基于CTCS-3级列控系统的车载监测系统及终端技术方案

本发明专利技术提供了一种基于ＣＴＣＳ－３级列控系统的车载监测系统及终端；系统包括：车载监测终端、地面接入服务器和操作与维护终端；所述车载监测终端安装在机车上，用于对车载Ｉ↓［ＧＳＭ－Ｒ］接口的数据进行采集，获得监测数据；以及将所述监测数据通过ＧＰＲＳ和／或ＷＬＡＮ网络下载到所述地面接入服务器；所述地面接入服务器用于对所述监测数据进行解析、统计和存储，供用户查询分析；以及将解析和统计后的监测数据转发给所述操作与维护终端；所述操作与维护终端用于对所述监测数据进行实时显示。本发明专利技术能够定位通信信号设备故障点，实现对车载通信、信号设备的工作状态进行实时监测预警。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监控领域，尤其涉及一种基于CTCS-3级列控系统的车载监 测系统及终端。
技术介绍
CTCS-3级列控系统是中国铁路时速300-350km高速客运专线的重要 技术装备，是具有自主知识产权，保证高速列车运行安全、可靠、高效的核 心技术之一。CTCS-3级列控系统采用GSM-R无线通信网络为车载设备与 地面设备提供双向信息传输安全通道。目前，已有的通信信号记录、监测手段都是在各自管辖范围内对各自的 设备运行信息进行记录或监测，如负责记录列车运行必要信息的司法记录 器，仅对车载信号系统设备的运行情况进行记录；GSM-R网络基站控制器 网管、移动交换中心网管等，仅对GSM-R网络通信系统设备的运行信息进 行记录。通信信号设备的记录、监测不一致或不同步，导致在很多情况下无 法准确定位故障问题，故障得不到及时的分析和有效的处理，在某种程度上 给列车的安全稳定运行带来了 一定的隐患。从既有运营GSM-R线路青藏铁路、大秦铁路的运营情况看，缺少对车 地数据传输和通信信令的监督分析，车地通信的部分故障得不到准确定位， 即无法判断故障是车载设备问题还是GSM-R通信系统问题，原因不明造成 对故障的分析处理停滞不前。该问题在基于CTCS-3级列控系统的高速客运 专线同样存在。虽然通信行业针对GSM的网络监测技术业已成熟，但是国 内外的各种监测设备没有针对CTCS-3级列控系统GSM-R专用网络特点的 软硬件平台，也没有针对铁路车载设备应用的监测系统产品出现
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于CTCS-3级列控系统的车载监 测系统及终端，能够定位通信信号设备故障点，实现对车载通信、信号设备 的工作状态进行实时监测预警。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种CTCS-3级列控系统的监测系统， 包括车载监测终端、地面接入服务器和操作与维护终端所述车载监测终端安装在机车上，用于对车载Igsm-r接口的数据进行采集，获得监测数据；以及将所述监测凄t据通过GPRS和/或WLAN网络下载 到所述地面接入服务器；所述地面接入服务器用于对所述监测数据进行解析、统计和存储，供用 户查询分析；以及将解析和统计后的监测数据转发给所述"l喿作与维护终端；所述操作与维护终端用于对所述监测数据进行实时显示。进一步地，所述车载监测终端包括第一、第二两个监测串口，所述第一、 第二两个监测串口均为RS422接头；所述第一监测串口的第12、 13针分别 通过一光电隔离器与所述Igsm.r接口的RS422接头上第11、 12针相连接， 用于获取发端的RS422串行信号；所述第二监测串口的第12、 13针分别通 过一光电隔离器与所述lGSM.R接口的RS422接头上第13、 14针相连接，用 于获取收端的RS422串行信号。进一步地，所述车载监测终端包括GPRS模块、WLAN模块和选择模块； 所述选择模块用于控制GPRS模块和WLAN模块定时发送探测数据包，当 在一定时间内能收到GPRS/WLAN网络的回应信号时，判断GPRS/WLAN 网络存在；当只存在GPRS和WLAN网络中的 一个时，选择存在的网络对 应的模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；当GPRS和WLAN网 络同时存在时，判断GPRS网络能否满足传输需求，如果不能则同时选择 WLAN模块和GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；否则 选择GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；所述选择模块判断GPRS网络不能满足传输需求是指出现以下三种情 况中的任一种或任几种监测数据速率超过预定的速率阈值； GRPS信号强度小于预定的强度阈值； GRPS网络的丟包率大于预定的丢包率阈值。进一步地，所述车载监测终端还用于在采集得到所述监测数据后，为每 一帧监测数据分配唯一的数字序号并保存；以及向地面接入服务器每发送若 干帧数据后，发送一帧数据应答请求消息，通知地面接入服务器的已发出的 数据序号，要求地面接入服务器对已接收到的数据和未接收到的数据进行应 答确认,与此同时开始对等待时间进行计时，并继续发送数据帧；如果在所 述等待时间超过一预设的时间阈值前接收到地面接入服务器的应答确认消 息，则从保存的所述监测数据中提取出所述应答确认消息中指示的地面接入 服务器未收到的数据帧，并进行重发；反之则进入停止状态，不再发送数据， 持续发送上一个应答请求消息，直至收到应答确认；所述地面接入服务器还用于接收到车载监测终端发送的所述监测数据 后，记录已收到的数据帧对应的数据序号，当收到所述车载监测终端应答请 求消息后，根据已接收到的数据帧情况回复应答确认消息给所述车载监测终 端，指示未收到但所述车载监测终端已发出的数据序号。进一步地，所述车载监测终端对Igsm-r接口进行监测具体是指所述车载监测终端在列车运行期间连续采集车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间交互的AT命令和数据；所述操作与维护终端还用于在车地通信故障时根据监测数据进行判断， 如果故障前后lGSM.R接口监测数据正常，则判断故障发生在通信设备上；如果故障前后没有监测数据，而所使用的无线网络工作正常，则判断故障发生 在信号设备上；如果车载设备发送给地面信号系统的公里标有异常，则判断 车载应答器信息接收模块存在问题；如果收到的监测数据为GSM-R移动终 端向车载信号子系统发送的ERROR指令，则判断车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间的通信连4妄出现故障；如果收到的监测数据中没有包括车载信 号子系统向GSM-R移动终端发送的ATH指令，但包括NO CARRIER指令， 则判断GSM-R移动终端脱网或受到干扰，导致车载设备Modem与列控系统地面设备Modem通信连接错误。本专利技术还提供了一种CTCS-3级列控系统的车载监测终端，包括数据采集单元，用于对IcsM^接口的数据进行采集，获得监测数据；数据存储单元，用于保存所述监测数据；数据传输单元，用于将所述监测数据发送给地面接入服务器。进一步地，所述数据采集单元包括第一、第二两个监测串口，所述第一、 第二两个监测串口均为RS422接头；所述第一监测串口的第12、 13针分别 通过一光电隔离器与所述IGSM-R接口的RS422接头上第11、12针相连接， 用于获取发端的RS422串行信号；所述第二监测串口的第12、 13针分别通 过一光电隔离器与所述IGSM-R接口的RS422接头上第13、 14针相连接， 用于获取收端的RS422串行信号。进一步地， 所述数据传输单元包括GPRS模块、WLAN模块和选择模块； 所述选择模块用于控制GPRS模块和WLAN模块定时发送探测数据包，当 在一定时间内能收到GPRS/WLAN网络的回应信号时，判断GPRS/WLAN 网络存在；当只存在GPRS和WLAN网络中的 一 个时，选择存在的网络对 应的模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；当GPRS和WLAN网 络同时存在时，判断GPRS网络能否满足传输需求，如果不能则同时选择 WLAN模块和GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；否则 选择GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；所述选择模块判断GPRS网络不能满足传输需求是指出现以下三种情 况中的^壬一种或任本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＣＴＣＳ－３级列控系统的监测系统，其特征在于，包括：　车载监测终端、地面接入服务器和操作与维护终端　所述车载监测终端安装在机车上，用于对车载ＩＧＳＭ－Ｒ接口的数据进行采集，获得监测数据；以及将所述监测数据通过ＧＰＲＳ和／或Ｗ ＬＡＮ网络下载到所述地面接入服务器；　所述地面接入服务器用于对所述监测数据进行解析、统计和存储，供用户查询分析；以及将解析和统计后的监测数据转发给所述操作与维护终端；　所述操作与维护终端用于对所述监测数据进行实时显示。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：
申请(专利权)人：北京六捷科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]