城市轨道交通信号与通信系统课件

城市轨道交通信号与通信系统

-----城市轨道交通通信系统

内容提要1.了解城市轨道交通通信系统的组成及作用2.掌握城市轨道交通电话子系统构成及功能3.掌握城市轨道交通广播子系统的结构和功能4.掌握城市轨道交通闭路电视子系统的结构和功能5.了解城市轨道交通UPS电源和接地系统轨道交通通信系统概述轨道交通通信系统概述地铁通信应适应地铁运输效率、保证行车安全、提高现代化管理水平和传递语音、数据、图像和文字等各种信息的需要，做到系统可靠、功能合理、设备成熟、技术先进、经济实用。通信系统一般由传输网络、公务、专用电话、闭路电视、广播、无线、时钟、电源及接地等子系统组成，构成传送话音、数据和图像等各种信息的综合业务通信网。轨道交通通信系统概述通信系统在轨道交通中的发展和应用在轨道交通通信系统的发展应用过程中，主导和引领整个通信系统发展的是传输子系统，应用在轨道交通通信系统的有PDH，SDH(SONET)，ATM，OTN，IP网等传输制式。随着电信技术的发展，应用于轨道交通传输系统的技术也有更多选择的技术方案。轨道交通通信系统概述模拟通信系统和数字通信系统

模拟通信系统；轨道交通通信系统概述数字通信系统轨道交通传输子系统传输子系统的功能传输系统容量应根据地铁各业务部门对通道的需求确定，并应留有余量。为保证各种行车安全信息及控制信息不何断地可靠传送，传输系统宜根据需要尽量利用不同径路的两条光缆梅成自愈保护环。光缆容量应满足光同步数字传输系统或其他宽带光数字传输系统、无线基站中继和闭路电视视频信号传输等需要，并应考虑远期发展需要。ATO子系统基本原理

传输子系统的分类按传输媒介分：光钎数字通信系统、微波数字通信系统、卫星数字通信系统。光钎数字通信系统光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。微波数字通信系统利用微波的视距传播特性，经中继站转发信号而实现的无线电通信称之为微波中继通信。ATO子系统基本原理卫星数字通信系统卫星通信是指利用人造地球卫星，作为中继站转发无线电信号，实现两个或多个地球站之间信息传输的一种通信方式。卫星通信系统是由地球站、通信卫星和地面遥测站等组成。PDH（异步数字通信系统）、SDH（同步数字通信系统）、OTN（开放的传输网络）、ATM（异步传输模式）轨道交通公务电话子系统公务电话子系统的功能轨道交通公务电话用于各部门间进行公务通话及业务联系，主要功能为：语音业务和非语音业务。语音业务①完成电话网内本局、出局及入局呼叫。②能与市话局各类交换机配合完成对市话的呼叫。③完成国内和国际长途全自动的来话去话业务。④完成各种特殊呼叫。⑤完成与公用网中移动用户的来去话接续。⑥完成对无线寻呼的呼叫。轨道交通公公务电话子子系统非语音业务务①向用户提提供话路传传真和话务务数据业务务。②提供64kbps的数据和和传真业务务。③提供用户户线2B+D／30B+D的的交换接续续。轨道交通公公务电话子子系统公务电话子子系统结构构公务电话子子系统由程程控交换机机组成单局局式或双局局式地铁专专用电话网网，交换局局设在控制制中心和车车辆段，与与市话局之之间采用自自动呼出、、自动呼入入。地铁沿沿线各站(段)配置置的自动电电话、数字字终端和2B+D用用户终端经经接入网传传输汇集于于局端OLT。公务电话子子系统设备备组成由程控电话话交换机、、自动电话话、传输系系统提供的的数字中继继线路及其其附属设备备组成。轨道交通专专用电话子子系统结构专用电话系系统是控制制中心调度度员、车站站、车辆段段的值班员员组织指挥挥行车、运运营管理以以及确保行行车安全而而设置的专专用电话系系统设备。专用电话子子系统功能能调度电话包包括行车、、电力、防防灾环控、、维修和公公安等调度度电话；各各调度台能能快速地单单独、分组组或全部呼呼出分机，，分机摘机机即呼调度度台。调度度员可通过过操作调度度台，一键键完成对沿沿线各站的的单呼、组组呼、全呼呼、强插、、强拆、召召集会议等等功能。车车站值班员员呼叫调度度员采用热热线方式，，摘机即通通。轨道交通专专用电话子子系统专用电话子子系统结构构调度总机设设控制中心心，调度分分机设在各各个车站，，调度总机机与分机之之间通过专专用信道以以全辐射方方式连接。。专用电话子子系统设备备组成专用电话子子系统包括括调度电话话，站间行行车电话，，车站、车车辆段直通通电话以及及区间轨旁旁电话。调度电话系系统由中心心调度专用用主控设备备，车站、、车辆段专专用主控设设备，调度度电话终端端、调度电电话分机、、录音装置置以及维护护终端等组组成。调度度电话终端端设置在控控制中心各各调度台上上。轨道交通广广播子系统统广播子系统统的功能主要作用有有两个方面面，一是对对乘客进行行广播，通通知列车到到站和离站站的信息；；或者播放放音乐以改改善候车环环境；或在在发生意外外情况时疏疏导乘客。。对乘客广广播的播音音范围主要要是站台层层和站厅层层。广播的的另一个作作用是对工工作人员进进行广播，，其播音范范围为办公公区域、站站台、站厅厅、隧道及及车辆段范范围内，以以便发布有有关的通知知信息，使使有关工作作人员协同同配合工作作。轨道道交交通通广广播播子子系系统统广播子系系统结构构轨道交通通广播系系统采用用二级广广播控制制方式，，由控制制中心一一级和车车站一级级组成。。轨道交交通车站站广播区区分为上上行站台台、下行行站台、、售票区区、站厅厅、出入入口和办办公区等等。当轨轨道交通通发生故故障或灾灾害时，，广播系系统自动动转为抢抢险通信信设备，，环境调调度员具具有最高高优先权权。控制中心心播音控控制台上上输出的的话音信信号和控控制信息息，经过过光传输输系统传传到各个个车站，，由车站站广播控控制设备备接收。。轨道交通通广播子子系统车站设备备根据中中心发来来的指令令，控制制启动车车站广播播执行装装置，语语音经放放大均衡衡后播送送到指定定的广播播区域。。同时车车站广播播控制设设备亦将将本站执执行的状状态反馈馈传送到到控制中中心，并并在控制制中心播播音控制制盒上显显示，来来完成中中心调度度对车站站的选路路、选站站、选区区遥控操操作和指指挥。当当控制中中心不操操作时，，各车站站广播均均能独立立自主地地实现自自控操作作。轨道交通通广播子子系统广播子系系统设备备组成车站广播播系统主主要由车车控室广广播台(话筒)、车站站广播设设备、扬扬声器等等设备构构成。车车控室广广播台配配有带控控制键盘盘，可以以对本站站范围内内的广播播区进行行选择和和播音；；车站广广播设备备具有接接口控制制功能和和信号放放大功能能；扬声声器作为为广播终终端设备备将广播播信息传传递到选选定的区区域。控制中心心广播系系统主要要由行车车调度广广播台、、电力调调度广播播台、环环控调度度广播台台和控制制中心广广播设备备(控制制器、语语音信号号处理器器等)组组成。轨道交通通闭路监监视子系系统CCTV子系统统的功能能轨道交通通电视监监视系统统分运营营调度图图像辅助助指挥和和公共安安全管理理。运营调度度图像辅辅助指挥挥由轨道交交通线运运营部门门应用管管理，为为轨道交交通线运运营调度度指挥提提供图像像辅助。。运营调调度控制制中心在在实施列列车调度度、运营营管理和和防灾控控制指挥挥中，借借助电视视监视系系统，实实时直观观地了解解线路运运营情况况和事故故灾害信信息，使使调度控控制指挥挥人员能能够在管管理事件件的第一一时间获获取事件件现场实实时的直直观图像像资料，，从而能能在最早早时机做做出控制制反应。。轨道交通通闭路监监视子系系统公共安全全管理由公安部部门应用用管理系系统为轨轨道交通通线公共共安全管管理，提提供辅助助手段，，为公安安指挥中中心提供供全线各各车站实实时场景景图像。。公安指指挥中心心值班人人员可以以任意操操控调看看各车站站各摄像像机(运运营用摄摄像机除除外)、、云台和和图像，，以巡检检和跟踪踪各车站站现场场场景，及及时了解解全线安安全情况况，发现现治安事事件，判判断事件件性质和和规模，，从而实实施快速速反应和和高效指指挥。轨道交通通闭路监监视子系系统CCTV子系统统结构控制中心心监视子子系统控制中心心监视子子系统包包括图像像显示、、图像切切换控制制、图像像录制和和网络管管理等部部分。车站（车车辆段））监视子子系统车站（车车辆段））监视子子系统由由图像摄摄取、图图像处理理、图像像切换控控制、图图像显示示和图像像录制等等部分组组成。轨道交通通闭路监监视子系系统视频与控控制信号号传输子子系统本地传输输：在本本车站（（车辆段段）范围围内控制制信号可可通过控控制电缆缆传输；；视频信信号通过过视频同同轴电缆缆传输。。远距离传传输：控控制信号号远距离离传输采采用由数数字传输输系统提提供的控控制通道道，完成成相应的的控制功功能；视频信号号压缩编编码方式式及传输输方式的的选择：：由于地地铁对CCTV监控系系统传输输图像的的质量和和实时性性要求比比较高，，因此采采用每路路视频压压缩技术术。轨道交通通闭路监监视子系系统CCTV子系统统设备组组成闭路电视视监控系系统主要要由摄像像机(包包括云台台)、监监视器、、控制切切换设备备和传输输网络等等各部分分组成。。轨道交通通时钟子子系统时钟子系系统的功功能时钟系统统为通信信、信号号、防灾灾报警、、电力监监控等专专业设备备提供统统一的定定时信号号，为控控制中心心、车站站、车场场等各部部门工作作人员提提供统一一的时间间信息，，并且为为广大乘乘客提供供统一的的标准时时间信息息。轨道交通通时钟子子系统时钟子系系统结构构中心母钟钟(一级级母钟)接收来来自GPS的标标准时间间信号，，通过传传输子系系统传输输给车站站及其他他场所母母钟(二二级母钟钟)，由由二级母母钟按标标准时间间信号指指挥子钟钟统一显显示时间间，为乘乘客和工工作人员员提供标标准时间间。轨道交交通时时钟子子系统统时钟子子系统统设备备组成成时钟系系统主主要由由监控控终端端、一一级母母钟(中心心母钟钟)、、二级级母钟钟(车车站及及车辆辆段母母钟)、子子钟(包含含时间间显示示设备备)及及传输输通道道五部部分组组成。。轨道交交通无无线子子系统统无线通通信的的分类类和方方式轨道交交通无无线通通信系系统是是轨道道交通通通信信系统统中不不可缺缺少的的组成成部分分，是是提高高地铁铁运输输效率率、保保证运运营行行车安安全的的重要要手段段。轨轨道交交通无无线通通信系系统主主要由由具有有极强强调度度功能能的无无线集集群通通信子子系统统、无无线寻寻呼引引入子子系统统、蜂蜂窝电电话引引入子子系统统等构构成。。轨道交通无线线子系统无线子系统主主要用于地铁铁、轻轨线的的列车运行指指挥、公安治治安、防灾应应急通信和设设备及线路的的维修施工通通信。根据运行组织织、业务管理理需要，其工工作区域及工工作性质不同同，无线通信信系统分为以以下6个无线线通信作业系系统。列车无线调度度系统供列车车调度员、司司机、车站值值班员、停车车场(车辆段段)信号楼值值班员之间及及车站值班员员与站台值班班员之间通信信联络，满足足列车运行需需要轨道交通无线线子系统公共治安无线线系统供公安安调度员与车车站公安值班班员及公安外外勤人员之间间通信联络。。维护日常和和灾害时的车车站秩序，确确保乘客旅行行安全。事故及防灾应应急无线系统统，供防灾调调度员、车站站防灾员、现现场指挥人员员及有关人员员间通信联络络，进行事故故抢修及防灾灾救灾。停车场调车、、检修无线系系统，供停车车场运转值班班员、调车员员、检修员间间通信联络，，进行列车调调车与车辆站站修和临修。。轨道交通无线线子系统无线子系统的的功能系统呼叫功能能完成调度员(固定台)与与移动台之间间的全自动通通话接续；完完成移动台与与移动台之间间的全自动通通话接续；完完成无线用户户与PABx之间的全自自动通话接续续；具有选呼呼及组呼功能能；具有调度度和重要用户户实现广播及及系统呼叫功功能：具有多多级优先、遇遇忙排队、自自动呼叫、自自动重发、紧紧急呼叫功能能；具有首长长呼叫及呼叫叫转移功能；；具有状态呼呼叫功能；具具有话音及长长、短数据信信息传输功能能；具有开放放信道呼叫功功能。轨道道交交通通无无线线子子系系统统系统统控控制制与与管管理理功功能能具有有控控制制电电话话呼呼叫叫及及通通话话限限时时功功能能；；调调度度员员具具有有强强拆拆、、强强插插功功能能；；具具有有集集中中的的网网络络管管理理功功能能；；具具有有呼呼叫叫记记录录和和通通话话录录音音处处理理功功能能；；具具有有用用户户动动态态重重组组功功能能系统诊断和和可靠功能能系统诊断和和可靠功能能包括：具具有系统自自诊功能；；具有故障障告警、显显示功能；；具有故障障弱化功能能：具有备备份控制信信道功能轨道交通无无线子系统统无线子系统统结构系统的基本本结构通常常采用基站站加露泄同同轴电缆中中继方式。。全线通常常设一个控控制中心，，一个或若若干个集群群基站，一一个无线移移动交换机机，基站信信道数根据据用户数及及话务量大大小灵活配配置，动态态分配。轨道交通无无线子系统统无线子系统统设备组成成集群调度通通信系统，，包括集群群控制器、、无线交换换机、调度度台、基站站收发信机机、天馈系系统、机车车电台、操操作维护终终端。漏缆中继系系统，包括括光纤射频频传输系统统、双向放放大器。无线寻呼引引入系统，，包括前端端接收部分分、信号处处理部分、、寻呼发射射机、高功功率线性放放大器。蜂窝电话引引入系统，，包括高增增益大功率率线性放大大器、高隔隔离双工器器及高性能能合路平台台。轨道交通无无线子系统统列车无线调调度电话无线集群通通信一种智能化化的无线频频率管理技技术。通常常情况下，，它专门用用于生产和和运行管理理；紧急情情况下，用用于处理突突发事件，，是当今最最有效的调调度指挥通通信工具。。无线集群通通信的主要要特点呼叫接续速速度快(300—500ms)；以以组呼为主主，同基站站群组内用用户共享下下行无线频频道；采用用按键讲话话(m)方方式，进行行单工或半半双工呼叫叫；支持私私密选呼与与群组呼叫叫；组内呼呼叫和讲话话时，需按按住FR键键，同组被被叫不需要要摘机可直直接接听轨道交通无无线子系统统城轨的无线线集群通信信系统。目前城轨的的行车调度度广泛使用用计算机辅辅助调度(CAD)子系统，，该系统接接收来自ATS的信信息(包括括车次号、、机车号、、位置等信信息)自动动生成行车车控制信息息，并将CAD功能能集成到行行车调度台台上。CAD子系统统通过应用用程序接口口(AU)接人数字字集群系统统。通过集集群系统将将列车运行行的信息(本次列车车位置、速速度等信息息)显示在在被呼司机机车载台的的屏幕上。。轨道交通通无线子子系统城轨无线线集群通通信系统统的功能能需求专网调度度与集群群调度无线集群群通信系系统的集集群方式式无线集群群通信系系统的组组网方式式无线通信信中的多多址技术术城市轨道道交通通通信电源源及接地地系统UPS电电源系统统时刻表比比较器比比较时刻刻表上预预定的到到达或出出发时间间和当前前列车的的到达和和出发时时间，为为列车运运行图表表示器和和自动列列车跟踪踪提供列列车与当当前时刻刻表的偏偏差，启启动列车车自动调调整。电源系统统组成系统要求求系统构成成城市轨道道交通通通信电源源及接地地系统组成方式式系统主要要功能及及技术指指标交流配电电柜不间断电电源设备备直流高频频开关电电源免维护阀阀控式全全密封铅铅酸蓄电电池电源监控控系统通