[发明专利]利用GSM-R网络的CTCS-3级列控系统车载无线传输系统

说明书

技术领域)

本发明属于无线通信技术领域及列车控制领域，特别涉及CTCS-3级列控系统车载信号的无线传输方式。

(背景技术)

随着我国铁路的快速发展，我国制定了铁路中长期发展规划，其规划中的中国列车控制系统CTCS(China Train Control System)是为保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运行需求的技术规范，是我国未来铁路技术发展的方向，CTCS按照系统条件和功能共分5级，从0级到4级。

CTCS-3级列控系统是基于无线通信和轨道电路的列车运行控制系统，主要分为地面设备和车载设备两部分。其中车载设备的GSM-R无线通信实现车地信息双向传输，地面设备的地面无线闭塞中心RBC（Radio Block Center）生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，同时具备CTCS-2级功能。

目前中国现有的列控无线通信技术不能满足列车在350～400km/h运行时速下安全、性能及功能的需求。

(发明内容)

本发明的目的在于提供一种利用GSM-R网络的CTCS-3级列控系统车载无线传输系统，是CTCS-3级列控系统中车载设备的GSM-R网络接入设备，能满足列车在350～400km/h运行时速下，实现列车实时安全数据与地面RBC间的双向在线可靠传输，同时在通信网络断开的情况下能实现离线数据的缓存，待通信网络建立后再实现传输的功能，保障列车安全数据的连续性。

利用GSM-R网络的CTCS-3级列控系统车载无线传输系统由GSM-R控制单元和GSM-R通信单元组成；所述GSM-R控制单元由A/B终端适配器、主控板、总线适配器、A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成；

所述的GSM-R通信单元由A/B两套终端适配器、A/B两套电源、A/B两套电源滤波板、A/B两套GSM-R模块、A/B两套双工器及维护板组成；

GSM-R控制单元的主控板通过串口连接A/B终端适配器和总线适配器，GSM-R控制单元的A/B终端适配器通过电缆线连接GSM-R通信单元的A/B终端适配器，GSM-R通信单元的A/B终端适配器通过串口连接A/B两套GSM-R模块，维护板通过串口连接A/B两套GSM-R模块，双工器通过前端线缆连接A/B两套GSM-R模块，GSM-R控制单元通过总线适配器与车载安全计算机相连接，GSM-R通信单元通过GSM-R网络与地面无线闭塞中心相连接。

所述A/B两套电源滤波板主要保护电源免受浪涌、群脉冲、高频串扰等外界干扰，保证电源电磁兼容性的高可靠性。

所述的主控板主要通过控制总线适配器和A/B两套GSM-R模块实现车载安全计算机与地面无线闭塞中心之间的无线通信。

所述的A/B两套GSM-R模块主要通过GSM-R网络完成与地面无线闭塞中心的之间数据交互。

所述的双工器主要用于满足A/B两套GSM-R模块各自收信号和发信号时不互相干扰。

所述的维护板主要用于GSM-R通信单元和GSM-R控制单元的硬件和软件的维护更新。

所述的A/B两套终端适配器主要完成数据格式与数据通信方式的转换。

利用GSM-R网络的CTCS-3级列控系统车载无线传输系统的数据通信方法为：GSM-R控制单元的主控板通过总线适配器接收车载安全计算机的信号，经处理后通过A/B两套GSM-R模块将信号发送给地面无线闭塞中心， A/B两套GSM-R模块接收地面无线闭塞中心的数据，转发给主控板，经过处理后发送给车载安全计算机。

本发明的优点在于该系统能实现列车实时安全数据与地面RBC间的双向在线可靠传输，同时在通信网络断开的情况下实现离线数据的缓存，在通信网络建立后再实现传输的功能，保障列车安全数据的连续性；同时满足设备自检、库检功能，以及在途自诊断、分析、预警功能；同时满足GSM-R网络注册时间在40秒内；车载设备从开始呼叫到与RBC建立连接的时间小于等于8.5秒，释放安全链接为5秒；安全性能通信遵循IEC 621280标准；电磁兼容性遵循IEC62236-4/5-2003标准；可靠性,有效性,维修性和安全性遵循IEC 62278-2002标准。

(附图说明)

图1 利用GSM-R网络的CTCS-3级列控系统车载无线传输系统的模块示意图；

图2 利用GSM-R网络的CTCS-3级列控系统车载无线传输系统各模块硬件组成示意图；