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1、城市轨道交通信号与通信系统-城市轨道交通通信系统 内容提要1.了解城市轨道交通通信系统的组成及作用2.掌握城市轨道交通电话子系统构成及功能3.掌握城市轨道交通广播子系统的结构和功能4.掌握城市轨道交通闭路电视子系统的结构和功能5.了解城市轨道交通UPS电源和接地系统轨道交通通信系统概述轨道交通通信系统概述地铁通信应适应地铁运输效率、保证行车安全、提高现代化管理水平和传递语音、数据、图像和文字等各种信息的需要，做到系统可靠、功能合理、设备成熟、技术先进、经济实用。通信系统一般由传输网络、公务、专用电话、闭路电视、广播、无线、时钟、电源及接地等子系统组成，构成传送话音、数据和图像等各种信息的综合业
2、务通信网。轨道交通通信系统概述通信系统在轨道交通中的发展和应用在轨道交通通信系统的发展应用过程中，主导和引领整个通信系统发展的是传输子系统，应用在轨道交通通信系统的有PDH，SDH(SONET)，ATM，OTN，IP网等传输制式。随着电信技术的发展，应用于轨道交通传输系统的技术也有更多选择的技术方案。轨道交通通信系统概述模拟通信系统和数字通信系统模拟通信系统；轨道交通通信系统概述数字通信系统轨道交通传输子系统传输子系统的功能传输系统容量应根据地铁各业务部门对通道的需求确定，并应留有余量。为保证各种行车安全信息及控制信息不何断地可靠传送，传输系统宜根据需要尽量利用不同径路的两条光缆梅成自愈保护环
3、。光缆容量应满足光同步数字传输系统或其他宽带光数字传输系统、无线基站中继和闭路电视视频信号传输等需要，并应考虑远期发展需要。ATO子系统基本原理传输子系统的分类按传输媒介分：光钎数字通信系统、微波数字通信系统、卫星数字通信系统。光钎数字通信系统光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。微波数字通信系统利用微波的视距传播特性，经中继站转发信号而实现的无线电通信称之为微波中继通信。ATO子系统基本原理卫星数字通信系统卫星数字通信系统 卫星通信是指利用卫星通信是指利用人造地球卫星，作为中继站转发无线电信号，人造地球卫星，作为中继站转发无线电信号，实现两个或多个地球站之间信息传输的一种实
4、现两个或多个地球站之间信息传输的一种通信方式。卫星通信系统是由地球站、通信通信方式。卫星通信系统是由地球站、通信卫星和地面遥测站等组成。卫星和地面遥测站等组成。PDHPDH（异步数字通信系统）、（异步数字通信系统）、SDHSDH（同步数字通（同步数字通信系统）、信系统）、OTNOTN（开放的传输网络）、（开放的传输网络）、ATMATM（异步传输模式）（异步传输模式）轨道交通公务电话子系统公务电话子系统的功能公务电话子系统的功能轨道交通公务电话用于各部门间进行公务通话及业轨道交通公务电话用于各部门间进行公务通话及业务联系，主要功能为：语音业务和非语音业务。务联系，主要功能为：语音业务和非语音业务
5、。语音业务语音业务完成电话网内本局、出局及入局呼叫。完成电话网内本局、出局及入局呼叫。能与市话局各类交换机配合完成对市话的呼叫。能与市话局各类交换机配合完成对市话的呼叫。完成国内和国际长途全自动的来话去话业务。完成国内和国际长途全自动的来话去话业务。完成各种特殊呼叫。完成各种特殊呼叫。完成与公用网中移动用户的来去话接续。完成与公用网中移动用户的来去话接续。完成对无线寻呼的呼叫。完成对无线寻呼的呼叫。轨道交通公务电话子系统非语音业务非语音业务向用户提供话路传真和话务向用户提供话路传真和话务数据业务。数据业务。提供提供64kbps64kbps的数据和传真业的数据和传真业务。务。提供用户线提供用户线
6、2B+D2B+D30B+D30B+D的交的交换接续。换接续。轨道交通公务电话子系统公务电话子系统结构公务电话子系统由程控交换机组成单局式或双局式地铁专用电话网，交换局设在控制中心和车辆段，与市话局之间采用自动呼出、自动呼入。地铁沿线各站(段)配置的自动电话、数字终端和2B+D用户终端经接入网传输汇集于局端OLT。公务电话子系统设备组成由程控电话交换机、自动电话、传输系统提供的数字中继线路及其附属设备组成。轨道交通专用电话子系统结构专用电话系统是控制中心调度员、车站、车辆段的值班员组织指挥行车、运营管理以及确保行车安全而设置的专用电话系统设备。专用电话子系统功能调度电话包括行车、电力、防灾环控、
7、维修和公安等调度电话；各调度台能快速地单独、分组或全部呼出分机，分机摘机即呼调度台。调度员可通过操作调度台，一键完成对沿线各站的单呼、组呼、全呼、强插、强拆、召集会议等功能。车站值班员呼叫调度员采用热线方式，摘机即通。轨道交通专用电话子系统专用电话子系统结构专用电话子系统结构调度总机设控制中心，调度分机设在各个车站，调度总机与分机之间通过专用信道以全辐射方式连接。专用电话子系统设备组成专用电话子系统包括调度电话，站间行车电话，车站、车辆段直通电话以及区间轨旁电话。调度电话系统由中心调度专用主控设备，车站、车辆段专用主控设备，调度电话终端、调度电话分机、录音装置以及维护终端等组成。调度电话终端设
8、置在控制中心各调度台上。轨道交通广播子系统l广播子系统的功能主要作用有两个方面，一是对乘客进行广播，通知列车到站和离站的信息；或者播放音乐以改善候车环境；或在发生意外情况时疏导乘客。对乘客广播的播音范围主要是站台层和站厅层。广播的另一个作用是对工作人员进行广播，其播音范围为办公区域、站台、站厅、隧道及车辆段范围内，以便发布有关的通知信息，使有关工作人员协同配合工作。轨道交通广播子系统l广播子系统结构轨道交通广播系统采用二级广播控制方式，由控制中心一级和车站一级组成。轨道交通车站广播区分为上行站台、下行站台、售票区、站厅、出入口和办公区等。当轨道交通发生故障或灾害时，广播系统自动转为抢险通信设备
9、，环境调度员具有最高优先权。控制中心播音控制台上输出的话音信号和控制信息，经过光传输系统传到各个车站，由车站广播控制设备接收。轨道交通广播子系统车站设备根据中心发来的指令，控制启动车站广播执行装置，语音经放大均衡后播送到指定的广播区域。同时车站广播控制设备亦将本站执行的状态反馈传送到控制中心，并在控制中心播音控制盒上显示，来完成中心调度对车站的选路、选站、选区遥控操作和指挥。当控制中心不操作时，各车站广播均能独立自主地实现自控操作。轨道交通广播子系统l广播子系统设备组成车站广播系统主要由车控室广播台(话筒)、车站广播设备、扬声器等设备构成。车控室广播台配有带控制键盘，可以对本站范围内的广播区进
10、行选择和播音；车站广播设备具有接口控制功能和信号放大功能；扬声器作为广播终端设备将广播信息传递到选定的区域。控制中心广播系统主要由行车调度广播台、电力调度广播台、环控调度广播台和控制中心广播设备(控制器、语音信号处理器等)组成。轨道交通闭路监视子系统lCCTV子系统的功能轨道交通电视监视系统分运营调度图像辅助指挥和公共安全管理。运营调度图像辅助指挥由轨道交通线运营部门应用管理，为轨道交通线运营调度指挥提供图像辅助。运营调度控制中心在实施列车调度、运营管理和防灾控制指挥中，借助电视监视系统，实时直观地了解线路运营情况和事故灾害信息，使调度控制指挥人员能够在管理事件的第一时间获取事件现场实时的直观
11、图像资料，从而能在最早时机做出控制反应。轨道交通闭路监视子系统公共安全管理由公安部门应用管理系统为轨道交通线公共安全管理，提供辅助手段，为公安指挥中心提供全线各车站实时场景图像。公安指挥中心值班人员可以任意操控调看各车站各摄像机(运营用摄像机除外)、云台和图像，以巡检和跟踪各车站现场场景，及时了解全线安全情况，发现治安事件，判断事件性质和规模，从而实施快速反应和高效指挥。轨道交通闭路监视子系统CCTV子系统结构控制中心监视子系统控制中心监视子系统包括图像显示、图像切换控制、图像录制和网络管理等部分。车站（车辆段）监视子系统车站（车辆段）监视子系统由图像摄取、图像处理、图像切换控制、图像显示和图
12、像录制等部分组成。轨道交通闭路监视子系统视频与控制信号传输子系统本地传输：在本车站（车辆段）范围内控制信号可通过控制电缆传输；视频信号通过视频同轴电缆传输。远距离传输：控制信号远距离传输采用由数字传输系统提供的控制通道，完成相应的控制功能；视频信号压缩编码方式及传输方式的选择：由于地铁对CCTV监控系统传输图像的质量和实时性要求比较高，因此采用每路视频压缩技术。轨道交通闭路监视子系统CCTV子系统设备组成闭路电视监控系统主要由摄像机(包括云台)、监视器、控制切换设备和传输网络等各部分组成。轨道交通时钟子系统时钟子系统的功能时钟系统为通信、信号、防灾报警、电力监控等专业设备提供统一的定时信号，为
13、控制中心、车站、车场等各部门工作人员提供统一的时间信息，并且为广大乘客提供统一的标准时间信息。轨道交通时钟子系统时钟子系统结构中心母钟(一级母钟)接收来自GPS的标准时间信号，通过传输子系统传输给车站及其他场所母钟(二级母钟)，由二级母钟按标准时间信号指挥子钟统一显示时间，为乘客和工作人员提供标准时间。轨道交通时钟子系统时钟子系统设备组成时钟系统主要由监控终端、一级母钟(中心母钟)、二级母钟(车站及车辆段母钟)、子钟(包含时间显示设备)及传输通道五部分组成。轨道交通无线子系统无线通信的分类和方式轨道交通无线通信系统是轨道交通通信系统中不可缺少的组成部分，是提高地铁运输效率、保证运营行车安全的重
14、要手段。轨道交通无线通信系统主要由具有极强调度功能的无线集群通信子系统、无线寻呼引入子系统、蜂窝电话引入子系统等构成。轨道交通无线子系统无线子系统主要用于地铁、轻轨线的列车运行指挥、公安治安、防灾应急通信和设备及线路的维修施工通信。根据运行组织、业务管理需要，其工作区域及工作性质不同，无线通信系统分为以下6个无线通信作业系统。列车无线调度系统供列车调度员、司机、车站值班员、停车场(车辆段)信号楼值班员之间及车站值班员与站台值班员之间通信联络，满足列车运行需要轨道交通无线子系统公共治安无线系统供公安调度员与车站公安值班员及公安外勤人员之间通信联络。维护日常和灾害时的车站秩序，确保乘客旅行安全。事
15、故及防灾应急无线系统，供防灾调度员、车站防灾员、现场指挥人员及有关人员间通信联络，进行事故抢修及防灾救灾。停车场调车、检修无线系统，供停车场运转值班员、调车员、检修员间通信联络，进行列车调车与车辆站修和临修。轨道交通无线子系统无线子系统的功能系统呼叫功能完成调度员(固定台)与移动台之间的全自动通话接续；完成移动台与移动台之间的全自动通话接续；完成无线用户与PABx之间的全自动通话接续；具有选呼及组呼功能；具有调度和重要用户实现广播及系统呼叫功能：具有多级优先、遇忙排队、自动呼叫、自动重发、紧急呼叫功能；具有首长呼叫及呼叫转移功能；具有状态呼叫功能；具有话音及长、短数据信息传输功能；具有开放信道
16、呼叫功能。轨道交通无线子系统系统控制与管理功能具有控制电话呼叫及通话限时功能；调度员具有强拆、强插功能；具有集中的网络管理功能；具有呼叫记录和通话录音处理功能；具有用户动态重组功能系统诊断和可靠功能系统诊断和可靠功能包括：具有系统自诊功能；具有故障告警、显示功能；具有故障弱化功能：具有备份控制信道功能轨道交通无线子系统无线子系统结构系统的基本结构通常采用基站加露泄同轴电缆中继方式。全线通常设一个控制中心，一个或若干个集群基站，一个无线移动交换机，基站信道数根据用户数及话务量大小灵活配置，动态分配。轨道交通无线子系统无线子系统设备组成集群调度通信系统，包括集群控制器、无线交换机、调度台、基站收发
17、信机、天馈系统、机车电台、操作维护终端。漏缆中继系统，包括光纤射频传输系统、双向放大器。无线寻呼引入系统，包括前端接收部分、信号处理部分、寻呼发射机、高功率线性放大器。蜂窝电话引入系统，包括高增益大功率线性放大器、高隔离双工器及高性能合路平台。轨道交通无线子系统列车无线调度电话无线集群通信一种智能化的无线频率管理技术。通常情况下，它专门用于生产和运行管理；紧急情况下，用于处理突发事件，是当今最有效的调度指挥通信工具。无线集群通信的主要特点呼叫接续速度快(300500ms)；以组呼为主，同基站群组内用户共享下行无线频道；采用按键讲话(m)方式，进行单工或半双工呼叫；支持私密选呼与群组呼叫；组内呼
18、叫和讲话时，需按住FR键，同组被叫不需要摘机可直接接听轨道交通无线子系统城轨的无线集群通信系统。目前城轨的行车调度广泛使用计算机辅助调度(CAD)子系统，该系统接收来自ATS的信息(包括车次号、机车号、位置等信息)自动生成行车控制信息，并将CAD功能集成到行车调度台上。CAD子系统通过应用程序接口(AU)接人数字集群系统。通过集群系统将列车运行的信息(本次列车位置、速度等信息)显示在被呼司机车载台的屏幕上。轨道交通无线子系统城轨无线集群通信系统的功能需求专网调度与集群调度无线集群通信系统的集群方式无线集群通信系统的组网方式无线通信中的多址技术城市轨道交通通信电源及接地系统UPS电源系统时刻表比
19、较器比较时刻表上预定的到达或出发时间和当前列车的到达和出发时间，为列车运行图表示器和自动列车跟踪提供列车与当前时刻表的偏差，启动列车自动调整。电源系统组成系统要求系统构成城市轨道交通通信电源及接地系统组成方式系统主要功能及技术指标交流配电柜不间断电源设备直流高频开关电源免维护阀控式全密封铅酸蓄电池电源监控系统通信电源系统的防雷要求城市轨道交通通信电源及接地系统通信接地系统接地系统是通信电源系统的重要组成部分，它不仅直接影响通信电源系统和通信设备的正常运行，而且还起到保护人身安全和设备安全的作用。接地方式的分类分散式接地方式和联合接地方式。城市轨道交通通信电源及接地系统地铁通信接地系统组成地铁的
20、通信接地系统宜采用联合接地的接地方式，在各车站(场)、控制中心均设置一组通信接地系统。接地系统由室外接地体和室内地线盘组成。室外接地体可由供电系统设置，它通过2条不同的引接线与通信电源室内地线盘的接地铜排相连。城市轨道交通通信电源及接地系统接地装置用来接引以下各类设备：直流电源需要接地的一极；通信设备的保安避雷器；通信设备、通信电源设备的机架，机壳；引入电缆、室内电缆和配线的金属护套或屏蔽层。小结小结1.了解城市轨道交通通信系统的组成及作用2.掌握城市轨道交通电话子系统构成及功能3.掌握城市轨道交通广播子系统的结构和功能4.掌握城市轨道交通闭路电视子系统的结构和功能5.了解城市轨道交通UPS电源和接地系统