高速鐵路列車運(yùn)行控制與通信系統(tǒng)

高速鐵路概論【項(xiàng)目描述】

高速鐵路的列車運(yùn)行采用列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，對列車運(yùn)行速度、運(yùn)行間隔進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和超速防護(hù)。通信技術(shù)是高速鐵路發(fā)展的關(guān)健技術(shù)因素之一，不但為調(diào)度中心、調(diào)度所、車站、列車之間建立連接以保證列車正常、安全運(yùn)行，還可為旅客提供通信服務(wù)。本項(xiàng)目主要介紹高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)和高速鐵路通信系統(tǒng)。

通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，樹立認(rèn)真、執(zhí)著的工匠精神；具備勇于承擔(dān)，善于奉獻(xiàn)的團(tuán)隊(duì)合作精神。任務(wù)1高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)【能力目標(biāo)】

能識別高速鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的各組成部分?！局R目標(biāo)】

掌握高速鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的組成；掌握高速鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的等級劃分?！鞠嚓P(guān)知識】

中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS（ChineseTrainControlSystem）根據(jù)功能要求和配置劃分為0～4級，列車運(yùn)行控制是列車通過獲取地面信息和命令，控制列車運(yùn)行速度，并調(diào)整與前行列車之間的距離。

一、高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

高速鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)采用集中管理、分散控制為主的集散式控制方式，分為行車指揮自動化與列車運(yùn)行自動化兩部分，能及時(shí)、準(zhǔn)確地完成指揮列車運(yùn)行的各種信息的傳輸，為設(shè)備維修及運(yùn)營管理提供通信條件，滿足維修人員沿線作業(yè)的需求。

1.列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是將先進(jìn)的控制技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與鐵路信號技術(shù)融為一體的行車指揮、安全控制機(jī)電一體化的自動化系統(tǒng)。

2.車載信號屬于主體信號，直接給司機(jī)指示列車應(yīng)遵循的安全速度。

3.自動監(jiān)控列車運(yùn)行速度，防止超速運(yùn)行、列車顛覆、冒進(jìn)信號或列車追尾等事故，是一種行車安全控制設(shè)備。

二、CTCS系統(tǒng)構(gòu)成

CTCS體系的構(gòu)建原則是以地面設(shè)備為基礎(chǔ)，車載與地面設(shè)備統(tǒng)一設(shè)計(jì)。

地面子系統(tǒng)由應(yīng)答器、軌道電路、無線通信網(wǎng)絡(luò)（GSM-R）、列車控制中心（TCC）/無線閉塞中心（RBC）等設(shè)備組成。CTCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-1-1所示。圖5-1-1CTCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

（一）應(yīng)答器

應(yīng)答器是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)機(jī)車與地面間信息傳輸?shù)闹饕O(shè)備之一，安裝在軌道中間。如圖5-1-2所示。圖5-1-2應(yīng)答器

應(yīng)答器分為無源（固定）應(yīng)答器和有源（可變）應(yīng)答器。

1.無源應(yīng)答器

無源應(yīng)答器提供線路數(shù)據(jù)、固定限速、過分相、定位、級間轉(zhuǎn)換、車站進(jìn)路、公里標(biāo)、無線閉塞中心切換等固定信息，設(shè)于閉塞分區(qū)入口和車站進(jìn)、出口處。

2.有源應(yīng)答器

有源應(yīng)答器設(shè)置于車站進(jìn)、出口處，通過電纜與地面電子單元連接，根據(jù)地面電子單元傳送的數(shù)據(jù)報(bào)文變化向列車傳送應(yīng)答器報(bào)文信息，主要是進(jìn)路信息和臨時(shí)限速信息。當(dāng)?shù)孛骐娮訂卧ㄐ殴收蠒r(shí)，有源應(yīng)答器發(fā)送自身默認(rèn)信息。

地面電子單元如圖5-1-3所示。圖5-1-3地面電子單元

3.應(yīng)答器安裝

以應(yīng)答器參考點(diǎn)為基準(zhǔn)，平行于長邊(X軸方向）的中心線兩側(cè)無金屬距離不應(yīng)小于315mm；平行于短邊（Y軸方向）中心線兩側(cè)無金屬距離不應(yīng)小于410mm；基準(zhǔn)標(biāo)記點(diǎn)（Z軸方向）至下部無金屬距離正常情況下不應(yīng)小于210mm，應(yīng)答器安裝尺寸如圖5-1-4所示。圖5-1-4應(yīng)答器安裝尺寸示意

（二）軌道電路

軌道電路是以鐵路線路的兩根鋼軌作為導(dǎo)體，兩端加以機(jī)械絕緣（或電氣絕緣），連接送電和受電設(shè)備構(gòu)成的電路，如圖5-1-5所示。圖5-1-5軌道電路

1.軌道電路的作用

（1）監(jiān)督列車的占用

軌道電路反映該段線路是否空閑，為開放信號、建立進(jìn)路或構(gòu)成閉塞提供依據(jù)。

（2）傳遞行車信息

為列車運(yùn)行控制系統(tǒng)提供控制列車運(yùn)行所需要的前行列車位置、運(yùn)行前方信號機(jī)狀態(tài)和車站等有關(guān)信息，以決定列車運(yùn)行的目標(biāo)速度，控制列車在當(dāng)前運(yùn)行速度下是否停車或減速。

2.軌道電路的常用制式

軌道電路的主要制式為25Hz相敏軌道電路、ZPW-2000系列無絕緣軌道電路。站內(nèi)主要采用25Hz相敏軌道電路，區(qū)間采用ZPW-2000系列無絕緣軌道電路。

（三）列車控制中心（TCC）

列車控制中心是CTCS-2級列控系統(tǒng)地面子系統(tǒng)的核心部分。設(shè)于各個(gè)車站，與車站聯(lián)鎖、CTC設(shè)備接口，根據(jù)調(diào)度命令、進(jìn)路狀態(tài)、線路參數(shù)等產(chǎn)生進(jìn)路及臨時(shí)限速等相關(guān)控車信息，根據(jù)列車占用情況及進(jìn)路狀態(tài)，通過設(shè)置在車站進(jìn)、出站處的有源應(yīng)答器向列車發(fā)送可變信息報(bào)文，具有發(fā)送接車進(jìn)路信息、臨時(shí)限速信息以及進(jìn)站信號機(jī)降級顯示等主要功能。

（四）無線閉塞中心（RBC）

無線閉塞中心（RBC)是基于故障一安全計(jì)算機(jī)平臺的信號控制系統(tǒng)，是CTCS-3級列控系統(tǒng)的地面核心設(shè)備。RBC根據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖進(jìn)路等信息生成行車許可（MA)，并通過GSM-R無線通信系統(tǒng)將行車許可、線路參數(shù)、臨時(shí)限速傳輸給CTCS-3級車載設(shè)備；同時(shí)通過GSM-R無線通信系統(tǒng)接收車載設(shè)備發(fā)送的位置和列車數(shù)據(jù)等信息。RBC根據(jù)所控制列車的狀態(tài)，其控制范圍內(nèi)的軌道占用、列車進(jìn)路狀態(tài)、臨時(shí)限速命令、災(zāi)害防護(hù)和線路參數(shù)等信息，產(chǎn)生針對所控列車的行車許可（MA）控制信息，并通過GSM-R無線通信系統(tǒng)傳輸給車載子系統(tǒng)，保證其管轄范圍內(nèi)列車的運(yùn)行安全。

三、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)用等級

列車運(yùn)行控制系統(tǒng)CTCS的主要功能是有效的保證列車安全運(yùn)行，并以分級形式滿足不同線路、不同列車的運(yùn)營需求。其基本功能是防止列車無行車許可運(yùn)行以及防止列車超速運(yùn)行。根據(jù)不同的線路條件和功能、不同的信息傳輸方式和閉塞技術(shù)，將CTCS系統(tǒng)劃分為5個(gè)等級，依次為CTCSO-CTCS4級，以滿足不同的等級線路安全運(yùn)營需求。

1.CTCS-2級列控系統(tǒng)

CTCS-2級為一體化的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，主要面向于提速干線和高速線路，系統(tǒng)采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化、車地一體化的設(shè)計(jì)原則，基于軌道電路和點(diǎn)式信息設(shè)備傳輸信息的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。適用于各種限速區(qū)段，機(jī)車乘務(wù)員完全以車載信號為行車憑證，原則上可以不設(shè)地面通過信號機(jī)。目前我國大部分時(shí)速250km以下的客運(yùn)專線均為此等級。

CTCS-2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、列車追蹤運(yùn)行示意如圖5-1-6、5-1-7所示。圖5-1-6CTCS-2系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖5-1-7CTCS-2系統(tǒng)列車追蹤運(yùn)行示意圖

2.CTCS-3級列控系統(tǒng)

CTCS-3級列控系統(tǒng)的地面核心控車設(shè)備為無線閉塞中心RBC，通過GSM-R無線通信平臺實(shí)現(xiàn)車-地信息的雙向、大容量、實(shí)時(shí)傳輸，涉及的信息主要包括。

（1）利用軌道電路檢查列車的占用/出清。

（2）應(yīng)答器修正列車位置。

（3）軌道電路和應(yīng)答器向列車傳送行車許可和線路數(shù)據(jù)以滿足后備系統(tǒng)的需求。

（4）當(dāng)RBC收到來自列車的行車許可請求消息和位置報(bào)告時(shí)，根據(jù)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖提供的可用列車進(jìn)路或閉塞分區(qū)，生成移動授權(quán)MA，將線路數(shù)據(jù)、信號點(diǎn)軌道區(qū)段數(shù)據(jù)、進(jìn)路數(shù)據(jù)、臨時(shí)限速、自動過分相等信息通過GSM-R無線通信平臺發(fā)送給車載設(shè)備。

（5）車載設(shè)備根據(jù)接收到的地面列控?cái)?shù)據(jù)，結(jié)合制動性能等列車數(shù)據(jù)，計(jì)算生成目標(biāo)距離速度控制模式曲線，實(shí)時(shí)與列車運(yùn)行速度進(jìn)行比較，超速后及時(shí)實(shí)施制動控制以保障行車安全，并向司機(jī)提供安全駕駛列車的必要信息。

（6）當(dāng)CTCS-3級列控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以自動降級至其后備系統(tǒng)，由CTCS-2級列控系統(tǒng)繼續(xù)控制高速列車的安全運(yùn)行，當(dāng)車載設(shè)備從應(yīng)答器接收到呼叫RBC的命令后，若具備CTCS-3級控制列車條件，自動轉(zhuǎn)換到CTCS-3級控車。CTCS-3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、列車追蹤運(yùn)行示意如圖5-1-8、5-1-9所示。圖5-1-8CTCS-3系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

圖5-1-9CTCS-3系統(tǒng)列車追蹤運(yùn)行示意圖

3.CTCS-4級

CTCS-4級是基于GSM-R無線通信平臺傳輸列控信息，地面不設(shè)信號機(jī)和軌道電路，采用目標(biāo)距離速度控制模式，由RBC和車載驗(yàn)證系統(tǒng)共同完成列車定位和列車完整性檢查，實(shí)現(xiàn)虛擬或移動閉塞，是我國高速鐵路列控系統(tǒng)的發(fā)展方向。

四、CTCS工作模式

1.完全監(jiān)控模式

完全監(jiān)控模式是車載設(shè)備正常獲取列車數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)、移動授權(quán)的情況下，由車載設(shè)備自動應(yīng)用的控車模式。此時(shí)車載設(shè)備監(jiān)控動態(tài)速度曲線，通過人機(jī)界面（DMI)顯示列車運(yùn)行速度、允許速度、目標(biāo)速度和目標(biāo)距離等信息，監(jiān)控列車安全運(yùn)行。

2.調(diào)車模式

調(diào)車模式是調(diào)車作業(yè)時(shí)使用的模式，列控車載設(shè)備按固定限制速度40km/h監(jiān)控列車前進(jìn)或折返運(yùn)行。車載設(shè)備監(jiān)控調(diào)車限速，也可同時(shí)監(jiān)控調(diào)車區(qū)域。

3.休眠模式

休眠模式是非本務(wù)端（駕駛室沒有激活）使用的模式。在這種模式下，車載設(shè)備不執(zhí)行列車移動監(jiān)控功能，執(zhí)行列車位置功能、無線會話管理功能。

4.待機(jī)模式

車載設(shè)備上電并完成自檢后自動進(jìn)入的模式。此時(shí)車載設(shè)備禁止列車移動。

5.隔離模式

當(dāng)列控車載設(shè)備停用時(shí)，司機(jī)停車并操作隔離開關(guān)隔離車載設(shè)備。在該模式下，車載設(shè)備不具備安全監(jiān)控功能。

6.部分監(jiān)控模式（PS)

該模式僅用于CTCS-2級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。在CTCS-2級中，當(dāng)車載設(shè)備接收到軌道電路允許行車的信息，而缺少應(yīng)答器提供的線路數(shù)據(jù)時(shí)，列控車載設(shè)備產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的固定限制速度，監(jiān)控列車運(yùn)行。

五、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)，對車站信號設(shè)備進(jìn)行控制的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、綜合信息化系統(tǒng)融合在一起，共同完成列車運(yùn)行安全保障和指揮行車的任務(wù)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具有以下功能。

1.聯(lián)鎖控制功能

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖可以進(jìn)行進(jìn)路控制，信號開放和關(guān)閉，道岔單獨(dú)操作、鎖閉、解鎖等。

2.顯示功能

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖可以進(jìn)行站場基本圖形顯示，現(xiàn)場信號設(shè)備狀態(tài)顯示，值班員按壓按鈕動作的確認(rèn)顯示，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)工作狀態(tài)、故障報(bào)警顯示，時(shí)鐘顯示等。

3.記錄存儲功能

系統(tǒng)可按時(shí)間順序自動記錄和存儲值班員按鈕操作情況、現(xiàn)場設(shè)備動作情況和行車作業(yè)情況，提供圖像再現(xiàn)功能，實(shí)現(xiàn)進(jìn)路存儲和自動辦理等。

4.故障檢測與診斷功能

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖可以對信號相關(guān)設(shè)備的檢測和診斷，以及報(bào)警。

5.數(shù)據(jù)交換功能

利用標(biāo)準(zhǔn)化通信接口板、網(wǎng)絡(luò)接口板，可以直接與現(xiàn)代化信息處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

六、調(diào)度集中系統(tǒng)

調(diào)度集中系統(tǒng)（CentralizedTrafficControl，簡稱CTC）是將信號與監(jiān)控列車運(yùn)行結(jié)合起來，在控制中心指揮列車運(yùn)行的設(shè)備。中國鐵路應(yīng)用最為廣泛的調(diào)度集中系統(tǒng)是分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)（FZk-CTC系統(tǒng)）。

（一）調(diào)度集中系統(tǒng)的功能

CTC調(diào)度集中系統(tǒng)能實(shí)時(shí)自動采集列車運(yùn)行及現(xiàn)場信號設(shè)備狀態(tài)信息，并傳送到國鐵集團(tuán)調(diào)度指揮中心和鐵路局集團(tuán)公司調(diào)度所，完成列車運(yùn)行實(shí)時(shí)追蹤、無線車次號校核、自動報(bào)點(diǎn)、正晚點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析、交接車自動統(tǒng)計(jì)、列車實(shí)際運(yùn)行圖自動繪制、階段計(jì)劃人工和自動調(diào)整、調(diào)度命令及列車計(jì)劃下達(dá)、行車日志自動生成等功能。實(shí)現(xiàn)列車編組信息管理、調(diào)車作業(yè)管理、綜合維修管理、列車/調(diào)車進(jìn)路人工和計(jì)劃自動選排、分散自律控制和臨時(shí)限速設(shè)置等功能。

1.列車進(jìn)路自動控制

調(diào)度集中系統(tǒng)根據(jù)基本圖、日班計(jì)劃編制列車運(yùn)行階段計(jì)劃，按照階段計(jì)劃生成列車進(jìn)路控制指令，在規(guī)定的時(shí)機(jī)發(fā)送至聯(lián)鎖系統(tǒng)執(zhí)行。通過實(shí)時(shí)信息采集，跟蹤、監(jiān)視列車實(shí)際運(yùn)行情況，自動記錄列車實(shí)績運(yùn)行圖，自動調(diào)整后續(xù)階段計(jì)劃。當(dāng)列車進(jìn)路排列成功后，調(diào)度集中系統(tǒng)通過GSM-R無線通信系統(tǒng)向列車自動發(fā)送進(jìn)路預(yù)告信息，并接收司機(jī)的回執(zhí)。

2.臨時(shí)限速

在需要臨時(shí)限速的情況下，由調(diào)度集中系統(tǒng)擬定臨時(shí)限速調(diào)度命令，下達(dá)至臨時(shí)限速服務(wù)器，并由臨時(shí)限速服務(wù)器發(fā)送至無線閉塞中心／車站列控中心執(zhí)行。調(diào)度集中系統(tǒng)接收臨時(shí)限速服務(wù)器的反饋信息，實(shí)時(shí)監(jiān)督檢查臨時(shí)限速的執(zhí)行情況。

3.傳送調(diào)度命令

為了確保安全，調(diào)度集中系統(tǒng)通過GSM-R無線通信系統(tǒng)向司機(jī)發(fā)送臨時(shí)限速調(diào)度命令文本，司機(jī)可據(jù)此核對列控車載設(shè)備接收到的臨時(shí)限速報(bào)文。

（二）調(diào)度集中系統(tǒng)的控制模式

分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)包括分散自律控制和非常站控兩種控制模式。

1.分散自律控制模式

“分散”是相對于集中控制而言的，由調(diào)度所集中控制所有車站的列車作業(yè)的方式改為由各個(gè)車站設(shè)備獨(dú)立地控制各自的列車和調(diào)車作業(yè)，并在不影響列車運(yùn)行的原則下，允許調(diào)度所和車站通過調(diào)度集中自主進(jìn)行調(diào)車?！白月伞敝傅氖且罁?jù)各站的特點(diǎn)，可對調(diào)度所的控制指令和車站輸入的控制指令進(jìn)行自動排序，自動協(xié)調(diào)列車作業(yè)和調(diào)車作業(yè)，自動控制列車進(jìn)路和調(diào)車進(jìn)路。

2.非常站控模式

非常站控，是在非正常情況發(fā)生時(shí)（發(fā)生某種故障如自律機(jī)失效、出現(xiàn)危險(xiǎn)情況或在維修施工條件下），將分散自律調(diào)度集中系統(tǒng)的控制轉(zhuǎn)為在車站聯(lián)鎖控制臺上通過操作按鈕辦理進(jìn)路的控制方式。利用設(shè)置在聯(lián)鎖控制臺上的“非常站控”按鈕可將CTC無條件地從分散自律控制模式轉(zhuǎn)為非常站控模式。此時(shí)車站聯(lián)鎖系統(tǒng)不接收分散自律調(diào)度集中輸入的命令。

FZk-CTC系統(tǒng)車務(wù)終端的主窗口如圖5-1-10所示，主要由標(biāo)題欄、菜單、工具欄、站場顯示控制視圖、調(diào)車作業(yè)單管理視圖、進(jìn)路表視圖和行車日志視圖等幾部分組成。圖5-1-10FZy-CTC車務(wù)終端主窗口【任務(wù)實(shí)施】

根據(jù)以上相關(guān)知識，由老師組織學(xué)生分組討論高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)組成及作用，各小組派代表進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)，小組互評，教師點(diǎn)評。提高學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。

高速鐵路列車運(yùn)行控制與通信系統(tǒng)

高速鐵路概論【項(xiàng)目描述】

高速鐵路的列車運(yùn)行采用列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，對列車運(yùn)行速度、運(yùn)行間隔進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和超速防護(hù)。通信技術(shù)是高速鐵路發(fā)展的關(guān)健技術(shù)因素之一，不但為調(diào)度中心、調(diào)度所、車站、列車之間建立連接以保證列車正常、安全運(yùn)行，還可為旅客提供通信服務(wù)。本項(xiàng)目主要介紹高速列車運(yùn)行控制系統(tǒng)和高速鐵路通信系統(tǒng)。

通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，樹立認(rèn)真、執(zhí)著的工匠精神；具備勇于承擔(dān)，善于奉獻(xiàn)的團(tuán)隊(duì)合作精神。任務(wù)2高速鐵路通信系統(tǒng)【能力目標(biāo)】

能正確使用高速鐵路通信設(shè)備?！局R目標(biāo)】

了解高速鐵路通信網(wǎng)的組成；掌握高速鐵路主要通信業(yè)務(wù)?！鞠嚓P(guān)知識】

鐵路通信系統(tǒng)是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾A(chǔ)設(shè)施，對鐵路運(yùn)輸和安全生產(chǎn)起著重要作用。

一、鐵路通信網(wǎng)

鐵路通信網(wǎng)是覆蓋鐵路的統(tǒng)一、完整的專用通信網(wǎng)，為運(yùn)輸生產(chǎn)和經(jīng)營管理提供話音、數(shù)據(jù)和圖像及其他通信業(yè)務(wù)。

（一）鐵路通信網(wǎng)分類

鐵路通信網(wǎng)分為承載網(wǎng)、業(yè)務(wù)網(wǎng)和支撐網(wǎng)。

1.承載網(wǎng)

承載網(wǎng)是通信網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，為各專業(yè)提供承載通道和網(wǎng)絡(luò)接入。承載網(wǎng)又分為傳輸網(wǎng)和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。傳輸網(wǎng)覆蓋國鐵集團(tuán)機(jī)關(guān)、鐵路局集團(tuán)公司機(jī)關(guān)、站段機(jī)關(guān)以及鐵路樞紐、沿線車站和區(qū)間等業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，承載數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、各業(yè)務(wù)網(wǎng)、獨(dú)立組網(wǎng)的信息系統(tǒng)，提供多種速率、類型的傳輸通道。數(shù)據(jù)通信網(wǎng)為全國鐵路運(yùn)輸組織、客貨營銷、經(jīng)營管理等信息系統(tǒng)以及綜合視頻監(jiān)控、會議電視、應(yīng)急通信等通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供承載網(wǎng)絡(luò)。

2.業(yè)務(wù)網(wǎng)

業(yè)務(wù)網(wǎng)主要包括調(diào)度通信、電話交換、電報(bào)傳真、會議電話和會議電視、綜合視頻監(jiān)控，應(yīng)急通信等，是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)和經(jīng)營管理的通信工具。

隨著技術(shù)進(jìn)步和高速鐵路的建設(shè)，綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。調(diào)度通信是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)調(diào)度指揮的基本通信裝備，高速鐵路裝備了鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R)，有線、無線調(diào)度通信結(jié)合，除支持語音通信（普通語音、調(diào)度電話）外，還提供列車控制數(shù)據(jù)傳輸、調(diào)度命令和車次號校核信息傳送等業(yè)務(wù)。

3.支撐網(wǎng)

支撐網(wǎng)是鐵路通信網(wǎng)運(yùn)行的支撐網(wǎng)絡(luò)，用以保障承載網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)的正常運(yùn)行，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)質(zhì)量。鐵路通信網(wǎng)支撐網(wǎng)包括時(shí)鐘（頻率）同步網(wǎng)、時(shí)間同步網(wǎng)、信令網(wǎng)以及為通信網(wǎng)運(yùn)營維護(hù)服務(wù)的各類監(jiān)測、監(jiān)控管理系統(tǒng)等。

（二）高速鐵路主要通信業(yè)務(wù)

高速鐵路應(yīng)根據(jù)通信業(yè)務(wù)配置相應(yīng)的通信設(shè)備。鐵路通信業(yè)務(wù)是指鐵路運(yùn)輸組織、客貨營銷、經(jīng)營管理等活動中所使用的通信業(yè)務(wù)，主要包括話音通信業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)、圖像通信業(yè)務(wù)和其他業(yè)務(wù)。

1.話音通信業(yè)務(wù)

話音通信業(yè)務(wù)可分為普通電話業(yè)務(wù)和專用電話業(yè)務(wù)。話音通信業(yè)務(wù)內(nèi)容如圖5-2-1所示。圖5-2-1話音通信業(yè)務(wù)示意圖

（1）普通電話業(yè)務(wù)

普通電話業(yè)務(wù)可分成固定電話業(yè)務(wù)和移動電話業(yè)務(wù)。固定電話業(yè)務(wù)又可分成本地電話業(yè)務(wù)和長途電話業(yè)務(wù)。移動電話業(yè)務(wù)是指為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)人員或管理人員提供的普通移動電話業(yè)務(wù)。包括鐵路數(shù)字移動通信網(wǎng)（GSM-R）提供的移動電話業(yè)務(wù)和利用公眾移動通信網(wǎng)提供的移動電話業(yè)務(wù)。

（2）專用電話業(yè)務(wù)

專用電話業(yè)務(wù)是專門用于鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)、指揮的電話業(yè)務(wù)。專用電話系統(tǒng)具有相對獨(dú)立性，包括固定用戶和移動用戶。專用電話業(yè)務(wù)主要包括調(diào)度電話業(yè)務(wù)、車站（場）電話業(yè)務(wù)、站間行車電話和其他專用電話業(yè)務(wù)。

①調(diào)度電話業(yè)務(wù)

調(diào)度電話業(yè)務(wù)為國鐵集團(tuán)調(diào)度指揮中心、鐵路局集團(tuán)公司調(diào)度所調(diào)度員與其管轄區(qū)內(nèi)有關(guān)運(yùn)輸生產(chǎn)作業(yè)人員之間業(yè)務(wù)聯(lián)系使用的專用電話業(yè)務(wù)。

按照業(yè)務(wù)不同，調(diào)度通信分為列車調(diào)度、客運(yùn)調(diào)度、貨運(yùn)調(diào)度、牽引供電調(diào)度、機(jī)車調(diào)度以及其他調(diào)度電話業(yè)務(wù)。列車調(diào)度電話準(zhǔn)許列車調(diào)度員、動車調(diào)度員、牽引供電調(diào)度員、車站值班員、助理值班員、動車組司機(jī)、動車段（所）值班員加入通話，根據(jù)需要允許動車組隨車機(jī)械師（簡稱隨車機(jī)械師）、客運(yùn)調(diào)度員、列車長、牽引配電所值班員、客運(yùn)值班員、救援列車主任和施工負(fù)責(zé)人及巡守人員加入通話。

②車站（場）電話業(yè)務(wù)

車站（場）電話業(yè)務(wù)是鐵路車站（場）內(nèi)進(jìn)行作業(yè)指揮和業(yè)務(wù)聯(lián)系的專用電話業(yè)務(wù)，包括固定電話和移動電話。主要有車站值班員電話、站場調(diào)度電話、扳道（清掃）電話、調(diào)車電話、列檢電話、車號電話等。

③站間行車電話

站間行車電話是為相鄰車站（場）值班員之間辦理行車事宜而設(shè)置的專用直通電話。

④其他專用電話業(yè)務(wù)

主要包括電務(wù)電話、工務(wù)電話、車務(wù)電話、供電（水電）電話、紅外軸溫監(jiān)測直通電話、橋隧守護(hù)電話、區(qū)間電話、道口電話、列車乘務(wù)電話、公安電話、無線對講電話等。

2.數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)

數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)可分為數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)終端業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)內(nèi)容如圖5-2-2所示。圖5-2-2數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)示意圖

（1）數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)

為各類通信應(yīng)用系統(tǒng)及信息系統(tǒng)組網(wǎng)提供有線和無線數(shù)據(jù)承載通道。無線數(shù)據(jù)承載包括GSM-R數(shù)字移動通信電路域數(shù)據(jù)承載和分組域數(shù)據(jù)承載等。

（2）數(shù)據(jù)終端業(yè)務(wù)

數(shù)據(jù)終端業(yè)務(wù)是通過通信網(wǎng)絡(luò)及其終端設(shè)備，直接向用戶提供應(yīng)用層功能的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)終端業(yè)務(wù)主要包括鐵路電報(bào)、列車調(diào)度命令信息無線傳送、列車進(jìn)路預(yù)告信息傳送、車次號校核信息無線傳送、列車尾部風(fēng)壓信息傳送、列車安全防護(hù)預(yù)警信息傳送、列車接近通知、道口報(bào)警、調(diào)車數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和其他數(shù)據(jù)終端業(yè)務(wù)。

3.圖像通信業(yè)務(wù)

圖像通信業(yè)務(wù)是為運(yùn)輸生產(chǎn)提供的電視會議和各類監(jiān)視的圖像傳送業(yè)務(wù)。主要包括會議電視業(yè)務(wù)、視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)等。

4.其他業(yè)務(wù)

其他業(yè)務(wù)包括應(yīng)急通信、時(shí)鐘、時(shí)間同步業(yè)務(wù)等。

（1）應(yīng)急通信業(yè)務(wù)

應(yīng)急通信業(yè)務(wù)是在發(fā)生行車事件及自然災(zāi)害等緊急情況下，為確保實(shí)時(shí)救援指揮，在事件現(xiàn)場與救援中心之間、各相關(guān)救援中心之間以及現(xiàn)場內(nèi)部進(jìn)行的語音通信、圖像和數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。

（2）時(shí)鐘、時(shí)間同步業(yè)務(wù)

為保證全路數(shù)字通信等系統(tǒng)的時(shí)鐘（頻率）同步準(zhǔn)確，鐵路通信網(wǎng)為全路提供時(shí)鐘同步基準(zhǔn)信號，為保證全路時(shí)間同步通信設(shè)備和時(shí)間同步顯示設(shè)備的授時(shí)準(zhǔn)確，鐵路通信網(wǎng)為全路提供時(shí)間同步基準(zhǔn)信號。鐵路通信應(yīng)根據(jù)主要通信業(yè)務(wù)，配置相應(yīng)通信設(shè)備，以滿足鐵路運(yùn)輸和信息化的需要。

（三）高速鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)

為滿足鐵路運(yùn)輸組織和生產(chǎn)指揮的需要，應(yīng)設(shè)置調(diào)度通信系統(tǒng)，提供調(diào)度電話、車站（場）電話、站間行車電話等專用電話業(yè)務(wù)。

高速鐵路調(diào)度通信系統(tǒng)，通過數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)的調(diào)度交換機(jī)與GSM-R系統(tǒng)互聯(lián)，形成有線、無線一體化的調(diào)度通信系統(tǒng)，提供調(diào)度員、值班員等固定用戶與司機(jī)等移動用戶之間的點(diǎn)對點(diǎn)、點(diǎn)對多點(diǎn)的話音業(yè)務(wù)。

根據(jù)鐵路運(yùn)輸指揮需要，對呼叫范圍加以限制以避免其他干擾，調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)保持相對獨(dú)立和專用，限制與公眾電信網(wǎng)或鐵路自動電話網(wǎng)的互通。

二、鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）

鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）包括移動交換子系統(tǒng)（SSS)、移動智能網(wǎng)子系統(tǒng)（IN)、通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng)（GPRS)、無線子系統(tǒng)(BSS)、運(yùn)營與支撐子系統(tǒng)（OSS）和終端設(shè)備等六個(gè)部分。

GSM-R系統(tǒng)電路域設(shè)備提供調(diào)度通信、鐵路緊急呼叫、組呼、點(diǎn)對點(diǎn)普通呼叫等語音通信業(yè)務(wù)以及列車控制等數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。GSM-R系統(tǒng)分組域提供調(diào)度命令、進(jìn)路預(yù)告信息傳輸和無線車次號校核信息傳輸?shù)葦?shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。

（一）鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)(GSM-R)組成鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）是在數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)（GSM）上增加了調(diào)度通信功能和適合高速環(huán)境下使用的要素。

1.GSM-R的組成

GSM-R由GSM-R陸地移動網(wǎng)絡(luò)、FAS固定網(wǎng)絡(luò)、移動終端和固定終端三大部分組成。如圖5-2-3所示，其中FAS固定網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)以專用交換機(jī)及PBX為平臺的有線調(diào)度通信網(wǎng)絡(luò)。圖5-2-3GSM-R組成示意圖

2.GSM-R網(wǎng)絡(luò)

GSM-R網(wǎng)絡(luò)作為一種信息傳輸媒介，在CTCS-3級列控系統(tǒng)中，主要作用是實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備與地面設(shè)備的雙向通信。