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CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模在线监测系统

阅读:978发布:2020-12-01

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1.一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模在线监测系统,由GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台两部分组成,其中:GSM-R车载监控单元由适配器单元、控制单元、数据传输单元、和A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成;GSM-R地面监控服务台由UPS不间断电源、数据存储单元、监控分析单元、显示单元和数据传输单元组成;所述的GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元均嵌套有GPRS模块;所述的GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台通过数据传输单元的GPRS模块无线连接;
其特征在于:所述的在线监测系统通过数据传输单元开机自诊断及其在途自诊断和GSM-R车载监控单元与GSM-R地面监控服务台之间通信链路的建立、维护和自身设备的自诊断来监测GSM-R车载无线传输模块的状态;
所述GSM-R车载监控单元的A/B两套电源滤波板主要保护电源免受浪涌、群脉冲、高频串扰外界干扰,保证电源电磁兼容性的高可靠性;
所述GSM-R车载监控单元的电源B及B电源滤波板是作为电源A与A电源滤波板的备用,通过双套电源热备的方式实现了设备供电系统的稳定性
所述GSM-R车载监控单元的适配单元主要实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的电平转换,是GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的数据通道;
所述GSM-R车载监控单元的控制单元主要完成对GSM-R车载无线传输模块运行数据的分析处理、存储及GSM-R车载无线传输模块与GSM-R地面监控服务台之间的数据处理; 所述GSM-R地面监控服务台的显示单元用于监测人员进行操作的人机交互终端; 所述GSM-R地面监控服务台的UPS不间断电源为GSM-R地面监控 服务台提供可靠的供电系统;
所述GSM-R地面监控服务台的数据存储单元主要存储GSM-R车载无线传输模块运行状态报告消息数据;
所述GSM-R地面监控服务台的监控分析单元主要功能为:分析GSM-R车载无线传输模块状态查询应答消息和GSM-R车载无线传输模块运行状态报告消息,并以数据和图例的形式通过显示单元显示给监测人员,如果GSM-R车载无线传输模块发生故障时并向监测人员发生报警预告;对数据进行存储,把所有GSM-R车载无线传输模块状态查询及GSM-R车载监控单元应答消息和GSM-R车载无线传输模块运行状态报告消息存储到GSM-R地面监控服务台数据存储单元;可对历史数据查询,按设备、日期、操作员条件进行一级和多级查询;
历史数据统计与分析,通过对所查询历史数据的分析找出设备运行的故障规律并以曲线图的形式显示,供维护人员及产品设计人员参考。
2.如权利要求1所述的一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块在线监测系统,其特征在于,为随时保证GSM-R车载监控单元与GSM-R地面监控服务台数据通道的畅通,GSM-R车载监控单元需要进行自诊断处理,包括开机自诊断处理和在途自诊断处理;同时实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的通信链路的建立和维护和对GSM-R车载无线传输模块运行状态数据的处理及对异常数据的存储。
3.如权利要求1所述的一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块在线监测系统,其特征在于,利用GSM-R车载无线传输模块在线监测系统进行在线监测方式为:GSM-R车载无线传输模块通过适配器接口将实时状态数据和监测数据传输给GSM-R车载监控单元,GSM-R车载监控单元对数据进行分析处理后通过GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块传送给GSM-R地面监控服务台,同时实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的通信链路的建立、维护和自身设备的自诊断,GSM-R地面监控服务台收到GSM-R车载监控单元发送的数据后,对其进行存储分析后,以数据和图例的方式通过GSM-R地面监控服 务台的显示单元显示给监测人员。
4.如权利要求1所述的一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块在线监测系统,其特征在于,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元的数据传输单元开机自诊断示方式为:
步骤一:GSM-R车载监控单元的数据传输单元开始自诊断时,打开通信串口,如通信串口打开异常,报告串口打开错误,并存储故障信息;
步骤二:如通信串口正常打开,则设置串口参数,并测试GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块是否正常,如不正常,报告GPRS不正常错误,并存储故障信息; 步骤三:如果GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块正常,测试SIM卡是否正常,如不正常,报告SIM卡错误,并存储故障信息;
步骤四:如SIM卡正常,则测试场强是否正常,如不正常,报告场强弱,并存储故障信息;
步骤五:如场强正常,返回GSM-R车载监控单元中数据传输单元开机自诊断成功结果。
5.如权利要求1所述的一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块在线监测系统,其特征在于,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元的数据传输单元在列车运行过程中的在途自诊断方式为:
步骤一:GSM-R车载监控单元的数据传输单元在列车运行过程中的在途自诊断开始时,启动在途自诊断定时器,判断GSM-R车载监控单元的数据传输单元是否有数据通信,如有,取消自诊断定时器,并继续通信;
步骤二:如GSM-R车载监控单元的数据传输单元没有数据通信,在设定的对GSM-R车载监控单元的数据传输单元进行自诊断的时间到时,启动在途自诊断程序,同时切换GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块由在线数据状态转为在线命令状态,并测试GPRS模块是否正常,如不正常,报告GPRS不正常,并存储故障信息;
步骤三:如GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块正常, 则测试SIM卡是否正常,如不正常,报告SIM卡错误,并存储故障信息;
步骤四:如果SIM卡正常,测试场强是否正常,如不正常,报告场强弱,并存储故障信息;
步骤五:如场强正常,则切换GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块由在线命令状态转为在线数据状态,并继续通信。
6.如权利要求1所述的一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块在线监测系统,其特征在于,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间建立通信链路方式为:
建立通信链路时,GSM-R车载监控单元读取GSM-R地面监控服务台电话号码,并配置GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台中数据传输单元的GPRS模块,然后呼叫GSM-R地面监控服务台,如失败,记录失败原因,如成功,GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间建立通信链路建立成功。
7.如权利要求1所述的一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块在线监测系统,其特征在于,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间通信链路建立后的维护方式为:
当在对通信链路进行维护而设定的定时时间内时,GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元收到链路断开标志时,GSM-R车载监控单元读取GSM-R地面监控服务台电话号码,并对GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元的GPRS模块进行配置,呼叫GSM-R地面监控服务台,如果失败,记录失败原因,如成功,则通信链路重新建立成功;
当对通信链路进行维护而设定的时间到时,GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元彼此发送链路测试数据包,如GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台均收到测试应答数据包,则表示链路正常,如没有收到测试数据包,则GSM-R车载监控单元读取 GSM-R地面监控服务台电话号码,并对GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台中数据传输单元的GPRS模块进行配置,呼叫GSM-R地面监控服务台,如果失败,记录失败原因,如成功,则通信链路重新建立成功。

说明书全文

CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模在线监测系统

技术领域

[0001] 本发明属于无线通信技术领域及列车控制领域,特别涉及一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块在线监测系统。

背景技术

[0002] 随着我国路的快速发展,我国制定了铁路中长期发展规划,其规划中的中国列车控制系统CTCS(China Train Control System)是为保证列车安全运行,并以分级形式满足不同线路运行需求的技术规范,是我国未来铁路技术发展的方向,CTCS按照系统条件和功能共分5级,从0级到4级。
[0003] CTCS-3级列控系统是基于无线通信GSM-R和轨道电路的列车运行控制系统,CTCS-3级列控系统的一个重要特征就是利用GSM-R网络进行列控数据的安全传输,而GSM-R车载无线传输模块就是CTCS-3级列控系统中车载设备的GSM-R网络接入终端,该设备在线运行状态的稳定性直接关系到列控数据的安全传输以及整个列车在3级模式下的运行安全,所以对RTM运行状况的在线监测就显得尤为重要。
[0004] 为保证列车在CTCS-3级下能正常运营,需要对列车在运行过程中的实时状态进行监测,而目前的监测设备不能满足需要,以也不能确认GSM-R车载无线传输模块整机设备及该设备的相关子设备是否能正常运行。

发明内容

[0005] 本发明的目的是针对现有技术的不足,提出一种能在机车运行过程,实时对其运行状态进行监测的GSM-R车载无线传输模块在线监测系统。
[0006] GSM-R车载无线传输模块在线监测系统由GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台两部分组成,其中:
[0007] GSM-R车载监控单元由适配器单元、控制单元、数据传输单元、和A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成;GSM-R地面监控服务台由UPS不间断电源、数据存储单元、监控分析单元、显示单元和数据传输单元组成;所述的GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元均嵌套有GPRS模块;所述的GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台通过数据传输单元的GPRS模块无线连接。
[0008] 所述GSM-R车载监控单元的A/B两套电源滤波板主要保护电源免受浪涌、群脉冲、高频串扰等外界干扰,保证电源电磁兼容性的高可靠性。
[0009] 所述GSM-R车载监控单元的电源B及B电源滤波板是作为电源A与A电源滤波板的备用,通过双套电源热备的方式实现了设备供电系统的稳定性。
[0010] 所述GSM-R车载监控单元的适配单元主要实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的电平转换,是GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的数据通道。
[0011] 所述GSM-R车载监控单元的控制单元主要完成对GSM-R车载无线传输模块运行数据的分析处理、存储及GSM-R车载无线传输模块与GSM-R地面监控服务台之间的数据处理
[0012] 所述GSM-R地面监控服务台的显示单元用于监测人员进行操作的人机交互终端。
[0013] 所述GSM-R地面监控服务台的UPS不间断电源为GSM-R地面监控服务台提供可靠的供电系统。
[0014] 所述GSM-R地面监控服务台的数据存储单元主要存储GSM-R车载无线传输模块运行状态报告消息数据。
[0015] 所述GSM-R地面监控服务台的监控分析单元主要功能为:分析GSM-R车载无线传输模块状态查询应答消息和GSM-R车载无线传输模块运行状态报告消息,并以数据和图例的形式通过显示单元显示给监测人员,如果GSM-R车载无线传输模块发生故障时并向监测人员发生报警预告;对数据进行存储,把所有GSM-R车载无线传输模块状态查询及GSM-R车载监控单元应答消息和GSM-R车载无线传输模块运行状态报告消息存储到GSM-R地面监控服务台数据存储单元;可对历史数据查询,按设备、日期、操作员等条件进行一级和多级查询;历史数据统计与分析,通过对所查询历史数据的分析找出设备运行的故障规律并以曲线图的形式显示,供维护人员及产品设计人员参考。
[0016] 为随时保证GSM-R车载监控单元与GSM-R地面监控服务台数据通道的畅通,GSM-R车载监控单元需要进行自诊断处理,包括开机自诊断处理和在途自诊断处理;同时实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的通信链路的建立和维护和对GSM-R车载无线传输模块运行状态数据的处理及对异常数据的存储。
[0017] 利用GSM-R车载无线传输模块在线监测系统进行在线监测方式为:GSM-R车载无线传输模块通过适配器接口将实时状态数据和监测数据传输给GSM-R车载监控单元,GSM-R车载监控单元对数据进行分析处理后通过GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块传送给GSM-R地面监控服务台,同时实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的通信链路的建立、维护和自身设备的自诊断,GSM-R地面监控服务台收到GSM-R车载监控单元发送的数据后,对其进行存储分析后,以数据和图例的方式通过GSM-R地面监控服务台的显示单元显示给监测人员。
[0018] 本发明的优点在于:能够实时将GSM-R车载无线传输模块的运行数据进行分析处理、存储,并以数据与图例的形式显示给监测人员,操作方便直观,同时能对历史监测数据进行分类查询统计、智能分析,对于发现设备的运行规律、故障分析以及设备的功能、性能完善甚至是升级都起到良好的辅助作用。附图说明
[0019] 图1 GSM-R车载无线传输模块在线监测系统数据传输示意图。
[0020] 图2 GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中的GSM-R车载监控单元结构组成示意图。
[0021] 图3GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中的GSM-R地面监控服务台结构组成示意图。
[0022] 图4GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元的数据传输单元开机自诊断示意图。
[0023] 图5GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元的数据传输单元在列车运行过程中的在途自诊断示意图。
[0024] 图6GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间建立通信链路示意图。
[0025] 图7GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间通信链路建立后的维护示意图。

具体实施方式

[0026] 如图2和图3所示,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统由GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台两部分组成,其中:
[0027] GSM-R车载监控单元由适配器单元、控制单元、数据传输单元、和A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成;GSM-R地面监控服务台由UPS不间断电源、数据存储单元、监控分析单元、显示单元和数据传输单元组成;所述的GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元均嵌套有GPRS模块;所述的GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台通过数据传输单元的GPRS模块链接。
[0028] 所述GSM-R车载监控单元的A/B两套电源滤波板主要保护电源免受浪涌、群脉冲、高频串扰等外界干扰,保证电源电磁兼容性的高可靠性。
[0029] 所述GSM-R车载监控单元的电源B及B电源滤波板是作为电源A与A电源滤波板的备用,通过双套电源热备的方式实现了设备供电系统的稳定性。
[0030] 所述GSM-R车载监控单元的适配单元主要实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的电平转换,是GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的数据通道。
[0031] 所述GSM-R车载监控单元的控制单元主要完成对GSM-R车载无线传输模块运行数据的分析处理、存储及GSM-R车载无线传输模块与GSM-R地面监控服务台之间的数据处理。
[0032] 为随时保证GSM-R车载监控单元与GSM-R地面监控服务台数据通道的畅通,GSM-R车载监控单元需要进行自诊断处理,包括开机自诊断处理和在途自诊断处理;同时实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的通信链路的建立和维护和对GSM-R车载无线传输模块运行状态数据的处理及对异常数据的存储。
[0033] 如图1所示,利用GSM-R车载无线传输模块在线监测系统进行在线监测方式为:GSM-R车载无线传输模块通过适配器接口将实时状态数据和监测数据传输给GSM-R车载监控单元,GSM-R车载监控单元对数据进行分析处理后通过GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块传送给GSM-R地面监控服务台,同时实现GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间的通信链路的建立、维护和自身设备的自诊断,GSM-R地面监控服务台收到GSM-R车载监控单元发送的数据后,对其进行存储分析后,以数据和图例的方式通过GSM-R地面监控服务台的显示单元显示给监测人员。
[0034] 如图4所示,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元的数据传输单元开机自诊断表示方式为:
[0035] 步骤一:GSM-R车载监控单元的数据传输单元开始自诊断时,打开通信串口,如通信串口打开异常,报告串口打开错误,并存储故障信息;
[0036] 步骤二:如通信串口正常打开,则设置串口参数,并测试GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块是否正常,如不正常,报告GPRS不正常错误,并存储故障信息;
[0037] 步骤三:如果GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块正常,测试SIM卡是否正常,如不正常,报告SIM卡错误,并存储故障信息;
[0038] 步骤四:如SIM卡正常,则测试场强是否正常,如不正常,报告场强弱,并存储故障信息;
[0039] 步骤五:如场强正常,返回GSM-R车载监控单元中数据传输单元开机自诊断成功结果。
[0040] 如图5所示,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元的数据传输单元在列车运行过程中的在途自诊断方式为:
[0041] 步骤一:GSM-R车载监控单元的数据传输单元在列车运行过程中的在途自诊断开始时,启动在途自诊断定时器,判断GSM-R车载监控单元的数据传输单元是否有数据通信,如有,取消自诊断定时器,并继续通信;
[0042] 步骤二:如GSM-R车载监控单元的数据传输单元没有数据通信,在设定的对GSM-R车载监控单元的数据传输单元进行自诊断的时间到时,启动在途自诊断程序,同时切换GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块由在线数据状态转为在线命令状态,并测试GPRS模块是否正常,如不正常,报告GPRS不正常,并存储故障信息;
[0043] 步骤三:如GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块正常,则测试SIM卡是否正常,如不正常,报告SIM卡错误,并存储故障信息;
[0044] 步骤四:如果SIM卡正常,测试场强是否正常,如不正常,报告场强弱,并存储故障信息;
[0045] 步骤五:如场强正常,则切换GSM-R车载监控单元中数据传输单元的GPRS模块由在线命令状态转为在线数据状态,并继续通信。
[0046] 如图6所示,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间建立通信链路方式为:
[0047] 建立通信链路时,GSM-R车载监控单元读取GSM-R地面监控服务台电话号码,并配置GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台中数据传输单元的GPRS模块,然后呼叫GSM-R地面监控服务台,如失败,记录失败原因,如成功,GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间建立通信链路建立成功。
[0048] 如图7所示,GSM-R车载无线传输模块在线监测系统中GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台之间通信链路建立后的维护方式为:
[0049] 当在对通信链路进行维护而设定的定时时间内时,GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元收到链路断开标志时,GSM-R车载监控单元读取GSM-R地面监控服务台电话号码, 并对GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元的GPRS模块进行配置,呼叫GSM-R地面监控服务台,如果失败,记录失败原因,如成功,则通信链路重新建立成功;
[0050] 当对通信链路进行维护而设定的时间到时,GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台的数据传输单元彼此发送链路测试数据包,如GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台均收到测试应答数据包,则表示链路正常,如没有收到测试数据包,则GSM-R车载监控单元读取GSM-R地面监控服务台电话号码, 并对GSM-R车载监控单元和GSM-R地面监控服务台中数据传输单元的GPRS模块进行配置,呼叫GSM-R地面监控服务台,如果失败,记录失败原因,如成功,则通信链路重新建立成功。
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