括：飛行管理計算機(jī)系統(tǒng)(FMCS)和控制顯示組件(CDU)：飛行員從CDU中輸入起飛機(jī)場、目的地機(jī)場等數(shù)據(jù)，F(xiàn)MCS算出最合理的飛行航路、速度和高度，并送出指令到執(zhí)行機(jī)構(gòu)慣性基準(zhǔn)分系統(tǒng)IRS：輸出飛行數(shù)據(jù)的傳感器系統(tǒng)飛行自動控制系統(tǒng)AFCS：飛機(jī)各種功能的自動控制分系統(tǒng)的組合自動油門分系統(tǒng)：飛行管理計算機(jī)系統(tǒng)通過AFCS向自動油門分系統(tǒng)提供目標(biāo)推力，控制飛行速度1175.7航空交通控制系統(tǒng)空中防撞系統(tǒng)（TrafficCollisionAvoidanceSystem，TCAS）：TCAS是可以顯示鄰近飛機(jī)航向和與自己間距的電腦系統(tǒng)，用以避免飛機(jī)在空中互相沖撞，主要由詢問器、應(yīng)答機(jī)、收發(fā)機(jī)和計算機(jī)系統(tǒng)組成。TCAS的詢問器發(fā)出無線電脈沖信號（詢問信號），當(dāng)其他飛機(jī)的應(yīng)答器接收到該信號時，會發(fā)射應(yīng)答信號根據(jù)發(fā)射信號和應(yīng)答信號的時間間隔計算距離，根據(jù)方向天線確定方位TCAS一般可監(jiān)視前方30海里，上下方3000米范圍內(nèi)30架飛機(jī)的動態(tài)，側(cè)面和后方的監(jiān)視距離較小1185.7航空交通控制系統(tǒng)空中防撞系統(tǒng)（TCAS）：TCASI(第一代)：當(dāng)其他飛機(jī)接近時可提供空中交通報告(TA)，有聲音播報“Traffic，Traffic”和顯示其他飛機(jī)的符號變色；TCASII(第二代)：使用最為廣泛，在TCASI的基礎(chǔ)上提供語音處理建議(RA)，

指示避撞動作，如：“爬升！爬升！爬升！”“下降！下降！下降！”。別架飛機(jī)若裝有TCAS，也會有相反的警告發(fā)出來；TCASIII(第三代)：除上下避撞措施外增加左右避撞。1195.7航空交通控制系統(tǒng)空中防撞系統(tǒng)（TCAS）：民航管理單位會規(guī)范TCAS與ATC的指示沖突時的優(yōu)先次序，若是一架飛機(jī)遵從TCAS，另一架遵從ATC仍有互撞的危險。2002年7月1日，于伯林根（überlingen）空難。1205.7水運(yùn)交通控制系統(tǒng)船舶交通管理系統(tǒng)(VesselTrafficManageSystem,VTMS)：在一定水域內(nèi)用以保證航行船舶安全和效率的管理系統(tǒng)。其基本功能是以雷達(dá)為主要傳感器，以數(shù)據(jù)處理設(shè)備為核心，通過通訊手段傳送信息，掌握水道、港口的船舶交通動態(tài)信息。1215.7水運(yùn)交通控制系統(tǒng)通信設(shè)備：配備船岸之間甚高頻(VHF)無線電話按規(guī)定頻道通話，以及傳真設(shè)備、燈火信號、廣播等監(jiān)視設(shè)備：以港口雷達(dá)為主，電視監(jiān)視為輔掌握船舶動態(tài)；船舶動態(tài)報告系統(tǒng)：在港區(qū)及外圍規(guī)定若干報告點(diǎn)，要求通過報告點(diǎn)的船舶用甚高頻或特高頻無線電話按規(guī)定程序和格式向系統(tǒng)中心報告船位、航行計劃和船舶數(shù)據(jù)資料助航設(shè)施：標(biāo)示航道和分道通航的航標(biāo)、雷達(dá)信標(biāo)、無線電定位系統(tǒng)等，保障在進(jìn)港狹水道的航行安全系統(tǒng)中心：集中控制各種設(shè)備、處理收集的信息，并以適當(dāng)形式顯示船舶交通管理系統(tǒng)（VTMS）設(shè)備構(gòu)成及功能：1225.7水運(yùn)交通控制系統(tǒng)自動雷達(dá)標(biāo)繪儀(AutomaticRadarPlottingAid,ARPA):

一般遠(yuǎn)航船舶都安裝自動避碰雷達(dá)來實現(xiàn)避碰。自動雷達(dá)標(biāo)繪儀是結(jié)合雷達(dá)和電子計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的一種船舶避碰儀器。1235.7水運(yùn)交通控制系統(tǒng)自動雷達(dá)標(biāo)繪儀(ARPA)功能:ARPA能人工或自動捕捉目標(biāo)，捕獲后自動跟蹤目標(biāo)并以矢量形式在顯示器屏幕上顯示目標(biāo)的航向和航速。由操作者設(shè)定最近會遇距離（CPA）和到達(dá)最近會遇距離的時間（TCPA）的允許界限，當(dāng)ARPA處理電路計算出目標(biāo)的最近會遇距離和到達(dá)最近會遇距離的時間小于所設(shè)定的允許界限時，會自動以各種方式（視覺或音響）報警，提醒駕駛員采取避讓措施。1245.7水運(yùn)交通控制系統(tǒng)船載自動識別系統(tǒng)(AutomaticIdentificationSystem,AIS)：AIS由岸基（基站）設(shè)施和船載設(shè)備共同組成，是一種集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的數(shù)字助航系統(tǒng)和設(shè)備。AIS系統(tǒng)配合全球定位系統(tǒng)（GPS）將船位、船速、改變航向率及航向等船舶動態(tài)結(jié)合船名、呼號、吃水及危險貨物等船舶靜態(tài)資料由甚高頻（VHF）向附近水域船舶及岸臺廣播，使鄰近船舶及岸臺能及時掌握附近海面所有船舶動態(tài)資訊，得以立刻互相通話協(xié)調(diào)，采取必要避讓行動，有效保障船舶航行安全。125總結(jié)鐵路信號的基本概念和發(fā)展過程鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備（繼電器、信號機(jī)、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機(jī)）鐵路信號系統(tǒng)（車站聯(lián)鎖、區(qū)間閉塞、編組站、調(diào)度集中）高鐵CTCS列控系統(tǒng)城軌CBTC列控系統(tǒng)其他交通運(yùn)輸方式控制系統(tǒng)（道路交通、航空交通、水運(yùn)交通）第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)第五章交通運(yùn)輸信號與通信技術(shù)5.8交通運(yùn)輸對通信的需求5.9鐵路通信基本概念5.10高速鐵路傳輸網(wǎng)5.11高速鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)5.12高速鐵路移動通信5.13高速鐵路支撐網(wǎng)5.8交通運(yùn)輸對通信的需求鐵路運(yùn)輸對通信的需求高速公路運(yùn)輸對通信的需求水運(yùn)交通運(yùn)輸對通信的需求5.8交通運(yùn)輸對通信的需求1.鐵路運(yùn)輸列車控制與列車調(diào)度旅客信息業(yè)務(wù)緊急通話、三方通話；列車控制信息、行車許可傳輸；列車調(diào)度信息傳輸話音業(yè)務(wù)；流業(yè)務(wù)；交互類業(yè)務(wù)；背景類業(yè)務(wù)（1）列車控制與列車調(diào)度列車控制調(diào)度、編組，站場通信5.8交通運(yùn)輸對通信的需求（1）列車控制與列車調(diào)度電路域話音業(yè)務(wù)調(diào)度員、車站值班員以及司機(jī)的三方通話功能尋址、位置尋址、鐵路緊急呼叫、調(diào)車、多駕駛員通信電路域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)列車控制信息(線路數(shù)據(jù)、車站連鎖信息、行車曲線等)車輛傳感監(jiān)測信息(車載設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、列車軸溫信息等)分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用來傳輸QoS要求較低的列車調(diào)度信息（調(diào)度命令、無線車次號等）5.8交通運(yùn)輸對通信的需求（1）貨運(yùn)專線機(jī)車同步操控信息傳送業(yè)務(wù)為實現(xiàn)牽引過程中同時加速、減速、制動，主控機(jī)車和從控機(jī)車之間需要通過無線信道實時傳遞控制命令。（2）車地信息化數(shù)據(jù)傳輸列車運(yùn)行、安全監(jiān)控、診斷及承載貨物等實時信息需要傳送到地面，為實現(xiàn)列車信息實時追蹤、客票發(fā)售、貨運(yùn)計劃、貨車追蹤、集裝箱追蹤等提供基礎(chǔ)信息，滿足鐵路路網(wǎng)移動體（機(jī)車、車輛等）實時動態(tài)跟蹤信息傳輸?shù)男枰?.8交通運(yùn)輸對通信的需求舉例：（2）旅客信息業(yè)務(wù)乘客在公交、地鐵、高鐵上使用手機(jī)5.8交通運(yùn)輸對通信的需求話音業(yè)務(wù)旅客通話流類業(yè)務(wù)視頻點(diǎn)播可視電話視頻會議交互類業(yè)務(wù)網(wǎng)頁瀏覽網(wǎng)絡(luò)游戲背景類業(yè)務(wù)文件下載電子郵件5.8交通運(yùn)輸對通信的需求（2）旅客信息業(yè)務(wù)5.8交通運(yùn)輸對通信的需求2.高速公路運(yùn)輸業(yè)務(wù)需求管理需求語音業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；圖像業(yè)務(wù)集中結(jié)算；集中監(jiān)控；統(tǒng)一網(wǎng)管安全需求網(wǎng)絡(luò)安全分析；設(shè)備安全分析；數(shù)據(jù)安全分析（1）業(yè)務(wù)需求語音業(yè)務(wù)辦公電話、指令電話、緊急電話等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)保證收費(fèi)數(shù)據(jù)安全、可靠及數(shù)據(jù)的一致性監(jiān)控數(shù)據(jù)（外場設(shè)備，隧道監(jiān)控站，大橋監(jiān)控站，監(jiān)控總中心）辦公自動化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)圖像業(yè)務(wù)圖像監(jiān)控(收費(fèi)圖像、監(jiān)控圖像)和會議電視5.8交通運(yùn)輸對通信的需求（2）管理需求5.8交通運(yùn)輸對通信的需求集中結(jié)算建立專門的結(jié)算/清算中心對所有路段的收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中結(jié)算集中監(jiān)控建立專門的監(jiān)控中心，將狀況監(jiān)控圖像上傳到監(jiān)控中心，必要的控制數(shù)據(jù)也相應(yīng)地由分中心傳送到總中心，需要MSTP網(wǎng)絡(luò)輸送和監(jiān)控管理系統(tǒng)的密切配合統(tǒng)一網(wǎng)管使全網(wǎng)處于有序、高效的運(yùn)行狀態(tài)，使業(yè)務(wù)數(shù)量、種類的變化及時更新，使數(shù)據(jù)帶寬靈活分配，充分利用好現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源（3）安全需求網(wǎng)絡(luò)安全需要建立高可靠性的、可自愈的網(wǎng)絡(luò)，并具備良好的擴(kuò)展能力，能很好地保證整網(wǎng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行設(shè)備安全關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定性包括電源、主控、交換等關(guān)鍵部件的冗余備份，支持熱插拔、成熟的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等數(shù)據(jù)安全收費(fèi)原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時地上傳至中心，數(shù)據(jù)在傳輸過程中的唯一性和原始性系統(tǒng)需具備異常狀況的承載能力，抵抗病毒攻擊和惡意竄改、竊取的能力5.8交通運(yùn)輸對通信的需求5.8交通運(yùn)輸對通信的需求3.水運(yùn)交通海洋運(yùn)輸內(nèi)河航運(yùn)沿海港口地區(qū)通信；海洋船岸無線電通信；沿海港口間長途通信內(nèi)河港口地區(qū)通信；內(nèi)河船岸通信；內(nèi)河沿岸長途通信（1）海洋運(yùn)輸沿海港口地區(qū)通信語音通話（業(yè)務(wù)電話、調(diào)度電話、泊位電話、會議電話）以及數(shù)據(jù)、圖像傳輸海洋船岸無線電通信船舶運(yùn)輸調(diào)度通信、遇險和安全通信、海難救助通信向海船發(fā)播氣象信息和航行安全信息沿海港口間長途通信長途話音等5.8交通運(yùn)輸對通信的需求（2）內(nèi)河航運(yùn)內(nèi)河港口地區(qū)通信與海洋運(yùn)輸基本相同內(nèi)河船岸無線電通信各相鄰岸臺的通話半徑應(yīng)相互交叉，以保證通話連續(xù)內(nèi)河沿岸長途通信將沿河各港口(船閘)連通起來，實現(xiàn)全航線生產(chǎn)調(diào)度指揮和業(yè)務(wù)聯(lián)系5.8交通運(yùn)輸對通信的需求交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展日新月異，為人們提供了越來越便捷的服務(wù)，同時亦對通信提出了更高的要求。

隨著空天地一體化通信進(jìn)程的推進(jìn)、第五代移動通信的發(fā)展以及車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推進(jìn)為交通運(yùn)輸發(fā)展提供了新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)……第五章5.9鐵路通信概況5.9.1

通信基本概念5.9.2

高速鐵路通信網(wǎng)01025.9.1通信基本概念通信是指消息的傳遞過程人和人之間、人和機(jī)器之間、機(jī)器和機(jī)器之間0102通過不同的方式，進(jìn)行語音、文字、圖像等各種可感知信息的傳遞03146通信系統(tǒng)是指完成通信任務(wù)的技術(shù)設(shè)備和傳輸媒介5.9.1通信基本概念按照調(diào)制方式，可分為基帶傳輸和頻帶傳輸按信道中傳送的信號不同，可分為模擬通信和數(shù)字通信按照信號復(fù)用方式分為頻分復(fù)用（TDM）、時分復(fù)用（TDM）和碼分復(fù)用（CDM）通信系統(tǒng)分類0102通信網(wǎng)147眾多的功能相同或不同的設(shè)備、系統(tǒng)連接起來，構(gòu)成了功能豐富的、無處不在的通信網(wǎng)絡(luò)。通信終端----是人與通信系統(tǒng)的接口設(shè)備交換設(shè)備----通信網(wǎng)的核心節(jié)點(diǎn)，主要功能是尋址和信息的交換傳輸系統(tǒng)----完成編碼、復(fù)用、傳送等功能。5.9.1通信基本概念通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)01025.9.1通信基本概念

通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)鐵路通信網(wǎng)組成1495.9.2鐵路通信網(wǎng)的構(gòu)成5.9.2鐵路通信網(wǎng)的構(gòu)成

基礎(chǔ)承載網(wǎng)為通信業(yè)務(wù)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)以及信號、防災(zāi)、信息、電力等提供信息承載的必要手段，主要包括傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)以及配套的機(jī)房、電源設(shè)備。業(yè)務(wù)網(wǎng)是提供鐵路通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的總稱，包括鐵路自動電話、調(diào)度通信、電視電話會議、視頻監(jiān)控、電報等系統(tǒng)。移動通信網(wǎng)提供無線語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如車地通信、手機(jī)通話、短信等。由于它既提供無線信道用于承載數(shù)據(jù)、信息傳送，也提供具體的通話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在建設(shè)和管理時，一般將移動通信網(wǎng)獨(dú)立考慮。支撐網(wǎng)是為通信網(wǎng)運(yùn)營提供支撐服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，包括同步網(wǎng)、信令網(wǎng)、網(wǎng)管及監(jiān)控系統(tǒng)等。

鐵路通信網(wǎng)組成高鐵通信系統(tǒng)構(gòu)成示意圖1515.9.2高速鐵路通信網(wǎng)傳輸系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)會議電視系統(tǒng)綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)綜合網(wǎng)管系統(tǒng)應(yīng)急通信系統(tǒng)調(diào)度通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)第五章5.10高速鐵路傳輸網(wǎng)

傳輸網(wǎng)基本知識SDH傳輸技術(shù)光纖通信技術(shù)高速鐵路傳輸系統(tǒng)5.10.15.10.25.10.35.10.45.10.1傳輸網(wǎng)基本知識傳輸網(wǎng)的基本概念與組成傳輸媒介的分類01025.10.1傳輸網(wǎng)基本知識鐵路傳輸網(wǎng)是鐵路各種語音、數(shù)據(jù)、視頻圖像等各種信息的基礎(chǔ)承載平臺，應(yīng)滿足鐵路運(yùn)輸組織、客貨營銷和經(jīng)營管理等通信的需要傳輸網(wǎng)的基本概念與組成010203傳輸網(wǎng)主要由傳輸節(jié)點(diǎn)設(shè)備和傳輸線路兩部分組成。傳輸設(shè)備主要有SDH、MSTP等。5.10.1傳輸網(wǎng)基本知識傳輸媒介的分類在高鐵傳輸網(wǎng)中，節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間主要采用光纖光纜傳輸GSM-R系統(tǒng)中移動臺和GSM-R基站之間采用微波傳輸方式。5.10高速鐵路傳輸網(wǎng)傳輸網(wǎng)基本知識SDH傳輸技術(shù)光纖通信技術(shù)高速鐵路傳輸系統(tǒng)5.10.15.10.25.10.35.10.45.10.2光纖通信技術(shù)光纖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)波分復(fù)用技術(shù)010203光纖通信的特點(diǎn)5.10.2光纖通信技術(shù)光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)將來自于PCM復(fù)用設(shè)備傳送過來的電信號經(jīng)過調(diào)制轉(zhuǎn)換成光信號，然后將已調(diào)的光信號耦合到光纖中傳輸。光發(fā)送機(jī)光接收機(jī)將來自光纖的光數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為電數(shù)字信號輸入到電端機(jī)設(shè)備，其光電轉(zhuǎn)換功能依靠光電檢測器來完成。5.10.2光纖通信技術(shù)將多個不同波長的光信號脈沖由合波器合成一束光波耦合進(jìn)入光纖進(jìn)行傳輸波分復(fù)用技術(shù)0102接收端用分波器將不同波長的光波分離開，分別輸入到各個分系統(tǒng)的光接收機(jī)。光纖通信的特點(diǎn)010204光纖通信具有傳輸頻帶寬、容量大衰減小、傳輸距離遠(yuǎn)；抗電磁干擾性強(qiáng)、保密性好；5.10.2光纖通信技術(shù)03尺寸小、重量輕，便于傳輸和鋪設(shè)等特點(diǎn)。5.10高速鐵路傳輸網(wǎng)傳輸網(wǎng)基本知識SDH傳輸技術(shù)光纖通信技術(shù)高速鐵路傳輸系統(tǒng)5.10.15.10.25.10.35.10.45.10.2光纖通信技術(shù)PDH與SDHSDH設(shè)備010203SDH自愈網(wǎng)的分類04SDH的網(wǎng)絡(luò)管理05MSTP技術(shù)5.10.3SDH傳輸技術(shù)PDH與SDH準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH：PlesiochronousDigitalHierarchy）是早期數(shù)字復(fù)接技術(shù)實用化的一個標(biāo)準(zhǔn)體系；同步數(shù)字體系（SDH，SynchronousDigitalHierarchy）真正實現(xiàn)了同一數(shù)字傳輸體系的全球性數(shù)字通信；由于SDH具有PDH無法比擬的優(yōu)越性，19世紀(jì)90年代在我國傳輸網(wǎng)廣泛使用，并逐步取代PDH設(shè)備。5.10.3SDH傳輸技術(shù)終端復(fù)用器（TM，terminatingmultiplexer）SDH設(shè)備010203分插復(fù)用器（ADM，add/dropmultiplexer）再生中繼器（REG，regenerativerepeater）04數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC，digitalcross-connectequipment）5.10.3SDH傳輸技術(shù)SDH自愈網(wǎng)的分類0102按網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)可以分為：線狀網(wǎng)保護(hù)環(huán)網(wǎng)保護(hù)網(wǎng)格網(wǎng)恢復(fù)按機(jī)制可以分為保護(hù)和恢復(fù)兩類。5.10.3SDH傳輸技術(shù)SDH網(wǎng)絡(luò)的同步點(diǎn)同步是指發(fā)送端和接收端兩點(diǎn)之間的同步網(wǎng)同步是網(wǎng)中所有網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的時鐘頻率和相位保持一致；傳輸網(wǎng)中基本的同步控制方法有點(diǎn)同步、網(wǎng)同步和線同步。線同步將幾個低速的、非同步的支路信號速率調(diào)整為單一速率的同步信號1235.10.3SDH傳輸技術(shù)SDH網(wǎng)絡(luò)管理SDH的網(wǎng)絡(luò)管理的下三層分別為網(wǎng)元層、網(wǎng)元管理層、和網(wǎng)絡(luò)管理層，鐵路SDH管理網(wǎng)的分層結(jié)構(gòu)如圖所示：5.10.3SDH傳輸技術(shù)MSTP技術(shù)以SDH為基礎(chǔ)，有效提高了以太網(wǎng)的業(yè)務(wù)性能和組網(wǎng)能力；MSTP技術(shù)010203MSTP對于傳統(tǒng)的TDM業(yè)務(wù)可以很好的支持技術(shù)的核心問題是如何利用SDH來支持IP業(yè)務(wù)，如何將IP數(shù)據(jù)映射到SDH幀中去。。5.10.4高速鐵路傳輸系統(tǒng)傳輸網(wǎng)基本知識SDH傳輸技術(shù)光纖通信技術(shù)高速鐵路傳輸系統(tǒng)5.10.15.10.25.10.35.10.45.10.4高速鐵路傳輸系統(tǒng)我國鐵路傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)我國鐵路傳輸網(wǎng)分為三層結(jié)構(gòu),分別為骨干層、匯聚層和接入層：第五章5.11高速鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理5.11.2鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)設(shè)備5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（一）網(wǎng)絡(luò)的定義網(wǎng)絡(luò)是指由介質(zhì)鏈路連接在一起的一系列設(shè)備（常常被稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)），設(shè)備之間的鏈路常被稱為通信信道。（二）網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)涫侵妇W(wǎng)絡(luò)在物理上或邏輯上的布置方式。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫撬墟溌泛玩溄釉O(shè)備（通常稱為節(jié)點(diǎn)）互相之間關(guān)系的幾何表示。共有五種可能的基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌壕W(wǎng)狀、星型、樹型、總線以及環(huán)型。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)1．網(wǎng)狀拓?fù)洌好恳慌_設(shè)備都與其他所有設(shè)備有一條專用的點(diǎn)到點(diǎn)鏈路。優(yōu)點(diǎn)：避免了共享鏈路中的通信量問題；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂薪研?；安全性；點(diǎn)到點(diǎn)鏈路便于故障識別和故障隔離。缺點(diǎn)：所需要的電纜和設(shè)備輸入輸出端口的數(shù)量過于巨大。設(shè)備的安裝和重新配置十分困難。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)2．星型拓?fù)洌好颗_設(shè)備只與通常稱為集線器的中心控制器有點(diǎn)到點(diǎn)的專用鏈路。設(shè)備并不是彼此直接鏈接的。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)；安裝和重新配置容易；安全性；點(diǎn)到點(diǎn)鏈路便于故障識別和故障隔離。缺點(diǎn)：星型拓?fù)淙孕枰绕渌W(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ɡ鐦湫屯負(fù)洹h(huán)型拓?fù)浜涂偩€型拓?fù)洌└嗟碾娎|。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)3．樹型拓?fù)洌菏切切屯負(fù)涞囊环N變體。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都連接到控制網(wǎng)絡(luò)通信量的中央集線器上。絕大多數(shù)設(shè)備是首先連接到一個次級集線器上，再由次級集線器連接到中央集線器上的。優(yōu)點(diǎn)：次級集線器的引入帶來了兩個優(yōu)勢：1）允許更多的設(shè)備連接到中央集線器上，并且增加了信號在設(shè)備間的傳輸距離；2）允許網(wǎng)絡(luò)隔離不同計算機(jī)之間的通信或者為不同計算機(jī)設(shè)定通信的優(yōu)先級。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)4．總線拓?fù)洌憾帱c(diǎn)配置，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通過引出線和抽頭連接到總線電纜上。優(yōu)點(diǎn)：易安裝；所用電纜少。缺點(diǎn)：難于進(jìn)行故障隔離和重新配置；加入新設(shè)備困難；另外，總線的故障或斷裂會終止所有的傳輸。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)5．環(huán)型拓?fù)洌好總€設(shè)備只與兩側(cè)的兩個設(shè)備之間有點(diǎn)到點(diǎn)連接。信號在環(huán)中從一個設(shè)備到另一個設(shè)備單向傳輸，直至到達(dá)目的地。優(yōu)點(diǎn)：比較容易安裝和重新配置；加入或刪除一個設(shè)備只需要改動兩條連接；故障隔離簡單。缺點(diǎn)：唯一的限制是介質(zhì)和通信量的因素（環(huán)的最大長度和設(shè)備的數(shù)量）；單向傳輸是一個缺點(diǎn)。這個缺點(diǎn)可以通過引入雙環(huán)或者一個可以對故障進(jìn)行旁路的開關(guān)來解決。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)6．混合型拓?fù)渫ǔ?，一個網(wǎng)絡(luò)會把幾個不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的子網(wǎng)鏈接在一起以形成一個更大的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。比如，一個公司的某個部門可能會采用總線拓?fù)?，而另一個部門則選擇了環(huán)型拓?fù)?。這兩個不同拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)可以直接連到一個中央集線器上以形成一個星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)（三）網(wǎng)絡(luò)分類網(wǎng)絡(luò)按照范圍劃分可以分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)；

按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以劃分為總線型、環(huán)型、星型、和網(wǎng)狀網(wǎng)及其他們的混合型網(wǎng)絡(luò)。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)1．局域網(wǎng)：通常是用于連接一個辦公室、一幢建筑物或一所校園內(nèi)的設(shè)備。一般來說，局域網(wǎng)的范圍被限定在幾公里之內(nèi)。局域網(wǎng)為個人電腦和工作站之間共享資源而設(shè)計的。被共享的資源可以是硬件（如打印機(jī)）、軟件（如一個應(yīng)用程序）或者數(shù)據(jù)。通常，一個局域網(wǎng)只采用一種傳輸介質(zhì)。最常見的局域網(wǎng)拓?fù)涫强偩€、環(huán)型和星型。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)2．城域網(wǎng)：將網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍延伸至整個城市。從而使得不僅局域網(wǎng)之間可以共享資源，設(shè)備之間也可以共享資源。例如，一個鐵路局可以利用城域網(wǎng)來把它在路局所在地所有辦公場所內(nèi)的局域網(wǎng)連接起來。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)3．廣域網(wǎng)可以跨越遼闊的地理區(qū)域進(jìn)行長距離的數(shù)據(jù)、語音、圖像和視頻傳輸。廣域網(wǎng)可以使用公用的、租用的或?qū)Ｓ玫耐ㄐ旁O(shè)備（通常是組合起來使用），因此可以無距離限制地延伸。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)4．網(wǎng)際互連當(dāng)連接兩個或兩個以上的網(wǎng)絡(luò)時，就形成了一個互聯(lián)網(wǎng)。單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)際互連設(shè)備來加入互聯(lián)網(wǎng)。這些設(shè)備包括路由器和網(wǎng)關(guān)。注意互聯(lián)網(wǎng)（internet）這個術(shù)語和因特網(wǎng)（Internet）是不同的，第一個術(shù)語指網(wǎng)絡(luò)之間相互連接的普遍含義，而第二個則是一個特定的全球網(wǎng)絡(luò)的名稱。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：網(wǎng)絡(luò)之間溝通、交流的橋梁。（一）OSI層次5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議OSI各層的功能各層名稱功能信息單元地址類型應(yīng)用層用戶功能程序表示層字符顯示、壓縮和安全性字符和字會話層建立、和終止會話傳輸層從發(fā)送計算機(jī)進(jìn)程項接收計算機(jī)進(jìn)程發(fā)送消息消息在應(yīng)用程序之間從進(jìn)程到進(jìn)程網(wǎng)絡(luò)層通過網(wǎng)絡(luò)傳輸單個數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)包識別接收方網(wǎng)絡(luò)和主機(jī)位置的數(shù)據(jù)包地址數(shù)據(jù)鏈路層通過一條鏈路路由向最終的地址發(fā)送含有數(shù)據(jù)包的幀網(wǎng)卡（或網(wǎng)絡(luò)中的下一個節(jié)點(diǎn)）物理層通過物理介質(zhì)以信號的形式傳輸二進(jìn)制數(shù)比特5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議OSI模型的七層功能的特點(diǎn)1.對等過程：在單臺機(jī)器中，每一層調(diào)用下層的服務(wù)。比如第三層使用第二層的服務(wù)，同時也向第四層提供服務(wù)。在發(fā)送端，每一層都在從直接上層傳來的報文中加上本層必須的信息并將整個包傳到下層。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議OSI模型的七層功能的特點(diǎn)2.層次組織：ISO的七個層次可以分為三個功能組：第一、二、和三層是網(wǎng)絡(luò)的支持層；第五、六、七層（會話層、表示層、應(yīng)用層）是用戶支持層，允許不相關(guān)的軟件系統(tǒng)間的互操作；第四層是傳輸層，將以上二個功能組聯(lián)系起來，并保證下層是以上層可以使用的形式傳輸?shù)摹?.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（二）TCP/IP協(xié)議：1．TCP/IP概述TCP/IP協(xié)議定義了數(shù)據(jù)傳輸如何通過因特網(wǎng)進(jìn)行傳送交換。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（二）TCP/IP與OSI模型5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1）

IP地址：給每個連接在IP網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)分配一個32位的地址。用二進(jìn)制來表示，每個IP地址長32位。IP地址根據(jù)網(wǎng)絡(luò)ID的不同分為5種類型，A類地址、B類地址、C類地址、D類地址和E類地址。2）MAC地址：物理地址、硬件地址，通俗地說也就是網(wǎng)卡的物理地址，由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造商生產(chǎn)時寫在硬件上。MAC地址的長度為48位（6個字節(jié)），通常表示為12個十六進(jìn)制數(shù)，每二個十六進(jìn)制數(shù)之間用冒號隔開。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2．網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議TCP/IP在網(wǎng)絡(luò)層主要包含了四種協(xié)議：ARP、RARP、ICMP和IGMP。3．傳輸層協(xié)議提供應(yīng)用程序之間的通信。TCP，提供端到端的數(shù)據(jù)流服務(wù)；UDP，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，為不需要可靠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳送應(yīng)用程序提供端到端的高效服務(wù)。4．應(yīng)用層協(xié)議主要包括Telnet，F(xiàn)TP，POP3，SNMP，DNS，HTTP。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2．網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議TCP/IP在網(wǎng)絡(luò)層主要包含了四種協(xié)議：ARP、RARP、ICMP和IGMP。3．傳輸層協(xié)議提供應(yīng)用程序之間的通信。TCP，提供端到端的數(shù)據(jù)流服務(wù)；UDP，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，為不需要可靠傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳送應(yīng)用程序提供端到端的高效服務(wù)。4．應(yīng)用層協(xié)議主要包括Telnet，F(xiàn)TP，POP3，SNMP，DNS，HTTP。5.11.1數(shù)據(jù)通信網(wǎng)原理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要有以下5種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：1.物理層中繼系統(tǒng)，即中繼器。2.數(shù)據(jù)鏈路層，即網(wǎng)橋或交換機(jī)。3.網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)，即路由器。4.兼有網(wǎng)橋和路由器的功能的三層交換機(jī)（或路由交換機(jī)）。5.在網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)，即網(wǎng)關(guān)。5.11.2鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)包括骨干網(wǎng)絡(luò)、區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。5.11.2鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用骨干網(wǎng)絡(luò)由大區(qū)節(jié)點(diǎn)組成，匯聚、轉(zhuǎn)接來自本大區(qū)范圍內(nèi)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)。5.11.2鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用區(qū)域網(wǎng)絡(luò)由核心節(jié)點(diǎn)、匯聚節(jié)點(diǎn)和接入節(jié)點(diǎn)組成5.11.2鐵路數(shù)據(jù)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用高速鐵路數(shù)據(jù)網(wǎng)承載的主要業(yè)務(wù)1．會議電視系統(tǒng)2．GPRS業(yè)務(wù)3．綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)４．旅客服務(wù)系統(tǒng)５．辦公自動化系統(tǒng)６．動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)７．綜合網(wǎng)管系統(tǒng)第五章交通運(yùn)輸通信技術(shù)5.12高速鐵路移動通信5.12.1GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)原理5.12.2GSM-R網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能5.12.3

GSM-R主要業(yè)務(wù)5.12.4主要通信過程5.12.1GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)原理GSM/GSM-R基本原理頻率規(guī)劃無線覆蓋面狀覆蓋圓形小區(qū)的覆蓋多邊形小區(qū)的覆蓋5.12.1GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)原理無線覆蓋線狀覆蓋線狀覆蓋的頻率復(fù)用5.12.1GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)原理無線信道鐵路無線信道的特性多普勒效應(yīng)嚴(yán)重越區(qū)切換頻繁無線覆蓋存在弱場強(qiáng)區(qū)和場強(qiáng)盲區(qū)快衰落嚴(yán)重5.12.1GSM-R數(shù)字移動通信系統(tǒng)原理無線信道分類按照不同距離內(nèi)信號強(qiáng)度變化的快慢

（1）