1、轨道交通通信系统

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、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？CompanyLogo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。CompanyLogo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CCTV（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CompanyLogo2、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。CompanyLogo3、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。CompanyLogo（四）OCC1、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）发至各站电脑。CompanyLogo2、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CompanyLogo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CompanyLogo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CompanyLogo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。CompanyLogo三、光纤通信CompanyLogo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。CompanyLogo光纤是光导纤维的简称，其实就是一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？CompanyLogoCompanyLogo3、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CompanyLogo四、模拟通信与数字通信CompanyLogo取值时间模拟量：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。CompanyLogo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CompanyLogo（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。CompanyLogoCompanyLogo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CompanyLogo（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。CompanyLogo2、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）CompanyLogo3、时分复用如何实现？CompanyLogo传输子系统城市轨道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CompanyLogo一、组网模式用户间直接连接交换机连接电话所间连线图CompanyLogo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。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CompanyLogo—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。CompanyLogo2、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CompanyLogo数字交换的本质是时隙交换。CompanyLogoCompanyLogo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。CompanyLogo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CompanyLogoCompanyLogo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、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