机车综合无线通信设备(CIR)教材部分

第三章机车综合无线通信设备（CIR）第一节概述机车综合无线通信设备（CIR）包括WTZJ-I型标准机车综合无线通信设备（以下简称标准型CIR），主要安装于新生产的机车上；及WTZJ-II型，小型化机车综合无线通信设备（以下简称小型化CIR），主要用于进行既有机车的改造。机车综合无线通信设备是铁路专用通信设备。机车综合无线通信设备作为传统无线列调电台的升级产品，是保障GSM-R区段行车安全的必配设备。按铁道部规定，在GSM-R区段运行的机车、客运专线运行机车、动车组、07年后生产的大功率机车、在TDCS（CTC）区段运行的机车必须装备机车综合无线通信设备。机车综合无线通信设备是北京世纪东方国铁科技股份有限公司基于GSM-R数字移动通信技术、GPS全球定位技术、450MHz及800MHz模拟无线电台通信技术等开发的综合车载通信设备。它与地面的GSM-R设备和450MHz、800MHz等地面设备等共同组成一个完整的铁路综合无线通信网。机车综合无线设备支持GSM-R调度通信系统功能、支持GSM话音通信功能，两网同时存在时首选GSM-R。支持GSM-R通用数据传输功能，可根据承载业务的需要提供GPRS或电路方式数据传输链路。设备调度通信和数据传输采用不同的信道机，故可以同时实现调度通信和数据通信。机车综合无线通信设备支持科技运【2007】28号《GSM-R数字移动通信网设备技术规范第二部分：机车综合无线通信设备V2.0》、运基通信[2007]91号《机车综合无线通信设备MMI终端显示补充规范》、运基通信[2002]133号《无线列调机车电台操作单元技术要求(试行)》、运基通信[2005]138号《列车无线调度通用式机车电台主要技术条件(V2.0)》、运基通信【2009】690号《列车防护报警和客车列尾系统技术条件（V1.0）》规定的机车电台功能。支持450MHz承载的列车尾部风压、无线车次号、调度命令等数据信息的传输功能。支持GSM-R工作模式与450MHz工作模式自动切换和手动切换功能。支持800MHz承载的客车列车尾部风压、列车防护报警、道口事故报警、施工防护报警等功能。其中WTZJ-II型800M功能通过外置式机车无线防护报警系统（LBJ）来实现。机车综合无线通信设备配备了全球卫星定位系统（GPS），利用卫星对机车位置进行实时定位，可向机车上的其它用户提供GPS原始信息、公用GPS位置信息等、方便司机与调度、车站进行调度通信。机车综合无线通信设备集成了目前机车无线通信的所有业务，可以满足目前机车无线通信要求，也适应将来发展的需要。WTZJ-I型机车综合无线通信设备产品外观如图1所示。WTZJ-II型小型化机车综合无线通信设备产品外观如图2所示。图1WTZJ-I型机车综合无线通信设备（标准型图2WTZJ-II型机车综合无线通信设备（小型化）缩略语：英文缩写英文解释中文解释CIRCabIntegratedRadiocommunicationequipment机车综合无线通信设备CTCCentralizedTrafficControl调度集中GPSGlobalPositionSystem全球定位系统GSM-RGSMforRailway专用于铁路的GSMMMIManMachineInterface人机界面（通称操作显示终端）TDCSTrainDispatchingCommandSystem列车调度指挥系统TAX机车安全信息综合监测装置GROSGPRSHomeInterfaceServerGPRS归属服务器GRISGPRSInterfaceServerGPRS接口服务器DMSTheDynamicMonitoringSystemofTrainControlEquipments列控设备动态监测装置GPRSGeneralPacketRadioService通用分组无线业务MTBFMeanTimeBetweenFailure平均无故障时间UDPUserDatagramProtocol用户数据报协议APNAccessPointName接入点名称ACAffirmCenter确认中心PTTPushToTalk即按即讲4第二节系统组成标准型CIR由主机、操作显示终端（以下简称MMI）、送（受）话器、扬声器、打印终端、连接电缆、天馈单元及机车数据采集编码器等构成。设备构成原理框图见图3。图3设备构成原理框图2.1主机包括机柜、A子架、B子架。A子架包括主控单元、电源单元、电池单元、卫星定位单元、GSM-R话音单元、GSM-R数据单元、高速数据单元、记录单元；B子架包括接口单元、450MHz机车电台单元、800MHz列尾和列车安全预警车载电台（简称800MHz车载电台）单元等，子架内各单元装配位置见图4。小型化CIR的800MHz车载电台（LBJ）外置式安装。注：受安装条件限制时450MHz机车电台、800MHz车载电台等单元可外置接入B子架。5图4主机各单元装配示意图主机各部端口说明见表1。表1主机各部端口说明表序号端口代号端口名称定义连接对象1A1/A2终端A/终端BMMI接口MMI2A3450M电台外置450MHz机车电台控制接口外置450MHz机车电台主机（控制盒接口）3B1～B5数据1～数据5通用数据接口B1：预留B2：工务监测信息装置B3：预留B4：列车安全预警信息装置B5：机车信号/列控设备动态监测装置（DMS）4B6TDCS入TDCS信息输入接口TAX装置5B7450MTDCS出450MHz机车电台外置时，向450MHz机车电台输出TDCS信息的接口外置450MHz机车电台主机（TDCS接口）A子架B子架机柜6序号端口代号端口名称定义连接对象6CCANCAN接口未规定7P1电源入CIR直流供电输入接口机车直流电源8R录音话音录音的输出接口TAX（录音单元）9T1天线GSM-R话音单元天线接口GSM-R天线或多频段合路器10T2天线GSM-R数据单元天线接口GSM-R天线或多频段合路器11T3天线卫星定位单元天线接口卫星定位天线12T4天线高速数据单元天线接口高速数据天线或多频段合路器13T5450M天线内置450MHz机车电台天线接口450MHz天线或多频段合路器14T6800M天线内置800MHz车载电台天线接口800MHz天线或多频段合路器15G1公用卫星定位单元公用信息输出接口预留16G2原始卫星定位单元原始信息输出接口预留2.2MMI包括5.7寸显示屏、按键、外部接口。MMI外观示意图见图5。图5MMI外观示意图MMI各部端口说明见表2。7表2MMI各部端口说明表序号端口代号端口名称定义连接对象1M1主机主机接口主机2M2送（受）话器送（受）话器接口送（受）话器3M3打印终端打印终端接口打印终端4M4扬声器外接扬声器接口外接扬声器2.3主机各单元模块的配置根据通信业务需求选配相应的单元模块，模块配置应符合表3规定。表3单元模块选配表通信类型模块配置GSM-R通信450MHz通信高速数据通信列车安全预警（800MHz）机柜√√√√主控单元√√√√接口单元√√√√卫星定位单元√√GSM-R话音单元√GSM-R数据单元√高速数据单元√450MHz机车电台单元√记录单元√√√电源单元√√√√电池单元√800MHz车载电台单元√82.4接口定义及电气特性主机与MMI接口（A1、A2与MMI之间）数据通信采用RS422串行接口，双工通信方式,接插件采用12芯插座，型号为YP28TK22UQ，引脚定义见表4。表4MMI与主机间接口定义MMI至送（受）话器接口（M2）接插件采用8芯插座，型号为AL16-J8Z。引脚定义见表5。表5MMI至送（受）话器接口定义引脚号定义说明1VCC电源+12V2MIC+音频平衡输出（MMI至主机），电平（有效值）245mV（+196mV～+294mV），阻抗600Ω。3MIC-4SP+音频平衡输入（主机至MMI），电平（有效值）245mV（+196mV～+294mV），阻抗600Ω。5SP-6DATAA+数据线A+（MMI至主机）7DATAA-数据线A-（MMI至主机）8DATAB+数据线B+（主机至MMI）9DATAB-数据线B-（主机至MMI）10预留11复位复位信号，低电平复位12GND电源地引脚号定义说明1VCC电源+12V2MIC电平（有效值）245mV（+196mV～+294mV）或15mV（+12mV～+18mV），输入阻抗不小于5kΩ。9MMI与打印终端接口（M3）数据通信采用RS422串行接口，双工通信方式。接插件采用7芯插座，型号为AL16-J7Z，引脚定义见表6。表6MMI至打印终端接口定义MMI至外接扬声器接口（M4）接插件采用3芯插座，型号为AL16-J3Z，引脚定义见表7。表7MMI至扬声器接口定义3PTT送话按钮（低电平有效，不大于0.3V，送（受）话器输出无效时为高阻）4HANGLE挂机信号（低电平有效，不大于0.3V，送（受）话器输出无效时为高阻）5GND电源地6SP7预留RS485+8预留RS485-引脚号定义说明1VCC电源+12V2空3DATAA+数据线A+（MMI至打印终端）4DATAA-数据线A-（MMI至打印终端）5DATAB+数据线B+（打印终端至MMI）6DATAB-数据线B-（打印终端至MMI）7GND电源地引脚号定义说明1SP+音频+2SP-音频-3GND10主机至机车安全信息综合监测装置（简称TAX装置）接口（B6）接插件采用7芯插座，型号为YS2JJ7M，引脚定义见表8。表8机车安全信息综合监测装置（简称TAX装置）接口定义引脚号机车数据采集编码器为FFSK接口工作模式机车数据采集编码器为RS422接口工作模式1电源+12V电源+12V2空主机数据接收（+）3GND主机数据接收（-）4音频信号输出。电平（有效值）245mV（+196mV～+294mV），输出阻抗不大于200Ω。主机数据发送（+）5音频信号输入。电平（有效值）245mV（+196mV～+294mV），输入阻抗不小于5kΩ。主机数据发送（-）6空空7低电平有效，不大于0.3V（PTT为低时应使机车电台发射），无效时为高阻。GND主机电源接口（P1）DC110V输入时，接插件采用2芯插座，型号为AL16-J2Z；DC24V输入时，接插件采用4芯插座，型号为AL16-J4Z，引脚定义见表9。表9主机电源接口定义引脚号定义说明1电源+DC110V或24V输入+2电源-DC110V或24V输入-3空DC110V时无此管脚，24V时空4空DC110V时无此管脚，24V时空11450MHz机车电台与接口单元的接口话音及通信接口（450MHZ机车电台与A3之间）数据通信采用RS422串行接口，双工通信方式。MIC、SP音频标称电平均为245mV（220.5mV～269.5mV）。接插件采用12芯插座，型号Q18K12AJ插座，引脚定义见表10。表10450MHz机车电台至接口单元接口定义引脚号定义说明1空2MIC+接口单元至450MHz机车电台音频3MIC-接口单元至450MHz机车电台音频4SP+450MHz机车电台音频至接口单元5SP-450MHz机车电台音频至接口单元6DATAA+数据发送+（450MHz机车电台发）7DATAA-数据发送-（450MHz机车电台发）8DATAB+数据接收+（450MHz机车电台收）9DATAB-数据接收-（450MHz机车电台收）10预留11复位复位信号，低电平复位12GND电源地主机至机车电台（外置）TDCS无线车次号接口（B7）采用7芯插座，接插件型号为YS2JJ7M。引脚定义见表11。表11450MHz机车电台无线车次号接口定义引脚号定义说明1VCC电源+13.8V，I0≤50mA，450MHz机车电台输出23GND电源地4AF音频输出信号。电平245mV（196mV～294mV），输出阻抗不大于200Ω。125MIC音频输入信号。电平245mV（196mV～294mV），输入阻抗不小于5kΩ。67PTT低电平有效，不大于0.3V（PTT为低电平时应使