基于GSM-R网络电路数据业务的数据会议系统,分为接口单元、GSM-R信道机、控制单元、记录单元和电源单元。GSM-R信道机、控制单元和电源部分都各自包含两套独立工作且互为热备的单元。OCU包含两个GSM-R模块,配备两副GSM-R天线,频段900MHz。利用GSM-R网络和AN的数据会议功能,在主控和从控机车之间传输各种数据。为满足运煤需求发展要求,将装备GSM-R机车同步操作控制系统设备,在其它设备装备完毕后,其目标平均年运输能力将由原来的1~1.5亿吨有望达到2.5~4亿吨。这将为国家带来巨大的社会经济效益。
1.基于GSM-R网络电路数据业务的数据会议系统,其特征是:OCU内部分 为接口单元、GSM-R信道机、控制单元、记录单元和电源单元,其中,GSM-R信 道机、控制单元和电源部分都各自包含两套独立工作且互为热备的单元,OCU包 含两个GSM-R模块,配备两副GSM-R天线,频段900MHz,GSM-R信道机与控制单元、 记录单元用数据总线连接,接口单元连接控制单元。 技术领域 本实用新型涉及基于GSM-R网络电路数据业务的数据会议系统,属于网络技 术领域。 背景技术 基于GSM-R网络的电路数据业务,为进行多目标控制所需的点对多点数据传 输提供通信平台。例如在铁路重载运输中,一列重载列车需要三到四台机车共 同牵引,这些机车之间需要实时传递控制数据,因此需要点对多点的数据通道。 目前在GSM-R网络的电路数据业务中,只提供点对点的承载能力,不提供点对 多点的承载能力,相应的也不具备数据会议功能。而在很多情况下,既需要电 路数据业务的可靠性与实时性,同时也需要点对多点的数据会议功能,以及相 应的会议控制功能。 基于上述现状,通过增加车载通信单元和地面应用节点,利用GSM-R网络的 电路数据业务,为上层应用提供一个完整的数据会议系统。 发明内容 为了克服现有技术结构的不足,本实用新型提供基于GSM-R网络电路数据业 务的数据会议系统。 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:OCU(GSM-R车载通信单 元)通过GSM-R网络与AN建立电路数据链接。AN具备数据会议功能,能够将来自 某个OCU的数据帧透明转发到其所属编组的其它成员的OCU上。OCU通过向AN发送 注册和注销帧来加入和退出特定的编组。 基于GSM-R网络电路数据业务的数据会议系统的组成: OCU的组成;OCU(GSM-R车载通信单元)内部分为接口单元、GSM-R信道 机、控制单元、记录单元和电源单元。其中,GSM-R信道机、控制单元和电源部 分都各自包含两套独立工作且互为热备的单元。OCU包含两个GSM-R模块,需要 配备两副GSM-R天线,频段900MHz,GSM-R信道机与控制单元、记录单元用数 据总线连接,接口单元连接控制单元。 基于GSM-R网络电路数据业务的数据会议系统通信过程的步骤; 1、开机;OCU开机并完成自检后,控制GSM-R信道机进行GSM-R网络登记,登 记成功后处于守候状态,等待CIOM的命令。 2、注册过程的步骤; 步骤1;CIOM发送注册命令; 步骤2;OCU向AN发起电路连接; 步骤3;电路连接成功后,AN对OCU进行安全认证,确保OCU的合法性; 步骤4;认证通过后,OCU向AN发送注册数据帧; 步骤5;AN将该OCU加入相应的数据会议; 步骤6;AN返回注册成功数据帧; 步骤7;CIOM显示注册成功。 3、注销过程的步骤; 步骤1;CIOM发送注销命令; 步骤2;OCU向AN发送注销数据帧; 步骤3;AN将该OCU从数据会议中删除; 步骤4;AN返回注销成功数据帧; 步骤5;CIOM显示注销成功。 4、数据传输的步骤; OCU注册完成后,利用GSM-R网络和AN的数据会议功能,在主控和从控机车 之间传输各种数据。 本实用新型的有益效果; 根据《中长期铁路网规划》可以发现,铁路运输尤其是煤炭运输是发展重点。 要提高运能,实现铁路运输安全、高效,就必须使运输重载化、高速化,同时, 装备以能够保证安全高效稳定的通信设备。GSM-R机车同步操作控制系统设备正 是应这种需求而研制的。 铁道部提出要加大既有线的改造力度,以较小的投入,最大限度地扩大运输 能力,缓解当前运输的紧张状况。要根据规划对运输装备的要求,通过技术引 进与自主开发相结合的方式,大力推进机车车辆装备现代化和铁路信息化,实 现运输能力快速扩充和技术装备水平快速提升的协调发展。 作为大同煤炭基地主要运输通道之一,大秦铁路全长653公里,为双线自动 封闭,电力牵引,货物运输能力1亿吨(客运2对),能力利用率已达100%。 为保障目前和未来不断增长的运输能力,铁道部对大秦线进行了2万吨重载组 合列车改造。要满足如此大的运输能力,就需要提高现有的运输技术。要实现 重载必须采用多机牵引的方式,因此要有可靠的同步操作和控制系统。同步操 控系统是通过无线链接,来遥控多台从控机车,使这些车可以同时加速、减速、 制动停车,对动力分配和空气制动实行最佳控制,使组合列车的动作像个整体, 机车车钩受力大大减小,列车中各机车分别提供的刹车气流(空气波)大大改 善了制动性能。 大秦线为满足运煤需求发展要求,将装备GSM-R机车同步操作控制系统设备, 在其它设备装备完毕后,其目标平均年运输能力将由原来的1~1.5亿吨有望达 到2.5~4亿吨。这将为国家带来巨大的社会经济效益。 根据国家发改委确定的13个煤炭生产基地,结合铁路煤炭运输径路的实际, 未来我国煤炭增长主要集中在大同、神府、太原、晋东南、陕西、河南、兖州、 两淮、贵州、黑龙江东部等十个地区,这些地区可能成为亿吨产煤区。随着煤 运需求的大幅度增长,GSM-R机车同步操作控制系统设备运用将必不可少。 另外,GSM-R机车同步操作控制系统设备的成功研制,也可推广到‘路网主 通道建设’、‘集装箱运输网建设’等应用中去,因此,具有良好的应用前景, 同时也必将产生巨大的社会经济效益。 附图说明 下面结合附图和实施例对实用新型进一步说明。 图1为系统构成示意图。 图2为车载设备连接示意图。 图3为OCU逻辑结构图。 图4为AN内部构成逻辑示意图。 具体实施方式 实施例1:基于GSM-R网络电路数据业务的数据会议系统。系统构成示意 图如图1所示。车载通信单元系统构成,车载设备整体构成如图2所示。OCU 内部的逻辑结构如图3所示,图3中:A-主用侧,B-备用侧,接口板上包 含了与CIOM的控制接口和数据接口。AN(Applicationxa0Node.地面应用节点) 内部构成的逻辑示意图如图4所示:图4中的传输网可以是专用的传输线路, 也可以是通过普通固定电话网进行拨号连接。 OCU主要包含以下步骤: 1、接入网络:OCU通过控制其GSM-R模块,接入GSM-R网络,并与地面应用 节点建立永久电路链接。 2、安全认证:OCU在收到地面应用节点的安全认证请求后,发送安全认证数 据帧。 3、注册和注销:OCU在通过安全认证后,通过发送相应的数据帧向地面应用 节点进行注册和注销操作。 4、链路维护;当OCU检测到与AN的电路链接中断后,自动重新向AN发起新 的电路链接请求,并重新注册到AN。 5、数据转发;OCU将同步控制数据透明转发到AN,同时将AN传来的同步控 制数据透明转发到同步控制。 6、记录;OCU记录单元记录的内容包括:在OCU与CIOM的接口上收发的数据 帧;在Um接口上收发的数据帧;OCU经历的各种状态和事件;OCU进行的 各种操作。记录单元记录的容量不小于15M字节。 7、远程诊断及维护;操作人员可以利用地面维护终端,通过AN,在机车出入 库时对OCU进行远程诊断和维护。 8、主备切换;当OCU的主用侧发生故障时,OCU可以自动切换到备用侧进行 工作。此处的故障包含控制单元失效、GSM-R模块失效、OCU与AN的逻辑 链路失效等。从失效发生开始,经过系统检测到失效、完成切换,到备用 侧重新与AN建立链接为止的时间不超过40秒。 地面应用节点AN(Applicationxa0Node.地面应用节点)的工作步骤; 1、通信电路连接控制;AN必须具备同时接入多个OCU的能力,具体的数目应根 据用户需求而灵活的增加和减少。 2、对OCU进行安全认证;AN负责对接入的OCU首先进行安全认证,并拒绝没有 通过安全认证的OCU。 3、OCU的注册和注销控制;接收OCU的注册或注销数据帧,将OCU加入某个特 定的组,或将OCU从某个组中删除。 4、数据转发;AN具备点对多点的数据会议功能,能在同一组内,将主控机车的 同步控制数据转发到所有的从控机车,并将从控机车的同步控制数据转发到 主控机车。 5、记录;AN能对其转发的数据和自身的工作日志进行记录。 6、远程诊断、管理及维护;用户能够通过本地维护终端或远程终端对AN进行 操作和维护。同时也可以利用这些维护终端,在机车出入库时,对OCU进行 在线远程诊断和维护。 AN与GSM-R网络的接口;AN通过PRI接口接入GSM-R网络。 天馈线应该防雨淋、防震,天线外形高度尺寸应不大于230mm(不含安装架), 圆形天线底座安装尺寸应符合TB1875-87《列车无线电通信天线类型、基本 参数及测量方法》中有关规定。馈线转弯半径应大于5倍馈线外径。 电源需求;110VDC(波动范围66~160VDC),2A。 机械和环境需求 xa0xa0参数
xa0xa0值
xa0xa0物理尺寸
xa0xa0482.6mm×108mm×273mm(长×高×深)
xa0xa0重量
xa0xa020千克
xa0xa0连接器位置
xa0xa0所有的连接器接口都应该位于前面板上

xa0xa0振动和冲击

xa0xa0符合《铁道机车车辆电子装置》<TB/T3021-2001>中的

xa0xa0有关要求

xa0xa0工作温度

xa0xa0符合《铁道机车车辆电子装置》<TB/T3021-2001>中的

xa0xa0有关要求

xa0xa0湿度

xa0xa0符合《铁道机车车辆电子装置》<TB/T3021-2001>中的

xa0xa0有关要求

xa0xa0电磁兼容性

xa0xa0满足《铁道机车车辆电子装置》<TB/T3021-2001>中与

xa0xa0电磁兼容相关的要求
AN(Applicationxa0Node.地面应用节点)内部构成的逻辑示意图如图4所示: 电源需求;220VAC(波动范围+2%~-2%),10kW。 图4中的传输网可以是专用的传输线路,也可以是通过普通固定电话网进行 拨号连接。 注册时延;从CIOM向OCU发送注册数据帧开始,到OCU向CIOM返回注册结 果为止的时间定为OCU向AN进行注册的时延。注册时延不超过18秒。 注册失败率;注册失败率小于0.01(1%)。 数据传输时延;以长度为30字节的同步控制数据帧作为参考,设主控机车 开始发送数据帧的时刻为Ts,从控机车收到数据帧的时刻为Te,则: Ts-Te≤1秒 数据传输中断时间;数据传输中断时间是指无论因为通信系统的何种原因而 导致的主控机车和从控机车之间不能进行数据传输的连续累积时间。 数据传输中断时间不超过45秒。 缩略语 AN:Applicationxa0Node.地面应用节点。 OCU:GSM-Rxa0On-boardxa0Communicationxa0Unit.GSM-R车载通信单元。 CSD:Circuit-Switchedxa0Dataxa0link.电路交换数据连接 CIOM:Communicationxa0I/Oxa0Module.通信输入输出单元 PRI:Primaryxa0Ratexa0Interface.基群速率接口