[發明專利]一種用于軌道交通的車載安全無線接入裝置

有效

• 申請號: 201810097120.6
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108259052B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 王景康;王海明;張業庭;王奇;韓琛;蘇志敏;李中成;馬浩丹;李亞軍;祝國錦
• 申請（專利權）人: 湖南中車時代通信信號有限公司
• 主分類號: H04B1/3822
• 分類號: H04B1/3822;H04W88/08;H04L29/06;H04W12/00;H04W12/02;H04W24/04
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡林嶺

本發明提供了一種用于軌道交通的車載安全無線接入裝置，包括：射頻單元，被配置成實現在支持LTE?M無線通信標準下的專用頻段無線通信；傳輸單元，被配置成將無線數據轉發至各路以太網；安全處理單元，被配置成對有線、無線數據進行安全處理，確保數據傳輸安全性；供電單元，被配置成提供直流電壓，直接通過背部連接器取電，并進行短路保護、過電壓保護的安全處理以及功耗管理；網管單元，被配置成對車載安全無線接入裝置進行基于網管系統的本地管理和遠程管理；人機交互單元，被配置成指示電源、系統、無線和有線的工作狀態，并通過標準接口進行配置管理；其中，所述射頻單元、傳輸單元、安全處理單元、供電單元、網管單元、人機交互單元通過中央處理單元互相可通信。

技術領域

本發明涉及軌道交通行業通信領域，具體地，涉及一種工作在LTE-M專用頻段的車載安全無線接入裝置。

背景技術

LTE-M是針對城市軌道交通綜合業務承載需求的TD-LTE系統，滿足城市軌道交通互聯互通和信息傳輸綜合業務承載的運用需求。它在保證基于通信的列車控制系統(CBTC)車地信息傳輸基礎上，可同時承載集群調度業務、列車運行狀態監測、視頻監控(IMS)、乘客信息系統(PIS)等運營安全信息。

LTE-M所承載CBTC業務包括列車控制信息、列車運行狀態、區域控制信息等安全類數據，對無線傳輸系統的安全性和穩定性要求高。為了確保無線系統的安全性，TAU(列車接入單元，Train Access Unit)需要支持無線側的安全保護和無線系統中有線側的安全保護，以實現地面至車載設備端到端的安全保護。為了確保無線系統的穩定性，需要對TAU進行冗余處理和狀態監控，這些措施能夠確保無線系統故障，影響數據傳輸時及時做出響應。

在軌道交通實際應用中為了提升傳輸系統的簡潔性和可維護性，部分非安全類業務也需要通過LTE-M進行數據傳輸，如乘客廣播、車載監控視頻等。LTE-M僅包含1785-1805MHz的20MHz帶寬，其中非安全類業務一般占用10-15MHz帶寬，同時，在多條線路并存的場景中，各條線路的信道需要盡量避免同頻工作以防止同頻干擾，種種原因使得LTE-M的帶寬資源日益稀缺。因此，TAU需要支持窄帶寬下的穩定工作，以確保在占用盡量少帶寬的情況下滿足各項業務的穩定傳輸。

綜上，現有的LTE-M車載安全無線接入裝置存在以下缺點：

(1)難以滿足日益增多的軌道交通綜合承載需求且系統適應性低：在綜合承載的需求日益增多、多條線路并存等情況下，無線頻段資源日漸稀缺，可用帶寬逐漸變窄，需要LTE-M系統支持窄帶寬下的穩定工作。同時既有的車載CBTC系統與TAU在接口、功能等方面不一致，導致在實際應用中需要車載系統針對TAU進行改動。適用性低給LTE-M無線通信系統的推廣和應用帶來很多問題。

(2)安全、可靠性有待提高：根據LTE-M相關規范要求，車載終端僅進行了無線側數據加密，對有線側數據沒有進行加密處理，這使得無線終端所傳輸的數據存在被攻擊的隱患。同時目前普遍應用的車載TAU部署方案，在無人駕駛、磁浮等可靠性要求極高的場景下不能滿足其可靠性需求。

(3)可維護性較低：既有LTE-M設備由于對運行過程中的無線數據記錄和存儲功能較弱，導致在后期維護和測試中數據不全面，不利于故障定位和處理。

因此，亟需一種適用于軌道交通的安全、可靠、可維護的工作在LTE-M專用頻段的車載安全無線接入裝置。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種工作在LTE-M專用頻段的車載安全無線接入。根據軌道交通綜合承載特殊需求，從適用性、安全可靠性、可維護性等角度出發，采用窄帶傳輸方式、多通道加密保護、可配置冗余處理、多方位狀態監測管理等方式，實現了適用于軌道交通的安全、可靠、可維護的車載無線傳輸，確保所承載業務的中的可用性、安全性和可維護性。