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本科毕业论文---gsmr调度通信的应用与维护.doc
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本科毕业论文---gsmr调度通信的应用与维护.doc
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兰州交通大学毕业设计
1
摘要
GSM-R(GSM for Railway)是在 GSM 蜂窝系统上增加了调度通信功能和适合高速
环境下使用的组成要素,能满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通信要求的技术。由
于 GSM-R 可实现跨越国界的高速和一般列车之间的通信,能将现有的铁路通信应用融
合到单一网络平台中,以减少集成和运行费用,而且由于 GSM-R 是由已标准化的设备
改进而成,GSM 平台上已经提供了大量的业务,因而引入铁路专用的功能时只需最低
限度地改动,故能保证价格低廉、性能可靠地实现和运行。
GSM-R 目前在我国铁路通信中的应用主要有:调度通信功能、车次号传输与列车
停稳信息的传送功能、调度命令传送功能、列车尾部装置信息传送功能、调车机车信号
和监控信息系统传输功能以及列车控制数据传输功能等等。
调度通信在 GSM-R 中有非常重要的地位,是保证行车调度员与其管辖区段内各个
车站之间进行良好业务联系的专用通信系统,是为铁路运输行业提供实时信息、实现铁
路运输统一指挥的重要手段。调度通信包括点对点呼叫、组呼和功能寻址等。
GSM-R 调度通信系统主要负责列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、
其他调度及专用通信、站场通信、应急通信、施工养护通信和道口通信等。利用 GSM-R
进行调度通信系统组网,既可以完全利用无线方式,也可以同有线方式结合起来,共同
完成调度通信任务。
功能寻址是非常重要的先进寻址功能,是实现集群调度通信多的关键技术和必要手
段。在功能寻址业务中,每个 MSISDN 可以建立与多个功能号码的映射关系,但是一个
功能号码一次只能指定给一个用户。功能寻址业务分为语音呼叫功能寻址和短消息功能
寻址。
论文从 GSM-R 的基础即 GSM-R 原理、网络结构和功能等入手,阐述了 GSM-R 在
铁路通信中的应用,并结合青藏铁路通信的现状对 GSM-R 的部分功能在青藏铁路通信
中的应用进行了设计。当一个网络建成以后,网络的管路理与维护也相当重要,因此,
在论文最后也对此做出了设计。
关键词:GSM-R;调度通信;应用;维护。
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Abstract
GSM-R (GSM for Railway) is a system which adds the scheduling communication
function and the elements used in suitable for high-speed environment to the GSM cellular
system, and is able to feet with the special railway scheduling communication technology
requirements of the International Union of Railways. Because GSM-R can control the
communication between the cross-border high-speed trains with the general trains, can
integrate the existing railway communications applications into a single network platform, to
reduce integration and operating costs. And GSM-R is the improvement made by the
standardization of equipment, and the GSM platform has provided a lot of business, thus only
need minimally changing during the introduction of the railway special features, and it can
ensure low prices, and reliable performance to achieve and operation .
Currently the using of GSM-R is in China's railway communications: scheduling
communication functions, the information of transfer of train parked and the transfer of the
train number functions, scheduling order transfer function, the train tail device messaging
function, shunting locomotives, signal and control information system transfer capabilities, as
well as train control data transmission function.
GSM-R dispatch communication system is mainly responsible for the train dispatching
communications, scheduling communications for cargo, traction substation dispatch
communications, scheduling and private communication, station communications, emergency
communications, construction maintenance communications, and crossing communications.
Dispatching communication system network using GSM-R, both can take full advantage of
the wireless, can also be combined with wired together to accomplish the scheduling
communication tasks.
Functional addressing is very important for advanced addressing, trunked dispatch
communication technology and the necessary means. In the business of functional addressing,
each MSISDN can be established with more than one function number mapping, but a
function of number can only be assigned to a user. Functional addressing business is divided
into a voice calling capabilities addressing and the short message function addressing.
The basis of the papers from the GSM-R that is GSM-R theory, network structure and
functions on GSM-R railway communication, and the status of the Qinghai-Tibet railway
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communication on the part of the GSM-R function in the Qinghai-Tibet railway
communication the application has been designed. When a network is completed, the network
of pipeline management and maintenance is very important, therefore, at the end of the paper
on this to make the design.
Keywords: GSM-R; Scheduling Communication; Applications; Maintenance.
目录
摘要.............................................................................................................................................1
1 绪论.......................................................................................................................................1
1.1 引言 .................................................................................................................................1
1.2 铁路通信的发展历程和现状 .........................................................................................1
1.3 现代铁路运输对无线通信的发展要求 .........................................................................2
1.4 GSM-R 的发展历史及技术特点....................................................................................4
2 GSM-R 系统概述.................................................................................................................5
2.1 GSM-R 基本原理............................................................................................................5
2.1.1 带状覆盖..................................................................................................................6
2.1.2 面状覆盖..................................................................................................................8
2.2 GSM-R 的网络结构及功能..........................................................................................14
2.2.1 BSS 结构和功能 ...................................................................................................16
2.2.2 NSS 结构和功能 ...................................................................................................17
2.2.3 OSS 结构和功能 ...................................................................................................18
3 GSM-R 在青藏线中的应用...............................................................................................19
3.1 青藏线 GSM-R 系统介绍.............................................................................................19
3.1.1 GSM-R 设计的主要原则及标准..........................................................................19
3.1.2 GSM-R 传输网络..................................................................................................20
3.1.3 GSM-R 基站的设置..............................................................................................21
3.1.4 越区切换................................................................................................................22
3.2 GSM-R 在青藏铁路上的的应用及设计......................................................................22
3.2.1 调度通信................................................................................................................22
3.2.2 功能寻址................................................................................................................27
3.2.3 调度命令传送........................................................................................................35
3.2.4 列尾装置信息传送................................................................................................36
3.2.5 调车机车信号和监控信息系统传输....................................................................37
3.2.6 机车同步控制传输................................................................................................38
3.2.7 其他应用................................................................................................................39
4 GSM-R 的维护与管理.......................................................................................................42
4.1 GSM-R 网络管理..........................................................................................................42
4.2 GSM-R 网络的维护......................................................................................................44
总结...........................................................................................................................................48
致谢...........................................................................................................................................49
参考文献...................................................................................................................................50
兰州交通大学毕业设计
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1 绪论
1.1 引言
铁路是我国国民经济的大动脉,铁路的运输能力直接影响着我国国民经济的发展。
进入 21 世纪,随着铁路跨越式的发展,铁路通信系统也迎来了划时代的转变,近年来
随着运输量的日益增长,使得列车重量加大,列车编组加长。GSM-R 技术是基于成熟、
通用的公共移动无线通信系统 GSM 平台之上,专门为满足铁路应用而开发的数字式移
动无线通信技术。在铁路通信中,它能够提供定制的附加功能,如优先级和强插功能、
话音组呼及广播功能、位置寻址及功能寻址和安全数据通信等,是一种经济高效的综合
数字移动通信系统
[2]
。铁路无线全球通信系统 GSM-R 的建设和使用,表明中国铁路正
不断吸取国外铁路的先进经验和成果,努力提升自身的经济技术结构和规模水平,加快
发展步伐,争取在较短时间内运输能力满足国民经济和社会发展的需要,主要技术装备
达到或接近国际先进水平。
1.2 铁路通信的发展历程和现状
新中国成立初期,铁路长途通信一直采用的是以架空明线和电缆为传输媒质的载波
通信设备,电话交换大量发展步进制自动交换机及人工长途台,在专用通信方面,全路
调度、各站、养路等通信系统改造为铁路支流脉冲选叫方式。进入 70 年代,随着国外
铁路开始应用光纤技术,我国铁路光缆、数字通信也随之进入研究阶段;进入 80 年代
中后期,数字光纤通信已经在多条线上试用成功;90 年代数字光纤通信已经在铁路通信
中被广泛使用,这一时期除光缆建设迅速发展以外,其他数字通信建设也得到了相应的
发展在交换方面大量采用程控交换设备。90 年代末全路长途交换网基本形成,在数据交
换方面根据铁路运输管理信息系统 (TMIS)、客票预定和发售信息系统及铁路其他信
息业务的需要,建设了铁路第一个分组交换数据网
[1]
。在专用通信方面由于光数字分插
设备的应用,区段通信电缆数大幅度增加,中间站通信条件大为提高。调度等共线电话
也推广采用了程控共线设备。
铁路无线通信系统使用的单信道模拟制式无线通信设备主要是为满足话音通信设
计的,主要使用 450M 频段,共 58 对频点,固定分配给了无线列调、站调、公安等无
线系统使用,各个部门间不能相互共享,造成频率资源的极大浪费,无线通信系统采用
频点(信道)固定分配的方式,信道长期指配给某一系统(通常按专业划分)用户使用,
当一个信道遇忙时,其它用户只能等待,往往造成该信道上的用户争抢或者出现阻塞,
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