世界主流列控用無線通信系統介紹

2021-02-15 軌道世界

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來源：「鐵路視點」公眾號 鐵科院信息所出品

近年來，無線列車控制系統的研製取得了很大進展，這應歸功於無線移動通信技術的不斷演進，為運行列車提供了可靠的無線數據交換通道。目前，世界上用於列車控制的無線通信系統主要有以下3種：

JR東日本公司開發的高級列車管理和通信系統( ATACS)，在2011年10月於仙石線青葉通—東鹽灶區間開始使用。2015年10月，JR西日本公司在既有線京都—園部區間進行了實際示範應用後，也將投入使用。ATACS列控系統利用日本總務省特別批准的鐵路專用300MHz窄帶無線信道進行雙向數據傳輸，傳送容量雖然比較小，但可靠性高。每個信道的傳輸速度為9600bps，列控報文的傳送周期約為1秒，每個基站的覆蓋範圍為2～3km。


歐洲開發的鐵路運輸管理系統/歐洲列車控制系統（ERTMS/ETCS）通過GSM-R鐵路無線通信網絡進行數據傳輸，使用900MHz和1.8GHz頻段以9600bps的速度傳輸列控數據。列控報文的傳送周期最大為1秒，每個基站的覆蓋範圍為數km～16km。

GSM-R工作原理圖

北美鐵路研發的基於無線通信的列車控制系統（CBTC），已經被列為IEEE1474標準，採用通用寬帶IP無線通信系統（802.11系列）, 利用LF頻段、2.45GHz和5.0GHz等頻段以數十K至數Mbps的速度傳輸列控數據。列控報文的傳送周期為數十至數百毫秒，每個基站的覆蓋範圍只有數十米至數百米。這種通用無線通信系統的報文傳送質量雖然不及上述兩種專用無線通信系統，但利用其能大容量通信的優勢，可以將報文反覆多次傳送，直到正確接收，以此確保列控數據傳輸的可靠性。CBTC也廣泛用於亞歐各國的地鐵與城市軌道交通系統中。

CBTC移動閉塞原理圖

為了保證可靠、安全地傳送列控數據，國際電氣標準協會（IEC）針對有線與無線通信系統發布了IEC62280國際標準，規範了在設計、使用通信系統時，應當驗證可能威脅傳輸安全的各種事項，包括數據刪除、延遲、修改，插入以及順序錯誤、重複發送等問題。另外，IEC在2014年發布了IEC/TS 62773國際標準，對設計列控用無線通信系統時應當考慮的事項和條件提出了要求。

素材來源：「鐵路視點」公眾號 鐵科院信息所出品

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