GSM-R系统在CTCS-3.doc

系别： 内江教学点 专业： 铁道通信信号 姓名： 许 庆 国 西南交通大学成人教育学院 西南交通大学专科毕业论文 第I页系 别 内江教学点 专 业 铁道通信信号 年 级 08铁信函2 姓 名 许 庆 国 题 目 GSM-R系统在CTCS-3 中的应用初探 指导教师评 语 指导教师 （签章）评 阅 人评 语 评 阅 人 （签章）成 绩 答辩委员会主任 （签章）年 月 日摘 要随着铁路的现代化、高速化，通信信号技术的融合和一体化是必然的趋势。

GSM-R(Global System For Mobile Communications For Railway)具有适应铁路运输特点的优势，及更符合通信信号一体化技术发展的需要，GSM-R属于专用移动通信，专用于铁路的运营管理，是有效的调度指挥通信工具本论文主要对GSM-R系统、CTCS-3(China Train Control System-3)列控系统进行了初步介绍，详细论述了列控传送系统的工作原理以及列车控制信息通过GSM-R系统在机车与无线闭塞中心间的传送过程最后对当前GSM-R在CTCS-3列控中的运用情况、可行性以及与基于轨道电路的列控系统相比具有的优势进行了简单的分析关键词　高速铁路；GSM-R；CTCS-3AbstractWith the modernization of the railway, high speed, communication signal technology integration and integration is an inevitable trend. GSM-R has the characteristics to adapt to the advantages of rail transport, and more in line with the development of communication signals the need for integration of technology, GSM-R is in a private mobile communications, dedicated to railway operation and management, command scheduling is an effective communication tool. This thesis focuses on GSM-R system,CTCS-3 train control system was initially introduced in detail the train control system works well sending train control information through the GSM-R system in the locomotive and the wireless transmission process between occlusion Center Finally, simple analysis feasibility and track circuit based train control system has advantages compared the current GSM-R in the CTCS-3.Keywords High-speed railway;GSM-R;CTCS-3目　　录第1章　绪论 1第2章　GSM-R系统简介 32.1 GSM-R系统构成与功能 32.1.1 网络交换子系统 42.1.2 基站子系统 42.1.3 操作维护子系统 52.1.4 通用分组无线业务子系统 52.1.5 智能网子系统 52.1.6 固定接入交换子系统 62.1.7 终端子系统 62.2 GSM-R系统接口与协议 72.2.1 Um接口 72.2.2 Abis接口 72.2.3 A接口 72.2.4 PRI接口 8第3章　CTCS-3级列控系统组成和原理 93.1 系统组成 93.1.1 地面子系统 93.1.2 车载子系统 93.1.3 CTCS-3地—车信息传输系统 93.1.4 CTCS-3列车定位系统 103.2 CTCS-3级列控系统控车原理 11第4章　GSM-R在CTCS-3中的运用 124.1 利用GSM-R网络进行列控信息传送 124.1.1 列控信息传送系统结构 124.1.2 系统功能 134.1.3 列控信息传送过程 134.2 利用GSM-R网络进行RBC切换 15第5章　运用优势对比分析 175.1 GSM-R 网络承载列控信息安全性和可靠性分析 175.2 与基于轨道电路的列控系统对比分析 185.3 与数字集群通信的对比分析 19结论 20致谢 21参考文献 22第1章　绪论铁路通信信号，自诞生以来，就与铁路运输安全生产密不可分，并逐步从以人保安全迅速发展成以设备保安全、以系统保安全的专业部门。

并随着社会科学技术发展和铁路提速、高速、重载和密度的加大而不断发展完善，为铁路现代化提供了重要支撑，是客运高速和货运重载的重要保证铁路通信信号开始只是提供安全保证，随着电气设备的引入，逐步实现了电气集中与自动闭塞电气集中使得进路办理自动化，自动闭塞使得一个站间可以同时运行多列列车，调度集中可以使得调度员远程遥控指挥列车运行，逐步向行车指挥自动化、提高接发车作业效率和通过能力、减轻人员劳动强度等方面发展也就是说，铁路通信信号不仅仅是提供安全保证，而是在保证安全的基础上实现铁路运输的接发车作业和区间运行自动化，大大提高了通过速度与列车密度从2008年起中国铁路将进入高速铁路时代，铁路的大发展给铁路通信信号提出了挑战，对铁路通信信号在安全上和功能上提出了新的更高的要求列车在低速运行的情况下，通信系统与信号系统基本上是各自独立的，在列车高速运行的条件下，这种分离的状况已不适应，而是二者日渐结合，形成一个高级自动化的通信、指挥、控制和信息系统，这时通信和信号系统紧密结合，形成一个统一的整体随着3C（计算机、通信、控制）技术的飞跃发展，铁路通信信号技术发生了重大变化，车站、区间和列车控制的一体化，铁路通信信号技术的相互融合，以及行车调度指挥自动化等技术，冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。

要求铁路通信信号迅速实现5个转变，即由地面固定信号控制到列车车载设备控制的转变；由开环控制到闭环控制的转变；由分散孤立的控制到成区段集中控制的转变；由信联闭简单控制到速度综合控制的转变；由广播式简单通信到点对点和点对多点的多功能移动通信转变，实现列车运行控制系统智能化这就是以通信为基础的列车控制系统（CBTC），而CBTC系统最关键的技术就是连续无线移动通信系统GSM-R平台，随着GSM-R的试验成功，CBTC在中国将有飞速的发展由通号集团自主研发的具有完全自主知识产权的CTCS-3级列控系统已经在武广高铁中进行了成功的运用GSM-R在应用上大致有两种情况，一是参与列车运行控制，如青藏线格拉段、大秦线以及实施中的武广客专；二是不参与列车运行控制，如胶济线、京津城际，只为车地、人员提供一种移动通信手段，取代并增强以往的无线列调通信系统本文主要针对第一种参与列车运行控制进行探讨第2章　GSM-R系统简介GSM-R系统是专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统它在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能，如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。

主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务在中国铁路的频段为上行885-889MHz，下行方向为930-934MHzGSM-R系统采用主从同步方式，TMSC(Tandem Mobile Switching Center)、MSC(Mobile Switching Center)、HLR(Home Location Register)、SCP(Service Control Point)等设备应就近从BITS(Building Integrated Timing System)设备中获取定时信号，MSC至BSS(Base Station System)间的G数字链路应兼作同步链路使用，BSS从MSC获取同步时钟信号，也可从就近的BITS设备或SDH设备提取同步时钟信号GSM-R传输系统指的是为GSM-R系统各子系统之间的连接提供通道的数字传输系统，包括GSM-R系统为提供基本服务所必需的传输配套单元，如传输光、电缆和传输设备，但不包括直放站远端机和近端机之间的连接通道2.1 GSM-R系统构成与功能 图2-1 GSM-R网络基本结构目前，我国GSM-R数字移动通信系统由七个子系统构成：网络交换子系统（SSS）、基站子系统（BSS）、操作维护子系统（OSS）、通用分组无线业务子系统（GPRS）、智能网子系统（IN）、固定接入交换子系统（FAS）和终端子系统。

通过交换子系统（SSS）中的网关移动交换中心（GMSC）实现与其他通信网络的电路域业务的互联互通，通过通用分组无线业务系统（GPRS）中的网关GPRS业务支持节点（GGSN）实现与其他数据信息网络的分组域业务的互联互通基本结构如图2-1所示2.1.1 网络交换子系统 网络交换子系统（SSS）一般由6个功能实体组成，分别是移动交换中心（MSC），访问位置寄存器（VLR），归属位置寄存器（HLR），鉴权中心（AUC），组呼寄存器（GCR）SSS主要负责端到端的呼叫、用户数据管理、移动性管理和固定网络的连接其中MSC是SSS的核心，用于建立业务信道和在MSC之间或与其他网络之间交换信令消息；与MSC相连的是VLR，VLR管理在一个MSC区内漫游移动用户信息的动态数据库；HLR存储的是在网络中永久注册的移动用户的静态信息，如用户信息、承载和定制的用户信息等；AUC完成对用户的鉴权及为移动台与网络之间的无线通信加密；作为GSM-R网络的特有组件GCR，用于存储移动用户的组ID、移动台发起语音组呼（VGCS。