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火车司机如何打电话,带你了解列车上的无线电台(CIR)

时间:2022-04-28 来源:未知 作者:陆涛 点击:

“复兴号”动车组,CR400AF“红神龙”

高速行驶中的普速列车和高铁动车组,列车司机们免不了在工作中要和车站、调度单位时常打电话联系,如何联系呢?当然不是用司机的个人手机,列车上也没有有线固定电话。实际上,司机是用一套叫做“机车综合无线通信设备(CIR)”来打电话,可以简单的把它理解为一部车载无线电台,当然它的功能不仅仅只是打电话这么简单。

司机一般打电话给谁呢?调度员、车载值班员、车长等。

“复兴号”动车组,CR400BF“金凤凰”

列车司机正在打电话

本文带你简单了解列车上的CIR设备和主要起到的作用。当然,这里不是专业性的设备资料详细介绍,仅仅供读者有个大概的认知和了解。

复兴号动车组驾驶室,左侧圆圈里的“显示屏”和话筒就是“机车综合无线通信设备(CIR)”的操作显示终端MMI

部分专业术语:

CIR:机车综合无线通信设备

GSM-R:专用于铁路的GSM系统

CTC:调度集中

TDCS:列车调度指挥系统(以前叫DMIS:调度信息管理系统)

TAX:机车安全信息综合监测装置

GRIS:GPRS接口服务器

(1)CIR系统总体介绍

机车综合无线通信设备(CIR)是铁路列车专用的无线通信设备,是传统无线列调电台的升级产品,是保障GSM-R区段行车安全的必备设备。按铁道部门规定,在GSM-R区段运行的机车、客运专线机车、动车组、2007年后生产的大功率机车、在TDCS(CTC)区段运行的机车必须装备CIR。一般各厂家生产的有标准型和小型化两种,前者安装在新生产的机车上,后者用于既有机车的安装改造。

CIR系统组成,中间白色机柜是主机,两边带显示屏的黑盒子是MMI操作显示终端

CIR有两种模式:450MHz电台模式,和GSM-R模式。

GSM很多人都知道,是以前民用的第二代蜂窝移动通信系统,即2G。现在移动通信已经发展到4G和5G阶段了,我们平常用手机,绝大多数接入的网络都是4G,而5G也在加快建设中了。GSM-R是铁路专用的GSM移动通信系统。

CIR与地面的GSM-R设备(如数据中心机房、基站等)、450MHz设备、轨道信号设备等共同组成一个完整的铁路综合无线通信网。

标准版主机,上方为A子柜,下方为B子柜

机车综合无线通信设备(CIR)的系统组成有:主机(A/B子柜)、操作显示终端(MMI)、各种天线(GSM-R天线、450MHz天线、GPS天线)、送受话器、扬声器、打印机等。不过,一般在驾驶室的驾驶台上,只能看到MMI操作显示终端和话筒,而主机因为体积比较大,安装在其他地方。MMI有的嵌入到驾驶台,有的悬挂在司机头部侧上方。

MMI操作显示终端,包含了液晶显示屏和若干功能按键,司机主要是通过操作MMI来使用CIR

MMI操作显示终端,是司机操控CIR的人机界面,司机主要是操作它,可以设置车次号、机车号、行车线路、行车区段、450M/GSM-R切换、中英文切换、签收调度命令、紧急呼叫、报警、打印等等。当然,它也可以显示所有需要显示的信息。

下图是CIR设备的系统构成图。可以看到左侧的主机框架图里包含了电源单元、GSM-R语音单元、GSM-R数据单元、卫星定位单元、记录单元、450MHz电台单元等等(其中800MHz电台单元不是每套CIR都有,本文不做介绍)。

CIR系统组成框图(包括4根天线、MMI、送受话器、扬声器、打印机等是如何连接的)

下图是主机(A/B子柜)的面板示意图,A子柜从左到右每1个卡槽,都是1个功能单元,比如GSM-R语音单元等等。B子柜包含了各种接口。

小型化主机(上方A子柜从左到右每1个卡槽,代表1个功能单元模块,如电源单元、GSM-R语音单元、450M单元等)

主机示意图

(2)CIR主要功能

CIR有哪些功能呢?根据单元模块的选配,主要功能如下:

MMI显示的车次号、机车号信息,由司机在开车前设置,用车次号/机车号表示唯一的列车,便于与调度呼叫通话

450MHz电台(传统模拟电台)的调度通信功能

450MHz电台承载的列车尾部风压、无线车次号、调度命令等数据的传输

GSM-R调度通信功能

GSM-R通用数据传输功能(GPRS(UDP协议)或CSD点对点电路连接方式)

铁路专用通信规范文件要求的车载电台功能

无线宽带数据传输功能

工作模式自动、手动转换功能和语音提示功能

上下行线路分别设定工作模式转换点功能

根据卫星定位信息无法确定唯一的运行线路时,具有提示并手动选择运行线路的功能

卫星定位单元失效时,具有手动转换工作模式和选择运行线路的功能

具有输出卫星定位原始信息、公用位置信息的功能

MMI具有调度通信、数据传输所需的操作、状态显示及语音提示功能

主、副MMI之间通话功能(列车驾驶台的设备一般都有主、副备份)

话音、数据业务和状态信息记录及转储功能

(3)CIR各子单元模块功能

各单元模块功能:

MMI实现人机信息交互(列车司机主要操作的就是这台设备)

主控单元实现对各模块单元的控制

打印终端在MMI控制下打印输出纸质调度命令

接口单元连接设备内部有关单元并为数据、话音业务提供接入接口

电源单元为设备提供供电

电池单元在外界直流供电切断后为CIR进行GSM-R注销提供备用电源

卫星定位单元提供公用位置信息,其中时钟信息作为设备的标准时钟,设备的时钟校准周期不大于10分钟。在GSM-R区段,当卫星定位信息有效时,卫星定位单元能输出前方、后方车站值班台的ISDN号码和本调度区段调度台的ISDN号码

GSM-R话音单元实现GSM-R调度通信功能(最大发射功率8W)

GSM-R数据单元实现数据的收发(支持GPRS方式、CSD电路连接方式)(最大发射功率2W)

高速数据单元支持无线宽带数据传输功能

记录单元具有对话音、承载业务信息及操作过程等记录和话音回放的功能(注:是不是有点类似飞机的黑匣子!)

450MHz电台单元实现450MHz调度通信所规定的机车电台功能和承载的数据传输功能

(4)CIR两大主要功能:调度通信和数据传输

调度通信系统示意图

MMI显示的调度单位发送来的调度命令信息,司机可签收

调度通信是基于话音通信、融入了调度功能的业务,是GSM-R网络通过个呼、组呼、广播呼等方式实现。

调度通信原理:司机通过CIR注册车次号、机车功能号,将GSM-R语音单元模块的SIM卡号码(注:这里就有了电话号码)与车次号、机车号绑定,调度员和车站值班员通过车次号或机车号呼叫机车司机;司机通过卫星定位系统在MMI上显示的车站名及调度、车长等与车站值班员、调度员、车长进行通话。

GSM-R数据传输示意图

GSM-R数据传输功能主要是进行调度命令传输,车次号校核信息传送。

调度命令信息包含调度命令、行车凭证、调车作业通知单、调车请求、列车进路预告等。调度命令、行车凭证、调车作业通知单和调车请求按照需要发送;进路预告信息在列车通过出发站的出站信号及时发送,列车进入区间后如进路发生变更,也立即发送新的进路预告信息。

GSM-R数据传输的工作原理:CIR数据单元模块从GSM-R网络获取本机IP地址后,CIR通过机车数据采集编码器从监测装置(TAX箱)内接收各种数据信息(车次号、机车号、公里标、信道机编号等),通过GSM-R数据模块发送给路局GRIS(GPRS接口服务器),GRIS转发给CTC/TDCS,CTC/TDCS自动生成进路预告信息通过GRIS转发给各CIR设备。CTC/TDCS行车调度台手动生成调度命令等信息通过GRIS转发给各CIR设备。

(5)CIR系统GSM-R与450MHz模式数据传输对比

GSM-R模式下调度命令、尾部风压、调车机车信号和监控信息数据传输功能示意图(图片来源于网络):

GSM-R调度命令系统,DMIS即上文TDCS的旧称

GSM-R尾部风压系统

GSM-R调车机车信号和监控信息传送系统

450MHz电台模式下车次号、调度命令、尾部风压数据传输功能示意图:

450MHz无线车次号系统

450MHz调度命令无线传送系统

450MHz尾部风压系统

【信息来自:经纬交通】



(中国集群通信网 | 责任编辑:陆涛)

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