无线列控与轨道交通——北交大.ppt
2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,1,无线列控与轨道交通,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,2,介绍内容,一、发展状况二、无线列控技术三、几种主要移动通信方式四、可靠性安全性五、经济评价六、结论,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,3,相关名词,UIC 国际铁路联盟ERTMS 欧洲铁路运输管理系统EIRENE 欧洲综合铁路无线增强网络ETCS 欧洲列车控制系统GSM-RMORANE CENELEC（European Committee for Electrotechnical Standardization)ETSI(European Telecommunications Standard Institute)TBS(Transmission based Signaling System)CBTCS(Communication based Train Control System),2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,4,一、发展状况,无线列控技术国外发展状况欧洲，日本，北美，其他高速，普速，地铁，轻轨无线列控技术在国内发展思索,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,5,列车控制方式分类,CBTC基于通信列车控制,基于轨道电路列车控制,漏泄波导轨道电缆环线GSM-R扩频无线,TBS基于传输列车控制,漏泄波导GSM-R扩频无线,基于近场感应的列车控制,轨道电路应答器,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,6,CBTC标准制定工作组,1-Communications2-CB Train Control3-Health Monitoring 4-Safety Standards for Software5-VOBC/Propulsion/Brake 6-Auxiliary Power Systems7-Vehicle Passenger Information8-Environmental Standards for Electrical Equipment,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,7,CBTC目标,目标 连续双向通信 不需要轨道电路 两个基本 观点（Philosophies）Vehicle Centric Wayside Centric 互操作性（Interoperability Objectives）,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,8,CBTC信号供应商产品,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,9,CBTC无线和信号供应商,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,10,基于通信的列车控制CBTC项目,NYCT（纽约城市交通）-Canarsie线路信号的现代化1999年11月22日，NYCT管理委员会同意与MATRA公司签定$138,228,635合同,采用CBTC技术进行Canarsie线路信号系统现代化,并创建CBTC标准。不久，Alcatel、Alstom参与合同。KCRC-香港西部铁路项目1999年3月29日，Alcatel与香港签定了KCRC“西部铁路”项目合同，负责提供安装他们的Seltrac CBTC（移动闭塞系统）。巴黎-RATP的地铁线路1998年10月15日巴黎新型地铁由MATRA公司提供的新一代CBTC系统开通。其运量达6000人次/小时/方向，GEC-Alsthom负责列车，MATRA负责自动化系统。项目总计60亿法郎(不包括列车)，每年确保9600万人次的运量。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,11,基于通信的列车控制CBTC项目,旧金山-BART 先进自动列车控制（AATC）1998年2月，Harmon和BART达成4500万美元CBTC合同。Harmon将为BART所有的机车和约1/3系统装备ERLRS。旧金山-MUNI先进列车控制系统（ATCS）Alcatel的SELTRAC感应环线CBTC系统，叠加在MUNI 3显示固定闭塞机车信号系统之上。Philadelphia,PA-SEPTA Subway Surface Trolley line San Francisco-Airport People Mover 温哥华SkyTrain扩线投资11.7亿加元，采用加拿大Alcatel的感应环线CBTC技术。纽约-JFK机场轻轨系统总计10亿美元，采用Alcatel感应环线SELTRAC CBTC列车控制系统。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,12,土耳其安卡拉的ARTS-安卡拉快速交通系统1998年11月28日开始运营，Alcatel SELTRAC CBTC列车控制系统提供90秒时间间隔。马来西亚Kuala Lumpur轻轨系统Alcatel Canada SELTRAC CBTC系统,6100万美元的合同,1998年9月开始运营。伦敦地铁-Jubilee Line扩线采用Alcatel Canada CBTC系统。Long Island Railroad,NY-Alstom Atlas Project,基于通信的列车控制CBTC项目,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,13,参与ERTMS的机构,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,14,ETCS欧洲列车控制系统,European Train Control System开发对象欧共体和欧洲主要铁路(法铁、德铁、意铁、西班牙铁路)支持的统一的行车控制系统，1991年欧铁盟与九家信号公司签定开发设备协议。UIC决定采用GSM-R作为传输系统。开发目标在欧洲铁路网运行互操作性(国际)实施标准化，降低成本，提高模块化和灵活性系统目前状况进展顺利，已进行小规模试验,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,15,ETCS系统特点,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,16,ETCS第1、2级特点,ETCS 1：利用欧洲应答器的点式速度控制，实现列车自动防护和速度控制，仍以地面信号系统为主。ETCS 2：利用轨道电路定位和无线的连续式速度控制，提供ATP和机车信号，能在最大允许速度范围内实施一定程度的自行运行。此时机车信号优先于地面信号。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,17,ETCS 第3级特点,ETCS将在超过350km/h的高速铁路区段使用在固定的ATC中心和车载ATC计算机之间传输基于透明数据通道的双向数据流列车上的ATC终端将其位置、速度、车厢数和其他车况信息传给无线区域控制中心（RBC）。RBC网络在比较了相应区域的所有列车的数据后，经计算将必要的速度计划表传给每辆列车。取消地面信号系统，以移动的区域结构代替固定区域结构，形成新型的列车控制方式。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,18,ETCS安全性考虑,从编制功能需求规范FRS（Functional Requirement Specification)开始，速度、安全性、有效性、可靠性、可维护性(RAMS)等均有明确的规定。系统的4个等级均说明了安全性的阶段性目标和最终目标。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,19,发展中的ETCS,ETCS测试线Vienna-BudapestJterbog-Halle/Leipzig将是德国DB在ETCS下运营的第一条铁路线，ETCS第2级的规范都将得到实现。这条线路涵盖了DB 98%的运营情况。测试于2000年1月开始。等等,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,20,ASTREE实时追踪控制系统,Automatic Suiri des Trains en Lemps REEL开发对象法国1986年开始开发系统。开发目的提高功能，降低成本，采用新技术系统目前状况停止开发，加入ETCS,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,21,ASTREE构成与特点,系统分为三个等级国家级：实现包括列车运行计划在内的运输管理级地区级：列车运行图打乱时，进行列车运行调整和管理连锁设备级：实现以各信号楼为中心的信号系统系统特点列车位置检知，强调数据分散管理，采用无线话音和数据传输网，采用卫星通信及移动无线通信。采用暗码系统作为无线保密对策。中央处理机不仅有列车追踪功能，还有辅助调度、运行调整功能。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,22,ASTREE安全性考虑,采用了安全计算机技术采用了智能接收器，所有铁路运输命令、控制系统均是在列车检测系统基础上实现的。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,23,FZB无线列控系统,Funk Zug Bee in flussung-Radio based continue train control system开发对象德铁80年代末开发的新一代列控系统开发目的实现低成本、高性能的列控系统系统现状已加入ETCS,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,24,FZB系统特点,1990年，由德国联邦铁路股份有限公司领导，AEG移动通信公司、阿尔卡特SEL公司、Bosch Telecom和西门子公司作为合作伙伴，DETECON和柏林铁路技术研究所也接受委托共同参与“铁路移动无线综合服务（DIBMOF）”研究计划。这项计划的目的是，借助现代化、高效的无线传输系统实现列车运行过程中各种各样的通信服务，并满足铁路用户的通信要求。FZB仍是固定闭塞系统，属于ETCS Level 2。FZB允许不同速度(高、中、低）和不同种类（客、货）列车以高效方式运营，突破固定闭塞的运输效率极限。FZB依赖大容量双向无线传输媒介，建立车-地之间直接信息联络，从而可以摆脱传统地面设备如信号机。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,25,ATCS先进列车控制系统,Advanced Train Control System开发对象以北美大陆(美国、加拿大铁道协会）为中心，有近百家公司参加，规定了统一的技术标准，该系统从80年代前期着手开发，覆盖美洲大陆广大区域。开发目的降低成本（提高车辆使用效率）提高安全性系统目前状况继续，主要用于城市交通,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,26,ATCS特点,提供4个层次系统等级10级：调度员与列车间采用话音无线系统，以中央安全计算机为中心，防止调度命令的重复。20级：为数据链路和车上提供显示系统；防止向列车传送错误信息，紧急时发出报警。30级：列车定位系统和自动跟踪系统结合，监视列车速度，防止司机无视停车指令。40级：设有CTC功能的先进系统，采用计算机实施列车运行命令、列车控制和节省燃料，还包括断轨检测功能。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,27,ATCS安全性考虑,提出两方面的安全概念行车安全，采用八条安全措施，防止由人为错误引起的物理性危险。功能安全，对逻辑错误、设备故障进行系统防护ACTS是一个闭环系统，为保证系统整体的安全，中央计算机对行车指令进行严格的检测和确认。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,28,AATC先进自动列车控制,Advanced Automatic Train Control开发对象美国旧金山港湾高速铁路（BART）与休斯航空公司共同开发的无线列控系统。开发目的缩短运行间隔时间运用军用技术与现有技术叠加系统现状,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,29,AATC特点,利用美国在海湾战争中得到证实的无线定位系统（EPLRS）进行列车追踪、列车控制；是一个地面、车站的智能系统，当线路配线情况改变时，车上设备所存数据无需改变；能够与既有固定闭塞的ATC相叠加；列车追踪能力强。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,30,AATC安全性考虑,选择安全控制指令；由车站向列车传送重要命令；AATC的无线传输系统采用了冗余控制技术。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,31,CARAT计算机无线辅助列车控制,Computer and Radio Aided Train Control开发对象日本铁路综合技术研究所从1987年开始开发的新一代列控系统开发目的实现低成本、高性能的列控系统系统现状,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,32,CARAT系统特点,采用移动闭塞来控制列车；列车定位采用测量车轮的转次来实现，此外采用通过某些固定点的地面感应器或应答器等进行位置修正；数字无线部分正在试验，有400MHz列车无线、LCX、GPS、卫星等。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,33,CARAT安全性考虑,列车与地面间的信息传输采用闭环方式，因而能更确切地实施安全控制。引入系统安全工程CARAT系统由数个子系统有机地结合而成，为了确保包括各种控制在内的系统安全性，采用系统安全工程。数字无线考虑了安全性，通信帧采用HDLC格式，带有16位纠错，在无线设备前向纠错中,每隔256比特增设纠错码。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,34,CBATC基于通信的自动列车控制,Communication Based Automatic Train Control 开发对象巴西圣保罗地铁和CMW公司开发的无线列控系统开发目的缩短时间间隔，从98秒缩短到60秒能与现有技术设备通用系统现状,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,35,CBATC特点,能将原有固定闭塞ATC与移动闭塞CBATC自动进行切换，即如果装备ATC设备，列车运行可以ATC为基础，在繁忙车站附近，装备CBATC设备，当载有CBATC设备的车辆进入CBATC控制区域，自动切换到CBATC运行方式。车站与列车CBATC间的数据交换,采用漏泄电缆和扩展频谱方式的无线来实现。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,36,CBATC安全性考虑,对于重要设备和特殊技术，采用适当的冗余结构来达到安全性和可靠性的目的。列车与车站间信息交换的防护采用冗余校验，保证在各数据处理时，能发现单一的和多重的错误。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,37,国外无线列控情况,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,38,现代列控技术演进,FZB,ASTREE,ERTMS（ETCS+GSM-R）,ATCS,AATC,CBATC,CARAT,CBTC,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,39,无线列控技术在国内发展思索,研究最早起源于20世纪50年代，因技术原因中断90年代中期开始跟踪，经费不足，未受到足够重视21世纪将是中国经济全面赶超发达国家时期，环境保护成为世界主题；中国运输立体化、智能化；中国铁路建设向高速、高质量服务中心转移；中国城市公共交通轨道化。-其发展基础将是信息化。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,40,二、无线列控技术,信号控制技术的演进通信网络技术的演进计算技术的演进移动闭塞与无线列控无线列控中的关键技术移动通信网络与安全可靠性新的运输模式与管理维护模式新型列车控制方式兼容性考虑,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,41,臂板信号机,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,42,二显示固定闭塞系统,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,43,轨道电路,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,44,三显示固定闭塞系统,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,45,四显示固定闭塞系统,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,46,移动自动闭塞系统,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,47,运输管理优化,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,48,以IP为基础的计算机网络,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,49,第三代移动网络,High-tier,Low-tier,Satellite,High Mobility,Low Mobility,Wide Area,Regional Area,Local Area,FPLMTS/UMTS/IMT-2000Universal multimedia information access with mobility spanning residences,businesses,public/pedestrian,mobile/vehicular,national,and global regionsLow end:512 kbps;High end:2mbps,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,50,移动网、Internet网与Intranet网互连,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,51,固定闭塞系统（FBS）,所有闭塞分区都是在最初设计时有固定地段、固定长度的，在固定闭塞分区的始端设立路旁信号机或某种标志。固定闭塞系统的缺点：以货物列车所需的制动距离来决定闭塞分区长度，即满足最坏性能列车的制动需要，从而对于制动性能较好，或旅客列车，其闭塞分区长度是有富裕部分的，也即在效率方面有所牺牲。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,52,三显示固定闭塞原理图,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,53,移动闭塞系统（MAS）,移动闭塞系统是相对于现存的固定自动闭塞系统而言的系统。移动闭塞分区是指后随列车与前行列车之间有一定的安全保护距离，但它不固定在某个地区，也没有固定长度，每个在运行中的列车前方都有闭塞分区，它是移动的、动态的，闭塞分区长度与前行列车所在地点、运行速度、它们之间道路的坡道与弯道、后随列车的各种参数（速度、制动性能、载重量等）有关。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,54,MAS原理示意,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,55,移动闭塞与无线移动通信,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,56,基于无线列控系统原理图,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,57,移动通信网络与安全可靠性,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,58,新的运输模式与管理维护模式,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,59,新型列车控制方式,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,60,兼容?,兼容性考虑,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,61,三、几种主要移动通信方式,ERTMS对无线移动通信的要求适用于铁路的几种主要移动通信方式轨道电缆环线漏泄波导无线扩频GSM-R无线列控在中国介绍在高速铁路、繁忙干线、非繁忙干线、地下铁路、城市轻轨铁路、地方铁路采用无线列控的可行性,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,62,ERTMS对无线网络的要求,高达500km/h下的无缝通信有限频点数的有效利用载干比（C/I）至少12dB在一个特定区域内，95%的时间和地点覆盖率，信号强度大于-90dBm在GSM-R网之间切换，成功率高于99.5%根据所使用的业务，传输通道和网络设备必须有很高的可用性桥内、隧道内的覆盖车站和编组站场内的良好覆盖,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,63,ERTMS对无线网络通话建立时间的要求,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,64,ETCS对GSM-R的QoS要求,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,65,扩频无线通信,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,66,漏泄波导,漏泄波导,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,67,基于轨道电缆传输信息的列控系统,利用轨道电缆环线传输列控系统行车指令和速度指示式机车信号，取消地面闭塞信号机；系统保留闭塞分区，列车按固定闭塞分区间隔运行；列控系统分为室外设备和室内设备，室外设备主要包括：信息电缆，轨道电缆，轨道电缆接收/发送器，闭塞标志牌等。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,68,列控系统室外设备,信息电缆：在车站控制中心和远程接收/发送器之间专门铺设的用于传输列控电码的电缆，从车站控制中心至远程接收/发送器方向传输速率为1200波特，反方向传输速率为600波特。轨道电缆：是地面与列车间信息传输的媒体，铺设在两条轨道之间，其中一条电缆线铺设在轨道中心，用塑料卡环固定在枕木上，另一条电缆线铺设在一条钢轨内侧的轨底上，用扣件固定，两条电缆每100m在轨枕上交叉一次，交叉处用塑料盖板盖住。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,69,轨道电缆接收/发送器：在轨道电缆与车站控制中心之间设有两层接收/发送设备，即远程轨道电缆接收/发送器和单环线轨道电缆接收/发送器，它们均设在沿线的机柜内。远程轨道电缆接收/发送器通过信息电缆与车站控制中心相连接，轨道电缆环线可从一个远程接收/发送站向两侧延伸约6km，每个轨道环线区段的远程接收/发送器控制环线区段内的所有单环线轨道电缆接收/发送器。单环线轨道电缆接收/发送器直接与轨道电缆相接，一个单环线接收/发送器控制一条300m的短环线。在铺设短轨道电缆环线的线路上，每隔600m设一个单环线接收/发送站。,列控系统室外设备,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,70,轨道环线电缆的铺设,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,71,GSM-R与欧洲,GSM-R经历了四个阶段：第一阶段：可行性分析阶段，92-93年 第二阶段：标准规范制定阶段，94-96年 第三阶段：小规模试验阶段，96-98年 第四阶段：大规模实施阶段，98年开始 欧洲计划用10-15年的时间，将既有欧洲铁路无线通信完全更换成GSM-R网络，从而为ETCS和ERTMS奠定信息基础设施。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,72,欧洲GSM-R官方机构,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,73,无线列控系统典型调度作业图,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,74,ETCS与GSM-R间的逻辑关系,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,75,MORANE试验项目测试结果-越区切换时间(语音),MORANE试验项目测试结果-端对端传输时间(语音),2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,76,GSM-R在欧洲实施计划,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,77,瑞典铁路SIR,SIR是由瑞典Banverket组织建设的一个基于EIRENE GSM-R规范的国际铁路无线通信网络，与西门子AG签定的第一期建设项目，价值4千万德国马克。这个新系统包括交换系统、基站和智能网功能，它涵盖了铁路对无线通信各方面的功能需求，此外，SIR将来还可能用于高速列车的安全控制，传输新的信号安全系统ETCS中的信号信息。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,78,瑞典铁路SIR,SIR项目总长约8000km，占瑞典铁路网络总长的75%。它的技术寿命和经济寿命预计为25年。SIR的实施分四个阶段进行：第一阶段：1997-1999第二阶段：1999-2001第三阶段：2000-2002第四阶段：2001-2003,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,79,瑞典SIR项目实施计划图,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,80,德国DB,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,81,德国铁路GSM-R,德国GSM-R网络由DB组建，合同总额达30亿DM。到2002年，约有27，000km铁路线装备GSM-R。为保证通信畅通，约需2800个道边基站，依据地形不同，每512km设置一个基站。GSM-R网引入了许多新的应用领域：高速情况下取代道边的信号灯和电缆，将信号信息直接由无线中心传给司机车载台；通过功能号(车次号)寻址列车；调度员通过组呼与管辖区段内的列车司机通话；调车模式下，按下PTT键就能立即寻址到调车组成员等等,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,82,德国铁路GSM-R实施计划,分4个阶段实施:第一阶段:至12/99,试验和初步应用第二阶段:至12/2000,装备约9,000km的铁路线第三阶段:至12/2001,装备约19,000km的铁路线第四阶段:至12/2002,装备27,000km的铁路线,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,83,德国铁路GSM-R阶段实施计划,时间至12/99MSC间连接:n2 Mbit/s7 OMC7 MSC(Hannover,Berlin,Leipzig,Munchen,Stuttgart,Frankfurt,Essen)2 IN,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,84,德国铁路GSM-R阶段实施计划,第二阶段:至12/200065 BSC1,000 BTS9,000 km第三阶段：至12/2001900 BTS10,000 km第四阶段:至12/2002900 BTS8,000 km,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,85,德国铁路GSM-R实施考虑,已装备GSM-R的铁路线有效性达到：一部分为99.921%一部分为99.531%DB将逐步取代模拟无线系统，将列车的维护运营通信、列车无线、调车无线、车载无线都综合到GSM-R的业务中。目前通信终端可工作在模拟/数字双模状态,以保证平滑的过渡。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,86,荷兰铁路NS,在荷兰，关于铁路基础设施的发展和维护是由NS组织负责的。从1997年下半年开始，NS委托其下属机构-系统开发部开始进行关于由GSM-R来实现未来铁路对移动通信需求的可行性研究。研究目的是：论证GSM-R替代地/车模拟话音通信的可能性，以及作为ETCS无线传输载体的可行性。这两种应用属于主要应用。还有就是GSM-R提供增值业务(辅助应用)的可能性。关于GSM-R可行性研究的主要结论是：基于EIRENE的无线网络能提供今后十年对无线通信的主要应用需求。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,87,新的铁路试验线覆盖从阿姆斯特丹到比利时，阿姆斯特丹到德国，以及从北海到德国的新货运线，可以充分证实国际间铁路运营的互操作性。荷兰现有无线系统Telerail是基于UIC的751-3规范。Telerail从1986年开始使用，寿命预计到2003年。为使新旧系统能平稳更替，GSM-R网将在2001年底运营。GSM-R网络要替代Telerail，必须能实现列车的按位置寻址，紧急呼叫等。紧急呼叫的实现将采取组呼结合优先级呼叫以及快速呼叫的方式。此外，由于调度中心与无线小区之间没有直接联系，还需要单独的定位系统存在。由于频率资源在荷兰所受的限制，以及数据通信大量存在铁路各线，GPRS将是最好的解决方案。,荷兰铁路NS,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,88,瑞士SBB,计划日程11.12.98 签定合同 15.03.99 首批物资交付现场 03.05.99天线安装方案认证19.05.99 安装天线 28.05.99 首次实现话音通信 30.06.99 完成合同,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,89,瑞士SBB建设情况,技术数据ETCS的机车信号试验线实现GSM-R覆盖 数据传输的初期仅使用欧洲无线协议63 辆机车配备终端试验线从 Olten到 LucerneGSM-R覆盖的线路长达40 kms基站总数为 6方向性天线的增益为 18 dBMSC,TRAU和BSC放置在Olten(离RBC很近),2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,90,瑞士SBB建设情况,技术数据运营维护中心（OMC）设在Olten 冗余系统的有效性：系统中心为99.998%，基站为99.994%。连接到基站的环线是通过SBB自己的光纤线路西门子负责5年的技术运营维护,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,91,无线列控在中国（1）,高速铁路-应该发展基于数字移动通信的列车控制方式，典型的数字移动通信包括GSM-R、TETRA。目前GSM-R在中国铁路的困难是如何从国家申请到铁路专用的频率；TETRA的困难是如何开发、验证适合于铁路特殊应用的业务与功能，并适用中国电信市场改革的需要，研究铁路高速应用的可行性和经济分析。高速铁路必然是一个国家高新技术的结晶，代表铁路运输现代化特别是具有时代特征的控制和信息现代化的方向。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,92,无线列控在中国（2）,繁忙干线-中国铁路运输的命脉，高密度、多种速度/客货混合式运输方式体现了中国特色，也是铁路运输现代化、控制现代化、服务现代化的基地；ERTMS Level 3/ETCS Level 3将是最适宜的方式；这些铁路线路也是中国公众移动网络最发达的地区，理想的适合于无线传播的地理环境，确保列控信息的可靠传输和较低的建设投资。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,93,无线列控在中国（3）,地铁-是大中城市轨道交通的重要组成部分，应该考虑与城市轻轨铁路的互操作性。极短的运行间隔时分、高度安全可靠性、复杂的维护作业环境，特别适合发展基于通信的列车控制方式和运输管理方式，由于地理条件制约，轨道环线、漏泄波导+集群移动通信的方式将是较为理想的选择。欧洲、北美许多案例均提供了非常成功的经验。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,94,无线列控在中国（4）,城市轻轨铁路-将在中国的省会城市、省直辖市交通运输中发挥非常重要的作用。由于其独特的建筑方式、复杂的线路环境，最适宜发展基于通信的列车控制方式，轨道电缆环线结合GSM或GSM-R将是较为理想的选择。同时，也是铁路公司企业参与国家城市交通建设市场竞争的重要机遇。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,95,无线列控在中国（5）,地方铁路-尽管目前还处于从属地位，但将是中国铁路运输市场引进竞争的突破口，其建设投资、经济规模将是首位考虑问题。ETCS第4级、ERTMS第四级方式将是较为理想的选择。特别在经济比较发达、人力资源费用较高、运输不太繁忙的地区，首先应该考虑发展基于无线的闭塞方式。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,96,四、可靠性安全性,安全完整性级别无线数据传输系统危险性分析与安全有关的无线传输系统GSM-R安全协议栈通信网信息安全的层次结构列控系统逻辑分层结构及安全考虑在非安全传输系统中进行安全通信,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,97,安全完整性级别,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,98,无线数据传输系统危险性分析,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,99,与安全有关的无线传输系统,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,100,GSM-R安全协议栈,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,101,通信网信息安全的层次结构,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,102,列控系统逻辑分层结构及安全考虑,列控系统通用安全层,无线特定的安全层,无线适配/通信层,列控系统沿线应用层,列控系统通用安全层,无线特定的安全层,无线适配/通信层,通信系统,列控系统沿线应用层,列控系统应用协议,列控系统通用安全协议,无线适配/通信协议,特定安全层协议,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,103,在非安全传输系统中进行安全通信过程,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,104,无线传输系统可靠性措施,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,105,具有叠加小区覆盖无线网络,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,106,五、经济评价,GSM-R与LZB投资比较GSM-R与轨道电路投资比较FZB与LZB投资成本比较分析FZB与LZB投资成本结构比较模拟系统 vs.GSM-R成本比较,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,107,GSM-R与轨道电路投资比较,GSM-R,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,108,GSM-R与LZB投资比较,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,109,FZB与LZB投资成本比较分析,Siemens对沪宁高速铁路信号系统投资成本比较,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,110,FZB与LZB投资成本结构比较,Siemens对沪宁高速铁路信号系统投资成本比较,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,111,GSM-R与模拟无线运营成本比较,ARCOR对德国铁路无线移动网络运营成本比较,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,112,模拟系统 vs.GSM-R成本比较,ARCOR对德国铁路无线移动网络投资运营成本比较,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,113,六、结论,综合移动无线通信-铁路现代化的基础发展基于通信的列车控制方式世界铁路市场与中国企业/公司,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,114,综合移动无线通信-铁路现代化的基础,在铁路信号方面的应用自动列车控制ATC远程控制与列车有关的语音通信列调员-司机操作通信应急广播通信编组调车通信司机-司机操作通信路轨维护通信列车辅助通信,局域和广域通信(与行车无关)车站内的通信广域通信面向旅客的服务购票服务预定服务时刻表服务,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,115,发展基于通信的列车控制方式,无线列控技术已经是今天的技术基于(无线)通信的列控方式是技术进步的必然传统的技术经济比较不适应新技术发展无线列控技术仅仅是现代铁路信息基础设施的一个重要组成部分，后者将是一次革命性的变化。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,116,世界铁路市场与中国企业/公司,Siemens,Adtranz,Alcatel,Alstom,Ansaldo,Nortel世界性公司，主宰着世界铁路市场。开放、标准化是世界铁路市场技术发展趋势。中国缺少世界性铁路企业和公司。中国应该能够繁育出世界性铁路企业和公司，世界性企业应该在开放式技术环境中竞争。,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,117,Over the Horizon,2023/2/9,无线列控技术与轨道交通,118,谢 谢,
