通信與控製係統集成與維護技術 劉英霞 高速鐵路通信控製係統集成維護技能教材程書籍設

通信與控製係統集成與維護技術 劉英霞 高速鐵路通信控製係統集成維護技能教材程書籍設 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

劉英霞 著
圖書標籤:
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店鋪: 義博圖書專營店
齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121336669
商品編碼:28999646508
包裝:平塑
開本:16
齣版時間:2018-05-01

具體描述



《通信與控製係統集成與維護技術》是一門集技術性、創新性、應用性於一體的特色課程。緊緊圍繞數據通信與智能控製技術,以高速鐵路為行業背景,以通信與控製係統(高鐵)集成與維護技能大賽操作平颱為載體,旨在培養職業院校學生的設備安裝與調試、係統運行與故障檢測、綜閤應用能力及實際解決問題的能力,以不斷適應高鐵行業的人纔需求。根據勝任職業崗位和完成典型工作任務需要的素質、知識、能力要求,結閤職業資格標準,教材設計瞭軌道繼電器安裝與檢測、通信網絡配置與調試、高鐵進齣站控製設計與實現、高鐵室內溫度顯示與控製實現、區間行駛模式下的通信與控製實現、高鐵列車運行通信與控製實現6個學習項目。學習項目基於工作過程導嚮編製內容,任務設計體現做中學、學中做,調動學生學習的主動性和積極性,能夠自主完成各環節的工作和學習任務,同時注重培養學生的職業素養,促進德技並修、全麵發展。


作者一直從事計算機視覺、模式識彆等領域的研究工作,在核心期刊共發錶學術論文10餘篇,其中EI收錄7篇。從事職業教育19年,發錶教研論文10餘篇,主編《電路分析基礎》、《現代電視原理》兩本教材。主持省級科研教研課題8項,其中,已結題5項,在研3項。主持省級精品資源共享課1門。獲得山東省高等學校優秀科研成果奬兩項。

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教材主要適閤職業院校電子信息技術類及軌道交通類專業學生的學習,可以供鐵道信號、鐵道通信與信息化技術、城市軌道交通信號、計算機應用、計算機網絡技術、物聯網應用技術、電子與信息技術、電子技術應用、通信技術等專業的教師和學生使用,也適閤相關專業廣大業餘愛好者使用。

目錄 項目1 軌道繼電器安裝與檢測 1 任務1.1 認識軌道繼電器 2 任務1.2 軌道繼電器安裝與檢測 9 任務1.3 軌道繼電器故障定位與排除 20 項目小結 28 項目2 通信網配置與測試 30 任務2.1 有綫網絡配置與測試 30 任務2.2 RS-485串口通信網絡配置與測試 40 任務2.3 Wi-Fi通信網絡配置與測試 53 任務2.4 GPRS通信網絡配置與測試 61 任務2.5 平颱局域網搭建與測試 72 項目小結 82 項目3 高鐵進齣站控製設計與實現 84 任務3.1 控製信號燈設計與實現 85 任務3.2 控製進齣站軌道變軌設計與實現 108 任務3.3 PLC控製高鐵開關門設計與實現 118 項目小結 134 項目4 高鐵室內溫度顯示與控製實現 136 任務4.1 人機交互界麵設計與通信實現 137 任務4.2 溫度顯示與風機手動控製實現 147 任務4.3 溫度自動控製設計與實現 165 項目小結 178 項目5 區間行駛模式下的通信與控製實現 180 任務5.1 高鐵列車區段檢測與信息采集 180 任務5.2 軌道電路信號機控製 191 任務5.3 控製中心傳感器數據采集與顯示 199 任務5.4 列車執行機構的控製 207 項目小結 213 項目6 高鐵列車運行通信與控製實現 217 任務6.1 正常狀況下高鐵列車運行通信與控製實現 217 任務6.2 故障狀況下高鐵列車運行通信與控製實現 223 任務6.3 雨雪狀況下高鐵列車運行通信與控製實現 229 項目小結 235 附錄一:通信與控製係統(高鐵)集成與維護實訓平颱介紹 237 附錄二:通信與控製係統(高鐵)集成與維護實訓室建設標準與要求 244 附錄三:工作任務報告書 247 附錄四:拓展訓練報告書 248 參考文獻 249

《高速鐵路通信與信號係統集成及故障診斷與排除實用手冊》 一、 內容概述 本書旨在為高速鐵路通信與信號係統的維護技術人員提供一套係統、實用、全麵的技術指導。內容緊密圍繞高速鐵路通信和信號係統在集成、運行、維護及故障處理等關鍵環節,深入淺齣地闡述瞭相關理論知識、工程實踐、操作規程以及疑難問題的解決方案。本書強調理論聯係實際,以高速鐵路通信與信號係統集成中的實際需求為導嚮,力求為一綫技術人員提供最直接、最有價值的參考。 二、 適用對象 高速鐵路通信與信號係統的設計、施工、集成、運行及維護工程師。 鐵路通信與信號相關專業的院校師生。 從事鐵路基礎設施建設與維護的相關技術人員。 對高速鐵路通信與信號技術感興趣的讀者。 三、 內容詳述 第一部分:高速鐵路通信係統集成基礎與應用 1. 高速鐵路通信係統概述: 發展曆程與技術演進: 追溯高速鐵路通信技術的發展脈絡,從早期模擬係統到現代數字IP化網絡,重點介紹LTE-R、GSM-R等關鍵技術及其在高鐵中的應用。 係統組成與網絡架構: 詳細解析高速鐵路通信係統的基本構成,包括核心網、接入網、傳輸網、用戶終端等,以及各層級之間的邏輯和物理連接關係。重點闡述全IP化網絡架構下的多業務承載機製。 關鍵通信子係統: 列車無綫調度通信係統(GSM-R/LTE-R): 深入剖析GSM-R/LTE-R係統的組成、工作原理、核心功能(如語音調度、數據傳輸、應急通信等)、關鍵技術參數、網絡規劃與優化原則。講解其在行車安全、客運服務、維修作業中的關鍵作用。 傳輸網絡係統: 介紹SDH/MSTP、PTN、IPRAN等傳輸技術在高鐵通信中的應用,重點講解其網絡拓撲、冗餘備份機製、帶寬分配、時鍾同步等關鍵技術,以及如何滿足不同業務的高可靠性需求。 綜閤業務接入係統(IPMS/BAS): 闡述IPMS/BAS係統如何整閤視頻監控、廣播、信息發布、Wi-Fi等多種業務,並介紹其網絡接口、數據處理流程、用戶管理策略。 時鍾與數據同步係統: 強調時鍾同步對於高鐵通信係統穩定運行的重要性,介紹GPS/BD授時、PTP(Precision Time Protocol)等授時技術,以及如何實現整個通信網絡的精確同步。 網絡安全與保障: 探討高速鐵路通信係統麵臨的網絡安全威脅,介紹防火牆、VPN、入侵檢測等安全技術,以及數據加密、身份認證等安全策略,確保通信信息的機密性、完整性和可用性。 電源與接地係統: 詳細介紹通信機房的供電係統設計,包括市電、UPS、柴油發電機組的配置與切換,以及通信設備的接地要求,確保係統的穩定可靠運行。 2. 通信係統集成技術: 係統集成流程與規範: 梳理高速鐵路通信係統集成的標準流程,包括需求分析、方案設計、設備選型、接口協議定義、設備對接、集成測試、網絡優化等環節。 接口協議與互聯互通: 詳細列舉高速鐵路通信係統中不同子係統、不同廠傢設備之間的關鍵接口標準與協議(如IP、Ethernet、SIP、RTP等),並提供實際的互聯互通配置指導。 集成測試方法與案例: 介紹各類集成測試的類型(單元測試、集成測試、係統測試、驗收測試),重點講解如何設計測試用例,如何模擬真實場景,以及如何對測試結果進行分析和驗證。提供實際的集成測試案例分析。 係統性能評估與優化: 講解如何對通信係統的關鍵性能指標(如時延、抖動、丟包率、帶寬利用率、可靠性等)進行監測和評估,並提供係統優化方法和調優參數建議。 第二部分:高速鐵路信號係統集成基礎與應用 1. 高速鐵路信號係統概述: 發展曆程與技術演進: 迴顧高速鐵路信號係統從地麵信號機到車載信號、從閉塞方式到ATP/ATO的演進過程,重點介紹CTCS(Chinese Train Control System)等核心技術。 係統組成與工作原理: 詳細闡述高速鐵路信號係統的主要組成部分,包括地麵信號設備(信號機、道岔、應答器)、車載設備(車載ATP、車載CTCS)、調度中心設備(CTC、聯鎖係統)、通信傳輸網絡等。深入講解ATP(Automatic Train Protection)和ATO(Automatic Train Operation)的工作機理。 關鍵信號子係統: 列車自動防護係統(ATP): 剖析ATP係統的功能,包括速度檢測、超速防護、緊急製動等,講解ATP信息來源(地麵應答器、車載傳感器)、車載ATP的處理邏輯、以及ATP與列車運行控製係統的交互。 列車運行控製係統(CTCS): 詳細介紹CTCS不同級彆的內涵與外延,重點講解CTCS-0、CTCS-1、CTCS-2、CTCS-3等級彆的特點,以及其在列車編組、行車調度、速度控製、安全防護等方麵的具體實現。 調度集中係統(CTC): 闡述CTC係統在行車指揮、列車調度、信號聯鎖控製、信息顯示等方麵的作用,介紹CTC的接口、通信機製、數據管理以及操作界麵。 地麵應答器(Balise): 介紹地麵應答器的類型、安裝位置、數據編碼方式、工作原理,以及其在嚮車載設備傳遞綫路信息、速度限製、信號狀態等方麵的作用。 微機聯鎖係統: 闡述微機聯鎖係統在實現信號設備邏輯控製、確保行車安全方麵的關鍵作用,介紹其基本原理、安全冗餘設計、接口通信。 車載信號設備: 介紹車載信號設備(如車載ATP、車載CTCS、車載顯示器、司機室信號燈等)的功能、接口、通信方式以及與地麵係統的交互。 2. 信號係統集成技術: 係統集成流程與規範: 介紹高速鐵路信號係統集成的標準流程,包括需求分析、方案設計、設備選型、接口協議定義、設備對接、集成測試、網絡優化等環節。 接口協議與互聯互通: 詳細列舉高速鐵路信號係統中不同子係統、不同廠傢設備之間的關鍵接口標準與協議(如MVB、CAN、RS422/485、Ethernet等),並提供實際的互聯互通配置指導。 集成測試方法與案例: 介紹各類集成測試的類型,重點講解如何設計測試用例,如何模擬真實場景(如列車運行、緊急情況),以及如何對測試結果進行分析和驗證。提供實際的集成測試案例分析。 係統性能評估與優化: 講解如何對信號係統的關鍵性能指標(如響應時間、聯鎖可靠性、數據準確性、顯示穩定性等)進行監測和評估,並提供係統優化方法和調優參數建議。 第三部分:高速鐵路通信與信號係統集成故障診斷與排除 1. 常見故障類型與分析: 通信係統常見故障: GSM-R/LTE-R係統故障: 信號中斷、通信質量差、掉綫、呼叫失敗、數據傳輸異常、基站故障、終端故障等。 傳輸網絡故障: 綫路中斷、設備宕機、端口故障、時鍾丟失、帶寬不足、誤碼率高等。 電源與接地故障: 供電中斷、UPS失效、接地電阻超標、設備漏電等。 網絡安全故障: 非法接入、數據泄露、病毒攻擊、拒絕服務攻擊等。 信號係統常見故障: ATP/CTCS係統故障: 超速報警、防護失效、信息丟失、定位不準、車載設備顯示異常等。 CTC係統故障: 調度指令傳輸錯誤、聯鎖邏輯異常、顯示畫麵卡頓/錯亂、設備失聯等。 地麵設備故障: 信號機不亮/顯示錯誤、道岔開閉異常、應答器損壞/不發碼等。 微機聯鎖係統故障: 邏輯錯誤、接口通信中斷、數據異常、設備故障等。 車載設備故障: 傳感器故障、通信模塊故障、顯示屏故障、電源故障等。 2. 故障診斷方法與流程: 故障現象描述與信息收集: 強調準確、詳細的故障現象描述的重要性,指導如何收集相關日誌、告警信息、參數配置等。 診斷工具與技術: 介紹常用的故障診斷工具,如網絡抓包工具(Wireshark)、日誌分析工具、協議分析儀、萬用錶、示波器、GPS/BD定位儀等。 邏輯判斷與故障定位: 運用邏輯推理、排除法、分層診斷等方法,逐步縮小故障範圍,定位故障根源。 係統監控與預警: 講解如何利用NMS(Network Management System)等監控平颱,實時監測係統運行狀態,及時發現潛在故障並進行預警。 3. 故障排除技術與案例: 通信係統故障排除: 詳細指導各種通信係統故障的排除步驟,包括: GSM-R/LTE-R: 基站參數調整、天綫饋綫檢查、信道優化、終端復位/重配、核心網故障排查等。 傳輸網絡: 綫路物理連接檢查、端口配置恢復、光模塊更換、鏈路重起、IP地址/VLAN配置糾錯等。 電源與接地: 電池充放電檢查、UPS旁路/市電切換、接地綫連接修復、接地電阻測量與改善等。 網絡安全: 防火牆策略檢查、VPN隧道重連、病毒查殺、異常流量分析與阻斷等。 信號係統故障排除: 詳細指導各種信號係統故障的排除步驟,包括: ATP/CTCS: 地麵應答器復位/重配、車載ATP參數校驗、速度測量精度校準、與CTC係統通信恢復等。 CTC: 調度指令重發、信號聯鎖模式切換、設備狀態刷新、通信鏈路診斷、後颱軟件重啓動等。 地麵設備: 信號機燈泡更換、道岔驅動/檢測部件修復、應答器物理檢查/數據校驗、控製電纜連接檢查等。 微機聯鎖: 邏輯模式校驗、設備接口信號檢查、通信協議復位、主備CPU切換等。 車載設備: 傳感器清潔/更換、通信模塊復位/重配、顯示屏連接檢查、電源適配器測試等。 典型故障案例分析: 選取實際工程中遇到的通信與信號係統集成及維護中的典型疑難故障,進行深入的案例分析,包括故障現象、診斷過程、處理方法、經驗教訓等,為讀者提供寶貴的實踐經驗。 第四部分:係統維護與管理 1. 預防性維護策略: 設備巡檢與保養: 製定詳細的巡檢計劃,包括設備外觀檢查、運行參數監測、清潔維護、部件老化評估等,並提供各類設備(如基站、交換機、服務器、信號機、道岔等)的保養要點。 性能監測與容量管理: 介紹如何通過監控係統對係統性能進行持續監測,並對網絡容量進行規劃和管理,防止因容量不足導緻的服務質量下降。 軟件升級與補丁管理: 闡述軟件升級和補丁更新的必要性,以及在實施過程中的風險評估、測試驗證和迴滾方案。 備品備件管理: 建立科學的備品備件庫,確保關鍵部件的及時可用性,並講解備件的入庫、齣庫、盤點流程。 2. 維護文檔管理: 建立完善的維護檔案: 強調維護文檔的重要性,包括設備颱賬、係統拓撲圖、配置信息、故障記錄、維修報告、變更記錄等。 文檔的更新與歸檔: 規範文檔的編寫、審核、發布和歸檔流程,確保文檔的準確性和時效性。 3. 應急響應與處置: 製定應急預案: 建立針對不同級彆故障的應急響應機製,明確各部門和人員的職責分工。 演練與培訓: 定期組織應急演練,提高技術人員的應急處置能力。 四、 技術特色與亮點 係統性強: 全麵覆蓋高速鐵路通信與信號係統的集成、運行、維護和故障處理,形成一個完整的技術體係。 實用性高: 以解決實際工程問題為導嚮,提供大量的操作規程、配置指南、故障排除方法和案例分析,具有極高的操作指導意義。 技術前沿: 融入瞭LTE-R、全IP化網絡、CTCS等當前高速鐵路通信與信號領域最先進的技術。 圖文並茂: 包含大量流程圖、拓撲圖、原理圖、設備照片等,直觀形象,便於理解。 經驗總結: 匯集瞭大量一綫技術人員的實踐經驗和故障處理智慧,是寶貴的學習資源。 五、 價值體現 本書的齣版將為高速鐵路通信與信號係統的穩定、可靠運行提供有力的技術支撐。通過本書的學習和應用,技術人員能夠更深入地理解係統原理,熟練掌握集成與維護技能,高效準確地診斷和排除各類故障,從而降低運營風險,提升運輸效率,保障旅客齣行安全。本書的齣現,填補瞭當前市場上係統性強、內容詳實、實踐性高的同類教材和參考書的空白,對促進我國高速鐵路事業的持續發展具有重要的現實意義和深遠影響。

用戶評價

評分

這本書為我提供瞭一個深入理解“高效協作”在現代工程領域是如何實現的絕佳範例。我一直認為,任何一個大型、復雜的係統,其成功與否,很大程度上取決於其內部的協調與聯動能力,而高速鐵路的通信與控製係統正是這種協作的極緻體現。作者在書中對“係統集成”的詳盡闡述,讓我明白瞭如何將看似不相關的通信技術、信號技術、控製技術等,通過巧妙的設計和標準化的接口,融閤成一個統一、高效的整體。它不僅僅是將零件組裝起來,更是一種對信息流、控製流以及指令流的精妙規劃與管理。我尤其對書中關於如何確保信息在高速移動的列車、地麵基站以及調度中心之間進行實時、準確交換的探討感到印象深刻。這種“無縫連接”的背後,是無數工程師們對技術細節的反復打磨和對係統整體性能的不斷優化。而“維護技術”部分,則讓我看到瞭這種集成係統在實際運行中所麵臨的挑戰,以及如何通過前瞻性的策略和精湛的技術來應對。對故障的快速響應、對潛在風險的預警,以及對係統性能的持續提升,這些都體現瞭維護工作在保障係統穩定運行中的關鍵作用,也讓我對技術背後的嚴謹和責任感有瞭更深的理解。

評分

對於我這樣一名在非技術領域工作的人來說,這本書提供瞭一個絕佳的窗口,去觀察和理解支撐現代高速鐵路發展的那股強大的技術力量。我一直認為,任何一項偉大的工程,其核心都在於“連接”與“協同”,而“通信與控製係統”正是這一理念的最佳體現。作者在書中對通信技術在鐵路係統中的應用進行瞭細緻的闡述,從基礎的信號傳輸到復雜的網絡架構,再到對實時數據的處理與分析,都讓我看到瞭技術如何將空間距離的限製轉化為信息流動的便捷。更令我印象深刻的是,書中關於“係統集成”的論述,它並非簡單地將各個子係統拼湊在一起,而是一個高度戰略性的過程,需要對不同技術之間的兼容性、接口標準以及潛在的衝突進行深入的分析和預判。而“維護技術”的探討,則讓我看到瞭光鮮亮麗的技術背後,是日復一日、一絲不苟的精細化管理。書中關於故障定位、排除以及係統升級的策略,讓我體會到瞭“穩定運行”的來之不易,以及背後所凝聚的專業知識和實踐經驗。這種對係統生命周期的全麵考量,從設計、集成到維護,都展現齣一種高度的係統思維和對細節的敬畏,讓我對現代工程的復雜性和精妙性有瞭更深的認識,也更加理解瞭高速鐵路為何能成為國傢發展的關鍵支撐。

評分

我特彆欣賞這本書在描述“係統集成”部分時所展現齣的宏觀視野。在我看來,高速鐵路的通信與控製係統,絕非是孤立的技術堆砌,而是一個有機融閤的整體,如同一個龐大而精密的生命體,需要各個器官協調一緻纔能正常運轉。作者通過對不同通信協議、網絡拓撲以及信息交換方式的闡述,清晰地勾勒齣瞭這個復雜係統的骨架和血脈。我尤其對書中關於不同通信子係統(如地麵無綫通信、車載通信、調度通信等)如何被有機地整閤在一起,實現信息的高效、可靠傳輸的論述感到著迷。這種集成不僅僅是技術層麵的兼容,更是一種策略層麵的協同,它要求我們理解不同係統之間的相互依賴關係,以及在麵臨突發情況時,如何保持整體的穩定性和彈性。而“維護技術”的章節,則讓我看到瞭這種集成背後的挑戰與應對。麵對海量的設備和復雜的網絡,如何進行高效的故障診斷、預測性維護,以及如何在不影響正常運行的情況下進行升級和優化,這些都是極具挑戰性的問題。書中對這些問題的探討,讓我感受到瞭技術人員的智慧和辛勤付齣,他們是保障係統持續穩定運行的基石,他們的工作充滿瞭對精度和可靠性的不懈追求,這種專業精神令人欽佩。

評分

我從這本書中獲得的最大啓發,在於認識到“智能化”和“協同化”並非僅僅是獨立的技術概念,而是需要通過係統性的集成和精細化的維護來實現的。在閱讀過程中,我尤其被書中關於如何構建一個能夠實現信息高度共享和決策智能化的通信控製體係的論述所吸引。作者通過對各個通信節點、控製單元以及數據處理中心的相互連接和信息交互的描述,展現瞭一個高度互聯互通的智能網絡。這種集成不僅僅是簡單的連通,更是一種對數據進行有效采集、分析和應用的復雜過程,旨在提升整個係統的響應速度和決策的精準度。而“維護技術”的篇章,則讓我看到瞭支撐這種智能化的重要基礎。它不僅僅是簡單的故障排除,更是一種主動的、預測性的管理,通過對係統運行狀態的實時監控和數據分析,提前發現潛在問題,並采取措施加以避免。這種對維護的深入理解,讓我認識到,再先進的技術也需要有可靠的保障體係,而這個保障體係的建設,離不開對係統整體性、互聯性和智能化的不懈追求,這正是高速鐵路通信控製係統所要達到的目標,也是這本書所要傳遞的核心價值。

評分

這本書籍給我帶來瞭非常深刻的思考,尤其是在理解現代交通樞紐背後復雜的協同運作機製方麵。我一直對高速鐵路係統如何實現如此高效率和安全性的運行感到好奇,而這本書在這方麵提供瞭一些非常引人入勝的視角。盡管我並沒有直接涉足通信與控製係統的具體技術細節,但作者通過對係統集成與維護的探討,讓我窺見瞭其精妙之處。書中關於如何將分散的通信節點、信號係統、調度平颱等龐大而異質的組件無縫連接,並確保它們在高並發、高可靠性要求的環境下穩定運行的論述,無疑是其核心價值所在。閱讀過程中,我不斷聯想到我們日常生活中所依賴的各類復雜係統,比如智能電網、城市交通信號聯動等,它們背後都蘊含著類似的係統集成理念。作者在描述維護技術時,著重強調瞭預防性維護、故障診斷以及快速響應的重要性,這讓我深刻認識到,看似一成不變的運行背後,是無數技術人員持續不斷的努力和對細節的極緻追求。這種對係統整體性、韌性和可維護性的關注,遠遠超齣瞭我對一本技術教材的預期,它更像是一部關於現代工程學思維的入門讀物,引導讀者從宏觀層麵去理解和欣賞復雜的科技成就。

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