轨道交通通信系统ppt课件.ppt
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1、城轨通信,古代的烽火报警,把敌人入侵的消息通过烽火传达给远方的人们; 舰船上的灯语和旗语,通过灯的闪烁和旗子的挥动与另一舰船或港口进行无声的对话; 传统的信函,以文字形式把游子的思乡之情浓缩于尺素之中,再利用邮政媒体送达家人;,一、通信系统概述,(一)通信方式,传统通信方式,现代通信方式 在建设工地上,工人们经常使用对讲机相互联络,协调工作; 军人或警察利用无线电台进行作战指挥; 应用互联网构成“地球村”; 电报、电传、电话、移动电话、有线广播、无线广播、有线电视、无线电视等现实生活中我们所熟悉的通信实例。,一、通信系统概述,尽管通信的方式各种各样,传递的内容千差万别,但都有一个共性,即进行消
2、息的传递。,一、通信系统概述,(二)通信系统模型,1、信源、信宿 信源是信息的产生或信息的形成者,信宿是信息的接收者。,2、发送变换器 发送变换器的基本功能是将信源和传输介质匹配起来,将信源产生的消息信号变换为利于传送的信号形式,送往传输介质。3、信道 信道是指信号的传输通道。4、接收变换器 接收变换器的主要作用是将来自信道的带有干扰的发送信号加以处理,并从中提取原始信息,完成发送变换过程的逆变换,如解调和译码等。,一、通信系统概述,(三)通信系统组成,1、终端设备 终端设备是通信网的外围的设备,一般供用户使用,其主要的功能是将用户(信源)发出的各种信息(如声音、数据、图像等)变换为适合在信道
3、上传输的电信号,以完成发送信息的功能,或者相反。2、传输设备 传输设备是传输信息的通道,也称为通信链路。3、交换设备 交换设备是通信网络的核心,起着组网的关键作用。,一、通信系统概述,(四)通信系统分类,一、通信系统概述,1、按传输介质,2、按传输信号的特征,3、按通信网拓扑结构,4、按使用范围,5、按业务类型,6、按运营方式,二、城轨系统各通信主体的通信要求,人与人之间的通信,需要清楚哪些人,在什么场合有什么样的通信需求;为了满足这些通信需求,需要配备什么样的软硬件设备。,(一)乘客1、乘客在站内 电梯、TVM、服务电话、火警电话、公共电话、手机信号。,二、城轨系统各通信主体的通信要求,二、
4、城轨系统各通信主体的通信要求,二、城轨系统各通信主体的通信要求,乘客服务电话,2、乘客在车上,二、城轨系统各通信主体的通信要求,提问: 按压紧急通话装置后,对讲器的启动是否会使运行中的城轨列车紧急制动?,列车到站后能否从车站出发取决于紧急对讲器是否复位。,尽量避免城轨列车在区间停车,车站是最佳救助场所。,二、城轨系统各通信主体的通信要求,3、乘客在区间,(二)司机,二、城轨系统各通信主体的通信要求,情景1:司机人工驾驶,遇到0速度码或者红灯,停车后,通过车载台和控制中心联系,报告情况,同时请求指示。 情景2:司机人工驾驶,列车部分脱轨,司机下车查看情况,使用手持无线台向控制中心报告情况。 情景
5、3:由于列车运行前方线路故障,行调指示司机去列车尾部驾驶室反方向行车,司机走行中使用手持台向行调报告车上乘客的情况。,二、城轨系统各通信主体的通信要求,情景4:对车内乘客做实时临时广播。“乘客们,现在是临时停车,请大家不要惊慌,谢谢!” 情景5:车上有乘客启动紧急通话装置,司机可以单独与乘客对话。 提问 :当车上乘客启动紧急通话装置时,是由控制中心回应还是由本车司机来回应?,Company Logo,二、城轨系统各通信主体的通信要求,小结:在车上的司机,通信对象主要是行调和本车上的乘客。,Company Logo,二、城轨系统各通信主体的通信要求,(三)站务人员,1、在站控室 情景1:通过CC
6、TV(闭路电视)监视车站内,及车站出入口的情况。,情景2:通过广播系统做广播。“本站开往站方向的最后一班车已经开出,请前往站的乘客不要检票进站”。 情景3:通过PIS终端编辑乘客信息显示屏上的信息。 情景4:联系OCC。 情景5:联系其它车站。 情景6:站内有乘客受伤,打电话叫救护车。,二、城轨系统各通信主体的通信要求,Company Logo,2、在站台,二、城轨系统各通信主体的通信要求,情景1:作为后备模式的电话闭塞法是信号系统全面故障后的行车闭塞模式,相邻站的工作人员利用站台尾端墙上的电话保持联系,协调接发车作业。,情景2:乘客区间疏散时,相应车站站务人员使用广播设备引导乘客。,Comp
7、any Logo,3、在其它地方,二、城轨系统各通信主体的通信要求,在部分城轨交通系统,便携式对讲机可以接入广播系统,做实时广播。,情景1:在站内非公共区的其它地方,有时也设有公务电话,以方便巡站的站务人员。 情景2:站务人员在巡站时,持便携式对讲机,可以和站控室及OCC联系。,Company Logo,(四)OCC 1、对车站工作人员,二、城轨系统各通信主体的通信要求,情景1:联络个别站。 如通知站 ,请转告那位丢失小孩的乘客,小孩已经找到,正由工作人员陪同前往站。 情景2:通知所有车站,列车在某地段出轨。,途径1:语音,(无线)对讲机,群呼模式。途径2:文字短信形式;电邮(互联网)发至各站
8、电脑。,Company Logo,2、对司机 情景1:联络个别司机。如行调发命令给司机:“允许你以RM模式从B站出发,C站上行站台停车。” 情景2:通知所有司机。3、对列车上的乘客 情景1: OCC选择个别列车做广播。 “乘客们,本次列车在A站提前终止服务,请乘客们在A站下车。前往B方向的乘客,请等候下一趟列车,谢谢您的合作!”,二、城轨系统各通信主体的通信要求,Company Logo,情景2:OCC选择所有在线运行列车做广播。 “乘客们,由于供电故障,列车服务将暂时中断,请所有乘客听从工作人员的安排下车,谢谢!” 情景3:车上设有CCTV,OCC可以观察车内情况。4、OCC对车站的乘客 情
9、景1:OCC可以和车站人员同时调看现场画面。,二、城轨系统各通信主体的通信要求,二、城轨系统各通信主体的通信要求,Company Logo,情景2:OCC帮车站做广播。如当车站的广播操作终端故障时,或车站有火警,工作人员已经撤离车站的情况下。,二、城轨系统各通信主体的通信要求,5、OCC对外(公安、消防等),(五)维修人员(六)消防人员(七)办公室人员(八)商业通信,Company Logo,传输子系统,传输子系统作为城轨通信网络的基础设施,是最重要的通信子系统。传输系统不仅为其它通信子系统提供信息传输通道,同时还可以为轨道交通中的信号系统、自动售检票系统、综合监控系统、门禁系统等提供可靠灵活
10、的信息传输通道。,光纤传输是城轨通信传输系统最主要的方式,具有频带宽、容量大、抗干扰性强、耐腐蚀、重量轻等特点。,一、功能,二、传输方式,传输子系统,1、什么是光波? 频带:电磁波的频率范围。 带宽:频带的宽度。 拥有一定的带宽是通信信道本质的资源。 越高的频带,其带宽越大。 光波是一种电磁波,波长在微米以下。,Company Logo,三、光纤通信,Company Logo,激光:是一种受辐射而产生的人造光,是一种特殊的电磁波。,直接使用自然光来传递信息的问题? 光强度不足; 光波的频率成分纷杂; 光波的光束能量不集中,传输损耗大。,Company Logo,光纤是光导纤维的简称,其实就是一
11、种极细的能够导光的透明玻璃丝。 阶跃型光纤:在纤芯与包层的分界面上折射率突变,而纤芯的折射率分布均匀。 渐变型光纤:纤芯折射率分布不均匀,中心的折射率最大,沿半径方向往两边变小。 单模光纤:理论是只能传输一种电磁波。 多模光纤:传输模式较多,可达上百种。,2、什么是光纤?,Company Logo,Company Logo,3、光纤通信的优越性 1)传输频带宽,通信容量大 2)传输损耗低,无中继距离长 3)抗电磁干扰能力强 4)串话小,保密性好 5)尺寸小、重量轻,便于施工 6)绝缘性好,寿命长 7)资源丰富,节约有色金属,Company Logo,四、模拟通信与数字通信,Company Lo
12、go,模拟量:一个物理量,取值随时间的变化为连续值。 数字量:一个取值离散的物理量,只能取规定的有限个数值。,Company Logo,计算机处理二进制数时,把每一位二进制数叫做一个码元,它的信息量就是1个“比特”(英文为bit)。 比特率:在数字通信中用来表示信息传输速率的单位,表示每秒所传输的二进制码元数。 数字通信的优点:1)抗干扰能力强 2)能自动发现和控制差错3)设备集成化、小型化,4)便于加密5)利于实现多路复用6)便于与计算机连接,1、模拟信号和数字信号互变,Company Logo,(1)抽样 把连续变化的模拟信号每秒抽样8000次,变成在时间上不连续的离散信号。 抽样定理:只
13、要抽样的频率不小于被抽样的连续信号最高频率的两倍,就可以不失真地重建原始信号。,Company Logo,Company Logo,把抽样信号的幅度值按四舍五入的原则,分成有限个量化级,使之在幅度上也不连续。,(2)量化,Company Logo,(3)编码 把量化后的信号幅度大小,用二进制的码元(0或者1)序列来表示,即将每个数值变成二进制代码。,Company Logo,2、多路复用技术 复用技术:实现多路信号在同一通道内传输的技术。 (1)频分多路复用(FDM) (2)时分多路复用(TDM),Company Logo,3、时分复用如何实现?,Company Logo,传输子系统,城市轨道
14、交通信息通信系统可分为两部分:传输层 和接人层。,传输子系统,传输层负责提供各种通道,保证各种业务能安全可靠的从一个节点传到另一个节点。接人层完成业务的接入和业务的汇聚两个基本功能,然后把汇聚好的业务交由传输节点完成传输。,五、传输子系统组成,为了保证传输系统的安全可靠,须采取环形组网的方案,以利于自动保护的需要。控制中心连同所有的车站和车场组成一个自愈环,即使某段光纤坏掉,也可保证业务在备用通道上正常进行。,传输子系统,传输子系统,六、技术类型,1、SDH光同步数字传输网,2、ATM异步传输模式,3、OTN开放式传输网络,ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术,它是一种为了多种业务设计
15、的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网,它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。,SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络,是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络。,OTN是以波分复用技术为基础、在光层组织网络的传送网,是下一代的骨干传送网。,传输子系统,电话系统,Company Logo,一、组网模式,用户间直接连接,交换机连接,电话所间连线图,Company Logo,二、程控交换机简介 程控交换机是“存储程序控制交换机”的简称,它是随着计算机和大规模集成电路的发展而产生的。
16、1、程控交换机组成 数字交换网络 用户和中继线终端设备 运转维护系统 控制机构,Company Logo,数字交换网络实现语音信号 交换。用户和中继线终端设备是交 换机的对外门户。控制机构是交换机指挥系统。运转维护系统完成大量运转 维护任务。,Company Logo,2、交换机程序控制,发现用户摘机,接收用户拨号,测试被叫状态,完成通话接续,用户挂机拆线,一次呼叫接续全过程,呼叫接续流程图,3、数字交换,Company Logo,数字交换的本质是时隙交换。,Company Logo,Company Logo,在程控数字交换系统中,数字交换网络的基本单元叫做接线器,包括时间接线器和空间接线器。
17、,Company Logo,空间交换器用来将一条PCM时分复用线上的某一时隙内容交换到另一条PCM时分复用线上的相同时隙去。,语音存储器 存储不同时隙内容,控制存储器存储控制指令,时间接线器,4、程控交换原理,Company Logo,Company Logo,公务电话是城轨内部各部门间进行通信联络的平台,为城轨员工日常办公、生产维修提供通信保障。城轨公务电话能与市局公用电话网及无线集群系统连接,向城轨用户提供市话业务、国内、国际长途业务和传真、数据等多种电信业务。,三、公务电话,1、专用电话系统结构,四、专用电话系统,专用电话系统主要为运营及维修服务,是列车运营、电力供应、环境监控、日常维护
18、、防灾抢险及乘客事物处理的专用通信设备。,(1)调度通信 调度通信包括行车调度、维修调度、电力调度、环境调度、防灾调。(2)站场通信 站场通信供行车值班室或站长与车辆段工作人员进行通话。(3)站间通信 站间通信是指相邻两个车站值班员之间进行通话联络的点对点通信。(4)区间通信区间通信主要是指区间电话,其主要作用是供驾驶员、区间维修人员与邻站值班员及相关部门联系通话。,Company Logo,2、站间行车电话,1、与本站及公司内部通话。2、与使用隧道电话联系的工作人员通话。3、与相邻站值班员(即站间行车电话)通话。,3、调度电话,(1)调度总机能对分机进行选呼、组呼、全呼,任何情况下均不能发生
19、阻塞。(2)分机能对总机进行一般呼叫和紧急呼叫。(3)调度台具有优先级别设置功能,高优先级别的可强拆、强插低级别的通话。(4)调度总机与分机间呼叫通话,分机间不允许通话。(5)各调度总机之间具有台间联络功能。(6)调度总机能显示分机呼叫号码,区分呼叫类别,对双方通话进行录音。,城轨交通调度电话功能,(1)显示屏 中文显示呼叫车站、来电号码、日期、时间和通话的状态。(2)“18#”分组 组呼已储存的组,每组可储存不多于30个调度电话。(3)会议 可以同时选定多个号码(通过固定车站键选定)进行电话会议,调度员可 控制调度分机能否发话,并可对各调度分机送话。(4)保留 正在通话中,有另一方呼叫,用该
20、键后,不挂断前者,即可与另一方通话。,盘面介绍,(5)重拨重复拨号。(6)免提用扩音器通话。(7)取消中断通话、取消拨号(每按一下取消一位所拨的号码)。(8)固定车站键每个车站固定一个按键,需要与该站通话时,直接按该按键。(9)两路分机每一门调度电话都有两路分机,两路分机可以进行切换并能同时通话,互不干扰。(10)分机1分机1使用话筒进行通话,能够使用所有的通话功能。(11)分机2分机2使用免提进行通话,能够使用所有的通话功能。,主要操作(1)单个呼叫直接按固定车站号码键即可接通,也可通过拨号按键呼叫,呼叫前先拿起话筒或按免提键。(2)组呼可以选固定组,按相关固定键。(3)全呼按全呼键,可以接
21、通全部车站调度电话分机。(4)切换用分机1在与一组车站进行通话时,如果需要再和另外的一组车站通话可以按切换键,将通话切换到分机2,切换后无需再按其他键即可使用免提进行通话。(5)呼入当有电话呼入时,该站固定按键上方的红色指示灯会闪亮,按一下该键即可接听,接听时无需断开其他通话,自动保持通话连接。,无线集群调度系统,一、无线通信的分类,1、无线通信的工作方式,单向单工方式(寻呼系统),(1)单向单工方式单方向工作,(2)双向同频单工方式 这种方式是指通信双方使用同一个工作频率,但各方收发设备不同时工作的通信方式。,(3)双向异频单工方式 通信双方使用两个不同频率,两频率有一定的间隔,以防止发射机
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