区间中继台数据业务技术方案(hxy).doc

区间中继台数据业务技术方案1 概述随着铁路运输的飞速发展，要求无线列调系统能可靠地实现行车调度语音通信，并提出由该系统实现数据业务的需求。目前由无线列调系统承载的数据传输业务有DMIS调度命令无线传输、无线车次号传输、列车尾部信息。（TMIS路径信息）在山区铁路，由于地形、地物极大地限制了无线电波传播，使得无线列调场强分布特性极差，降低了通信可靠性。因此，山区铁路无线列调系统可靠实现无线语音、数据通信业务的前提条件是处理好弱场区的无线场强覆盖。山区铁路无线列调系统采用区间中继台组网方式，以有线电路连接车站电台和区间中继台，形成类似于GSM-R的小区覆盖，以部标规定的频率资源和较小的投资代价，可靠地解决弱场区场强覆盖；采用区间中继台解决弱场区场强分布的组网方式，借助车站电台与区间中继台之间的全双工有线数字通道满足既有数据业务的需求，并为数据业务的发展提供了优良的传输平台。采用区间中继台解决弱场区场强覆盖的组网方式，数据信息通过有线和无线相结合的方式实现地面和机车之间的可靠双向传输。2 综合平台21 无线信道平台地面设备（车站电台、区间中继台）采用软件无线电技术，实现多路射频信号的同时接收，见图1。 高端发射机低端接收机双工器 图1 信道示意图说明：（1） 低端接收机采用软件无线电技术，可以同时预置450460MHz频段范围4个信道，实现4个信道的射频信号同时接收。（2） 数据信息发送由高端发射机完成。（3） 数据信息接收由低端接收机完成。（4） 低端接收机平时处于守侯接收状态。（5） 高端发射机工作频率为无线列调工作频组的fi（i=1、2、3）。也可采用独立的数传接收模块，见图2高端发射机无线列调接收机双工器数据传输接收机功分器图2 信道示意图22 有线通道平台车站电台区间中继台区间中继台区间中继台区间中继台2B+D图3 有线通道示意图说明：2BD接口是一种全双工数字通信接口，用户使用速率为144kbit/S，使用时分复用技术获得。使用一个完整的B通道（64Kbit/S）传送话音，另一个B通道用于系统管理，D通道（16Kbit/S）用于数据传输。3 DMIS调度命令无线传送采用有线和无线相结合的方式将DMIS调度命令经车站电台和区间中继台传送到机车电台。为了保证DMIS调度命令的可靠传送，在车站电台和区间中继台设备中采用软件无线电技术或独立的数据传输接收模块同时接收多路射频信号。因此，可以设定车站电台和区间中继台同时接收无线列调当前工作频组的f4和DMIS无线车次号工作频率（457.550MHz）。31 系统主要功能满足DMIS调度命令无线传送系统技术规范的要求，详细功能见铁道部制定的DMIS调度命令无线传送系统技术规范。32 系统构成及设备组成系统由DMIS设备、无线列调系统设备（车站电台、区间中继台和机车电台）、无线车次号车站接收解码器、TAX2型机车安全信息综合监测装置（以下简称TAX2箱）、DMIS无线车次号数据采集编码器(以下简称DMIS车次号编码器)、调度命令车站转接器（以下简称车站转接器）、调度命令机车装置等构成。见图3所示。调度所、车站和机车的DMIS调度命令无线传输设备配置与DMIS调度命令无线传送系统技术规范相同。为满足在区间传送DMIS调度命令的需要，无线列调通信系统的区间中继台增加发送DMIS调度命令和接收DMIS调度命令机车装置发送的自动、手动确认信息的功能。33 通道选择331 调度所与车站之间利用DMIS通道；332 车站和区间中继台至机车方向利用无线列调通道；333 机车至车站或区间中继台方向利用DMIS无线车次号通道；334 车站电台与区间中继台间利用无线列调数字传输通道。34工作频率341 车站至机车方向采用无线列调工作频率（结合具体情况由设计确定采用同频或异频）；342 机车至车站和区间中继台方向采用DMIS无线车次号工作频率。35设备配置351 除区间中继台之外，其他设备的配置与铁道部制定的DMIS调度命令无线传送系统技术规范。352 区间中继台发射工作频率按f1,f2,f3交替配置，固定接收当前工作频组的f4。根据部标，机车至车站和区间中继台方向采用DMIS无线车次号工作频率，与区间中继台的接收频率f4不在同一个频组，这样就要求区间中继台能接收两个不同频率的信息。由于DMIS调度命令机车机车装置发送自动、手动确认信息耗时通常为几百毫秒，区间中继台采用扫描接收方式已经不能满足可靠接收的需要，因此在区间实现DMIS调度命令传送时，区间中继台必须能完成两路不同频率信息的同时接收，采用软件无线电技术或独立的数据传输接收模块可以满足需求。图3 DMIS调度命令无线传送系统构成行车调度台DMIS总机DMIS通道DMIS通道区间中继台1无线列调车站台.机车电台DMIS无线车次号车站解码器车站转接器DMIS车站设备ISDN 2B+D区间中继台2区间中继台n.机车电台DMIS无线车次号车站解码器车站转接器DMIS车站设备ISDN 2B+D区间中继台1区间中继台2区间中继台n无线列调车站台36 工作过程361 行车调度台、DMIS车务终端至车站转接器的工作过程与DMIS调度命令无线传送系统技术规范完全一致。362 车站转接器控制无线列调车站电台建立信道，车站电台建立对区间中继台的广播通信，车站转接器向车站电台发送的调度命令信息同时经车站电台转接至区间中继台发射。363 DMIS调度命令机车装置在接收和处理DMIS调度命令的工作过程与DMIS调度命令无线传送系统技术规范完全一致。364区间中继电台将收到的DMIS调度命令机车装置发送的自动确认、手动确认信息通过有线传输通道传给车站电台，并由车站电台转换为无线车次号车站接收解码器所需的信号。365 车站转接器接收到通过DMIS无线车次号车站接收解码器发来的自动确认、手动确认的工作过程与DMIS调度命令无线传送系统技术规范完全一致。366 行车调度台在调度命令发出后15秒内收不到机车自动确认信息的处理过程与DMIS调度命令无线传送系统技术规范完全一致。37 传输可靠性分析371 调度命令发送时序调度命令车站转接器启动车站电台和区间中继台，发异频车站呼叫机车3秒信令等待1秒（回铃时间）发送FFSK信息（0.6-2.8秒）。调度命令发送占用信道时间：最小4.6秒，最大6.8秒，FFSK信息传送最大2.8S。372 自动、手动确认信息发送时序机车电台启动发射（0.1秒）发送FFSK信息（0.6秒），信道占用时间：大致0.7秒。373 以机车200Km/h的时速计算车站电台和区间中继台建立与机车电台的无线通道用时3S，信令结束后，机车电台锁定最优信道进入通话状态，接收完整的调度命令最长需要3.8S。以机车200Km/h的时速计算，机车在3.8S内最大移动距离为：212米。工程应用中，区间中继台的分布遵循场强根部覆盖的原则，两区间中继台之间的距离为14Km，每台区间中继台的场强覆盖范围不小于2Km。一般机车电台锁定的信道为距离最近的区间中继台发射信道，机车电台接收完整的调度命令的时间内不会超出当前锁定信道的区间中继台场强覆盖范围。374 结论综上所述，DMIS调度命令地面向机车传送的数据信息是完全可靠的接收；机车向地面传送的自动、手动确认信息，由于地面设备（车站电台、区间中继台）守侯在无线车次号工作频点上接收，不存在越区切换的问题，接收也是完全可靠的。4 DMIS无线车次号传送既有的DMIS无线车次号传送系统在进站、出站信号机处，由TAX2箱、DMIS车次号编码器触发机车电台，通过无线车次号工作频点，将车次号信号发送给地面设备，由DMIS车次号解码器解调接收并传送至DMIS调度设备。DMIS无线车次号传送在区间的传送暂未做要求。通过3中的描述，地面设备（车站电台、区间中继台）低端数据接收机始终处于守侯状态，在区间弱场区实现DMIS无线车次号的传送是可行的，并是可靠的。5 列车尾部风压查询51 查询尾部风压52 尾部风压告警6 基于区间中继台的数据传输组网图采用区间中继台解决弱场区场强覆盖的组网方式，基于软件无线电技术和车站电台与区间中继台、区间中继台与区间中继台之间的全双工、高速数字传输通道，在新建铁路项目中，车站电台配置独立的数据传输单元，不需增设DMIS无线车次号车站接收解码器和DMIS调度命令车站