Tìm hiểu thực trạng khai thác mạng thông tin đường sắt Việt Nam. Đề xuất phương án khai thác mạng có hiệu quả.PDF

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ




TẠ BÁ CÔNG

TÌM HIỂU THỰC TRẠNG KHAI THÁC MẠNG THÔNG
TIN ĐƢỜNG SẮT VIỆT NAM. ĐỀ XUẤT PHƢƠNG ÁN
KHAI THÁC MẠNG CÓ HIỆU QUẢ



Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật Vô tuyến Điện tử và 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


2
MỤC LỤC

Mục

Trang
Mục lục
02
Danh mục các bảng
05
Danh mục các hình vẽ
05
Danh mục các từ viết tắt
08
MỞ ĐẦU
12
Chƣơng 1 - giới thiệu tổng quan về mạng thông tin
đường sắt việt nam
14
1.1 Tổng quan về đường sắt Việt
nam
14
1.1.1 Mạng lưới Đường
sắt
14
1.1 2 Vận tải hành khách
14
1.1.3 Nhận xét về sự phát triển của 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 1
41
Chƣơng 2 - MẠNG THÔNG TIN QUANG ĐƯỜNG SẮT
VIỆT NAM
42
2.1 Giới thiệu tổng quan
42
2.2 Mạng thông tin quang
42
2.2.1 Cấu hình mạng thông tin quang Hà nội -Vinh
42
2.2.2 Các thiết bị trong mạng
49
2.3 Thực trạng khai thác, hoạt động mạng thông tin quang
64
2.3.1 Đồng bộ mạng mạng thông tin số đường sắt
64
2.3.2 Hệ thống điện thoại điều độ đến các chắn đường ngang
64
2.3.3 Hệ thống truyền dữ liệu
64
2.3.4 Hệ thống điều độ trạm đầu máy
65


3
2.3.5 Hệ thống điện thoại hành chính
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 quả
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 2
83
Chƣơng 3 - ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu cho
công tác điều độ chạy tàu
84
3.1 Hệ thống định vị vệ tinh GPS
84
3.1.1 GPS là gì?
84
3.1.2 Các thành phần của GPS:

84
3.1.3. Phân loại
92
3.1.4. Nguyên tắc hoạt độngchung của hệ thống định vị toàn cầu
93
3.1.5 Máy thu GPS
97
3.1.6 ứng dụng của GPS
99
3.2 Hệ thống thông tin địa ý (GIS)
104
3.2.1 GIS là gì?
104
3.2.2 Đặc điểm của GIS
104
3.2.3 Bản đồ số
106
3.3 Sự phát triển ứng dụng GPS và GIS trong tương
lai
107
3.4 ứng dụng GPS trong đường sắt Việt
nam
109


4
3.4.1 Xây dựng mô hình ứng dụng GPS trong điều độ đường
sắt
109
3.4.2 Chi tiết về các thiết bị

110
3.4.3 Kết quả thử nghiệm mô hình hệ thống định vị tàu dùng GPS
119
3.5 Kết luận chương 3
120
KẾT LUẬN
121
TÀI LIỆU THAM KHẢO
122
PHỤ LỤC 1
124
PHỤ LUC 2
140
PHỤ LỤC 3
142
PHỤ LỤC 4
143
PHỤ LỤC 5
144
PHỤ LỤC 6
145
PHỤ LỤC 7
146
PHỤ LỤC 8
149
PHỤ LỤC 9
150
PHỤ LỤC 10
151
PHỤ LỤC 11

152
PHỤ LỤC 12
153
PHỤ LỤC 13
154
PHỤ LỤC 14
155















5



DANG MỤC CÁC BẢNG
Bảng
Trang
Bảng 1.1: Chiều dài của các tuyến đuờng chính của đường sắt Việt Nam

17
Bảng 1.2: Chiều dài của cỏc loại
đuờng
17
Bảng 1.3: Ví dụ mã tần số âm tần của các phân
cơ
21
Bảng 3.1: Giá thành một số thiết bị thu
GPS
88
Bảng 3.2: Các nguồn sai số tín hiệu
GPS
92
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 thông tin chọn tần
20
Hình 1.3: Hệ thống tổng đài điện thoại chuyên dụng tại ga Việt trì
21
Hình 1.4: Sơ đồ mạng điện thoại chọn tần số trên kênh tải ba
21
Hình 1.5: Tổng đài chọn số âm tần YDIII-2
22
Hình 1.6: Mạng thông tin dưỡng lộ cầu đường tại Đồng hới - Đồng lê
22
Hình 1.7: Mạng dưỡng lộ Thông tin tại ga Cầu Giát
23

Hình 1.8: Tổng đài cộng điện JHT - 21
23
Hình 1.9: Mạng thông tin tập trung tại 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
VBO3
26
Hình 1.13: Sơ đồ mạng thông tin Vinh -Đồng Lê
28


6
Hình 1.14: Sơ đồ mạng tổng đài số Hà nội -
Vinh
30
Hình 1.15: Sơ đồ đấu nối mạng tổng đài PABX tại Hà nội
31
Hình 1.16: Các khối chính của tổng đài M 6550
IP
32
Hình 1.17: Các loại hình dịch vụ của tổng đài M 6550 IP
34
Hình 1.18: Trung tâm quản trị kết nối với
M6500
38
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 và 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 của thiết bị 1650 SMC
53
Hình 2.7: Các card thiết bị FOX 1640
55
Hình 2.8: Vị trí của thiết bị kết nối chéo (cross-connect) 1515 trong mạng
58
Hình 2.9: Sơ đồ cấu trúc thiết bị 1515 CXC
58
Hình 2.10a: Sơ đồ cấu trúc bộ ghép kênh 2M- 1511BA trong mạng
60
Hình 2.10b: Cấu trúc các Card của 1511 BA
61
Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lỹ kết nối chéo của thiết bị 1515 CXC với thiết bị
1511BA
62
Hình 2.12: Kiến trúc hệ thốngmạng quản lý mạng 1353 AC
63
Hình 2.13: Kiến trúc mạng đồng bộ mạng thông tin quang (Clock)
65

Hình 2.14 a: Hệ thống DCO
68
Hình 2.14 b: Hệ thống mạng thông tin số tại Hà nội
70
Hình 2.15a: Bàn Console A tại phòng điều độ
71


7
Hình 2.15b: Mặt màn hình Console A tại phòng điều độ
71
Hình 2.16: Bàn SEI đặt tại phòng trực ban ga
73
Hình 2.17: Mặt bàn SEI tại 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 thông 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 -
điểm
78
Hình 2.23: Dịch vụ điểm - tới -đa điểm
79
Hình 2.24: Ví dụ mạng truyền dữ liệu
79

Hình 2.23a: Trung tâm điều độ mạng Metro - India
80
Hình 2.23b: Sơ đồ hệ thống mạng điều độ hiện 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 của GPS
90
Hình 3.6: Lỗi do tầng đối lưu và 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 của 3 vệ tinh sẽ xác định được vị trí trên mặt
đất
94
Hình 3.10: Giao của ba đường cầu tại một điểm
95
Hình 3.11: Thu tín hiệu của 4 vệ tinh xác định được vị trí và độ cao so với mặt đất
95

8
Hỡnh 3.12: ng dng GPS trong ngnh vn ti
100
Hỡnh 3.14: Thit b dn ng
101
Hỡnh 3.15 : Thit b nh v v dn ng MapQuest PND cho xe
hi
102
Hỡnh 3.16: H thng dch v
LBS
102
Hỡnh 3.17: Xõy dng bn s trờn c s chia thnh cỏc tp in, tp
ng
105
Hỡnh 3.18 : Bn thnh ph H ni c hỡnh thnh t nhiờu lp thụng
tin
105
Hỡnh 3.19 a: Lp ng giao thụng
106
Hình 3.19 b: Lớp ranh giới quận huyện
106
Hình 3.20: Sơ đồ hệ thống mạng định vị GPS cho tàu hỏa
112
Hỡnh 3.21: GPS Module EM411
113
Hỡnh 3.22: Modem khụng dõy 9XTend-PKG
TM
RF
115

Hình 3.23 a: Giao diện bản đồ giao thông Hà nội có cả tuyến đ-ờng sắt
117
Hỡnh 2.23b: Lp giao thụngng st
117
Hỡnh 3 24: S khi nguyờn lý hot ng h thng GPS xỏc nh
tu
118
Hỡnh 3.25: Cỏc thụng s v tu do phn mm cung cp
118
Hỡnh 3.26: Mn hỡnh theo dừi tu bng phn mm
GPS
119
DANH MC CC T VIT TT

ADM
Add and Drop
Multiplexer
Khi ghộp kờnh Xen / Tỏch
Thit b s dng kt hp cỏc tớn hiu to
thnh tớn hờu tc cao v tỏch tr li thnh
cỏc mc tớn hờu tc thp
ADQ
card
cung cp cỏc giao tip T2 hoc
PCM
tng i MC6550 IP
ASCII
American Standard
Code for Informaton
Interchange

mó ASCII
Do t chc tiờu chun húa ca M xut
ATM
Asynchronous Transfer
Module
Phng thc chuyn giao khụng
ng b

BHCC
Busy hour call
complement
Gỡ cao im
Dựng trong qui hoch mng
CBRA
Conference bridge (
point to multipoint
board - Software ) type
Card giao din kt ni im -a
im loi A



9
A interface board

CCS
Chanel Comom Signal
Báo hiệu kênh chung
Tổng đài MC6550 có 32 SRAM synchronized
messages.

CCITT
Telegraph and
Telephone International
Consultative Committee
Uỷ ban tư vấn điện thoại và điện
báo quốc tế

CHSU
Channel and Signalling
Unit board

Card thuê bao thoại ( kênh thoại
và báo hiệu đường dây thuê bao)

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
Giao thức ISO/OSI
CLM
card
Cung cấp 16 cổng không đồng
bộ 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 4 cổng đồng bộ hoặc
không đồng bộ
tổng đài MC6550 IP
Console
bàn điều khiển


CT
Craft Terminal

Thiết bị truy cập
Máy tính ứng dụng hoặc máy tính cá nhân PC
với địa chỉ tại chỗ của NE có thể sử dụng để
cấu hình hoặc thực hiện giám sát trên NE
(thành phần mạng)
DCC
Data Communication
Channel
Kênh truyền số liệu

DCN
Data Communication
Network
Mạng truyền số liệu
Mạng thông tin trong đó việc truyền dữ liệu
được thực hiện trong dạng thức số
DSS
Digital Subcriber Signal
Giao thức báo hiệu đường dây
thuê bao số

DWDM
Dense Wavelength
Division Multiplexing
Ghép kênh phân chia theo mật độ
bước sóng

DXC
Digital Cross Connect
Kết nối chéo số

DCO
Dispatching Control
Office
Trung tâm kiểm soát điều độ số

DSL
Digital Subcrible Line
Đường dây thuê bao số

ECC
Embedded
Communication
Channels
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 này liên quang đến
giao thức QECC*
ESCT

Bảng mạch CPU của ADM

ETSI
European
Telecommunication
Standard Institute
Viện các tiêu chuẩn viễn thông
Châu Âu

E1
Eroupean 1
Luồng số tiêu chẩn châu Âu cấp
1
E1 = 2048Kbits/s


10
EVN
Electrical Vietnam
Networking
Mạng viễn thông điện lẹc Việt
nam

IMF
integrated mediation
function
tích hợp đa phương tiện

ISDN
Intergrate Service
Digital Network
Mạng số dịch vụ tích hợp

IE
card tổng đài MC6550IP
cung cấp 4 cổng E&M

TĐBĐ

Tổng Đài Bưu Điện

TTTH

Thông tin tín hiệu

TĐĐS

Tổng đài đường sắt

GMT
Greenwich Meridian
Time
Giờ chuẩn

GNE
Gateway Network
Element
Thành phần mạng cổng
Thành phần mạng dành cho việc điều khiển từ
OS, cung cấp giao diện QECC*. bằng cách sử
dụng giao diện QB3* và tiến hành chuyển đổi
QB3*/QECC*
G
ITU standard
Các chuẩn giao thức của ủ ban
viễn thông quốc tế
G.703: là chuẩn giao thức chuyền tín hiệu
thoại qua mạng số.
G 704. Framming

G706.CRC - procedue
G.702. Fault handing
GPS
Global Position
Systerrm
Hệ thống định vị toàn cầu

GIS
Geographic Information
Systerm
Hệ thống thông tin địa lý

GPRS

Dịch vụ truyền dữ liệu qua hệ
thống thông tin di động

ISA
Intergrated Service
Adapter
Bộ tương thích dịch vụ tích hợp
Các bo mạch ISA thuộc các OMSN NE.
Chúng có thể quản lý các tín hiệu như ATM.
Ethernet và IP
IP
Internet Protocol
Giao thức liên mạng
Giao thức truyền đóng gói dữ liệu
NE
Network element

Thành phần mạng (phần tử
mạng)
Một thiết bị viễn thông hoặc các nhóm bộ phận
của một mạng viễn thông có các đặc tính phù
hợp với khuyến cáo của UIT-T
NTP
Network Time Protocol
Giao thức mạng thời gian
Đồng bộ thời gian của thiết bị
NECTAS
Network Element Craft
Terminal Application
Software
Phần mềm quản lý thiết bị đầu
cuối mạng

NGN
Next Generation
Network
Mạng thế hệ sau

MDF
Multi Distribu Frame
Giá phối dây đa truy nhập

LAE
card tổng đài
Cung cấp 32 cổng analog
tổng đài MC6550 IP
LAJ

card cung cấp 32 cổng digital

LAN
Local Are Network
Mạng nội bộ

LC
Level crossing
Đường ngang
Máy điện thoại cho nhân viên gác LC
LDS
card
card Thuê bao ISDN
tổng đài MC6550 IP
LRF
card
cung cấp 8 cổng trung kế CO line
tổng đài MC6550 IP
PCM
Pulse code modulation
Điều chế xung mã
PCM2Mbits = PCM tốc độ 2Mbits/s
PDA
Personal digital assistant
Thiết bị số hỗ trợ cá nhân

PDH
Plesiochronous Digital
Hierachy

Phân chia số cận đồng bộ

PMPA
Point to multipoint
board - hardware - Type
Bo mạch kết nối điểm - đa điểm
loại A



11
A
PVC
Path vitual connect
kết nối đoạn ảo

PVI
card
cung cấp cổng 10/10O base T
tổng đài MC6550 IP
Q3


Giao diện quản lý cơ sở CMISE Q3 OPTICS-
IM
Qsig
Q signal protocol
Các chuẩn giao tiếp giữa các loại
hình thiết bị đầu cuối với mạng,
giữa thiết bị với thiết bị.

www.rfc_editor.org
RAC
Rate adapter card
Card thích ứng tốc độ

RF
Radio Frequency
Sóng radio

RGPA
Ringer and power unit
type A
Khối nguồn và chuông loại A

SEI
Silitic equiment
Tổng đài tập trung Silitic
Hãng Siema Technologies - France
SDH
Synchronous Digital
Hierarchy
Phân cấp số đồng bộ

SNCP
Sub-Network
Connection Protection
Bảo vệ kết nối mạng phụ

SNMP
Simple Network

manegement protocol
Thể thức quản lý mạng đơn giản

SPCM-S
Subscriber PCM board -
Subscriber side

card PCM phía thuê bao

SPCM-E
Subscriber PCM board -
Exchange
card PCM phía tổng đài

STM-N
Synchronous Transport
Module level N
Modul truyền dẫn đồng bộ mức
N
Biểu thị loại của các tín hiệu SDH. N là một số
nguyên (1,4 hoặc 16) biểu thị tốc độ truyền dẫn
SDH. Ví dụ, tín hiệu STM-1 truyền đi có tốc
độ 155 Mbit/s trong khi STM-16 có tốc độ 2,5
Gbit/s
T- FEP
TSD Front End
Processor
Bộ xử lý trước điểm cuối TDS
Phần mềm tích hợp trong 1354RM, giao tiếp
giữa 1354RM và Q3 NE

TMN
Telecommunications
Management Network
Quản lý mạng viễn thông
Xác định nội dung các TN. Cung cấp một cấu
trúc mạng có tổ chức để thực hiện việc kết nối
các cấu thành khác nhau của TN và các dịch vụ
để xử lý thông tin.
Tx

Phân cấp tốc độ theo tiêu chuẩn
Mỹ -Nhật
T1. 1544 Kbits/s
TS
Time Slot
khe thời gian
tương ứng với một kênh thoại
ODF
Optical Distribution
Frame
Giá truy nhập quang

V.2x; 3x
R232

Các chuẩn kết nối các thiết bị ở
mức vật lý.
RS232C, V.24, V.28, X.21bis and EIA-232
Connector and Signaling Standards
VAM

Versatile access
multiplexer board
Card truy nhập đa năng

VC
Virtual Container
Container ảo
Container ảo được quản lý bởi người sử dụng
SDH. Bao gồm tín hiệu thông tin và mào đầu
tuyến. Mào đầu tuyến được sử dụng để quản lý
tín hiệu thông tin. Phụ thuộc vào tốc độ của tín
hiệu có các loại Container ảo cấp cao hoặc cấp
thấp. Thông thường SDH có các loại VC11,
VC12, VC2, VC3 and VC4
WGS
Ellipsoid Word
Hệ toạ độ hình học hoá trái đất



12
Geodetic Systerm
theo hình Ellipsoid
WML
Wireless Mobile Language
chương trinh phần mêm của thiết
bị cầm tay


MỞ ĐẦU

Ứng dụng công nghệ thông tin để hiện đại hóa công tác điều độ chỉ huy chạy tàu là
một yêu cầu tất yếu để ngành vận tải đường sắt phát triển. Có thể nói trung tâm điều độ là
bộ não của hệ thống điều hành vận tải đường sắt, thông qua mạng thông tin trung tâm điều
độ sẽ điều hành mọi hoạt động vận tải của ngành . Nếu xử lý thông tin tốt và kịp thời sẽ đưa
ra các phương án chạy tàu, tránh tàu, điều hành tàu có hiệu quả dẫn tới khai thác hiệu quả
cơ sở hạ tầng đường sắt đảm bảo năng lực vận tải của các tuyến đường, ngược lại sẽ ảnh
hưởng rất lớn đến quá trình khai thác, vận tải cũng như an toàn chạy tàu.
Trong thời gian gần đây, đặc biệt sau vụ tai nạn tàu E1 tại Huế cho thấy công tác điều
độ chạy tàu đường sắt Việt nam hiện nay còn nhiều bất cập, thiếu tin cậy. Việc giám sát, cập
nhật thông tin về hành trình thực của tàu là không có, trung tâm điều độ chỉ nắm được tình
hình thông qua điện thoại từ trực ban các ga khi thấy tàu đang vào hoặc thông qua ga, dẫn
đến thiếu thông tin điều hành và cảnh báo trực tiếp, chưa kể đến mạng thông tin chuyên
dụng nhiều tuyến mức độ khả dụng chưa cao, chất lượng kém, nhiều khi còn gây gián đoạn
liên lạc như vậy nâng cao chất lượng mạng thông tin, xây dựng hệ thống mạng thông tin
chuyên dụng hiện đại Phục vụ cho công tác điều độ là một trong những công việc thiết yếu.
Để xây dựng được một mạng thông tin chuyên dụng hiện đại thì ta phải đi sâu tìm
hiểu thực trạng mạng thông tin đường sắt, từ đó xây dựng các phương án xây dựng và khai
thác mạng. Trên cơ sở nhiệm vụ chính vẫn là xây dựng mạng thông tin chuyên dụng hiện
đại, đáp ứng nhu cầu vận tải hiện tại và trong tương lai. Luận văn với nội dung: "Tìm hiểu
thực trạngkhai thác mạng thông tin Đường sắt Việt nam. Đề xuất phương án khai thác
mạng hiệu quả " bao gồm văn gồm các chương:
Chƣơng 1: Giới thiệu tổng quan về mạng Thông tin đƣờng sắt Việt Nam
Nội dung của chương đề cập đến:
- Tổng quan về đường sắt Việt nam


13
- Mạng thông tin đường sắt Việt nam.
- Đánh giá thực trạng khai thác mạng thông tin điều độ và công tác điều độ trong
đường sắt Việt nam.

Chƣơng 2: Mạng thông tin quang đƣờng sắt Việt nam
Nội dung của chương đề cập đến:
- Giới thiệu tổng quan
- Mạng thông tin quang Hà nội -Vinh
- Thực trạng khai thác, hoạt động 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 quả.
Chƣơng 3: Ứng dụng hệ thống định vị toàn cầu cho công tác điều độ chạy tàu
Nội dung của chương đề cập đến:
- Hệ thống định vị vệ tinh GPS.
- Hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information System)
- Ứng dụng GPS trong đường sắt Việt nam
Kết luận:
-Đánh giá về nội dung của luận văn.
-Đánh giá về khả năng phát triển của luận văn trong tương lai và trong thực tế.


14
Chương 1 - GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN
ĐƯỜNG SẮT VIỆT NAM
1.1 Tổng quan về đường sắt Việt nam
1.1.1 Mạng lưới Đường sắt
Mạng lưới Đường sắt Việt Nam với tổng chiều dài 2.600 km nối liền các
khu dân cư, trung tâm văn hoá nông nghiệp và công nghiệp trừ khu vực đồng bằng
sông Cửu Long.
Đường sắt Việt Nam nối liền với đường sắt Trung Quốc qua hai hướng:
 Với Vân Nam Trung Quốc qua tỉnh Lào Cai
 Với Quảng Tây Trung Quốc qua tỉnh Lạng Sơn
Đường sắt Việt Nam cũng có tiềm năng nối liền với mạng lưới Đường sắt

Campuchia, Thái Lan và Malaysia để đến Singapore và tuyến đường sắt của Lào
khi được phát triển, xem hình 1.1[18].
Đường sắt Việt Nam đang sử dụng ba loại khổ đuờng, đó là loại đuờng
1.000 mm, đuờng tiêu chuẩn (1.435 mm) và đuờng lồng (chung cả 1.435 mm và
1.000 mm). Chiều dài của các đuờng chính tuyến của mạng lưới đường sắt Việt
Nam cùng với khổ đuờng được trình bày trong bảng 1.1.
1.1.2 Vận tải hành khách
a.Các loại tầu khách
Đường sắt Việt Nam hiện có các loại tàu khách sau:
- Tầu Liên vận quốc tế
- Tầu khách nhanh và đặc biệt nhanh
- Tầu khách thường và tầu hỗn hợp.
b. Số đôi tầu khách chạy hàng ngày trên tæàn mạng
Tầu khách Thống nhất
Hàng ngày giữa Hà Nội và TP Hồ Chí Minh có:
- 1 đôi tàu đặc biệt nhanh E1/2 hành trình 30 giờ đỗ nhận hành khách tại các ga Hà


15
Nội, Vinh, Đồng Hới, Huế, Đà Nẵng, Diêu Trì, Nha Trang, Mương Mán, Sài Gòn
- 1 đôi tầu nhanh S1/2 hành trình 32 giờ đỗ nhận hành khách tại các ga Hà Nội,
Nam Định, Thanh Hóa, Vinh, Đồng Hới, Đông Hà, Huế, Đà Nẵng, Tam Kỳ,
Quảng Ngãi, Diêu Trì, Tuy Hòa, Nha Trang, Tháp Chàm, Sài Gòn.
- 1 đôi tầu S3/4 41 giờ đỗ nhận chở hành khách tại các ga: Hà Nội, Phủ Lý, Nam
Định, Ninh Bình, Thanh Hoá, Vinh, Hương Phố, Đồng Lê, Đồng Hới, Đông Hà,
Huế, Đà Nẵng, Tam Kỳ, Quảng Ngãi, Diêu Trì, Tuy Hoà, Nha Trang, Tháp Chàm,
Mương Mán, Sài Gòn.
- 1 đôi tầu S5/6, 41 giờ đỗ nhận chở hành khách tại các ga: Hà Nội, Phủ lý, Nam
Định, Ninh Bình, Thanh Hoá, Vinh, Yên Trung, Hương Phố, Đồng Lê, Đồng Hới,
Đông Hà, Huế, Đà Nẵng, Tam Kỳ, Quảng Ngãi, Diêu Trì, Tuy Hoà, Nha Trang,

Tháp Chàm, Mương Mán, Sài Gòn.
- 1 đôi tầu S7/8 hành trình 41 giờ đỗ nhận chở hành khách tại các ga: Hà Nội, Phủ
Lý, Nam Định, Ninh Bình, Bỉm Sơn, Thanh Hoá, Vinh, Đồng Lê, Đồng Hới,
Đông Hà, Huế, Đà Nẵng, Tam Kỳ, Quảng Ngãi, Diêu Trì, Tuy Hoà, Nha Trang,
Tháp Chàm, Mương Mán, Sài Gòn.
- Ngoài ra còn 1 đôi tầu LH2/3 hành trình 25 giờ chạy cách nhật từ Huế đến Sài
Gòn và ngược lại, đỗ nhận khách tại các ga: Huế, Lăng Cô, Đà Nẵng, Trà Kiệu,
Tam Kỳ, Núi Thành, Quảng Ngãi, Đức Phổ, Bồng Sơn, Diêu Trì, Tuy Hoà, Ninh
Hoà, Nha Trang, Tháp Chàm, Mương Mán, Long Khánh, Sài Gòn.
c. Tầu khách địa phương
Tuyến Yên Viên - Hạ Long
Hàng ngày chạy 1 đôi tầu tiêu chuẩn 2157/2158 giữa Yên Viên - Hạ Long
và ngược lại.
Tuyến Hà Nội - Hải Phòng
Hàng ngày chạy 5 đôi trong đó có 1 đôi HP1/ HP2 chạy từ Hà Nội đến Hải
Phòng và ngược lại, 3 đôi tầu chạy từ Long Biên đến Hải Phòng và ngược lại, 1
đôi tầu chạy từ Gia Lâm đi Hải phòng và ngược lại.


16

Hình 1.1: Sơ đồ mạng lưới đường sắt Việt nam


17
Tuyến chÝnh
Chiều dài
Khổ đuờng
Hà Nội - TP Hồ Chí Minh
1.726

1.000 mm
Hà Nội - Hải Phòng
102
1.000 mm
Hà Nội - Lào Cai
296
1.000 mm
Hà Nội - Đồng Đăng
162
Đường lồng (1.435 &1.000 mm)
Hà Nội - Quán Triều
75
Đường lồng (1.435 &1.000 mm)
Kép - Uông Bí - Hạ Long
106
1.435 mm
Kép - Lưu Xá
57
1.435 mm

B¶ng 1.1 Chiều dài của các tuyến đuờng chính của mạng lưới đường sắt Việt Nam
Đường chính và đuờng nhánh
2.600 km
Trong đó:

- Đường khổ 1.000 mm
2.169 km
- Đường khổ 1.435 mm
178 km
- Đường lồng

253 km
Đường tránh và đuờng nhánh
506 km
Tổng cộng
3.160 km
B¶ng 1.2: Chiều dài của các loại đuờng

Tuyến Hà Nội - Lào Cai
Chạy 5 đôi tầu trong đó có 2 đôi LC1/2, LC3/4 đi từ Hà Nội đến Lào Cai và
ngược lại. Tầu LC1 chạy Hà Nội ngày thứ 6, Chủ nhật và tầu LC4 chạy Lào Cai
các ngày thứ 7, thứ 2 hàng tuần có nối cụm xe liên vận đi Côn Minh và ngược lại,


18
1 đôi tầu YB1/2 từ ga Long Biên đến ga Yên Bái và ngược lại, 1 đôi tầu YL1/2 từ
ga Yên Bái đến ga Lào Cai và ngược lại.
Ngoài ra, có tầu LC5 chạy tại ga Hà Nội các ngày thứ 2, thứ 4, thứ 6.
Tầu LC6 chạy taị ga Lào Cai vào ngày Chủ nhật.
Tuyến Hà Nội - Đồng Đăng
Hàng ngày chạy 3 đôi trong đó có 1 đôi ĐĐ3/4 chạy từ ga Hà Nội đến
Đồng Đăng và ngược lại, đôi tầu Liên vận M1/2 chạy từ ga Hà Nội ngày thứ 3, thứ
6 đi Bắc kinh và tầu M2 từ Bắc kinh về Hà Nội vào ngày thứ 4 và Chủ nhật, 1 đôi
tầu HĐ3/4 chạy từ ga Gia Lâm đến ga Đồng Đăng và ngược lại.
Tuyến Hà Nội - Quán Triều
Hàng ngày chạy 1 đôi tầu T91/92 từ ga Long Biên đến ga Quán triều và
ngược lại.
Tuyến Hà Nội - Thanh Hoá - Vinh
Hàng ngày chạy 3 đôi, trong đó 2 đôi V1/2, V3/4 chạy từ ga Hà Nội đến ga
Vinh và ngược lại, 1 đôi TH1/2 chạy từ ga Giáp Bát đến Thanh Hoá và ngược lại.
Tuyến Vinh - Đồng Hới

Hàng ngày chạy 1 đôi tầu VĐ1/2 từ ga Vinh đến ga Đồng Hới và ngược lại.
Tuyến Đồng Hới - Quy Nhơn
Hàng ngày chạy 1 đôi 163/164 từ ga Đồng Hới đến ga Huế và ngược lại, 2
đôi 165/166 và ĐH1/2 từ ga Huế đến ga Đà Nẵng và ngược lại, 1 đôi 171/172 từ
ga Đà Nẵng đến ga Diêu Trì và ngược lại, 1 đôi ĐQ1/2 chạy cách 3 ngày từ ga
Đồng Hới đến ga Quy Nhơn và ngược lại.
Tuyến Tuy Hoà - Nha Trang - Sài Gòn
Hàng ngày chạy 1 đôi NT9/10 từ ga Nha Trang đến ga Tuy Hoà và ngược lại, 1
đôi SN1/2 từ ga Nha Trang đến ga Sài Gòn và ngược lại.
1.1.3 Nhận xét về sự phát triển của vận tải đường sắt Việt nam
Như trên ta thấy hiện nay mạng giao thông đường sắt Việt nam đã nối liền
với đường sắt Trung Quốc, trong tương lai gần sẽ kết nối với mạng đường sắt
Đông Nam Á. Đường sắt Viết nam cũng đã có đề án xây dựng hệ thống đường sắt


19
trên cao nội đô, xây dựng tuyến đường sắt cao tốc Hà Nội - Sài gòn, điều này sẽ
mở ra nhiều hướng phát triển cho ngành vận tải đường sắt trong tương lai.
Để có những bước phát triển đó thì cơ sơ hạ tầng phải phát triển, trong đó
Hạ tầng mạng Thông tin đường sắt là một tất yếu.
1.2. Mạng thông tin đường sắt Việt Nam
Hiện nay trong mạng thông tin đường sắt Việt Nam đang sử dụng cả hai
loại hình thiêt bị thông tin tương tự và thông tin số (xem hình 1.13;1.14.1.15).
Loại hình thiết bị tương tự hầu hết là các thiết bị của Trung Quốc, Hung ga ri
được sản xuất và trang bị từ những thập niên 70. Loại hình thiết bị số trước năm
2005 chủ yếu là các tổng đài số phục vụ cho mạng thông tin hành chính, các
đường trung kế là các luồng số E1 thuê của Viettel ( công ty Viễn thông Quân đội)
và của VTN ( Tổng công ty viễn thông Việt nam). Từ giữa năm 2006 đường sắt
Việt nam đã lắp đặt song và đưa vào khai thác mạng thông tin số với hệ thống
đường trục cáp quang, sử dụng công nghệ truyền dẫn đồng bộ SDH tuyến Hà nội -

Vinh, là một tuyến trong dự án xây dựng và số hóa toàn bộ mạng thông tin đường
sắt thành một mạng hiện đại đang được triển khai.
Ứng dụng mạng thông tin trong ngành đường sắt có thể chia thành các loại
hình mạng thông tin sau:
-Mạng thông tin chuyên dụng:
+ Mạng thông tin điều độ và dưỡng lộ cầu đường, thông tin
+Mạng thông tin điện thoại tập trung trong ga, điện thoại đường ngang, gác
ghi. - Mạng thông tin hành chính các ga .
+ Hệ thống điện báo, điện thoại hội nghị
Cung cấp các dịch vụ cho các loại hình mạng thông tin trên là hệ thống
các tổng đài và hệ thống thiết bị truyền dẫn thông tin.
1.2.1 Loại hình thiết bị tương tự
1.Mạng thông tin Điều độ
a.Công tác điều độ


20
Trên cơ sở hạ tầng sẵn có những người làm công tác điều độ sẽ lên phương
án chạy tần thông qua lập biểu đồ chạy tàu (BĐCT) kế hoạch trong năm, trong quí,
trong tháng và trong ngày. Trong ngày 24/24 giờ mỗi một tuyến đều có điều độ
viên, điều độ viên thông qua biểu đồ kế hoạch chạy tàu trong ngày chỉ huy tác
nghiệp toàn bộ các đoàn tàu, các ga tuyến mà mình quản lý, xem phụ lục 15.
Qua mạng thông tin điều độ, trực ban tại các ga sẽ nhận được các lệnh từ
trung tâm điều độ của tuyến mình, đồng thời báo cáo quá trình hoạt động, thời
gian tàu đến, đỗ, đi, trở ngại nếu có của ga mình cho trung tâm Điều độ. Thông
qua các thông tin nhận được từ ga điều độ viên trong quá trình điều hành và theo
dõi sẽ vẽ biểu đồ gọi là biểu đồ thực tế. Thông qua biểu đồ thực tế và dựa vào biểu
đồ kế hoạch, điều độ viên sẽ đưa ra các lệnh điều hành cho trực ban mỗi ga và
nắm bắt được toàn bộ hoạt động của các đoàn tàu, tình trạng các ga trên tuyến
mình quản lý.

b.Mạng thông tin điều độ trên tuyến
Mạng thông tin điều độ sử dụng loại tổng đài chọn số âm tần, tổng đài nối
với tất các máy con (máy điện thoại chọn số âm tần) trên cùng một đôi dây. Phần
lớn các thiết bị mạng được trang bị từ năm 1975.







Tổng đài thường được đặt tại trung tâm điều độ, các máy con và phân cơ
đấu song song với nhau đặt tại các phòng trực ban các ga. Khi điều độ viên muốn
gọi cho ga nào đó, thì sẽ ấn nút tương ứng với ga đó. Khi này một cặp mã hiệu
(xem bảng 1.3) gồm hai tần số âm tần được gán riêng cho ga đó sẽ phát trên đường
dây tới phân cơ của ga, duy nhất phân cơ của ga đổ chuông nhờ mạch khuyếch đại
Hình 1.2: Sơ đồ mạng thông tin chọn tần


1
Máy điện thoại
chọn số
Tổng đài chọn số
âm tần

2
3
Phân cơ
Đôi dây


21
chn tn, bỏo cho trc ban bit, khi ny trc ban nhc t hp kớn mch thoi. Tng
i tt mch phỏt tớn hiu gi, ni kớn mch thụng thoi [1].
730 / 1330
910 / 1100
730 / 1100
910 / 730
730 / 910
tần số
4
5
3
Ga Nghĩa Trang
Đ.máy Thanh Hoá
Ga Thanh Hoá
t.t
1
2
loại
đặc điểm
Ga Bỉm Sơn
Ga Đò Lèn
bắc thanh hoá

Bng 1.3: Vớ d mó tn s õm tn ca cỏc phõn c (tn s l Hz)
Tng i chn s õm tn thng gm cỏc tng i: YG1-2, GZY1, YDIII -2
(xem hỡnh 1.5), YG 1-2 ca Trung Quc. ng truyn dn tớn hiu cú th dựng
loi dõy ng 3mm, dõy st 4-5mm, dõy cỏp thụng tin ng di tn s thp cú gia
cm.





Khi cỏc phõn c xa trung tõm iu , tng i iu cú th ni ti
phõn c nh chuyn tip qua kờnh Ti ba (hỡnh 1.4), kờnh vụ tuyn chuyn tip
hoc mt kờnh trờn lung PDH thụng qua tng i in t , xem thờm ph lc
IV,V.






YG1-2
JGL-8
YDIII
-2



Phõn c cỏc ga phớa
Thch Li

Phõn c cỏc ga phớa
oan Thng
Dy s
5
Dy s
5
Hỡnh 1.3: H thng tng i in thoi chuyờn dng ti ga Vit trỡ



TB
T

PC
PC
PP
PP
PP
TBT
TBT
TBT
T
PC


22
Hỡnh 1.4: S mng in thoi chn tn s trờn kờnh ti ba
Trong ú:
PC: Phõn c; PP: Giỏ phõn phi; T: tng i iu ; TBT: mỏy ti ba

Hỡnh 1.5: Tng i chn s õm tn YDIII-2
2.Thụng tin dng l cu ng v thụng tin cỏc ga
Mng thụng tin dng l cu ng l mng thụng tin chuyờn dng s
dng cho vic iu hnh hot ng gia cỏc cung ng lm nhim duy tu, sa
cha cu ng, cỏc cung Thụng tớn hiu vi Trung tõm.H thng mng thụng tin
ny cng s dng thụng tin iu chn tn nh trong iu , xem hỡnh 1.6 v
1.7.

phõn c
tng i
bn iu
gzy3
cầu đ-ờng
quảng bình
8 Phân cơ
Đôi dây số 6 ( Fe 4 )
trạm T.T 04
( đồng lê )
tải ba
bz 12 m
5 Phân cơ
Đôi dây số 6 ( Fe 4 )
tải ba
bz 12 m
sài gòn
kim lũ phúc trạchđồng hới ngân sơn
9 Phân cơ
minh lễ ngọc lâm
phân
đ-ờng
trạm T.T 04-B
( đồng hới )

Hỡnh 1.6: Mng thụng tin dng l cu ng ti ng hi - ng lờ

23
§«i d©y sè 2 ( Fe 4 )
2 Ph©n c¬8 Ph©n c¬
cÇu gi¸t
§«i d©y sè 2 ( Fe 4 )
qu¸n hµnh hoµng maiyªn lý
gzy3


3.Mạng thông tin tập trung trong ga
Thông thường mỗi một ga có một tổng đài chuyên dụng, gọi là tổng đài tập
trung, nhằm phục vụ thông tin điều hành từ trực ban (ga) đến tất cả các bộ phận
liên quan đến công tác chạy tàu của ga như: đến các chắn đường ngang, các ghi
(điều chỉnh đường cho tàu chạy), phóng thanh loa, trạm đầu máy, tín hiệu Các
tổng đài tập trung tương tự thường là tổng đài Cộng điện của Trung Quốc như
tổng đài JHT, CZH, JGL máy điện thoại là máy cộng điện chỉ có mạch thu
chuông và mạch thoại, không có chức năng quay số.

Hình 1.8: Tổng đài cộng điện JHT - 21
Tổng đài cộng điện là loại tổng đài bán tự động, các máy con cộng điện
được cấp nguồn từ tổng đài. Việc kết nối liên lạc thông qua nhân viên trực tổng
Máy điện
thoại cộng
điện

Máy điện
thoại từ
thạch

Tay bẻ

Đèn LED
báo cuộc
gọi

Hình 1.7: Mạng dưỡng lộ Thông tin tại ga Cầu Giát


24
đài, Trực ban sẽ thực hiện đấu nối thông thoại với các máy con thông qua các tay
bẻ [1], xem hình 1.9.








Hình 1.9: Mạng thông tin tập trung tại ga Việt trì
Trong đó:
JGL-8: Tổng đài cộng điện; YG1: Tổng đài chọn số âm tần YG1;
BĐ: Tổng đài Bưu điện ; YDIII-2: Tổng đài chọn số âm tần YDII-2;
K1,2,3 : Các đường dây kênh 1,2,3 giá đấu dây máy tải ba; HC: Hộp cáp;
Tổng đài cộng điện còn có thể nối tới tổng đài điện tử thông qua ngăn chọn
số (phụ lục 4), khi này tổng đài như là một thuê bao thông thường và quay số theo
chế độ Pulse. Ngoài ra còn có thể nối tới tổng đài chọn số âm tần thông qua ngăn
chọn số (phụ lục 4), khi này tổng đài như một máy điện thoại chọn số, việc thu tín
hiệu gọi vẫn phải sử dụng phân cơ.
Trong một số ga nhỏ chỉ gồm một số ít chắn, và ghi ví dụ như ga: Đông

Anh, Tân ấp, Đồng Chuối thì việc liên lạc giữa trực ban với các bộ phận trên
thông qua các cặp máy điện thoại từ thạch [1](còn gọi là máy nam châm), xem
hình 1.10.

Hình 1.10: Hai máy từ thạch thông thoại trực tiếp

YG1
JGL - 8
YDIII-
2
HC


BĐ
Yên Bái
Trung kế âm tần Yên Bái
Trung kế âm tần Hà
Nội
K
1
, K
2
,
K
3

K
1
, K
2

,
K
3

Hà Nội
Đôi dây số 3
Máy gác chắn
Máy gác ghi
Đôi dây đồng


25
Máy từ thạch được cấp nguồn tại chỗ + 3VDC, khi muốn gọi cho máy đối
phương thì quay Manhetô (máy phát điện xoay chiều) tạo dòng chuông tới đối
phương, đối phương nhấc tổ hợp hai máy thông thoại.
4. Thiết bị truyền dẫn thông tin đường sắt
Hệ thống truyền dẫn cho mạng thông tin đường sắt Việt Nam phân lớn sử
dụng máy tải ba đầu cuối VBO: VBO
1
- 1 kênh, VBO
3
- 3 kênh, VBO
12
- 12 kênh;
máy tải ba khuếch đại chuyển tiếp/xen rẽ FBO: FBO
12
được sản xuất tại
Hungary giữa những năm 1972 và 1979, xem hình 1.11 .
Hệ thống máy VBO dựa trên nguyên lý ghép các kênh thoại theo tần số, rồi
điều chế với tần số sóng mang truyền trên đường dây trần [2]. Mỗi kênh mang một

tần số khác nhau (tần số cao) nên trong cùng một lúc có thể truyền được nhiều
đường thông, nhiều cặp máy có thể cùng liên lạc được một lúc trên cùng một đôi
dây mà không ảnh hưởng lẫn nhau.


a.Máy VBO 3 b.Cột dây trần
Hình 1.11: Máy tải ba
Nhờ nguyên lý của máy tải ba, trong thông tin đường sắt sử dụng máy tải
ba như là một thiết bị chuyển tải đường dài đường các kênh thông tin âm tần hữu
Cáp treo
000
Fe 4
VI
Fe 4
353
VII
Cs 3Cs 3
I
Cs 3
II
Cs 3
III IV

Các đôi dây: I,II,III