车载网络的特点
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车载网络的特点范文第1篇
汽车中电器的技术含量和数量是衡量汽车性能的一个重要标志。汽车电器技术含量和数量的增加，意味着汽车性能的提高。但汽车电器的增加，同样使汽车电器之间的信息交互桥梁———线束和与其配套的电器接插件数量成倍上升。在1955年平均一辆汽车所用线束总长度为45米；而到了2002年，一辆汽车所用的平均线束总长度达到了4000米。线束的增加不但占据了车内的有效空间，增加了装配和维修的难度，提高了整车成本，而且妨碍了整车可靠性的提高。
为了在提高性能与控制线束数量之间寻求一种有效的解决途径，在20世纪80年代初，出现了一种基于数据网络的车内信息交互方式———车载网络。
车载网络采取基于串行数据总线体系结构，这是业界的共识。在各种串行数据总线中，最常见的是PC机上的串口UART，因此最早的车载网络是在UART的基础上建立的，如通用汽车的E&C、克莱斯勒的CCD、福特的ACP、丰田的BENA等车载网络都是UART在汽车上的应用实例。UART在汽车上的成功应用，标志着汽车电器系统在融入汽车电子之后，再一次向汽车网络化方向迈进。
由于汽车具有强大的产业背景，随后车载网络由借助通用微处理器/微控制器集成的通用串行数据总线，逐渐过渡到根据汽车具体情况，在微处理器/微控制器中定制专用串行数据总线，如CAN、LIN、Byteflight和FlexRay等都是为汽车定制的专用串行数据总线。20世纪90年代中期，美国汽车工程师协会(SAE)下属的汽车网络委员会，为了规范车载网络的研究设计与生产应用，按网络的传输速率将车用总线划分为A、B、C三类。车载网络的分类标志着业界已接纳车载网络这一全新的技术，并使其进入产业化阶段。
现代车载网络显示了在现代汽车中从复杂的动力系统到简单的座椅、车灯、车门控制，从集成了全球定位系统(GPS)的车载导航仪到单一的音响喇叭，处处可见网络的踪迹，网络已成为各汽车电器/汽车电子之间的信息纽带。
产业化进展迅速
网络技术在汽车上的应用，不但增强了汽车的性能，而且减少了线束的用量。2003年6月在南京菲亚特下线的“派力奥·周末风”，由于采用了汽车整体车载网络技术，从而减少了23的线束，降低元件重量2.8千克。在“派力奥·周末风”中，车载网络将前照灯照明、前/后窗自动玻璃清洗控制、转向灯控制、后风窗雨刮器、内部照明系统、单点触电动窗自动升降、电子防盗系统通过网络连为一体。
由于车载网络不但增强了汽车性能，而且还降低了整车汽车电器/汽车电子系统的成本。为此收集了一些数据，希望从这些数据中能反映出车载网络的发展过程和现状。
近两年在中国生产，价格在8万元～20万元之间，采用车载网络的轿车、SUV情况。价格在20万元以下的轿车属于普及型轿车，但车载网络却在近两年在中国生产的普及型轿车中占据了相当大的比重，说明车载网络已在轿车中进入产业化阶段，它不再是高档轿车独享的专用高级技术。说明CAN总线已成为普及型轿车车载网络的主流。
在车载网络的发展过程中，通信介质已日益引起关注，目前POF已得到大量应用。此前德国宝马汽车公司宣布在2002年3月上市的最高级新款轿车“BMW7”系列中采用了50米POF。它表明大量采用POF车载网络的汽车已经开始进入实用阶段。
数据通信对速度的要求是永无止境的。在车载网络的发展过程中，介质的通信速度是制约车载网络应用和发展的一个重要因素。POF在汽车上的成功应用，不但推动了以Byteflight、FlexRay和MOST等现有的以POF为介质的高速车载网络的产业化应用，而且为下一代车载网络的发展创造了条件。随着人类生活空间的拓展，IT融合于汽车之中是未来发展的必然趋势，而作为IT装置之间实施信息交互媒介的网络，将会有更多类似于IEEE1394、Bluetooth等IT领域应用的网络向汽车渗透。
中国机会
随着中国经济的高速发展，面对中国巨大的轿车市场，世界上各大汽车制造商纷纷与国内汽车制造厂合作生产轿车，并且所生产轿车的技术含量正逐渐与世界同步。据相关资料报道，近年来在国内生产的轿车中，汽车电子在汽车中所占的比例及其汽车电子的技术含量已超过世界轿车的平均水平。
目前国际汽车工业广泛采用系统开发、项目平台、全球采购、模块化供货等运作方式。最近上海、浙江、广东已在不同程度上起动了汽车电子产业。政府的支持、市场的需求为中国汽车电子的发展提供了良好平台。车载网络是典型的实时嵌入式网络系统，而中国拥有较多的嵌入式系统开发人员，提供了大量的人才储备。这是中国汽车电子的发展机遇，也是具有自主知识产权车载网络在中国的发展机遇。
在“十五”国家电动汽车重大科技专项支持下，由清华大学与北京客车厂等单位开发的燃料电池城市客车、天津清源电动车辆股份有限公司等单位合作研发的XL纯电动轿车、由奇瑞汽车公司等合作单位研发的纯电动轿车都采用了具有自主知识产权的车载网络。目前中国科学院电工研究所汽车电子应用技术研究组在电动汽车重大科技专项支持下，专注于具有自主知识产权的车载网络CAN总线塑胶光纤集线器的研发。赛弗CC6450BY采用了CAN总线标志着车载网络在中国自有品牌汽车中的产业化进程开始了。
而车载网络作为连接车内机械、电器和电子信息的纽带，是整车的核心技术，而国内汽车工业的现状将注定具有自主知识产权的车载网络的大量运用还需要汽车企业和相关技术开发商付出大量的努力。
串行数据总线特点
在计算机技术中，数据总线分为并行数据总线和串行数据总线，串行数据总线是将数据按bit流的方式通过一根或多根通信介质实施信息交互的一种数据通信方式，它的特点是占用信道少、信息容量大。
日常生活中最常见的电视机红外线遥控、以太网、ADSL、USB、RS232等都属于串行数据总线范畴。它和电气信号连接方式的本质区别是信息容量大。由于串行数据总线占用信道少，因此它是内嵌微处理器/微控制器智能零部件或设备与外界实施信息交互的主要方式，在通用微处理器/微控制器中一般集成了一种或数种串行数据总线。
·车载网络的分类
车载网络的分类有两种方式：一种是基于传统的SAE总线分类，另一种是新型专用总线。
传统的SAE总线分类：A类面向传感器/执行器控制的低速网络，数据传输位速率通常只有1Kbps-10Kbps，主要应用于电动门窗、座椅调节、灯光照明等控制；B类面向独立模块间数据共享的中速网络，位速率一般为10Kbps-100Kbps，主要应用于电子车辆信息中心、故障诊断、仪表显示、安全气囊等系统，以减少冗余的传感器和其他电子部件；C类面向高速、实时闭环控制的多路传输网，最高位速率可达1Mbps，主要用于悬架控制、牵引控制、先进发动机控制、ABS等系统，以简化分布式控制和进一步减少车身线束。
·POF特性
车载网络的特点范文第2篇
对于汽车车载网络系统的故障，故障发生时一般都有一些明显的故障特征：1）整个车载网络不工作或多个控制单元ECU有故障。2）有些故障现象时没有任何关联，有时候多个故障现象会在不同的系统和不同的地方一起表现出来。3）通过专用的故障诊断设备与个别或多个控制单元ECU通讯，现象变现为无法与诊断设备连接通讯。
2车载网络系统的故障诊断的一般程序
1）基本检查。检查汽车蓄电池的静态电压、各接头之间的连接情况、相关的保险丝以及发动机与车身的搭铁情况等。2）连接专用诊断仪，与出现故障的各电控系统进行通讯，并读取故障码。3）如有故障码，按故障码提示进行检查。在CAN系统故障码与其它故障码同时出现时，应优先对CAN系统进行故障诊断。如故障诊断设备它具有对控制单元ECU进行CAN系统的故障诊断和支持监视器功能，通过诊断设备的这个功能可以用来帮助判断故障位置。4）检查控制模块的电源供应及搭铁回路是否良好。5）检查CANBUS数据总线的两根线路是否良好，最好用多通道示波器对其进行波形检测，如不正常再用万用表进行检查是否断路、短路。6）拔下控制模块线束接头，对控制模块CANBUS数据总线接口两端的数据传递终端电阻进行检测，如不符要求，则控制模块内部不良。7）在拔下控制模块线束接头，检查CANBUS数据总线接口的接触情况，并使该控制模块不接入车内网络系统的情况下，观察故障现象的变化，如故障消失，则控制模块硬件损坏或内部软件故障如未进行相应编程、设定等。8）先对该控制模块进行重新设定，如故障不能消失，则更换新模块再视情进行重新编程设定。
3车内局域网系统故障诊断、排除的相关要点
1）熟悉每个类型的汽车网络系统的特点。车载网络采用的大多是局域网（局域网是指在一个特定的局部单位内连接的网络），其可用的传输介质主要有同轴电缆、双绞线、光纤电缆和无线电。在汽车上会同时有多个局域网络存在，通过利用网关将这些局域网连接起来从而形成互联网络。因此网关是用来连接不同类型的网络从而能实现不同类型网络之间协议相互转换的设备。根据网络结构，车载网络分星型网、总线网、环型网。星型网络是以一台中央处理器为中心，中央处理器与每台入网机器有一个物理连接链。星型网络又有用普通导线传输数据的普通星型网络和用光纤传输数据的光学星型网络，但都只能在一个部件或总成上使用。如宝马7系列轿车被动安全系统的Byteflignt就采用光学星型网络（参见后述故障实例中的介绍）。环型网络是指控制单元通过网络部件连到一个环行物理链路中，其优点是信息在网络中传输实时性好、传输数据量大及抗干扰能力强，每个节点只与其他2个节点有物理连接；缺点是一个节点故障可能影响整个网络，可靠性较差，网络扩充时要调整对整个网络重新排序，在增加功能时需添加控制单元，相对比较复杂。总线型网络由总线连接入网控制单元，可以使用同轴电缆、双绞线、光纤电缆作为网线，以双绞线最为常见。车载局域网的应用非常多，如可以应用在动力控制系统、车身系统、安全系统、信息系统，它们可以是采用不同的网络结构、不同的传输介质、不同的传输协议的各自独立的网络；也可以设置网关，将它们连接为一体形成车载网络系统。网关主要功能是从一个局域网络读取所接收的信息，并翻译信息，向其它局域网络发送信息。车载网络系统是一个比较复杂的系统，所以维修时，我们要通过对汽车车载网络之间的关系结构的熟悉，如果能偶将其网络结构的基本框图会出来时最好的。
4故障实例
车载网络的特点范文第3篇
关键词：车辆安全辅助 ZigBee
引言：车辆在城市交通行驶及起步停车等阶段易发生刮蹭、碰撞，因雨雪雾等天气造成的路面湿滑及视野受阻环境下，更易发生事故导致财产损失及人身伤害。事故发生典型场景有：1.直线行驶车辆与侧方驶离停车位/社区出入口车辆、侧方停靠车门突然开启车辆发生碰撞；2.直线行驶车辆与侧方并线车辆、前方逆转方向车辆发生碰撞。安全辅助系统可实现上述场景中车辆行车状态自动识别与信息互动警示，减免意外事故发生。
一、系统方案设计
系统由车载终端、参考节点、协调器节点和数据服务器构成。车载终端负责收集/处理车辆行车状态信息，作为网络移动节点对车辆进行跟踪定位辅助；参考节点位于区域固定位置，起网络定位参考作用；协调器节点建立网络，负责处理节点位置信息并将信息传输至数据服务器；数据服务器可接入互联网，实现计算机终端对网络的远程访问与控制。系统无线通信采用ZigBee网型拓扑网络，置于道路侧的协调器节点为网络核心，主导无线网络的建立与配置管理。协调器节点与车载终端、参考节点采用自组织方式组建无线通信网络。
主要功能原理如下：车辆启动后车载终端开始工作，并通过总线系统收集车辆车速/轮速/转向灯开关/倒车开关/车门开关等信号以及GPS系统定位信息，经过微处理器计算车辆行驶状态与位置信息。车载终端搜索并加入附近区域协调器节点建立的网络，借助参考节点辅助定位，通过网络向区域内其他车辆发送本车行驶状态与位置信息。其他车辆终端微处理器分析获取信息，识别相邻接近车辆与本车是否存在行驶路线交叉与汇合，提醒驾驶员注意邻近车辆行驶路线并适时建议驾驶操作。
二、系统硬件设计
1.车载终端设计：系统需满足大量实时数据收发与低功耗要求，同时为实现硬件平台功能可扩展性，设计采用MCU模块+HMI模块方案。MCU模块负责车辆状态信息采集与处理、数据无线通信等；HMI模块负责人机交互功能例如语音播报等。模块间通过RS485总线连接。
MCU模块采用LPC2366微处理器与CC2431射频芯片构建硬件平台，结构如图1所示。MCU模块由负责数据采集与处理的CPU模块、存储数据的储存模块、采集车辆状态参数的CAN总线接口模块、负责数据收发的射频模块和电源管理模块组成，射频模块与CPU模块是系统核心。CPU模块自动采集CAN总线接口模块传来信号，经调制电路由CPU处理，处理与分析结果通过ZigBee网络传输。LPC2366集成CAN控制器与CAN电平转换芯片TJA1040T相连，接收车辆状态参数。TJA1040T是NXP公司推出的用于汽车电子的高性能CAN收发器。射频模块采用Ti公司CC2431，单芯片整合ZigBee射频前端、微控制器与GPS定位引擎硬件，采用较少电路即可实现无线信号收发，利用内置定位引擎基于RSSI技术，根据接收信号强度与已知网络参考节点位置计算车辆终端位置，实现车辆定位信息的多路输入辅助。CPU模块设计有RS232接口可用于连接独立GPS模块，GPS模块采用联发科技GS-92m，拥有SIRF3电路，具有20个卫星信号通道，热启动模式平均定位时间为1s，具有搜星快速、接收能力强等特点。数据采集模块包含4路模拟量采集通道与8路开关量采集通道，用于扩展终端系统实用性。
2.协调器/参考节点设计：节点采用CC2430芯片，包括电源模块、射频天线RF模块以及晶振电路等模块。电源模块用于为协调器节点的其它功能模块供电，保证节点正常运行。RF模块用于数据的无线收发与传送。协调器晶振模块是两个不同频率晶振，用于无线收发数据和休眠状态。
3.数据服务器设计：数据服务器与网络通过以太网接口连接，采用RTL8019AS网络芯片，实现远程数据传输。服务器采用三星S3C44BO芯片，芯片规格为16/32Bit RISC。内部集成USB设备端与主机端，可提供点对点连接，USB接口芯片采用ISP1161。
三、系统软件设计
1.车载终端软件设计：车载终端上电硬件初始化，CPU模块通过SPI接口发送初始化指令，使CC2431进入工作状态，搜索其通信范围内是否存在网络并申请入网。终端成功入网后等待轮询信息并发送应答信息到协调器。LPC2366完成初始化后对采集到的CAN总线的数据以及开关量或模拟量进行解析，数据依次进行协议封装，并将分析结果实时通过CC2431传送至协调器节点。
2、参考节点软件设计：参考节点上电初始化，申请加入网络。搜索信号，接收并判断数据是否发给自身，是则从数据包中提取RSSI值，不是则丢弃。接收某一车载终端节点数据达到10次时计算平均值。将平均值运用定位算法计算出本节点与该车载终端节点间的距离。将自身坐标信息和移动节点与本节点间的距离值发送给协调器和该车载终端节点。
3.协调器节点的软件设计：协调器节点负责无线网络建立、网络参数设定、网络信息管理与维护等功能。协调器节点上电完成协调器硬件和协议栈的初始化后，开始进行信道能量检测与信道扫描。选择空闲信道中能量最强的作为所建立的无线网络的信道，从而建立无线网络并生成无线网络编号PAN ID和配置无线网络参数。建立ZigBee无线网络成功后，协调器节点进入监听状态，如有子节点申请入网，则允许子节点加入并为其分配无线网络地址，建立绑定文件。
四、总结
本文介绍一种车辆安全辅助系统，车辆间以ZigBee模块为基础，实现车辆实时行车状态信息的无线发送，在局部区域内完成车车通信，预先提醒驾驶员附近车辆行车状况并适时调整驾驶操作以避免安全风险。系统通信采用网状网络拓扑，具有可靠性强、组网灵活性高、自愈能力强等优点，适用于网域内动态移动变化的节点间通信与监测应用。
参考文献
[1]张威奕，陈秀万，李颖，李智慧. 基于GPS和Zigbee融合的无缝定位方法研究[J].宁夏大学学报，2013，34（1）：40-44.
[2]崔文韬，曹海. Zigbee无线定位技术应用[J].机械与电子，2008，26：85.
车载网络的特点范文第4篇
【关键词】车辆监控系统；GPRS；网络通讯技术；
中图分类号：K826文献标识码： A
一、前言
随着人们生活水平的不断提高，车辆已成为人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。随着车辆数量呈指数态势增长，对车辆的合理规范化的实时高效管理，已成为提高人们生活质量，保障人们出行安全顺利的必然要求。基于GPRS的车辆监控系统应运而生，改善了人们的生活质量。
二、车辆监控系统的设计概述
车辆定位监控系统作为ITS的一部分，其主要功能是对移动车辆进行实时定位跟踪，并实现对车辆的调度指挥。该系统由车载设备、通讯网络、监控中心三部分组成，车载设备通过接收到的GPS信息，解算出车辆当前的经度、纬度、速度、航向和其他信息(时间、状态)等，然后通过移动通讯网络传送至监控中心，监控中心在接到车辆上传的信息后，根据车辆的当前状况科学的进行调度和管理从而提高运营效率。从以上车辆定位监控系统功能需求，不难分析出来该系统需要借助的技术和手段：全球定位技术，移动通信技术和地理信息系统(GIS)技术。
三、车辆监控系统的硬件设计
1、车载终端处理器芯片
车载模块的处理器选择芯唐M0516处理器，车载终端内部通讯包括MCU与GPS模块、GPRS模块、以及周边模块的数据传输。内部数据传输都通过串口完成。以下代码为初始化串口中断，并使能收发中断，中断服务函数：
Void init_ 1315(PFN_DRVUART_CALLBACK GPS_
INT_HANDLE)
{SYSCLK->PWRCON.XTIL12M_EN=l；／*设置串口l功能引脚*／
DrvGPI()_lnitFunction(E_FUNc_UARTO)；／*6串口通信设置*／
sParam．u32BaudRate=9 600：
sParam．u8cDataBits=DRVUART_DATABITS_8；
sParam．u8cStopBits=DRVUART_STOPBllS_l；
sParam．u8cParity=DRVUART_PARITY_NONE；
sParam．u8cRxTriggerl.evel=DRVUART_FIFO_1BYTES；
while(DrvUART_Open(UART_PORTO,&sParam)!=E_SUCCESS)；
DrvUART_EnableInt(UART_P()RTO,DRVUART_RDAINT，GPS_INT_HANDLE)；
}
MCU通过响应串口的中断，完成车载终端内部数据传输过程。
2、系统的硬件构成
整个系统由车载移动单元，监控中心，通讯网络组成。移动用户板采用移动单元的主控单片机，GPRs模块采用wAVECOM公司的聊sMO QuIK Q2406B模块。GPS接收机采用Jupiter GPS模块，GPS模块和GPRs模块均采用串行通讯方式实现与单片机的通讯，数据传输控制简单可靠。移动用户板将GPS接收机接收的定位信息进行处理后传送给GPRS模块，然后由GPRS模块无线发送出去。
四、车辆监控系统的软件设计
车载系统程序的初始化主要包括GPS模块的初始化，GPRS模块的初始化，显示模块的初始化以及特殊功能寄存器的初始化。GPS的初始化主要是设置接收数据的格式和串 口通信协议，数据格式设为为NMEA-0183，串口通信协议设为波特率4800bps，1个开始位，8位数据位，1个停止位，无校验位。
GPRS的设置要复杂一些，单片机通过发送AT指令设置和控制GPRS模块，主要的设置有：设置通信波特率，可以使用AT+CGDCONT=115200命令，把波特率设置为115200bps或其它合适的波特率。设置接入网关，通过AT+CGDCONT=1，“CM．mⅡ”命令设置GPRS接入网关为移动梦网。设置移动终端的类别，通过AT+CGCLASS=“B”设置移动终端的类别为B类，即同时监控多种业务，但只能运行一种业务，即在同一时间只能使用GPRS上网，或者使用GSM的语音通信。测试GPRS服务是否开通，使用AT+CGACT=1，l命令激活GPRS功能。如果返回OK，则GPRS连接成功；如果返回ERROR，则意味着GPRS失败，这时应检查一下SM卡的GPRS业务是否已经开通，GPRS模块天线是否安装正确等问题。系统初始化完毕后，程序进入到循环等待中断阶段，当有外部中断和串口中断时进行相应的中断处理。GPs模块有数据输入时引起串口中断，进入相应的中断处理程序，由于NMEA-0183协议的每一条语句均已字符‘$’开始，因此只要判断收到的第一个字符是否是‘$’，将收到的数据进行校验，读出需要的定位信息。
五、监控中心的通讯服务器设计
监控中心是系统的核心，决定了整个系统功能的升级。除了接收GPS定位信号，并在电子地图上匹配，还包括所有入网用户的信息管理、跟踪监控、报警处理、数据备份以及车辆调度等功能。其中通讯服务器是整个车辆监控系统的通信枢纽，负责车载数据的上传和中心控制指令的下达，在GPRS通信线路上，系统采用TCP/IP协议和车载终端进行连接。
TCP是面向连接的通信协议，是一个双向连接传输模式；考虑到TCP能提供错误监测、数据复原及数据重送等机制适于对信息的安全性、可靠性要求较高数据通信特点，所以我们选用的GPRS IP Modem内嵌完整TCP/IP协议栈。通讯服务器主要完成4项工作：和车载终端通信，收发无线数据信息；加密发往车载终端和解密发往监控终端的数据帧和通信协议的转换；和监控终端通信，收发数据帧；完成对数据库的修改。因此通信服务器可以设计成由网络传输子系统和数据处理子系统组成。网络子系统主要负责通讯服务器与车载终端的通信和通讯服务器与监控终端的通信；数据处理子系统主要负责数据帧的加密解密和数据库存储等工作。
六、GPRS在车辆监控系统中的应用
1、基于GPRS的GPS车辆监控系统，其开发技术难度有限。正因为GPRS由GSM发展而来，在开发基于GPRS技术的车辆监控系统时，可以借鉴许多基于GSM体制的系统研制开发中已积累的经验，甚至可以直接采用许多已有技术成果。
2、有着良好的设备及服务支持。GPRS不仅被欧洲的第二代移动通信系统GSM支持，同时也被北美的IS一136支持。它的高数据率足以满足大多数3G多媒体宽带业务，现有的GSM运营商仅需对原有网络进行部分改造即可开展GPRS业务，这种业务即可以得到现有GSM运营商的支持，而在时间上还较3G提前几年。当3G真正到来时，对于那些没有3G运营权的运营商来说，GPRS仍不失为竞争的业务。目前中国移动即已经开始试运行GPRS服务。各大通讯公司也已纷纷推出各自的GPRS终端产品。
3、 先期投入少。由于GPRS是由GSM发展而来，其继承了采用GSM方式所具有的所有优点、并先天即具有向下兼容能力，现有的工作于GSM／SMS方式的车辆监控设备也无需抛弃，仅需部分改造、甚至无需改造即可并入采用GPRS体制的系统之中。同时也可以利用GSM／SMS服务作为其补充，在未开通GPRS地区实施GPS车辆监控服务。采用GPRS方式为GPS车辆监控系统的通讯平台，同样具有采用GSM／SMS体制覆盖广阔的优点，同样因其构建于已有公用网络之上，系统新建之初既无需通讯网络建设投资、运营之时又元需通讯网络维护投资。由于GPRS面对的是广大的普通用户，其通讯终端的价格必然不高，因此车载终端的成本也不会很高。这在最大限度上维护了车辆监控服务商、用户、开发商的利益。
七、结语
在车辆监控系统中使用GPRS通讯技术，使监控系统具有实时性、高效性、准确性等特点，从而提高了对车辆监管的效率。本文所论述的设计方法简便，算法快速准确，具有较好的市场价值和一定的应用前景。
车载网络的特点范文第5篇
关键词：车载计算机 现状 发展趋势 战略分析
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0094-03
本文主要从技术和潜力两个方面对车载计算机的现状及发展趋势进行研究，车载计算机的技术在相关科技发展的带动下日益成熟，而在潜力方面，车载计算机可挖掘的潜力巨大，前景十分广阔。以此为背景，再运用SWOT分析矩阵将国内与国外的发展状况进行对比，并对未来将由谁成为服务提供商进行分析预测，在此基础上对车载计算机的发展提出一些可行性建议。
本文的研究能够为车厂在车载计算机领域的发展提供一些可行性建议，为其指明方向。
1 绪论
1.1 车载计算机的简介
（1）车载计算机的概念。车载计算机是由Telematics引申出来的一个概念。它是由Telecommunication（无线通信）与Informatics（信息学）所组成的复合词。在国内，一般将车载信息通信系统、车载信息服务系统或无线通信服务系统等称为Telematics。而本文研究的Telematics主要是指车载telematics系统，车载Telematics系统通过全球卫星定位系统GPS，利用无线网络的语音、数据通信技术，使汽车驾乘者在车内随时随地与外部后台服务资源做双向的信息传递，享受实时化、位置化、个性化的各类应用服务。将车载Telematics系统与计算机结合在一起，就成了本文主要研究的对象车载计算机系统。（2）车载计算机的现状。车载计算机是近年来发展迅速的一种安装在汽车上提供多种信息服务的计算机。它融合了交通、汽车、通讯、计算机、系统科学等多领域的技术，是Telematics的一个具体应用，已成为了各大汽车厂商、研究机构的研究热点。西方发达国家对车载计算机的研究比较早，技术比较先进。美国、欧洲、日本这三大发展区域已经步入成熟期，主要系统稳定性，可靠性方面具有明显优势，处于领先水平。国内目前处于发展阶段，但是国内市场潜力巨大，各大厂商也纷纷踏入这一新领域，由此本文的研究具有十分明显的现实意义。（3）车载计算机的运作模式。由于Telematics系统运作模式极其复杂，就目前的发展模式观察而言，基本上可以分为汽车定位系统（GPS）与信息存取（Access）两部分进行探讨。在GPS系统运作模式方面，主要是通过卫星定位，为汽车驾驶员提供驾驶车辆行驶过程中车辆行进方向的导航指南。这个模式目前的运用也是越来越普及的。目前国内的私家车越来越普及，而道路又非常的错综复杂，因此汽车定位系统也是非常受欢迎的。另一个部分是信息接受运作模式，主要通过移动通信网络（GSM、GPRS、3G）与后台客户服务中心或者信息提供业者进行信息包括旅游、交通、气象、订票、娱乐等的双向接受与传送。这两种模式都是以为客户提供便利服务为导向，因此车载计算机的未来发展导向也是在此基础上开发更多的能够为客户提供便利的服务。（4）车载计算机的功能定位。车载计算机有待开发的潜力非常大，未来能够为客户提供较多的功能选择。Telematics的特点在于大部分的应用系统位于网络上如通信网络、卫星与广播，而非汽车内。驾驶者可以运用无线传输的方式，发送与接收信息，享受服务，以及下载应用系统与更新软件等。
车载计算机的功能主要分为以下四大类（如表1）。
（5）车载计算机的应用领域。车载计算机的应用领域就目前开发状态而言可以分为前座系统、后座系统与引擎机械系统三大子系统（如表2）。
1.2 车载计算机系统的产业链
车载计算机系统的产业链主要分为两种：一种是以车厂为主，另一种是以TSP（Telematics Service Provider，服务提供商）为主。就目前的情况而言，TSP占了绝大部分，因为TSP是Telematics系统中的核心环节。
以TSP为主的产业链可以分为五个部分：用户、内容提供商、网络提供商、设备提供商和服务提供商。这五个部分都有各自的地位（如图1）。
（1）内容提供商是支撑：内容提供商主要为服务提供商生产电子地图、文本、音像、视频、多媒体信息。随着产业的发展，提供的内容也会更加丰富，但还需要整合。（2）服务提供商TSP是核心：TSP居Telematics的核心地位，上接汽车制造商、车载设备制造商、网络运营商，下接内容提供商。它将各类CP及SP提供的资源进行整合，提供给最终用户。用户向TSP支付费用，并由TSP对产业链众环节进行利益分配。可以说，谁主导了TSP，谁就主导整个利益链，因此TSP成为各方争夺的角色。（3）网络提供商是基础：网络运营商包括移动运营商、固话运营商、卫星网络运营商、广电网络运营商。各大运营商提供不同的服务。（4）设备提供商是保障：设备提供商提供的服务包括软件和硬件的技术服务，硬件主要是终端的服务提供，软件主要为应用软件。（5）用户需求是动力：用户是Telematics产业发展的条件，没有用户一切都是空谈。只有用户有强烈的需求和对TSP服务的满意度，以及良好的应用体验，才能推动Telematics产业的发展。只有用户为所使用的服务支付费用，产业链上的其他产业的收益才能得到保障。
2 车载计算机产业的现状
2.1 目前主要三大发展区域
由于世界各地的区域市场特色、生活形态、政府角色、社会制度等的不同，它们呈现出不同侧重点的发展模式。主要分为美国、欧洲、日本三大发展区域。下面针对这三大发展区域的Telematics的特点进行分析。
（1）美国地广人稀、交通发达，Telematics强调的是安防功能，通常还包含车辆远程诊断服务。最具代表性的系统是通用公司的OnStar系统，从1996年推出至今，用户连年上涨，甚至有许多人因此改变了生活方式，像OnStar咨询成为生活中不可或缺的一部分。OnStar系统的代表功能有车辆及乘客安全系统、碰撞自动求救。这些功能主要是为了保障车辆及车内人员的安全，防范事故的发生。（2）在欧洲telematics服务主要解决道路狭窄、路况复杂等问题，所以服务的内容主要是导航和交通信息。通常是通过电话与呼叫中心联系服务，作为传递信息的方式，以及实时传送遥控驾驶的辅助系统等讯息。例如奔驰公司推出的C-class，它通过Comand系统和GSM网络提供各种服务。Comand系统的代表功能通过有效的运用GPS的定位数据，实现“Dynamic Auto Pilot Navigation”服务，为驾驶员提供最准确的导航及最及时的路况信息。（3）日本在telematics方面，其发展模式不同于欧美，重点发展了道路交通实时信息系统，其主要原因是日本的路况很复杂，以及市中心的交通非常繁忙。丰田公司的G-book系统也是目前应用非常广泛的一个系统。G-book系统的代表功能是交通阻塞回避路线导航，它能够及时根据实时路况信息及设定的目的地，避开阻塞路段，最快到达目的地。
2.2 目前中国的发展
我国的Telematics产业经过几年的酝酿，已经进入高速发展阶段。许多Telematics项目正在各大主流车厂进行，此外也有一些服务提供商参与其中。国内的发展主要分为几个方面：（1）国外厂商进军中国市场。国外的汽车品牌早已盯上了中国这一个具有巨大发展潜力的市场，与国内的车厂进行合作，将其技术及丰富的运用经验引入国内，比如丰田公司的G-book系统，通用公司的OnStar系统。（2）国内厂商自主研发。一些意识超前、紧随国外厂商的国内车厂，也较早进行了积极的准备和测试，相继推出Telematics的产品。比如荣威公司推出inka Net 3G智能行车系统。（3）国内服务商推出产品。一些国内的服务提供商自主研发推出Telematics产品，比如车音网、好帮手、赛格等。这些产品功能没有车厂推出的产品功能丰富，但是其提供的基本功能受到消费者的推崇。
国内的发展日益迅速，不断有新的Telematics产品推出，此外网络运营商，如中国移动也开始和车厂或者服务提供商合作，提供服务。
3 车载计算机的未来发展趋势
3.1 未来发展的促进因素
由于Telematics的发展除与汽车业者有关外，还需与TSP、数字广播、数字电视、信息与通信等行业相配合，才能驱动其成长，因此未来要成功地驱动Telematics成长，除汽车大厂已改变传统汽车厂商能主导其发展的传统思考窠臼外，Telematics相关软硬件技术发展程度、政府政策与相关法规的制订与服务提供商提供的信息内容是否能满足使用者需求等三项驱动因素成熟与否高度相关，发展至今，各项因素已经趋于成熟。
（1）基础技术水平。国际汽车大厂将采用以计算机为基础的数字式控制系统，已为加速汽车在应用装置方面的数字化、信息强化实基础；无线网络的急速发展，感应装置，以计算机为基础的智能型系统通过与内容服务的整合，将对数字化汽车产生多重影响。（2）政府在政策支持程度和相关法规修订。各国政府对推动此项产业的发展不余遗力，推出各项政策为产业的发展提供更加广阔的天地。（3）服务商提供的内容方面。在目前现有的服务基础上，越来越多的服务商开始提供定制化的服务，比如车音网目前主推的语音类产品，这有利于提高利用率，增加用户数。（4）日益增长的用户需求。车音网2010年到2011年一年增加百万用户数量这个情况，清楚地表明了传统的车载计算机行业与我国现阶段的用户的需求之间没有很好地契合，目前行业的情况并很好地没有满足用户与日俱增的需求，车音网的超常人气也表明了用户需求是车载计算机未来发展的动力之一。
3.2 未来发展趋势的战略分析
对于Telematics未来的发展，究竟前景如何，各大厂商、服务提供商应该运用怎样的战略去应对更加激烈的竞争，我们运用了SWOT矩阵对国外三大发展区域和国内发展区域进行了战略分析，分别列出其优势、劣势、机会及威胁。
（1）国外三大发展区域（如表3）。
因此，国外三大发展区域的汽车厂商应该采取增长型战略（SO：Superiority Opportunity），依靠现有的强大的内部优势去抓住外部机会。
（2）国内汽车厂商（如表4）。
因此，国内厂商可以采取扭转战略，利用外部机会来弥补企业内部劣势。
3.3 对未来谁主导TSP的分析预测
在以TSP为主的产业链中，核心环节是服务提供商，那么谁会成为最有价值的TSP？我们同样运用SWOT分析法对汽车厂商、移动运营商、GPS运营商、设备供应商的优势劣势以及面临的机会和威胁进行分析。
（1）汽车厂商（如表5）。
（2）移动运营商（如表6）。
（3）GPS运营商（如表7）。
（4）设备供应商（如表8）。
综合上述分析，我们认为发展前景最好的是汽车厂商与移动运营商合作的模式，通过合作，融合了Telematics产业链的关键资源。从业务上，能够满足客户的安全需求及舒适度需求，从利润上，由于业务的多样化，使得盈利呈现多样化。
4 结语
4.1 本文的研究内容
本文主要从技术和潜力两个方面对车载计算机的现状及发展趋势进行研究，首先介绍了车载计算机的现状，功能定位，应用领域以及产业链，其次分析了目前世界上三大发展区域发展现状以及中国目前的发展现状，接着根据现状，归纳总结推动车载计算机行业发展的几大因素，最后根据三大发展区域的自身特点以及宏观环境，对它们的发展趋势进行SWOT分析。根据上述的分析，我们可以得出以下的结论：（1）国际汽车大厂已跳出传统策略思考方式，积极通过与TSP结盟，以提供满足使用者个性化需求为导向的信息服务策略，将加速推升Telematics成长空间与产生综效。（2）国际科技大厂致力于telematics硬件构架、软件系统、语音驱动缺口与新一代服务平台等方面的科技发展。（3）各国政府在相关政策及法令修正表现极度支持的态度。（4）消费者的接受度已逐渐提高，对telematics系统表现出越来越浓厚的兴趣。（5）Telematics产业将进入成熟期，未来发展的发展空间巨大，特别是在中国。
4.2 对各大厂商的建议
（1）中国的车载计算机行业已经进入高速发展期，各大厂商应该抓住机会加大自主研发的力度，推出更多自主创新研发的车载计算机产品，满足消费者日益增长的需求。（2）车载计算机产业链中的各个组成部分紧密合作，各自发挥自己的功能，将telematics从单纯的制造业变成综合服务行业，促进产业链的日益成熟，商业模式的不断完善。（3）目前世界三大发展区域各有特色，中国的发展也必然要符合中国消费者的需求，具有中国特色。从目前的发展状况而已，基于互联网的发展是必然的导向，未来中国的telematics是在互联网的基础上高速发展。此外，在功能方面，根据我们对消费者偏好的调查，智能倒车和多媒体信息接收是消费者相对较为偏好的功能，这也给厂商在开发功能时提供了指向。
参考文献
[1]余嵘.车载telematics系统研究[J].汽车电器，2011（7）.
[2]约瑟夫.telematics引领汽车数字信息化革命[J].电子产品世界，2005（23）.
车载网络的特点范文第6篇
【关键词】车地通信；CBTC；轨旁ATC；车载ATC
1.引言
随着城市的飞速发展，轨道交通事业日益成为城市发展的重要标志。地铁作为便捷、环保的绿色出行工具愈来愈受到城市人们的青睐，由此，也推动了全国范围内地铁的高速发展。信号系统作为地铁行业中最为重要的子系统，扮演着举足轻重的角色，信号系统的优劣直接关乎地铁运营的效率和服务质量。
在信号系统中，基于通信的列车控制系统（简称CBTC系统）在城市轨道交通运输系统中得到了日益广泛的应用，其稳定的车地通信系统[1]则是CBTC系统的基础和关键。天津地铁2号线的信号系统采用的是庞巴迪CITYFLO650 CBTC移动闭塞列车控制系统，该系统的设计是基于全自动无人驾驶系统设计的。
2.系统构成
CITYFLO 650自动列车控制系统（ATC）是一种基于无线通信的列车控制系统（CBTC），车地通信（TWC）以无线通信作为传输手段。通过该系统，特定格式的数据信息能够在一定的传输速度和容错率下在轨旁与列车之间进行双向传输。在TWC系统中，数据传输采用以太网并基于无线通信信道（2.4GHZ）传输。
图1 TWC系统轨旁设备示意图（漏缆方式）
TWC通信子系统设备组成：
（1）无线通信处理器：设置于RATP中，采用Power PC CPU，用于接收RATP的信息并发送给RAP（无线网络接入点），监测RAP的信息正确性，并根据当前的状态向RAP发送信息，发送报警信息至OCC。
（2）TWC网络机柜：包括TWC系统的主网络交换机，该交换机用于发送信息，并保证与RATP之间的冗余通信。
（3）RAP：无线网络接入点，包括配置为轨旁应用的2.4G无线电台，PLC和电源。RAP通过光缆连接到网络交换机，采用环形网络，保证在故障的情况下系统仍能正常工作。
（4）功率分配器：用于无线接入点与漏缆之间的连接，每对功率分配器以一种特殊的方式连接到漏缆，从而使冗余的电台可以监督工作台中电台的状况。
（5）漏缆[2]/LOS天线：在隧道中使用漏缆作为车地信息传输方式，在敞开段采用LOS天线，以保证全线范围内车地之间无线通信的连续性。
（6）车载天线：车载天线可采用多种类型的天线，车载ATC根据列车位置选择激活的天线。车载天线的选择取决于轨旁天线的类型（LOS天线和漏缆天线）。
（7）车载移动数据电台：采用2.4G无线电台，接收轨旁发送给列车的信息，当列车收到来自轨旁的信息时，车载ATC同样将列车的信息发送给轨旁设备。
（8）车载串行通信处理器：采用Power PC CPU，发送车载ATP/ATO信息至移动数据电台，并将车载数据电台接收到的轨旁信息发送至车载ATP/ATO。
3.系统工作原理概述
当轨旁设备与列车建立通信之后，无线通信处理器将轨旁信息通过TWC网络交换机发送至轨旁无线接入点，该设备的无线电台通过漏缆（或LOS天线）及车载漏缆天线（或车载LOS天线），以无线通信的方式传输至车载ATC设备，车载ATC同样将列车信息（列车位置、列车速度等）发送至轨旁ATC设备，完成列车与地面的数据交换。
庞巴迪的车地通信系统不使用跳频技术，而采用的是直接序列调制技术（DSSS）。该系统的信号链路估算被设计与干扰信号之间保持理想的比率。漏缆中的定向列车天线同样可提供额外的余量。此外，如果出现干扰信号，每台无线设备的频率将被重新设置，该方式有非常强的抗干扰性。DSSS可提供信道中可用性最好的信噪比，也可允许多重发射器同时操作。
另外，庞巴迪使用的无线通信协议，与广泛用于防止易接入数据网的协议有所不同，是针对城市轨道交通信号系统的特殊需求和实际需要自有开发的。与802.11[3]不同之处在于，信息传送不基于IP地址。每辆装有ATC的列车在系统中都有其独有的编号地址，用于轨旁设备与列车之间的ATC信息包交换。
该系统无线通信的切换是车载ATC完成的，不同区域的轨旁ATC设备通过轨旁无线设备广播发送信息，列车在经过不同频率区域时，自动切换自身频率与相同频率的区域建立通信，这样不需要轨旁设备与车载ATC之间存在IP连接，一定程度上提高了系统的抗干扰性。
4.结语
车地通信系统担负着提高地铁运营效率、保障行车安全的重要使命，为此，各个地铁信号系统供货商都致力于寻求最优的解决方法。庞巴迪采用的车地通信系统具有其自身的特点且应用性也得到了广泛的认可，在西班牙、台湾和深圳等地都有着应用。车地通信系统作为信号系统发展的一个方向，更多应该考虑在保障安全的前提下，提高系统的抗干扰能力，除了提升设备本身性能外，应该更多考虑频率的规划、干扰主动避让以及软件更新等手段上。总之，高可靠性、高安全性及高抗干扰性的信号系统将是今后的重大议题之一。
参考文献
[1]黄文彦.浅谈CBTC系统中的车地通信技术[J].城轨交通，2009（2）：38-40.
车载网络的特点范文第7篇
关键词：BDS系统 GPS系统 双模车载终端 GPRS网络
中图分类号：TN966 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）07-0000-00
1设计背景
1.1意义
本系统基于组建车辆交互网络，在国内建立一个通用的信息交互通信标准。系统将众多技术综合到整个交通体系中，从而建立起大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通管理系统。车辆交互网络同时还能够解决日益严重的交通问题。
1.2目前达到的科技水平
本项目旨在搭建一个BDS/GPRS/WebGIS为基础的车辆交互网络[1]。首先，在车辆方面搭载系统终端；此外，在地面设置信息中心作为交互网络的枢纽；以及在各个路口安置具备传感器小系统并且预设WebGIS、与红绿灯相互连通的监测小系统，各个小系统通过北斗卫星以及GPRS进行数据传输，并且通过BDS获取位置数据以及协助GPRS进行部分的数据传输[2]。
使用BDS提供了快速定位、精密授时，以及GPS无法提供的短报文功能，实现双向数据传输[8]。搭配GPRS克服了传统C/S模式的局限性，方便用户进行网络操作，使用户不受空间和时间的影响[3]。车辆交互网络结合传感器模块组成的周边装置，完善了整个监测体系。
1.3 BDS系统的优点
目前世界上的卫星定位系统已相当普及，如普及面最广的美国GPS系统、欧洲的“伽利略”系统、俄罗斯的GLONASS系统与我国的BDS系统。对于我国自主研发的BDS系统而言，它是完全由我国自己控制，不会受制于他人，且运用了特殊的加密方法，运行起来安全可靠、性能优良[4]。BDS系统可以对目标定位做到独立，且双向通信也是其一大特色，每次发送汉字36个，不需要其他的通信系统支持，就可以通信指挥移动的目标。相对于此美国的GPS系统就不具备通信能力，它需和其他的通讯系统结合才能实现远程定位和监控移动目标。
BDS系统所采用的是三球交汇定位原理，用两颗卫星的已知坐标为圆心，以测定的本星到用户的距离为半径，形成两个球面，而用户机必然位于这两个球面交线的圆弧上，再加上地面中心站以地心为球心、以球心至地球表面的距离数据库，即可求解三球交点，这样就可获得用户位置。所以，虽然只有两科卫星，但信号却可以覆盖我国领土、领海与周边国家。故可以给临国提供服务支持[5]。
1.4 GPS系统的优点
GPS系统是目前应用最广泛的导航定位系统。最初美国把GPS系统仅仅运用在军事上。从20世纪到70年代，美国开始研制“子午仪卫星导航定位”技术而发展形成。具有全球性、全能性的特点，全天候的导航定位、测速的优势。
1.5 BDS系统与GPS系统的比较
BDS系统与美国的GPS系统相比，它在民用领域的性能毫不逊色，在卫星导航系统上可以说还优于GPS系统两者的应用比较如表1所示[6]。
2 项目内容
2.1架构设计
通过整合各种技术完成系统的整个结构体系，具体架构如表2
2.2 BDS/GPS双模车载终端基本工作原理
2.2.1由本系统的分工来明确界限可将本系统分为这几个模块
①车辆方面搭载系统终端模块②设置地面信息中心作为交互网络的枢纽③在各路口安置传感器与红绿灯监测系统连接的感测系统④BDS/GPS系统，用以数据的处理与指令的决定。
2.2.2主控制器- BDS/GPS系统
它是本车载系统的指挥中心，通过对传输的数据处理计算来分析现场的路况及所要采取的动作。它是指令的发出端，以此达到智能行车的中枢组成部分
2.2.3感应探测器
在各路口安置的传感器与红绿灯监测系统连接所组成的感应探测器，用以实现数据的监控与数据的传输。
2.2.4车载终端
对于各类指令的实施端，是最终执行机构。
2.2.5地面的信息中心
它是车载终端、感测系统与BDS/GPS系统的枢纽，作为数据的传输中转站。
2.3 系统所要取得的效果
基于北斗卫星系统通过信息的实时采集与分发方法，信息中心采集车辆的位置数据以及速度数据，计算出路段的平均车流速度与车流密度，需要通过这两个交通参数的识别，实现路段的交通评估，从而向车载终端发送诱导信息，实现交通流诱导功能。整套延伸出交通流诱导、路口风险评估警告、事故自动报警、前方事故自动减速以及车位引导等功能，本系统的研发与普及将有效的改善交通拥堵并保障行车安全。
3 系统的总体设计方案
3.1项目总体实现方案
对于智能车载行车系统是一个非常复杂的系统。它不仅要实现核心内容位置定位，还要提供多种其他行车服务。它要大量采集行车数据进行计算分析，主要包括车辆的状态信息数据、道路的静态环境信息数据、道路的动态环境信息数据。通过车辆上的车载系统向地面平台上报并向车辆发出主动安全和预警。在整个系统中道路静态和动态信息采集的方法以很完善无需重复设置。但车辆状态信息还需通过车载终端来获取，如图1所示。
3.2设计此终端所要解决的问题
对于车载系统来说一切功能的前提基础是位置的确定，所以位置的获取对于此系统来说是非常重要的。如今市面上应用最广泛的是美国的GPS系统，但由于GPS系统对亚太地区的故意偏离，造成定位精度很不稳定，且此系统有随时关闭的风险。由我国自主研发的BDS系统如今勉强可以满足车载终端的大体需求，但是对于全球范围的稳定运行还是略显不足。此系统还在建设完善中，还有许多地方需要维护，可能导致系统不稳定。所以，在本文中是基于BDS/GPS双模系统来实现功能的成果化[7]。
3.3向平台传递信息
采集完车辆状态信息就要考虑到向地面信息平台数据传输的问题。由于车辆是运动的，所以必须采用无线方式连接。首选的是3G网络，但是在我国3G网络发展还是不稳定，所以还是选择GPRS网络进行数据的传输[8]。
4 结语
实现对车辆的实时监控与紧急事件预警是我国车辆信息化发展的难点与重点。在我国自主研发了BDS系统之后，为车辆信息化发展而不受制于他人打下了良好的基础。本文是为了建立一个基于BDS/GPS双模车载终端系统，提供对车辆的高精度、稳定的定位与对紧急事件的监控预警的功能。这可以实现车辆在运动状态下的， 为利用北斗定位通信系统实现车辆图上定位导航和远程通信指挥做出了初步探索。
参考文献
[1] José Barbosa，Paulo Leit?o，Emmanuel Adam，Damien Trentesaux.Dynamic self-organization in holonic multi-agent manufacturing systems： The ADACOR evolution[J].Computers in Industry.2015，Vol.66：99-111.
[2] 蔡逸峰.美国西部城市交通掠影[J].交通与运输，2014，NO.5.
[3] Aien，Ali.3D cadastral data modelling[M].2013：23-30.
[4] 常青，杨东凯，寇艳红，等.车辆导航定位方法及应用[M].机械工业出版社，2005：157.
[5] GP企画センタ`.汽未碲[M].株式会社スコップマン，2014：26.
[6] 《中国智能运输系统体系框架》专题组.中国智能运输系统体系框架[M].人民交通出版社，2003：438-45.3.
[7]耿大威.基于北斗/GPS双模卫星定位系统的车载终端设计[D].中国海洋大学，2013.
[8]陈杨毅.GPS与BD双模GNSS接收机定位解算技术研究[D].厦门大学，2014.
收稿日期：2015-06-25
车载网络的特点范文第8篇
关键词：GSM—R通信系统;武广高铁
GSM-R系统在武广高铁的应用,为我国高速铁路实现铁路信息化建设跨越式发展做出了一个成功的典范。采用所谓“天网”的GSM-R通信网络，实行高速动车组准确定位和控制。武广高速铁路通信网络的应用突出了安全、完整、统一、灵活、可靠、可扩展性的特点。GSM-R系统为铁路沿线人员(包括铁路工作人员、旅客、其他用户)提供了语音和数据通信技术服务,为基于GSM-R的CTCS-3(列车运行控制系统)级列控提供了通信平台。
一、应用于武广高铁GSM-R通信系统的特点
GSM-R（Globle System of Mobile foRRailway）专门针对铁路移动通信的需求而推出的专用通信系统，由国际铁路联盟（UIC）和欧洲电信标准化组织制定技术标准，并被许多欧洲国家采纳。它基于GSM并在其功能上有所超越，是成熟的通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种技术体制。
（一）铁路GSM-R相对公网GSM有着特殊的需求
用户级别不同（语音呼叫，包括：组呼、群呼、增强多优先级与强拆）。功能寻址（调度）。基于位置的寻址（机车呼叫前方车站、后方车站）。高速列车运行情况下的移动通信。大量特殊的数据业务需求（列控、车次号等）。
（二）武广高速铁路GSM-R无线网络采用单层交织冗余覆盖
在列控系统中,无线闭塞中心(RBC)与车载设备无线连接中断,主要是由于GSM-R的无线网络连接失效,即车载ATP（列控车载系统）与BTS(基站)的连接中断,可能是ATP或BTS发生了故障,其中BTS故障的影响可能性大,因为它的故障会造成整个BTS无线网络覆盖区域内的无线连接中断,导致ATP无线连接超时由CTCS-3级转入CTCS-2级控车，影响该区段内的所有列车运行。武广高铁对无线连接失效采取的技术方案是采用单层交织冗余覆盖，铁路沿线由一层无线网络进行覆盖，但在系统设计时加密基站，使得两相邻基站的场强相互覆盖到对方站址，这样可保证在非连续基站故障的情况下，GSM-R网络仍能够正常工作。而且采用不同路由的奇偶数基站保护“环型”结构，在这种无线网络结构下，基站单点故障时不会出现无线网络覆盖盲区，只有连续基站故障或BSC（基站控制器）故障时才会影响无线覆盖，因而系统可靠性很高；同时由于基站加密，覆盖电平较高，抗干扰能力也较强。保证了动车350km/h运行速度车-地之间双向数据传输安全。
（三）CTCS-3级高速运行情况下的移动通信
使CRH3（中国铁路高速）型动车组在武广高速铁路上以350km/h的速度安全运行。基于承载CTCS-3业务的GSM-R系统确保行车安全。今天武广高铁采用GSM-R通信网络创造了CRH3型动车运行时速394公里的世界记录。
二、在武广高铁GSM-R通信网络的功能及其应用
我国GSM-R铁路数字移动通信系统由：网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）、运行和维护操作支持子系统（OSS）三个子系统构成。
（一）GSM-R系统网络结构见下图
（二）GPRS在GSM-R网络中的重要作用
GPRS（通用分组无线业务）高效、低成本、资源配置灵活，特别适用于间断、突发性、频繁、数据量小的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。将GPRS分组交换模式引入到GSM-R网络中,GSM-R在数据传输上产生了由电路交换到分组交换的质的飞跃,数据传输速率从原来的9.6kb/s提高到最大传输速率171.2kb/s(理论上)。GPRS方式的数据传输链路，可以为铁路运输行车指挥提供数据通信业务，包括列车控制系统信息传输、机车同步控制信息传输、调度命令传输、调车无线机车信号和监控信息传输、无线车次号传输、进站停稳信息及接车进路信息的传输等数据通信业务。在高铁CTCS-3级模式下，车载设备通过GSM-R无线通信GPRS子系统向RBC发送司机选择输入和确认的数据（如车次号），列车固有性质数据（列车类型、列车最大允许速度、牵引类型等），车载设备在RBC的注册、注销信息，定期向RBC报告列车位置、列车速度、列车状态（正常时）和车载设备故障类型（非正常时）信息，列车限制性信息以及文本信息等。
三、中国铁路GSM-R网络的规划
铁道部按国家《中长期铁路网规划》在全国建设三个移动汇接交换中心(TMSC)，分别设在北京、武汉、西安。采用铁路专用900MHz工作频段，885－889MHz（移动台发，基站收），930－934MHz（基站发，移动台收）。共4MHz频率带宽。在全国18个铁路局所在地以及拉萨设置共计19个MSC（移动交换中心）,GSM-R核心网络采用二级网络结构。建立全国铁路统一的GSM-R移动通信平台,在铁路内部实现全国漫游,加快高速铁路信息化建设,实现高速铁路跨越式发展。
参考文献：
[1]钟章队,李旭,蒋文怡.铁路综合数字移动通信系统.中国铁道出版社,2003.