机车综合无线通信设备CIR教材Word格式文档下载.docx
《机车综合无线通信设备CIR教材Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机车综合无线通信设备CIR教材Word格式文档下载.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
人机界面（通称操作显示终端）
TDCS
TrainDispatchingCommandSystem
列车调度指挥系统
TAX
机车安全信息综合监测装置
GROS
GPRSHomeInterfaceServer
GPRS归属服务器
GRIS
GPRSInterfaceServer
GPRS接口服务器
DMS
TheDynamicMonitoringSystemofTrainControlEquipments
列控设备动态监测装置
GPRS
GeneralPacketRadioService
通用分组无线业务
MTBF
MeanTimeBetweenFailure
平均无故障时间
UDP
UserDatagramProtocol
用户数据报协议
APN
AccessPointName
接入点名称
AC
AffirmCenter
确认中心
PTT
PushToTalk
即按即讲
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。
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
1
A1/A2
终端A/终端B
MMI接口
2
A3
450M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）
3
B1～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：
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）
4
B6
TDCS入
TDCS信息输入接口
TAX装置
5
B7
450M
TDCS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）
6
C
CAN
CAN接口
未规定
7
P1
电源入
CIR直流供电输入接口
机车直流电源
8
R
录音
话音录音的输出接口
TAX（录音单元）
9
T1
天线
GSM-R话音单元天线接口
GSM-R天线或多频段合路器
10
T2
GSM-R数据单元天线接口
11
T3
卫星定位单元天线接口
卫星定位天线
12
T4
高速数据单元天线接口
高速数据天线或多频段合路器
13
T5
450M天线
置450MHz机车电台天线接口
450MHz天线或多频段合路器
14
T6
800M天线
置800MHz车载电台天线接口
800MHz天线或多频段合路器
15
G1
公用
卫星定位单元公用信息输出接口
16
G2
原始
卫星定位单元原始信息输出接口
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。
表2 MMI各部端口说明表
M1
主机
主机接口
M2
送（受）话器
送（受）话器接口
M3
打印终端
打印终端接口
M4
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
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
2.4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4 MMI与主机间接口定义
引脚号
说明
VCC
电源+12V
MIC+
音频平衡输出（MMI至主机），电平（有效值）245mV（+196mV～+294mV），阻抗600Ω。
MIC-
SP+
音频平衡输入（主机至MMI），电平（有效值）245mV（+196mV～+294mV），阻抗600Ω。
SP-
DATAA+
数据线A+（MMI至主机）
DATAA-
数据线A-（MMI至主机）
DATAB+
数据线B+（主机至MMI）
DATAB-
数据线B-（主机至MMI）
复位
复位信号，低电平复位
GND
电源地
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5 MMI至送（受）话器接口定义
MIC
电平（有效值）245mV（+196mV～+294mV）或
15mV（+12mV～+18mV），输入阻抗不小于5kΩ。
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）
HANGLE
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）
SP
RS485+
RS485-
MMI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6 MMI至打印终端接口定义
空
数据线A+（MMI至打印终端）
数据线A-（MMI至打印终端）
数据线B+（打印终端至MMI）
数据线B-（打印终端至MMI）
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7 MMI至扬声器接口定义
音频+
音频-
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
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
主机数据接收（+）
主机数据接收（-）
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（+）
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（-）
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。
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
电源+
DC110V或24V输入+
电源-
DC110V或24V输入-
DC110V时无此管脚，24V时空
450MHz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10 450MHz机车电台至接口单元接口定义
接口单元至450MHz机车电台音频
450MHz机车电台音频至接口单元
数据发送+（450MHz机车电台发）
数据发送-（450MHz机车电台发）
数据接收+（450MHz机车电台收）
数据接收-（450MHz机车电台收）
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11 450MHz机车电台无线车次号接口定义
电源+13.8V，I0≤50mA，450MHz机车电台输出
AF
音频输出信号。
电平245mV（196mV～294mV），
输出阻抗不大于200Ω。
音频输入信号。
输入阻抗不小于5kΩ。
低电平有效，不大于0.3V（PTT为低电平时应使机车电台发射），无效时为高阻。
接口单元数据应用接口（B1-B5）
接插件采用7芯针型插座，型号为AL16-J7Z，引脚定义见表12。
表12 主机接口单元数据应用接口定义
DATAIN+
主机数据接收+
DATAIN-
主机数据接收-
DATAOUT+
主机数据发送+
DATAOUT-
主机数据发送-
信号地
录音输出接口（R接口）
采用5芯圆形接插件，型号AL16，引脚定义见表13
表13 录音输出接口定义
控制电平
ON时小于0.3V，OFF时为高阻
音频输出电平
标准测试条件下为-10±
2dBm，阻抗600Ω
卫星定位单元原始数据、公共数据接口
接插件采用7芯插座，型号为AL16-J7Z针型，引脚定义见表14。
表14 卫星定位单元原始数据、公共数据接口定义
制造商定义
卫星定位单元数据接收+
卫星定位单元数据接收-
卫星定位单元数据发送+
卫星定位单元数据发送-
地
天馈线接口:
GSM-R话音单元天线接口（T1接口）：
TNC型孔座，阻抗：
50Ω。
GSM-R数据单元天线接口（T2接口）：
卫星定位天线接口（T3接口）：
高速数据天线接口（T4接口）：
450MHz天线接口（T5接口）：
N型孔座，阻抗：
800MHz天线接口（T6接口）：
天线采用的插座均为N型孔座，阻抗50Ω。
GSM-R话音单元、数据单元的天馈线总增益应满足-2dB～+2dB。
第三节设备功能与原理
3.1.CIR整机功能
CIR根据单元模块的选配，可实现以下相应功能。
Ø
具有450MHz通用式机车电台的调度通信功能。
具有450MHz通用式机车电台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。
具有GSM-R调度通信功能。
具有GSM-R通用数据传输功能，根据承载业务的需要提供GPRS或电路方式数据传输链路。
具有《列车防护报警和客车列尾系统技术条件（V1.0）》中规定的车载电台的功能。
具有无线宽带数据传输功能。
具有工作模式自动、手动转换功能和语音提示功能。
具有上、下行线路分别设定工作模式转换点的功能。
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、通用数据传输所需的操作、状态显示以及语音提示功能。
具有主、副MMI之间通话功能。
具有话音、数据业务和状态信息记录及转储功能。
具有整机自检功能和故障定位功能（故障定位到单元模块），包括450MHz机车电台单元、800MHz车载电台单元、GSM-R话音单元、GSM-R数据单元、记录单元、卫星定位单元、MMI、机车数据采集编码器、电池单元，并可将自检结果发送到库检设备。
具有人工系统复位功能。
复位重启后自动进入原注册状态。
主机关机时，具有电池单元放电电压检测功能。
3.2.各单元模块功能
各单元模块应满足下述规定的主要功能：
MMI实现人机信息的交互。
打印终端在MMI的控制下打印输出纸质调度命令等信息。
主控单元实现对各模块单元的控制。
接口单元连接设备部有关单元并为数据、话音应用业务提供接入接口。
电源单元为设备提供供电电源。
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。
卫星定位单元应提供公用位置信息，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应大于10分钟。
在GSM-R区段，当卫星定位信息有效时，卫星定位单元应能输出前方、后方车站值班台的ISDN和本调度区段调度台的ISDN。
GSM-R话音单元在主控单元的控制下完成GSM-R调度通信功能。
GSM-R数据单元在主控单元的控制下完成数据的收发（支持GPRS方式、电路连接方式）。
高速数据单元应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。
450MHz机车电台单元在主控单元的控制下完成450MHz调度通信所规定的机车电台功能及承载的数据传输功能。
800MHz车载电台实现《列车防护报警和客车列尾系统技术条件（V1.0）》规定的车载电台功能。
3.3.1.电源单元
电源单元能适应不同类型机车（含动车组、大型养路机械和轨道车等自轮运转设备）电源（蓄电池）供电条件，标称（额定）电压（Un）为24V、48V、72V、96V和110V。
电源单元的输出电压电源单元包含开关电源模块和蓄电池两部分。
开关电源采用进口铁路专用模块，VICOR公司生产。
开关电源电路上设计了脉冲群抑制器和防浪涌电路，具备良好的电磁抗干扰性能。
蓄电池采用铅酸蓄电池，免维护。
当机车入库时，司机可直接断闸切除机车110V电源，主机自动切换到蓄电池供电，并完成功能号注销和网络注销。
注销完成后自动切断所有电源，完成设备关机。
正常工作时整机总功耗不大于300W（全配置），开机最大瞬间功耗不大于3000W。
各单元模块供电电源和最大功耗见表4。
表15 各单元电源要求表
单元名称
额定工作电压
最大功耗
备注
+12V
39W
瞬态发射功耗
+5V
16W
25W
5W
使用GPS时
MMI、打印终端
单端MMI、打印终端
60W
3.3.2.主控单元
主控单元由嵌入式工控机和控制单元共同组成。
嵌入式工控机安装WINCE操作系统，软件采用面向对象语言编制。
该控制部分接收MMI传送的控制指令，进行相应的控制操作；
接收各个应用的信息送到MMI进行相应的提示和显示；
按各个应用接口的数据要求进行相应数据的转发；
完成数据的存储功能。
控制单元采用AVR系列单片机，与嵌入式工控机共同完成软关机、复位、电池电量检测、串口扩展、450M与GSM-R语音切换、记录单元录放音等功能。
3.3.3.GSM-R话音单元
GSM-R话音单元采用欧洲GSM-R验证应用的GSM-R模块。
目前主要采用法国SAGEM公司的MRM模块。
GSM-R话音模块的最大发射功率为8W。
3.3.4.GSM-R数据单元
GSM-R数据单元采用法国进口的WAVECOM模块，最大发射功率为2W。
可工作在GSM-R网络支持的两种数据传输模式下：
CSD电路型数据传输模式和GPRS分组数据传输模式。
CSD方式时，采用透明传输形式；
GPRS方式时，采用UDP数据协议。
3.3.5.卫星定位单元
卫星定位单元按最新技术条件输出公用GPS信息和原始GPS信息。
预制线路信息数据库，可利用卫星定位机车位置，搜索前后站位置信息和当前应工作的模式，可提供机车所在小区位置信息。
3.3.6.记录单元
记录单元采用单板结构，主要由音频输入电路、音频输出电路、数据通信接口、控制电路、数据存储卡（电路）和电源等组成。
记录单元的音频输入电路、音频输出电路、数据通信接口以及电源等采取了隔离设计方法，记录单元的任何电路故障都不影响CIR其它单元的正常工作。
记录单元的音频采用平衡输入输出方式，阻抗600Ω±
5%，输入电平：
标称-10dBm（245mV），动态围-30～0dBm。
输出电平：
标称-10dBm（245mV），动态围-20～0dBm。
频率响应：
在300Hz～3400Hz带宽，电平差在-3～+2dB围。
信噪比：
高于44dB。
失真度：
小于5%。
录音控制：
采用电平控制方式。
录音控制信号为低电平（低于0.3V）时，启动录音。
录音控制信号为高电平时，停止录音。
3.3.7.450MHz机车电台单元
CIR主机的450MHz机车电台单元为一个450MHz通用机车电台功能单元，450M
升级会员 