[發明專利]一種應用于HXD1型機車運行狀態的車地無線通信系統

在審

• 申請號: 201310626803.3
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103763335A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 楊迎澤;李爍;黃志武;高凱;張曉勇;蔣富;彭軍;劉偉榮
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W16/00;G07C5/00;B61L15/00;B61L27/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

技術領域

本發明涉及一種應用于HXD1型機車運行狀態的車地無線通信系統。?

背景技術

GSM-R(GSM?for?Railway,鐵路移動通信系統)是一種基于目前世界最成熟、通用的公共無線通信系統GSM平臺的、專門為滿足鐵路應用而開發的數字式無線通信系統。GPRS采用分組交換技術，能高效傳輸數據，優化網絡資源和無線資源的利用。GPRS網絡接入速度快，能和現有數據網（例如局域網，英特網）進行無縫連接。它不僅能在無線信道上提供9.05-171.2kbps的可變速率，更實現了無線信道上數據分組傳送，具有通信實時性好、數據量大，免維護等明顯優勢，以無線方式實現數據傳輸或“永遠在線”實時監測。?

在比較現有廣泛使用的車地間通信技術，GSM-R技術是一個面向鐵路應用的平臺，其專用性強，安全性高，滿足機車在高速移動時的傳輸要求。現在大秦線上的GSM-R技術已經成熟，而且全程覆蓋大秦鐵路沿線，這非常符合大秦線上HXD1型機車與機務段的地面中心的數據傳輸的需求。?

APN專線接入是企業通過專線接入GPRS網絡，使得GPRS網絡與企業內網無縫的融合，但是雙方互聯需要認證服務器的認證，而網絡的連接和數據的收發均不經過Internet網，因此數據安全性極高。通過認證機制，Internet網絡主機不可隨意訪問GPRS移動終端，未認證的GPRS移動終端也不可訪問本企業服務器，提高GPRS移動終端和企業服務器的安全性。?

采用SIBAS32（Siemens?Bahn?Automatisierungs?System，西門子鐵路自動?化系統）為核心的分布式機車控制系統，基于GSM-R無線通信技術，建立一條機車與地面間的無線數據信道，實時的把機車在途運行狀態（例如運行參數和故障數據、機車編號等）及時傳回地面信息處理中心。系統采用SIBAS?G語言進行邏輯設計與處理，采用SIBAS?KLIP設備迅速地綜合控制指令和信息，并及時準確的傳送給CCU，并提供MMI和LCDM與司乘人員進行交互，實現對HXD1型機車的控制、監控以及保護功能。?

目前，雖然通信行業針對GSM的網絡監測技術業已成熟，但目前各種監測設備大多是在機車上對機車運行數據的采集和存儲。因此，如何利用地面強大的軟硬件資源處理分析機車實時的運行狀態數據，與機車實時的交互信息，就需要建立起一個基于GSM-R的車地無線通信系統。?

發明內容

本發明提供一種應用于HXD1型機車運行狀態的車地無線通信系統，實時監測機車運行狀態，并對故障進行精確診斷，提高機車在途運行安全和維修效率。?

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案是，一種應用于HXD1型機車運行狀態的車地無線通信系統，包括：?

用于采集車輛運行狀態信息的車載信息子系統；?

用于分析車輛運行狀態的地面信息子系統；?

所述的車載信息子系統通過無線網絡連接地面信息子系統，?

車載信息子系統包括數據采集模塊、數據預處理模塊、無線通訊模塊、存儲器模塊、液晶顯示模塊、觸摸屏模塊和車載PC104計算機模塊，數據采集模塊通過數據預處理模塊通信連接車載PC104計算機模塊，車載PC104計算機模塊還分別與無線通訊模塊、存儲器模塊、液晶顯示模塊、觸摸屏模塊?通信連接，所述的無線通訊模塊通過無線網絡通信連接地面信息子系統，?

地面信息子系統包括用于無線通信的無線通訊服務器組和用于處理分析數據的HXD1地面通信服務器，所述的無線通訊服務器組和HXD1地面通信服務器通信連接，無線通訊服務器組通過無線網絡通信連接車載信息子系統。?

所述的一種應用于HXD1型機車運行狀態的車地無線通信系統，所述的車載信息子系統與地面信息子系統通過GSM-R/GPRS網絡進行無線通信連接，并按照應用層數據協議格式進行數據的傳輸，車載信息子系統的無線通訊模塊為GPRS模塊，地面信息子系統的無線通訊服務器組包括GPRS服務器、RADIUS服務器、DNS服務器，所述的GPRS服務器與RADIUS服務器、DNS服務器通信連接。?

所述的一種應用于HXD1型機車運行狀態的車地無線通信系統，所述的應用層數據協議格式所包括的數據內容有：上傳存儲序號、上傳數據時間、機車編號、司機編號、SIM卡號、故障類型編號、故障代碼、故障發生時間、故障消失時間、停車維修記錄、MVB數據包長度、MVB數據內容和擴展預留字段。?