【摘 要】
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随着铁路运输向高速化,网络化的发展,基于通信的列车控制系统(Communication Based Train Control—CBTC)正在成为中国铁路信号发展的方向.中国铁路已经制定了中国列车控制系
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随着铁路运输向高速化,网络化的发展,基于通信的列车控制系统(Communication Based Train Control—CBTC)正在成为中国铁路信号发展的方向.中国铁路已经制定了中国列车控制系统(Chinese Train Control System CTCS)的发展战略,它共分为5个应用级别(级别0-级别4),在级别3和级别4中,将实现基于GSM-R的CBTC系统.由于基于无线通信的机车信号是CBTC的核心,所以对其进行研究显得更有必要和更有意义.该论文以青藏线应用作为背景,对无线机车信号与GSM-R的通信接口及数据传输的安全性进行了深入研究.论文分析了基于轨道电路的机车信号系统的缺点,指出了基于无线通信的机车信号系统的优点,着重分析了基于GSM-R的机车信号系统的特点,描述了青藏线基于GSM-R的无线机车信号系统的结构.论文研究了无线机车信号车载设备与GSM-R网络的接口,说明了接口的功能及工作流程,并对接口协议进行了具体的定义.由于与列车运行安全相关的数据在开放的GSM-R网络中传输,所以数据传输的安全性和可靠性是一个非常重要的问题,为此论文着重研究了Reed-Solomon纠错码和加解密技术,提出了适合于GSM-R的无线机车信号系统数据传输的加密算法和密钥管理技术.根据青藏线无线机车信号系统的结构,论文实现了车载主机中通信板的硬件和软件设计,并对纠错码和加解密算法程序进行了仿真,结果表明应变时间和可靠性能够满足无线机车信号系统的要求.
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