一种铁路无线网络质量的检测预警方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铁路无线网络质量的检测预警方法，包括：收集数据包,解析数据包,分析预测,输出预测结果流程，其中分析预测采用建立回归模型的方式对无线网络质量进行预测并预紧，本发明专利技术还提供了一种铁路无线网络质量的检测预警装置，以实现所述方法。本发明专利技术具有能够快速检测铁路各位置网络质量，可预测网络质量变化趋势，可对未来一段时间内可能出现网络质量异常的地点进行预警的优点。

A detection and early warning method and device of railway wireless network quality

【技术实现步骤摘要】
一种铁路无线网络质量的检测预警方法及装置
本专利技术涉及一种无线网络质量的检测方法及装置，特别涉及铁路无线网络质量的检测预警方法及装置，属于检测领域。
技术介绍
铁路无线网络，不同于其它无线网络，专为铁路通讯设计，现有的GSM-R系统已伴随着列车的轰鸣声跑过了二十几个春秋，其设备大都进入了故障高发期，而机车中的调度、控制等业务均依赖于GSM-R网络系统，为保证行车安全，需要对铁路各处现有的GSM-R网络质量进行检测，目前，我国正在建设基于4GLTE技术的铁路网络体系，在建造过程中，面临新设备、新技术的调试，同样急需一种对铁路无线网络质量有效的检测方法。目前铁路网络质量采用的检测方法多为收集铁路各点网络信息实时的观测铁路网络质量，此种检测方法只有铁路网络出现问题后才能发现，得到的信息相对落后，只能亡羊补牢，不利于铁路安全。此外，铁路网络设备故障不同于其它设备故障，部分网络设备使用效果随时间变化呈现衰减，例如随着使用时间的增加，可能出现设备发射接收功率减弱，此外，地域环境变化也可能导致信号减弱、信号连接强度降低等现象，虽然仍然可通讯，但通讯质量变差，也具有一定的安全隐患。因此，亟需研究一种能够预测铁路网络质量趋势的方法，通过该方法合理的预测出不同地点网络质量趋势，从而对该地点相关网络设备进行重点检查维护，进而提高铁路无线网络质量。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，开发了一种铁路无线网络质量的检测预警方法及装置，该方法包括：S1、收集数据包；S2、解析数据包；S3、分析预测；S4、输出预测结果。根据本专利技术，步骤S1中，所述收集数据包，为收集铁路一段时间内不同地点的数据包，所述数据包中包含地理位置、记录时间和网络性能数据，进一步地，所述地理位置为能够确定数据包收集位置的信息，优选为经纬度信息，所述网络性能数据可以为信号强度、无线链路丢包率、时延、带宽时延积或语音呼叫连通速度中的一种或多种，或者其它能够体现网络质量的相关数据，在一个优选的实施方式中，所述数据包中还可以包含有列车的行驶速度、与之通讯的网络设备名称。根据本专利技术，步骤S2中，所述解析数据包为将收集的数据包拆解开进行分析，判断数据包是否包含有效可用数据，若包含则对其中数据按预设类别进行归类，包括如下子步骤：S21、判断数据包中是否包含有预设信息；若判断结果为否，放弃该数据包，处理下个数据包，若判断结果为是，执行S22。所述预设信息包括需要收集的信息类别和信息格式，其中，信息类别除包括地理位置、记录时间外，还包括网络性能数据中的一种或多种，更优选地，还包括列车机型号、提供网络的设备名称。S22、将数据包中有效信息分类存储；所述有效信息为满足预设信息条件的信息，将其归类存储，整理成数据表格。S22、重复步骤S21、S22，将所有收集的数据包中的信息分类存储，完成解析过程。步骤S3中，所述分析预测是指将步骤S2中整理好的数据网络性能数据中同一地点的网络性能数据进行分析并预测，优选地，包括以下子步骤：S31、将步骤S2中获得的不同时间、相同地点的相关数据合并整理，并存储，得到多组具有相同地点，不同时间和网络性能数据的数组；S32、将S31步骤中获得的一组数组进行自回归模型的建立，预测未来一段时间后的网络性能数据，包括如下子过程：S321、将一组数组中的网络性能数据按照记录时间顺序整理成序列Xi；S322、根据不同类型网络性能数据的特点确定管控上限UCL和管控下限LCL；S323、判断序列Xi中最后一个值是否超出管控上限UCL和管控下限LCL组成的管控范围，若判断结果为超出，则进行预警，结束步骤S32，执行S33，若判断结果为未超出，执行S324；S324、判断S321中的序列Xi是否为平稳序列，若序列为非平稳序列，将该序列进行预处理，通过使用差分方法式：Yi＝Xi+1-Xi进行预处理，直到单位根检验Yi结果平稳为止；S325、对平稳的Xi序列建立自回归模型，所述自回归模型为：其中，Xt为t时刻的相应序列，Wt为白噪声，p为模型的阶数，ak为需要估计的参数，；S326、确定自回归模型ak值，并对自回归模型进行适应性检验以确认有效的模型，其中，ak值满足前向预测误差和后向预测误差均方误差之和最小；S327、通过确定的自回归模型即可预测出未来一段时间内此地点网络质量的数值，进而得出网络质量的情况；S328、将步骤S327中预测得到的网络质量数值与管控上限UCL和管控下限LCL进行对比，若超出管控上限UCL或管控下限LCL的范围，则进行预警。S33、重复步骤S32，将步骤S31步骤中获得的其它它各组数组进行处理，预测不同地点未来一段时间后的网络性能数据。另一方面，专利技术人提供了一种铁路无线网络质量的检测预警装置，所述装置包括获取模块501、参数模块502、解析模块503、存储模块504、预测模块505和输入输出设备506；获取模块501，用于获取铁路不同地点的数据包，数据包中包括地理位置、记录时间和网络性能数据。参数模块502，用于设置及存储预设信息，所述预设信息与上述步骤S2中的预设信息相同。解析模块503，用于对获取模块501收集的数据包进行解析，存储模块504，用于存储解析模块503解析好的数据。预测模块505，用于网络质量的预测，其能够根据参数模块502中的预设信息按照上述步骤S3的方法分析预测。输入输出设备506，用于输入参数模块502中的预设信息、输出预测模块505预测的结果。本专利技术提供的铁路无线网络质量的检测预警方法和设备能够取得以下有益效果：1.根据本专利技术提供的铁路无线网络质量的检测预警方法和设备，能够快速检测铁路各位置网络质量，并针对异常设备发出警报；2.根据本专利技术提供的铁路无线网络质量的检测预警方法和设备，可预测网络质量变化趋势以及对未来一段时间内可能出现网络质量异常的地点进行预警；3.根据本专利技术提供的铁路无线网络质量的检测预警方法和设备，可与车载通信设备相连，快速实现网络质量诊断。附图说明图1示出根据本专利技术提供的一种优选实施方式的铁路无线网络质量的检测预警方法流程示意图；图2示出根据本专利技术提供的一种优选实施方式的铁路无线网络质量的检测预警方法中解析数据包流程示意图；图3示出根据本专利技术提供的一种优选实施方式的铁路无线网络质量的检测预警方法中分析预测流程示意图；图4示出根据本专利技术提供的一种优选实施方式的铁路无线网络质量的检测预警方法中分析预测流程示意图。具体实施方式下面通过附图和优选实施方式对本专利技术进一步详细说明。通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚明确。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁路无线网络质量的检测预警方法，包括：/nS1、收集数据包；/nS2、解析数据包；/nS3、分析预测；/nS4、输出预测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁路无线网络质量的检测预警方法，包括：
S1、收集数据包；
S2、解析数据包；
S3、分析预测；
S4、输出预测结果。


2.根据权利要求1所述的一种铁路无线网络质量的检测预警方法，其特征在于，
在步骤S1中，所述收集数据包，为收集铁路一段时间内不同地点的数据包，
所述数据包中包含有地理位置、记录时间和网络性能数据。


3.根据权利要求2所述的一种铁路无线网络质量的检测预警方法，其特征在于，
所述地理位置为经纬度，
所述网络性能数据为信号强度、丢包率、时延、带宽时延积或语音呼叫连通速度中的一种或多种，
所述数据包中还可以包含有列车的车机型号和提供网络的设备名称。


4.根据权利要求1所述的一种铁路无线网络质量的检测预警方法，其特征在于，
所述步骤S2，包括以下子步骤：
S21、判断数据包中是否包含有预设信息；
若判断结果为否，放弃该数据包，处理下个数据包，
若判断结果为是，执行S22，
S22、将数据包中有效信息分类存储；
S23、重复步骤S21、S22，将所有收集的数据包中的信息分类存储，完成解析过程；
所述预设信息中包括需要收集的信息类别和信息格式，所述信息类别包括地理位置、记录时间、网络性能数据中的一种或多种。


5.根据权利要求1所述的一种铁路无线网络质量的检测预警方法，其特征在于，
所述步骤S3，包括以下子步骤：
S31、将步骤S2中获得的具有不同时间、相同地点的相关数据合并整理，并存储，得到多组具有相同地点，不同时间和网络性能数据的数组；
S32、以S31步骤中获得的一组数组进行自回归模型的建立，预测未来一段时间后的网络性能数据；
S33、重复步骤S32，将步骤S31中其它各组数组进行处理，预测不同地点未来一段时间后的网络性能数据。


6.根据权利要求5所述的一种铁路无线网络质量的检测预警方法，其特征在于，
在步骤S31中，所述相同地点为经纬度相同或相近的地点，优选经纬度变化在1’内的地点为相同地点。


7.根据权利要求5所述的一种铁路无线网络质量的检测预警方法，其特征在于，
所述步骤S32，包括以下子步骤：
S321、将一组数组中的网络性能数据按照记录时间顺序整理成序列Xi；
S322、根据不同类型网络性能数据的特点确定管控上...

【专利技术属性】
技术研发人员：高一凡，贾利民，刘强，
申请(专利权)人：北京锦鸿希电信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11