铁路基础设施维护课件：铁路通信

铁路通信铁路通信设备设施是为了传送相关信息、提供铁路通信业务而建设运用的通信技术装备的总称，属于铁路的基础设施。铁路通信是保障铁路运输安全、提高效率的重要工具，用以准确、及时、可靠地传输相关信息，满足铁路运输生产和经营管理需要。铁路通信设备设施主要包括通信线路、传输网、时钟及时间同步、数据通信网、数字移动通信、列车无线调度通信、电话交换、调度通信、会议通信、电报通信、应急通信、综合视频监控等。铁路通信提供的业务主要包括语音通信（自动电话、调度电话等）、图像通信（电视电话会议、视频监控等）、专线电路（含光纤）、数据通信（网络接入等）、铁路电报等。通常在铁路枢纽设通信站，在铁路沿线车站设通信机房，在沿线区间设置相关通信设备设施；通信终端分布在各固定岗位、列车、移动作业组、监测点，为各专业提供触手可及的通信服务。铁路通信具有全程全网、高可靠、广覆盖、多业务、技术快速迭代等特点。本章主要介绍铁路通信设备设施的基本知识，包括通信线路、数字移动通信设备、综合视频监控、隧道应急通信的基本概念、结构、组成与功能。通信线路是为信息传送提供最底层（物理层）的传输媒介，是通信网络的基础，通信线路的质量决定着铁路通信网络的性能。通信线路主要包括通信光缆、通信电缆、架空明线及附属设施。一、光缆光缆是光信号的传输媒介，目前光缆主要承载传输网、数据通信网、数字移动通信、综合视频监控、调度通信、会议通信等网络和系统。通信光缆由缆芯、护层和加强构件组成。缆芯是指光缆内的光纤，是一种传输光信号的细长透明玻璃纤维。护层对已成缆的光纤芯线起保护作用，避免受外界机械力和环境损坏。加强构件主要承受敷设安装时所加的外力。第一节通信线路二、电缆电缆是电信号的传输媒介，承载电话、传真、数据、无线电波等电信号。铁路目前在用通信电缆有市内通信电缆（对绞电缆）、长途通信电缆（星绞电缆）、无线通信用射频同轴电缆等，其中漏泄同轴电缆是外导常见通信电缆体不完全封闭的射频同轴电缆。三、附属设施通信线路的附属设施主要包括线路标桩、宣传警示牌、光电缆槽道、人孔（井）、引入间。（二）光电缆槽道、人孔（井）、引入间高速铁路全线预设光电缆槽道，设置人孔（井）、引入间等，便于光电缆敷设、日常维护，同时对光电缆起保护作用。通信光缆与信号电缆同槽道敷设时应保持相互独立，避免相互交叉挤压。铁路数字移动通信系统（globalsystemformobilecommunication-railway,GSM-R）是铁路通信专用的数字移动通信系统，基于GSM技术，针对铁路通信列车调度、CTCS-3级列控、列车高速运行等特点，并结合铁路移动通信不同于公网的特殊需求（组呼、优先级、强拆等），为用户提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能，以及无线车次号校核、调度命令传送、列控信息传送等数据传送功能，在铁路运输生产中发挥着重要作用。第二节铁路数字移动通信系统一、基站基站（BTS）由基站控制器（BSC）控制，是服务于一定区域范围内的无线收发信设备，沿铁路线路设置，实现基站和移动台之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。目前常用的基站设备主要是宏基站和分布式基站。二、光纤直放站光纤直放站主要用于中继传输基站射频信号、延伸通信覆盖区域。铁路当前使用的光纤直放站主要分为模拟光纤直放站和数字光纤直放站两种。基站天馈系统三、天馈系统天馈系统是移动通信系统的重要组成部分，其主要作用是将移动通信设备（如基站、直放站远端机）射频信号向空中传输，实现铁路站场及沿线工作区域的无线信号覆盖。天馈系统主要包括天线、馈线、跳线、接头、防雷单元、漏泄电缆等。基站天馈系统示意如图所示。（一）天线天线是天馈系统的主要部分，它是移动通信中用来发射和接收电磁波的部件，GSM-R网络通常使用板状天线。（二）馈线馈线是移动通信设备与天线或漏泄电缆之间连接的同轴电缆线.（三）漏泄电缆漏泄电缆既具有信号传输作用，又具有天线功能，通过控制同轴电缆外导体开口的大小和角度，可接收、辐射电磁波，实现电磁场的覆盖。铁路漏泄电缆安装在隧道内距轨面4.5～4.8m处，一般每1m设置一个卡具固定，每10m设置一个防火卡具。四、杆（塔）设施通信杆（塔）是铁路通信重要的配套设施，铁路通信铁塔的主要功能是安装天线，其高度根据地形和覆盖范围由设计明确。铁路通信常用铁塔包括四柱钢管塔、四柱角钢塔、单管塔、单元组合塔等。五、GSM-R手持终端GSM-R手持终端指在GSM-R网络中能实现或获得业务服务的手持移动设备，主要由主机（含显示屏、键盘、天线、麦克风和扬声器）、电池、充电器、外置耳机麦克风等组成，分为通用手持终端（以下简称GPH）和作业手持终端（以下简称OPH）。铁路综合视频监控系统（以下简称综合视频监控系统）是由综合应用音视频监控、通信、计算机网络、系统集成等技术构建的具有音视频数据采集、传输、交换、控制、显示、存储、处理功能的监控系统，为铁路各业务部门，包括调度、车务、客运、机务、工务、电务、车辆、公安等，提供统一共享的视频监控平台，实现四电院落及机房等重点目标、车站咽喉区、公跨铁立交桥、桥梁救援疏散通道、隧道口、正线与联络线结合处、车站等重点处所的实时视频监控、图像存储、历史图像查询等功能。综合视频监控系统采用多级联网、分布式管理，有效降低了视频流对承载网络的压力。该系统由视频节点（包括视频核心节点、视频区域节点、视频接入节点）、前端设备（包括摄像机、NVR网络视频录像机等）、视频终端（包括管理终端、用户终端）和网络组成。第三节铁路综合视频监控系统综合视频监控系统逻辑结构如图所示。综合视频监控系统逻辑结构一、摄像机摄像机负责采集现场的图像信息，随着技术的发展，现在大多数视频监控系统采用网络摄像机。不同外形的摄像机二、室外设备控制箱室外设备控制箱用于安放光缆终端盒、摄像机电源适配器、工业以太网交换机、浪涌保护器、配线单元等设备，配套摄像机工作。三、其他附属设备（云台、防护罩等）云台用于安装固定摄像机，是由电机控制的安装平台，可以进行水平和垂直两个方向的运动，从而使摄像机实现对周围环境的不同方向和角度的监控。隧道防灾疏散救援系统是保障隧道内应急疏散需求的重要设施，其中，通过隧道应急通信设备可实现隧道内人员直接与应急指挥人员、调度员、车站值班员间进行语音通信。一、隧道应急通信设备隧道应急通信设备由隧道应急电话中心设备、隧道应急电话接入设备、隧道应急电话及隧道应急电缆等组成。二、隧道应急电话隧道应急电话可实现隧道内与各中心控制台（调度台）、相应车站值班台间的通信联络。隧道应急电话一般通过电缆采用串行组网方式接入隧道应急电话接入设备。第四节隧道应急通信设备未来，铁路5G专用移动通信