ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TẠ BÁ CƠNG TÌM HIỂU THỰC TRẠNG KHAI THÁC MẠNG THÔNG TIN ĐƢỜNG SẮT VIỆT NAM ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN KHAI THÁC MẠNG CĨ HIỆU QUẢ Ngành: Cơng nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Vô tuyến Điện tử Thông tin liên lạc Mã số: 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC SỸ Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN KIM GIAO HÀ NỘI - 2006 HÀ NỘI - 2005 MỤC LỤC Trang Mục Mục lục 02 Danh mục bảng 05 Danh mục hình vẽ 05 Danh mục từ viết tắt 08 MỞ ĐẦU Chƣơng - giới thiệu tổng quan mạng thông tin đường sắt việt nam 1.1 Tổng quan đường sắt Việt 12 14 14 nam 1.1.1 Mạng lưới Đường 14 sắt 1.1 Vận tải hành khách 14 1.1.3 Nhận xét phát triển vận tải đường sắt Việt nam 18 1.2 Mạng thông tin đường sắt Việt Nam 19 1.2.1 Loại hình thiết bị tương tự 19 1.2.2 Loại hình thiết bị số 29 1.3 Kết luận chương Chƣơng - MẠNG THÔNG TIN QUANG ĐƯỜNG SẮT 41 42 VIỆT NAM 2.1 Giới thiệu tổng quan 42 2.2 Mạng thông tin quang 42 2.2.1 Cấu hình mạng thơng tin quang Hà nội -Vinh 42 2.2.2 Các thiết bị mạng 49 2.3 Thực trạng khai thác, hoạt động mạng thông tin quang 64 2.3.1 Đồng mạng mạng thông tin số đường sắt 64 2.3.2 Hệ thống điện thoại điều độ đến chắn đường ngang 64 2.3.3 Hệ thống truyền liệu 64 2.3.4 Hệ thống điều độ trạm đầu máy 65 2.3.5 Hệ thống điện thoại hành 65 2.3.6 Hệ thống thông tin điều độ số (DCO) 66 2.4 Đánh giá thực trạng khai thác mạng thông tin số đường sắt Việt nam 74 2.4.1 Hệ thống tổng đài 74 2.4.2 Về phương thức truyền dẫn 74 2.4.3 Kỹ thuật truyền dẫn 74 2.4.4 Về xây dựng hệ thống truy nhập 74 2.4.5 Hệ thống thông tin chuyên dụng 75 2.5 Đề xuất phương án khai thác mạng thông tin đường sắt hiệu 76 2.5.1 Đối với mạng thông tin đường sắt 76 2.5.2 Đối với hệ thống điều độ 79 2.6 Kết luận chương 83 Chƣơng - ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu cho 84 công tác điều độ chạy tàu 3.1 Hệ thống định vị vệ tinh GPS 84 3.1.1 GPS gì? 84 3.1.2 Các thành phần GPS: 84 3.1.3 Phân loại 92 3.1.4 Nguyên tắc hoạt độngchung hệ thống định vị toàn cầu 93 3.1.5 Máy thu GPS 97 3.1.6 ứng dụng GPS 99 3.2 Hệ thống thông tin địa ý (GIS) 104 3.2.1 GIS gì? 104 3.2.2 Đặc điểm GIS 104 3.2.3 Bản đồ số 106 3.3 Sự phát triển ứng dụng GPS GIS tương 107 lai 3.4 ứng dụng GPS đường sắt Việt nam 109 3.4.1 Xây dựng mơ hình ứng dụng GPS điều độ đường 109 3.4.2 Chi tiết thiết bị 110 3.4.3 Kết thử nghiệm mơ hình hệ thống định vị tàu dùng GPS 119 3.5 Kết luận chương 120 KẾT LUẬN 121 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 sắt PHỤ LỤC 124 PHỤ LUC 140 PHỤ LỤC 142 PHỤ LỤC 143 PHỤ LỤC 144 PHỤ LỤC 145 PHỤ LỤC 146 PHỤ LỤC 149 PHỤ LỤC 150 PHỤ LỤC 10 151 PHỤ LỤC 11 152 PHỤ LỤC 12 153 PHỤ LỤC 13 154 PHỤ LỤC 14 155 DANG MỤC CÁC BẢNG Bảng Trang Bảng 1.1: Chiều dài tuyến đuờng đường sắt Việt Nam 17 Bảng 1.2: Chiều dài cỏc loại 17 đuờng Bảng 1.3: Ví dụ mã tần số âm tần phân 21 Bảng 3.1: Giá thành số thiết bị thu 88 GPS Bảng 3.2: Các nguồn sai số tín hiệu 92 GPS DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Trang Hình 1.1: Sơ đồ mạng lưới đường sắt Việt nam 16 Hình 1.2: Sơ đồ mạng thơng tin chọn tần 20 Hình 1.3: Hệ thống tổng đài điện thoại chuyên dụng ga Việt trì 21 Hình 1.4: Sơ đồ mạng điện thoại chọn tần số kênh tải ba 21 Hình 1.5: Tổng đài chọn số âm tần YDIII-2 22 Hình 1.6: Mạng thơng tin dưỡng lộ cầu đường Đồng hới - Đồng lê 22 Hình 1.7: Mạng dưỡng lộ Thơng tin ga Cầu Giát 23 Hình 1.8: Tổng đài cộng điện JHT - 21 23 Hình 1.9: Mạng thơng tin tập trung ga Việt trì 24 Hình 1.10: Hai máy từ thạch thông thoại trực tiếp 24 Hình 1.11: Máy tải ba 25 Hình 1.12: Sơ đồ nguyên lí máy tải ba 26 VBO3 Hình 1.13: Sơ đồ mạng thông tin Vinh -Đồng Lê 28 Hình 1.14: Sơ đồ mạng tổng đài số Hà nội 30 Vinh Hình 1.15: Sơ đồ đấu nối mạng tổng đài PABX Hà nội 31 Hình 1.16: Các khối tổng đài M 6550 32 IP Hình 1.17: Các loại hình dịch vụ tổng đài M 6550 IP 34 Hình 1.18: Trung tâm quản trị kết nối với 38 M6500 Hình 1.19: Cấu trúc quản trị bảo dưỡng tổng đài M 6550 IP 39 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống truyền dẫn mạng thông tin quang Hà nội - Vinh 43 Hình 2.2 : Kết nối tổng đài Hà nội Nam định 45 Hình 2.3: Hệ thống quản lý mạng thông tin quang Hà nội -Vinh 48 Hình 2.4: Chi tiết kết nối hệ thống TT Hà nội - Vinh 50 Hình 2.5: Thiết bị 1660 SMC 51 Hình 2.6: Các Card thiết bị 1650 SMC 53 Hình 2.7: Các card thiết bị FOX 1640 55 Hình 2.8: Vị trí thiết bị kết nối chéo (cross-connect) 1515 mạng 58 Hình 2.9: Sơ đồ cấu trúc thiết bị 1515 CXC 58 Hình 2.10a: Sơ đồ cấu trúc ghép kênh 2M- 1511BA mạng 60 Hình 2.10b: Cấu trúc Card 1511 BA 61 Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lỹ kết nối chéo thiết bị 1515 CXC với thiết bị 62 1511BA Hình 2.12: Kiến trúc hệ thốngmạng quản lý mạng 1353 AC 63 Hình 2.13: Kiến trúc mạng đồng mạng thông tin quang (Clock) 65 Hình 2.14 a: Hệ thống DCO 68 Hình 2.14 b: Hệ thống mạng thông tin số Hà nội 70 Hình 2.15a: Bàn Console A phòng điều độ 71 Hình 2.15b: Mặt hình Console A phòng điều độ 71 Hình 2.16: Bàn SEI đặt phịng trực ban ga 73 Hình 2.17: Mặt bàn SEI phòng trực ban ga Hà nội 73 Hình 2.18: Kết nối tổng đài SEI với mạng qua 1511 BA 73 Hình 2.19: Cấu trúc hai lớp mạng thơng tin quang 75 Hình 2.20: Sơ đồ nguyên lý mạng thông tin điều độ số DCO 76 Hình 2.21: Kiến trúc mạng truyền dẫn thông tin đường sắt 77 Hình 2.22: Dịch vụ điểm - tới - 78 điểm Hình 2.23: Dịch vụ điểm - tới -đa điểm 79 Hình 2.24: Ví dụ mạng truyền liệu 79 Hình 2.23a: Trung tâm điều độ mạng Metro - India 80 Hình 2.23b: Sơ đồ hệ thống mạng điều độ đại 81 Hình 2.23 c: Mạch điện đương ray 81 Hình 3.1 Vệ tinh NAVSTAR 84 Hình 3.2 Hệ thống vệ tinh GPS bao quanh Trái đất 86 Hình 3.3: Trạm điều khiển vệ tinh GSP 87 Hình 3.4: Một số máy thu GPS 88 Hình 3.5: Tín hiệu GPS 90 Hình 3.6: Lỗi tầng đối lưu tầng ion 91 Hình 3.7: Lỗi đa đường, che khuất 91 Hình 3.8: Toạ độ gắn với tâm trái đất (CTRS) 93 Hình 3.9: Thu tín hiệu vệ tinh xác định vị trí mặt 94 đất Hình 3.10: Giao ba đường cầu điểm 95 Hình 3.11: Thu tín hiệu vệ tinh xác định vị trí độ cao so với mặt đất 95 Hình 3.12: ứng dụng GPS ngành vận tải 100 Hình 3.14: Thiết bị dẫn đường 101 Hình 3.15 : Thiết bị định vị dẫn đường MapQuest PND cho xe 102 Hình 3.16: Hệ thống dịch vụ 102 LBS Hình 3.17: Xây dựng đồ số sở chia thành tập điển, tập 105 đường Hình 3.18 : Bản đồ thành phố Hà nội hình thành từ nhiêu lớp thơng 105 tin Hình 3.19 a: Lớp đường giao thông 106 H×nh 3.19 b: Líp ranh giíi qn huyÖn 106 Hình 3.20: Sơ đồ hệ thống mạng định vị GPS cho tµu háa 112 Hình 3.21: GPS Module EM411 113 Hình 3.22: Modem khơng dây 9XTend-PKGTM RF 115 H×nh 3.23 a: Giao diện đồ giao thông Hà nội có tuyến ®-êng s¾t 117 Hình 2.23b: Lớp giao thơngđường sắt 117 Hình 24: Sơ đồ khối nguyên lý hoạt động hệ thống GPS xác định tàu Hình 3.25: Các thông số tàu phần mềm cung cấp 118 Hình 3.26: Màn hình theo dõi tàu phần mềm GPS DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 119 118 ADM Add and Drop Multiplexer Khối ghép kênh Xen / Tách Thiết bị sử dụng để kết hợp tín hiệu tạo thành tín hịêu tốc độ cao tách trở lại thành mức tín hịêu tốc độ thấp ADQ card cung cấp giao tiếp T2 PCM tổng đài MC6550 IP mã ASCII Do tổ chức tiêu chuẩn hóa Mỹ đề xuất ASCII ATM BHCC CBRA American Standard Code for Informaton Interchange Asynchronous Transfer Module Busy hour call complement Conference bridge ( point to multipoint board - Software ) type Phương thức chuyển giao không đồng Gìơ cao điểm Card giao diện kết nối điểm -đa điểm loại A Dùng qui hoạch mạng A interface board CCS Tổng đài MC6550 có 32 SRAM synchronized messages Chanel Comom Signal Báo hiệu kênh chung Telegraph and Telephone International Consultative Committee Channel and Signalling Unit board Uỷ ban tư vấn điện thoại điện báo quốc tế CNCC Common Network controler card card điều khiển truy cập mạng CEMU Manual Electric Switch Unified Thiết bị tổng đài chuyển mạch nhân công tập trung CMISE Common Management Information Service Element Phần tử dịch vụ thông tin quản lý chung CLM card Cung cấp 16 cổng không đồng điều khiển lưu lượng qua X on/off CNMS Central Network Management System Hệ thống quản lý mạng kiểu trung tâm CPC Communication Processor Card Card xử lý thông tin CLF card cung cấp cổng đồng không đồng tổng đài MC6550 IP Console bàn điều khiển Thiết bị truy cập Máy tính ứng dụng máy tính cá nhân PC với địa chỗ NE sử dụng để cấu hình thực giám sát NE (thành phần mạng) CCITT CHSU CT DCC DCN Craft Terminal Data Communication Channel Data Communication Network Card thuê bao thoại ( kênh thoại báo hiệu đường dây thuê bao) Kênh truyền số liệu Mạng truyền số liệu Mạng thơng tin việc truyền liệu thực dạng thức số Giao thức báo hiệu đường dây thuê bao số Ghép kênh phân chia theo mật độ bước sóng Kết nối chéo số DSS Digital Subcriber Signal DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing DXC Digital Cross Connect DCO Dispatching Control Office Trung tâm kiểm soát điều độ số DSL Digital Subcrible Line Đường dây thuê bao số ECC Embedded Communication Channels ESCT Giao thức ISO/OSI Kênh số liệu kèm theo Kênh thông tin sử dụng kết hợp với mạng chuyển mạch gói (X25) để quản lý từ xa mạng SDH Các kênh thông tin liên quang đến giao thức QECC* Bảng mạch CPU ADM ETSI European Telecommunication Standard Institute Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu Âu E1 Eroupean Luồng số tiêu chẩn châu Âu cấp E1 = 2048Kbits/s 10 EVN IMF ISDN IE TĐBĐ TTTH TĐĐS Electrical Vietnam Networking integrated mediation function Intergrate Service Digital Network card tổng đài MC6550IP Mạng viễn thơng điện lẹc Việt nam tích hợp đa phương tiện Mạng số dịch vụ tích hợp cung cấp cổng E&M Tổng Đài Bưu Điện Thông tin tín hiệu Tổng đài đường sắt GMT Greenwich Meridian Time GNE Gateway Network Element Thành phần mạng cổng G ITU standard Các chuẩn giao thức ủ ban viễn thông quốc tế GPS GIS Global Position Systerrm Geographic Information Systerm Giờ chuẩn Thành phần mạng dành cho việc điều khiển từ OS, cung cấp giao diện QECC* cách sử dụng giao diện QB3* tiến hành chuyển đổi QB3*/QECC* G.703: chuẩn giao thức chuyền tín hiệu thoại qua mạng số G 704 Framming G706.CRC - procedue G.702 Fault handing Hệ thống định vị toàn cầu Hệ thống thông tin địa lý Dịch vụ truyền liệu qua hệ thống thông tin di động GPRS ISA Intergrated Service Adapter Bộ tương thích dịch vụ tích hợp Các bo mạch ISA thuộc OMSN NE Chúng quản lý tín hiệu ATM Ethernet IP IP Internet Protocol Giao thức liên mạng Giao thức truyền đóng gói liệu NE Network element Thành phần mạng (phần tử mạng) Một thiết bị viễn thơng nhóm phận mạng viễn thơng có đặc tính phù hợp với khuyến cáo UIT-T NTP Network Time Protocol Giao thức mạng thời gian Đồng thời gian thiết bị Network Element Craft Terminal Application Software Next Generation Network Phần mềm quản lý thiết bị đầu cuối mạng MDF Multi Distribu Frame Giá phối dây đa truy nhập LAE card tổng đài Cung cấp 32 cổng analog NECTAS NGN LAJ Mạng hệ sau card cung cấp 32 cổng digital LAN Local Are Network Mạng nội LC LDS LRF PCM Level crossing card card Pulse code modulation Đường ngang card Thuê bao ISDN cung cấp cổng trung kế CO line Điều chế xung mã PDA Personal digital assistant Thiết bị số hỗ trợ cá nhân Plesiochronous Digital Hierachy Point to multipoint board - hardware - Type Phân chia số cận đồng PDH PMPA tổng đài MC6550 IP Bo mạch kết nối điểm - đa điểm loại A Máy điện thoại cho nhân viên gác LC tổng đài MC6550 IP tổng đài MC6550 IP PCM2Mbits = PCM tốc độ 2Mbits/s ... dung: "Tìm hiểu thực trạngkhai thác mạng thơng tin Đường sắt Việt nam Đề xuất phương án khai thác mạng hiệu " bao gồm văn gồm chương: Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan mạng Thông tin đƣờng sắt Việt. .. chương đề cập đến: - Tổng quan đường sắt Việt nam 13 - Mạng thông tin đường sắt Việt nam - Đánh giá thực trạng khai thác mạng thông tin điều độ công tác điều độ đường sắt Việt nam Chƣơng 2: Mạng thông. .. mạng thông tin quang - Đánh giá thực trạng khai thác mạng thông tin số đường sắt Việt nam - Đề xuất phương án khai thác mạng thông tin đường sắt hiệu Chƣơng 3: Ứng dụng hệ thống định vị toàn