7城市轨道交通系统概论 教学PPT 作者 李建国 第7章 城市轨道交通系统的构成信号与通信系统.ppt

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1、第7章城市轨道交通系统的构成信号与通信系统,第7章城市轨道交通系统的构成信号与通信系统,【学习目标】【教学建议】7.1城市轨道交通信号系统的作用、特点和组成7.2信号基础设备7.3联锁设备7.4列车自动控制系统7.5通信传输系统7.6电话系统7.7无线调度系统7.8闭路电视7.9广播系统7.10时钟系统【实践操作】,第7章城市轨道交通系统的构成,【评价跟进】,第7章城市轨道交通系统的构成,ZW.tif,【学习目标】,1.能掌握城市轨道交通信号与通信系统的概念和作用。2.能说出信号与通信系统中的各个不同功能的系统的作用。3.能说明信号与通信系统中各系统的基本工作原理和相互之间的关系。,1、轨道交

2、通信号的作用,信号是列车运行的凭证。信号设施用于指挥和控制列车运行。尽管投资额在整个工程中所占的比例低（通常在3以下），但对于提高列车通过能力、提高运能、保证行车安全有着至关重要的作用。,轨道交通信号的作用,确保列车运行的安全，防止追尾和冲突。提高运行效率。实现列车运行的自动化。,2、城市轨道交通信号的特点,与轨道交通其他设施、系统一样，信号系统也沿用铁路的概念、设施和手段。城市轨道交通线路短、站间距小、运营密度大、运营线路条件差（隧道、弯道多），不能完全套用铁路信号的概念、设施和手段。信号系统要根据城市轨道交通的这些特点加以改进、更新和发展。,3、城市轨道交通信号系统组成,轨道交通信号系统是

3、“信号（显示）”、闭塞、联锁“的总称。轨道交通信号系统是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主题设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系。,4、轨道交通信号的起源和发展类型,信号的起源 轨道交通信号起源于英国。最早的列车指挥是由一位带绅士礼帽、穿黑大衣和白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的，他边跑边以各种手势发出信号指挥列车的前进和停止。,4-1 臂板信号,为确保安全，人们开始研究使用固定的信号设备：用一块长方形的板子，横向线路是停车信号，顺向线路是行车信号。可是，顺向线路的板子实际上很难观察，故又在顶端加块圆板。当必须在晚间开车时，就以红色灯光表示停车信号，白色灯光表示行车信号。1841

4、年，英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示，装设在伦敦车站，这是铁路上首次使用臂板式信号机。,4-2 色灯信号机,上海地铁色灯信号机,4-3 机车信号,将地面信号传递给机车，在司机操作台上显示，这就是机车信号。在线路条件不好、气候条件不好的情况下，机车信号的作用是不可估量的。,机车信号,在轨道交通线路中，由于站间距小、运营线路条件差，仅仅靠机车信号显示、由司机来控制机车是很难做到大密度运营的。较为先进的轨道交通系统已摒弃了“用信号显示指挥列车”的旧有概念，引进了ATC（Automatic Train Control）系统，司机台上显示的是反映列车运营的状态。,5、闭塞的概念,轨道交通运营中

5、安全问题是最至关重要的。列车在轨道交通线路上运行是一维空间的问题，确定列车在线路的确切位置是保证安全的关键，特别是早期没有鉴别手段的情况下。,闭塞的概念,最简单的确定位置的方法是划分一定长度的“区段”，在某一时间段内，在此区间内只容许一列车占有（运行、停放），这就是“闭塞”的概念。为保证行车安全，将列车正在运行、停放的线路区段予以”封闭“，不允许其他列车进入此区段，以防止对向列车、后续列车的正面冲突或追尾事故的发生。,5-1 闭塞区段的划分,长久以来，均以车站作为闭塞区段 1）车站值班员”眼见为实“作为判断标准；2）站间电报、电话多次确定作为允许列车通行的先决条件；3）各种形式的信号指挥列车运

6、行。随着轨道交通电路的发展、完善，逐渐改为以轨道电路作为闭塞区段。城市轨道交通的闭塞现在已开始取消固定”闭塞区段“的概念，从固定闭塞向移动闭塞方向发展。,5-2 人工闭塞,采用路签或路牌作为列车占用区段的凭证，由接车站值班员检查区间是否空闲。单路签闭塞是早期使用的一种人工闭塞方式，后来发展为电话、电报人工闭塞。,5-3 轨道电路,钢轨是导体，左右两根钢轨可以组成闭合电路，用来检查列车占用钢轨线路的状态，这就是轨道电路。轨道电路的出现，代表铁路自动信号的诞生。美国人鲁宾逊1870年发明了轨道电路，但真正实际应用于轨道交通中是20世纪30年代。,没有列车进入的轨道电路,列车进入后的轨道电路,5-4

7、 半自动闭塞,人工开启信号，列车经过时自动关闭信号的闭塞方式。在进站和出站处各安装一个轨道电路，就可实现半自动闭塞。,5-5 自动闭塞,如果全线分段铺设轨道电路，每段轨道电路都设置信号，在列车占用该轨道电路线路时，信号自动显示红灯；前一段线路信号自动显示黄灯；再前一段线路信号自动显示绿灯。闭塞区段突破了“站”的限制，若车站区间8Km，一段轨道电路1.3Km，理论上站间可以同时有三列车。,自动闭塞示意图,5-6 轨道电路的连接接头,有绝缘接头轨道电路的缺点,有绝缘移频轨道电路的优点是传输距离长、信息量大。但随着无缝线路的出现，有绝缘轨道电路在运营中的最薄弱环节是其轨端绝缘节，故障率比较高，逐步暴

8、露出其在自动闭塞系统中的不适应性。因此，需要将有绝缘轨道电路进行无绝缘改造。,无绝缘轨道电路示意（1）,无绝缘轨道电路示意（2）,无绝缘轨道电路示意（3）,无绝缘轨道电路示意（4）,轨道电路中再并联一个同样的电路则可以在这个电路中产生振荡信号，这就是接收端。,无绝缘轨道电路,列车进入则产生短路（车轴短路），振荡信号消失，发出另一种信号。在相连的轨道电路中，使用不同的信号加以区分，可以不相互干扰。可以区分不同的轨道交通线路区段，进而将控制信息通过轨道电路送到机车上。,无绝缘轨道电路的应用,6、联锁的概念,联锁的概念是在线路中引进了道岔，线路平面由“一维”变为“两维”后产生的。为了确定车辆在线路平

9、面中的位置，必须首先确定列车走的线路，既确定“进路”；若要列车进入确定的线路，则必须扳动相关的道岔；扳动道岔后，不能让其他人员再扳动这组道岔，即必须“锁定”道岔。若要司机知道走的线路，则必须给出相应明确的信号。,6-1 联锁定义,联锁是指为保证行车安全，而将轨道交通线路中的所有信号机、轨道电路及道岔等相对独立的信号设备构成一种相互制约、互为控制的连带环扣关系，即“联锁”关系。,6-3 微机联锁,利用微型电子计算机对车站值班员操作命令及现场设备表示信息进行逻辑计算，以实现对信号机、轨道电路及道岔转辙机等设备进行集中控制的车站联锁设备。,7、城市轨道交通的信号系统列车自动控制（ATC）系统Auto

10、matic Train Control,列车自动防护（ATP）子系统 Automatic Train Protection列车自动监控（ATS）子系统 Automatic Train Supervision列车自动运行（ATO）子系统 Automatic Train Operation,ATC系统,ATC系统：列车按地面传送的速度（或距离）信息，自动控制列车运行的信号设备。后续列车根据与先行列车之间的距离和进路条件，在车内连续地显示出容许的速度信息，或按设定的运行条件达到容许速度的距离信息。根据上述信息，列车自动地控制运行速度，进行超速防护，确保列车高效、安全的运行。,7-1 城市轨道交通AT

11、C系统的特点,传统信号系统是通过设置在地面的色灯信号机来传递不同的行车命令，这种制式基本上是依赖司机进行速度控制和调整，依靠司机保证行车安全。ATC系统将机车信号作为主体信号，传递给列车的信号是具体的速度或距离信息，列车按调度人员设置的时刻表，实现自动运行、自动折返、自动调整停站时分，以及运用程序定位实现列车在车站的停车控制。,7-2 ATC 系统的组成,ATC 系统的设备组成 现场轨旁设备、车载信号设备、控制中心及车站信号设备ATC系统的功能组成 ATO、ATS、ATP,ATO列车自动运行子系统,ATO子系统主要用于实现“地对车控制”，即用地面信息实现对列车驱动、制动的控制。使用ATO子系统

12、后，可以使列车经常处于最佳运行状态，避免了不必要的、过于剧烈的加速或减速，因此明显提高了乘坐的舒适度，提高了列车准点率及减少轮轨磨损。ATO子系统与列车的再生制动相配合，可以节省电能的消耗。,ATS列车自动监控子系统,ATS子系统主要实现对列车运行的监督和控制，辅助行车调度人员对全线列车运行进行管理。它给行车调度人员显示全线列车的运行状态，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时及时做出反应（提出调整建议或者自动修整运行图）。通过ATO的接口，向旅客提供运行信息通报（列车到达、出发时间、运行方向、中途停靠站名）。,ATP列车自动防护子系统,ATP子系统是ATC系统的核心和关键。ATP

13、子系统具有实现列车的间隔控制、超速防护、进路的安全监控、车门和站台屏蔽门的控制等功能。,7-3 中央控制室,车站控制室,车载ATC,列车自动防护（ATP）接收天线,列车自动防护（ATP）接收天线,7-4 向列车传送控制信号,目前我国已建成的地铁、轻轨，基本上都采用轨道电路向列车传递控制信息的方式。除采用钢轨或设置环线来连续地传递信息外，也可以通过设置于运行线路上的点式传感器向车上传递点式信息（上海莘闵线）。,上海地铁采用的ATC制式共有五种制式,1号线：采用美国GRS的ATC系统（模拟）；2号线：采用美国USS(美国钢铁公司）的ATC系统；3、4号线：采用法国ALSTOM（阿尔斯通）公司的AT

14、C系统；5号线：采用SIEMENS 公司的点式ATC系统；8号线：采用ALCATEL公司的基于无线通信CBTC系统。,不同的ATC系统向列车传送的控制信号,上海地铁一号线建于80年代末，当时模拟技术占主导地位，选用了基于模拟音频无绝缘轨道电路的ATC系统，其信息量小且是不连续的。上海地铁二号线建设时，数字技术走向成熟应用阶段，选择了基于数字编码轨道电路的ATC系统，控制中心向列车连续发送“目标速度”。上海地铁三号线的ATC系统，向列车传送的信息内容是“进路地图”的“目标距离”，由车载计算机自己决定运行速度。由于其运量及其车辆性能等原因，上海地铁五号线采用点式ATC系统。,广州地铁采用的ATC制

15、式,1、2号线采用SIEMENS公司的ATC系统（数字轨道电路）；3号线采用ALCATEL公司的ATC系统（移动闭塞）；4、5号线采用SIEMENS公司的CBTC系统（无线通信）。,7-5 车地信息传递,列车在线信息、车次号信息以及道岔、信号状态信息等，传送至控制中心，通过显示屏及调度员工作站的CRT显示。列车上的车载设备接收并解译地面送来的调度指令和ATP速度命令或距离信息，实现列车的自动运行；并将列车的运行状态和设备状态信息，经车站服务器传送给控制中心。,车次多次交换信息保证停车位置准确,当列车进入站台区域，站台区段轨道电路的ATP接收器检测到列车到达车站；列车到达停车点，经列车ATO系统

16、确认，保证列车的制动；当检测到列车的速度为零，列车向地面送出列车停站信号，列车收到开门信息，使相应的门控继电器动作；司机按压与门控继电器相对应的门控按钮后，才可打开列车车门。,上海地铁停车位,地铁一号线停车标记和定位标记（1）,地铁一号线停车标记和定位标记,地铁一号线停车标记和定位标记（3）,地铁一号线停车标记和定位标记,北京地铁没有停车标记,8、移动闭塞的概念,列车运行间隔自动调整亦称移动闭塞。移动闭塞不需要将区间划分成若干固定的闭塞分区，而是在两个列车之间自动调整运行间隔，使之保持一定的安全距离。移动闭塞使两列车之间的间隔最小，从而提高了区间内的行车密度，大大提高区段的通过能力。,CBTC

17、（Communication Based Train Control),CBTC使用的是无线移动闭塞技术，靠移动列车间的通信来实现控制，从而缩短了列车间的安全制动距离。CBTC技术所需要的沿线硬件设备少。,CBTC,这种特殊闭塞装置具有安全可靠、维修量小、成本低、节省人力、办理闭塞速度快、效率高，还可避免因线路中断而引起闭塞失效等一系列突出优点。从1983年开始，迅速在日本、美国、加拿大、英国、原联邦德国等发达国家的一些小运量的单线区段得到了推广应用。上海地铁8号线也准备采用这种闭塞形式。,【教学建议】,1.教学场地：在多媒体教室和信号与通信模拟实训室中进行，课后可实地参观。2.设备要求：轨道

18、、道岔和轨道电路模型各1套，行车调度模拟沙盘1个，联锁系统和ATC系统仿真软件各1套；传输电缆和光缆模型1套，站台、站厅闭路电视1套，有线广播系统、旅客信息系统各1套。3.课时要求：共6课时，其中课堂讲授4课时，模拟操作2课时。,7.1城市轨道交通信号系统的作用、特点和组成,1.信号系统的作用和特点2.信号系统的组成,7.2信号基础设备,1.信号机,图7-1信号系统的组成,7.2信号基础设备,图7-2信号机,(1)色灯信号机色灯信号机是以其显示灯光的颜色、数目和亮灯的状态来表示信号。,7.2信号基础设备,(2)地面信号机1)地面信号机的设置原则。2)信号机的设置。3)信号显示的颜色。2.转辙机

19、1)转换道岔的位置，根据需要定位和反位，要求具有足够大的拉力，可带动尖轨往返运动；当尖轨受阻不能运动到底时，应随时通过操纵使尖轨回复原位。2)道岔转至所需位置而且贴紧后，实现锁闭。3)正确地反映道岔的实际位置，道岔的尖轨贴于基本轨后，正确地给出相应的表示。,7.2信号基础设备,4)道岔被挤或因故处于“四开”(两侧尖轨均不密贴)位置时，及时给出报警或表示，在道岔被挤未修复前不应再使道岔转换。3.轨道电路(1)轨道电路的基本原理轨道电路是以铁路线路轨道作为导体，两端加以机械绝缘，接上送电和受电设备构成的电路(见图7-3)。,图7-3最简单的轨道电路,7.2信号基础设备,1)轨道电路的两端分别设有送

20、电端和轨道继电器(见图7-4)。,图7-4轨道继电器,7.2信号基础设备,2)当轨道电路内钢轨完整，没有列车占用轨道时，继电器吸起，表示轨道电路空闲。3)当轨道电路被列车占用，轨道电路被轮对分路，轮对电阻远小于轨道继电器线圈的电阻，流经轨道继电器的电流大大减小，轨道继电器落下，表示轨道电路被占用，这时轨道电路呈分路状态。4)当轨道电路的钢轨被折断，轨道电路受电端轨道继电器中无电流通过，此时，轨道电路设备反映钢轨断轨。(2)音频轨道电路城市轨道交通的轨道电路不仅用来检测列车的占用，更重要的是传输列车的行车信息。,7.2信号基础设备,图7-5音频轨道电路原理图,1)传输轨道电路报文。2)传输ATP

21、列车报文。3)双向发送信息，具有方向性。,7.2信号基础设备,4)作为列车的定位设备。4.UPS电源设备,图7-6UPS结构图,(1)后备式UPS市电正常工作时，仅对市电起稳压作用。(2)在线式UPS在线式开机逆变器始终处于工作状态，市电正常时，UPS先将市电变成直流给蓄电池充电，然后逆变成交流电给负载；市电故障时，由蓄电池供电，逆变器输出正常交流电。,7.2信号基础设备,(3)在线互动式UPS市电正常时，逆变器反向工作给蓄电池充电；市电异常后，逆变器工作，将蓄电池的直流电转化为交流电并给负载供电。,7.3联锁设备,(1)控制台控制台是车站值班员指挥行车、调车控制中心指挥列车运行和调车作业的控

22、制中心。(2)区段人工解锁区段人工解锁是在更换继电器、轨道电路停电恢复时解锁设备，恢复电路到正常状态；或者道岔区段不能解锁时办理故障解锁，取消进路时不能关闭信号的情况下关闭信号。(3)继电器、继电器组合及组合架继电器部分是6502电气集中的逻辑核心。2.计算机联锁(1)表示操作层表示操作层是人机界面，是将设备和列车运行情况进行图形化显示，可通过鼠标和键盘操作命令实现联锁命令操作，接受操作员命令给逻辑层处理。(2)逻辑层逻辑层是系统核心，是对联锁逻辑的处理。,7.3联锁设备,1)2取2。,图7-72取2系统,7.3联锁设备,2)3取2。(3)执行表示层执行表示层是逻辑层和设备驱动层的接口，它分解

23、逻辑层的命令，控制设备驱动层驱动设备，将采集设备驱动层的表示信息给逻辑层。(4)设备驱动层设备驱动层是现场设备的驱动设备。(5)现场设备层现场设备层如道岔、转辙机、信号机和轨道电路等现场设备。3.联锁系统的控制(1)进路的建立进路建立指进路开始办理到防护该进路的信号机开放的这一阶段。(2)进路解锁1)取消进路。,7.3联锁设备,2)正常解锁。,图7-8三点解锁,(3)列车运行的三级控制1)中心级控制。2)远程控制终端的控制。3)站级控制。,7.4列车自动控制系统,图7-9连续式ATC速度码系统,1.列车自动防护系统(Automatic(1)列车驾驶模式,7.4列车自动控制系统,1)ATO模式。

24、2)SM模式。3)RM模式。4)URM模式。(2)ATP的工作原理1)列车检测。2)列车自动限速。3)制动模式。,7.4列车自动控制系统,图7-10分级制动,7.4列车自动控制系统,图7-11一级制动,4)制动方式。5)车门控制。2.列车自动驾驶系统(Automatic,7.4列车自动控制系统,(1)ATO的工作原理ATO系统从ATP系统获得最大允许速度和列车实时速度，并根据ATS系统和定位系统的信息，发出牵引和制动命令，驾驶车辆运行。(2)车门控制ATO只在自动模式下执行车门开启。(3)ATO和ATP的关系,图7-12ATO和ATP的关系,7.4列车自动控制系统,曲线为ATP计算的列车紧急制

25、动曲线，列车一旦触及此曲线，ATP启动紧急制动，直到停车。曲线为ATP系统计算的制动曲线，此时的速度只是较ATP给出的最大速度略低，系统给出警告，不启动紧急制动。此时的减速度与最大常用制动相同。曲线为ATO的正常驾驶曲线，列车实现平稳制动。3.列车自动监控系统(Automatic(1)ATS系统的构成ATS系统主要包括控制中心设备和车站(车辆段)设备。1)控制中心设备。,7.4列车自动控制系统,图7-13ATS系统控制中心设备,2)车站设备。(2)ATS系统的主要功能,7.4列车自动控制系统,1)列车监视。2)时刻表处理。3)自动建立进路。4)列车运行调整。(3)ATS系统的控制1)中央级控制

26、。2)车站级控制。3)现场控制。,7.5通信传输系统,1.传输系统的结构,图7-14传输系统结构,7.5通信传输系统,(1)光纤骨干网光纤骨干网贯穿整个传输介质，有光纤、电缆两种传输介质。(2)网络节点网络节点是用户访问网络、使用网络的途径。(3)用户接口卡用户接口卡是用户接入系统的硬件工具，其功能是使自身系统无限向外延伸。(4)网络管理系统通常是基于主流、成熟的操作系统，具有友好的操作界面，其功能是负责对传输网络的配置、扩展、管理和维护。2.传输系统的运行方式3.光纤通信(1)光纤的结构及其原理光纤是用石英玻璃(SiO2)制成的双层同心圆柱，在包层外有两层涂覆物来保护光纤。,7.5通信传输系

27、统,(2)光纤通信的安全光纤传输所依靠的是高能量的激光，其直径为10100m，极其微小，在使用中要特别注意以下几点：不要调整或修改激光及其控制电路；不要直接看光学端口或者光纤的末端；在准备好连接电缆之前请不要移除保护盖；小心接触破损的光纤，避免锐利的光纤可能引起眼睛和皮肤伤害。,7.6电话系统,1.公务电话,图7-15环形结构,7.6电话系统,2.调度电话3.站内和轨旁电话,一、公务电话,理论内容,1公务电话系统选型及性能要求 在城市轨道交通企业中公务电话系统主要是为满足人员办公需求，一般采用程控数字交换机。交换机的选型容量根据用户需求而决定，一般选型容量包括：模拟用户线容量、数字用户线容量、

28、数字中继容量以及将来可扩展的最大容量。公务交换机主要业务性能包括：1)完成电话网内本局、出局及入局呼叫；2)能与市话局各类交换机配合完成对市话的呼叫；3)完成国内和国际长途全自动的来话去话业务；4)完成各种特殊呼叫；5)完成与公网中移动用户的来去话接续。,程控数字交换机,非话业务包括：1)向用户提供话路传真和话务数据业务；2)提供64k的数据和传真业务；3)提供用户线2B+D的交换接续；4)提供用户线30B+D的交换接续。,数据和传真业务,2B+D的交换接续,30B+D的交换接续,什么是ISDN2B+D，2B+D?ISDN（Integrated Service Digital NeTwork）

29、中文名称是综合业务数字网，通俗称为“一线通”。目前电话网交换和中继已经基本上实现了数字化，即电话局和电话局之间从传输到交换全部实现了数字化，但是从电话局到用户则仍然是模拟的，向用户提供的仍只是电话这一单纯业务。综合业务数字网的实现，使电话局和用户之间仍然采用一对铜线，也能够做到数字化，并向用户提供多种业务，除了拨打电话外，还可以提供诸如可视电话、数据通信、会议电视等等多种业务，从而将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。,综合业务数字网有窄带和宽带两种。窄带综合业务数字网向用户提供的有基本速率（2B+D，144kbps）和一次群速率（30B+D，2Mbps）

30、两种接口。基本速率接口包括两个能独立工作的B信道（64Kbps）和一个D信道（16kbps），其中B信道一般用来传输话音、数据和图像，D信道用来传输信令或分组信息。宽带可以向用户提供155Mbps以上的通信能力。,Kbps又称比特率，指的是数字信号的传输速率，也就是每秒钟传送多少个千位的信息（K表示千位，Kb表示的是多少千个位）；Kbps也可以表示网络的传输速度，为了在直观上显得网络的传输速度较快，一般公司都使用kb（千位）来表示，如果是KBps，则表示每秒传送多少千字节。1KByte/s8Kbps(一般简写为1KBps=8Kbps)。ADSL上网时的网速是512Kbps,如果转换成字节，就是

31、512/864KBps(即64千字节每秒）,传输速率是指集线器的数据交换能力,也叫“宽带”,单位是Mbps(兆位/秒),目前主流的集线器带宽主要有10Mbps、54Mbps/100Mbps自适应型、100Mbps和1GMbps四种。,ISDN（2B+D）具有普通电话无法比拟的优势：资费 综合的通信业务：利用一条用户线路，就可以在上网的同时拨打电话、收发传真，就像两条电话线一样。通过配置适当的终端设备，您也可以实现会议电视功能，把您和亲人朋友之间的距离缩到最短。高速的数据传输：在数字用户线中，存在多个复用的信道。高的传输质量：由于采用端到端的数字传输，传输质量明显提高。接收端声音失真很小。数据传

32、输的比特误码特性比电话线路至少改善了10倍。,使用灵活方便：只需一个入网接口，使用一个统一的号码，就能从网络得到您所需要使用的各种业务。统一的接口。适宜的费用：由于使用单一的网络来提供多种业务，ISDN大大地提高了网络资源的利用率，以低廉的费用向用户提供业务；同时用户不必购买和安装不同的设备和线路接入不同的网络，因而只需要一个接口就能够得到各种业务，大大节省了投资。电信运营商推出ISDN(2b+d)是为了解决语音与与同步传输的产品，但是由于本身所存在的缺陷(基本速率144kbps)，所以后来逐渐被ADSL取代。,ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非

33、对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。,什么是数字中继？数字中继是什么意思？数字中继是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。它的主要作用是向用户提供永久性和半永久性连接的数字数据传输信道，既可用于计算机之间的通信，也可用于传送数字化传真，数字话音，数字图像信号或其它数字化信号。永久性连接的数字数据传输信道是指用户间建立固定连接，传输速率不变的独占带宽电路。网络经营者向广大用户提供了灵活方便的数字电路出租业务，供各行业构成自己的专用网。,什么是ISDN PRI，30B+D，ISDN PRI(30B+D)?ISDN(Integrated

34、 Service Digital NeTwork)中文名称是综合业务数字网。综合业务数字网除了拨打电话外，还可以提供诸如可视电话、数据通信、会议电视等等多种业务，从而将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理。综合业务数字网向用户提供的有基本速率（2B+D，144kbps）和一次群速率（30B+D，2Mbps）两种接口。,30b+d就是PRI，ISDN信令多条线路使用一个号码简单的说就是电信给你拉条光钎,给你一个号码,可以有同时30个人打进,ISDN PRI(30B+D)介绍PRI也可以称作PA(主要接入)。它根据地理位置的不同使用两种不同的模式。对于欧洲地区，

35、PRI由30个每秒64KB的B信道和一个单个的每秒64KB的D信道组成，总的速度可达每秒2.048MB。它也可以称作E1线路(或者DS1)。在美国和日本地区，PRI由23个每秒64KB的B信道和一个单个的每秒64KB的D 信道组成，总的速度可达每秒1.544MB。它也可以称作T1线路(或者DS1)。成帧和同步对于T1线路来说速度为每秒8KB，对于E1线路来说是每秒 64KB。T1 PRI通常叫做“23B+D”，E1 PRI通常叫做“30B+D”。在一个PRA（30B+D）接口中，有30个B通路和1个D通路，每个B通路和D通路均为64Kbit/s，共1.920Kbit/s。每一个PRI接口可以独

36、立成为一个PRA用户群，也可以多个PRA 接口组成一个用户群。,30B+D的应用：（1）INTERNET的高速连接。（2）远程教育、视频会议和远程医疗。（3）连锁店的销售管理（POS）。（4）终端的远程登陆、局域网互连。（5）连接PBX，提供语音通信。30B+D,在作为语音传输线路的情况下,是指电信运营商提供的：只有一个号码30路通道的一种电信语音通讯业务（当30个客户在同一时刻打这个号码时，能在同时接通，不会占线）。,2公务电话系统的号码分配及功能 城市轨道交通企业用户的电话号码分配方式有两种：一种方式不与公网联系，号码可根据应用要求自行分配；另一种方式，与外网通过中继连接，需要电信局分配号

37、码段，然后用户内部根据具体需求在此号码段中自行选择分配。公务电话功能主要包括：缺席用户、服务缩位、拨号热线、服务呼出限制；闹钟服务、转移呼叫、遇忙回叫、免打扰服务；呼叫等待、三方通话、主叫号码显示等功能。缺席用户服务：当有电话呼入时，可由电话局提供语音服务代答，以避免对方反复拨叫。缩位拨号：位数较多的电话号码用12位自编代码来代替的一种功能。,热线服务：使用该项服务时，只需摘机后在规定时间(几秒钟)内不拨号，系统自动接到被置为“热线”的对方电话号码。呼出限制：又称“发话限制”，可用于限制呼叫国际和国内长途自动电话，但不能限制市内电话。闹钟服务：电话机可根据用户预定的时间自动振铃，起到提醒用户的

38、作用。转移呼叫：可以将所有呼叫本机的电话，自动转移到临时指定的话机上。遇忙回叫：当拨叫对方电话遇忙时，可以挂机等候，不需再拨号，一旦对方电话空闲，即能自动回叫接通。免打扰服务：又称“暂不受话服务”，当用户在某一段时间里不希望有来话干扰时，可以使用该项服务。,呼叫等待：当A用户正与B用户通话，而C用户又呼叫A用户时，A用户在受话器中会听到一个呼叫等待音，表示另有用户等待通话。这时，A用户可以请B用户稍等而转与c用户通话，也可以请c用户稍等而继续与B用户通话。三方通话：使用此项服务，当用户通话时如需要另一方加入通话，可在不中断当前通话的情况下，拨叫另一方，实现三方共同通话或分别与两方通话。主叫号码

39、显示：该项业务可为被叫用户提供主叫用户的电话号码。,3城市轨道交通组网模式(1)通过远端模块与交换机相连模式 一般本地用户可直接与交换机相连，不需要外加设备。但对于轨道交通企业来说，公务交换系统服务于整个企业的沿线车站、段厂、控制中心等，覆盖范围一般在几公里到几十公里。各车站一般采用加装远端模块的方式，如图121所示。通过E1中继链路将远端模块与交换机连接，车站电话再与远端模块相连。,图12-1 远端用户连接模式示意图,(2)通过OTN板卡传输连接模式 OTN系统采用由西门子公司提供的开放式传输模式，包括与交换机连接的电话板卡P卡和与用户话机连接的T卡。利用这种传输系统车站电话用户直接接人T卡

40、，在交换机一侧连接到相应的P卡即可实现。此方式维护简单，无需外加其他设备。系统示意图如图12-2所示。,图12-2 OTN系统连接模式示意图,二、专用电话,专用电话系统主要为轨道交通运营及维修服务，是行车调度员和车站(车辆段)值班员指挥列车运行和维护人员指导使用人员操作设备的重要通信工具，是为列车运营、电力供应、日常维修、防灾救护提供指挥手段的专用有线通信系统。1专用电话系统结构 城市轨道交通专用电话系统包括调度通信、站场通信、站间通信、区间通信等。系统可为控制中心指挥人员，如行车调度员、维修调度员、电力调度员、环境报警调度员、防灾调度员等提供专用直达通信，并且具有单呼、组呼、全呼、紧急呼叫和

41、录音等功能，同时可为站内各有关部门提供与车站值班员之间的直达通话，并且车站值班员可以呼叫相邻车站的车站值班员。专用电话系统示意图如图12-3所示。,图12-3专用电话系统示意图,(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、防灾调度等。调度通信采用以各调度子系统的调度员为中心的一点对多点的通信方式。调度员可按个别呼叫(呼叫单独一个用户)、组呼(按调度台的不同分组方式，呼叫某一组调度分机用户)或全呼(呼叫调度台系统中的所有调度分机用户)等方式呼叫调度辖区范围内相关的所属用户并通话，并接受所属用户的呼叫通话。通话方式为全双工方式，也可根据需要设置为单呼定位通话方式。调度台与调

42、度台之间可进行通话。调度员一般使用键控式操作台或触摸式操作台，调度分机根据使用人员的具体需求配置，如车站值班员需要与多个调度联系，一般采用键控式操作台；变电所值班员只与电力调度联系，一般采用电话机。,地铁综合操作台,(2)站厂通信 站内通信供行车值班室或站长与本站内运营业务有关人员进行通话联系。站厂通信一般采用直通电话，室内作业人员设置普通分机，室外或在站台上设置紧急电话。紧急电话机选用单键式、外置扬声器话机，在紧急情况下只要按下按键即可与值班室通话。厂内通信主要是解决车辆段、停车厂内行车指挥、乘务运转、段内调度指挥和车辆检修人员之间的专用通信。每个车辆段或停车厂设置专用的调度电话，其上与行车

43、调动联系，下与段厂内专用调动电话分机联系。其通话方式与调度通信方式相同。站厂直通电话为一点对多点的辐射式集中连接方式，应能满足车站值班员、车辆段和停车厂信号楼值班员、车辆段运转值班员、列检值班员、信号维修值班员等与本站厂相关部门构成直通电话，并且只允许值班员与分机相互呼叫通话，分机间不允许通话。,(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方式。站间通信电话是为相邻两站(包括上行和下行)值班员办理行车有关业务使用，车站值班员一般使用按键式操作台作为值班台，站间通话单键操作即可接通。(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

44、班员及相关部门联系通话。区间电话是在轨道线路沿线每隔一段距离设置的通话装置，其设置形式有两种：一种是区间通话柱，一种是轨旁电话。由于区间通话设施在室外或隧道内，环境较差，其设备需要具有防潮、防火、防燥、防尘、防冻、防破坏性等特殊要求。,区间电话业务一般分为区间专用电话和区间直通两种模式。在区间专用自动方式上，用户摘机后需要拨号呼叫，由车站分机根据所播号码进行转接；在区间直通方式上，用户选择通话的用户，一般包括上下行车站、行调、电调、信号、通信、线路桥梁等，摘机后直接接通。,2城市轨道交通专用电话的功能 城市轨道交通专用电话系统一般包括：调度总机、调度分机、站间直通电话机、紧急电话、区间通话柱、

45、轨旁电话等终端设备。(1)调度电话 调度电话分为总机和分机，其基本功能一样，根据不同用户的需求进行不同的功能设置，其功能如下：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。,(2)其他终端站间直通、紧急电话、轨旁电话、区间通话柱都具有一键直通功能，除紧急电话外其他终端还具有拨号呼叫功能。电话实物如图12-4所示。,图

46、12-4 电话实物图,a)区间通话柱 b)轨旁电话 c)紧急电话,3专用电话通信系统的组网方式(1)程控数字交换机组网 利用公务通信系统设置的数字程控交换机独立实现城市轨道交通专用通信功能。城市轨道交通中公务电话通信系统的数字程控交换机具有强大的功能，能提供丰富的业务。在公务交换机基础上增加部分板卡并对软件进行必要修改，可实现轨道交通专用通信的大部分功能。,采用数字程控交换机加远端模块的方式，在控制中心设置数字程控交换机，在车站、车辆段、停车厂处设置远端模块。中心各调度台直接接人中心数字程控交换机，各站段调度分机、站段内直通电话、站间行车电话及区间电话均接入相应的远端模块。各调度分机与其所属调

47、度总机设置为热线电话，调度分机摘机即可与调度总机通话。为了满足调度需要，调度总机需采用数字话机。站段内各直通电话分机、区间电话与站段值班员处直通电话总机间也设置为热线电话，直通电话分机及区间电话摘机即可与直通电话总机通话。站间行车电话采用数字话机，通过按键可以选择与相邻的车站中的任意一个通话，或者也采用模拟电话设置热线功能实现站间直通功能。,这种方案利用一套交换机可实现公务办公电话与专用电话的融合，组网简单，实现容易，但由于车站值班员利用电话机来实现各种直通业务，每一路业务就要设置一部电话机，操作人员应用不方便，而且系统容错性差，一旦交换机瘫痪，专用调度通信功能就无法实现系统运行存在一定风险。

48、,OKS数字程控电话交换机,(2)专用数字调度通信系统组网 专用通信采用专用数字调度通信系统来组网，公务与专用通信系统分离。这种方案功能全面，可完成调度通话、站间行车电话、站内局部电话以及区间电话功能，系统可靠性高，采用环状2Mbs通道连接，实现通道迂回保护，而且节省传输通道资源，一条城市轨道交通线一般仅需2个2Mbs通道。利用专用数字调度通信系统组网，系统的容错性好，可靠性高，在专用通信系统瘫痪的情况下还可以利用公务通信系统I临时替代专用通信系统实现组织行车的功能。,三、程控交换技术简介,电话交换伴随着电话通信的出现而同时产生，随着电话通信技术的飞速发展，交换系统经历了人工交换、步进制交换、

49、纵横制交换、电子交换等阶段。新一代的电子交换系统利用预先编制好的计算机程序来控制整个交换系统的运行，以代替用布线方式连接起来的逻辑电路控制整个系统的运行，所以这种新型的交换系统叫做存储程序控制交换系统，简称程控交换系统。早期的程控交换机在话路系统方面与机电式交换机并无本质区别，仍然使用了空间分割的话路交换网络，所交换的信息也都是模拟信号，因而这一类交换机叫做模拟程控交换机。随着脉冲编码调制技术(PCM)的应用，PCM传输系统得到发展，促使程控交换向采用时间分割的数字交换机发展。数字交换机所交换的信息是数字信号，所以这类交换机称为数字程控交换机。,计算机按预先编制的程序控制接续的自动电话交换机。

50、全称存储程序控制电话交换机。,1程控交换机分类(1)按交换方式分 电路交换、报文交换和分组交换三种方式。电路交换技术：采用面向连接的方式，在双方进行通信之前，需要为通信双方分配一条固定的通信电路，通信双方在通信过程中将一直占用所分配的资源，直到通信结束，并且在电路的建立和释放过程中都需要利用相关的信令协议。这种方式的优点是在通信过程中可以保证为用户提供足够的链路，并且实时性强，时延小，交换设备成本较低；但同时带来的缺点是网络的利用率不高，一旦电路被建立，不管通信双方是否处于通话状态，分配的电路都一直被占用。,报文交换技术：以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换节点采用