蜂窩移動網(wǎng)絡下的車地無線傳輸系統(tǒng)設計
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摘要:搭載車地無線傳輸系統(tǒng)的列車能夠?qū)⒘熊囮P(guān)鍵行車數(shù)據(jù)、列車故障數(shù)據(jù)及列車累計數(shù)據(jù)通過專用通道傳輸至控制中心的地面服務器，通過軟件解析并提供WEB訪問接口，使相關(guān)調(diào)度、維護、監(jiān)控人員在訪問終端上能夠便捷、快速、隨時獲知列車行車狀態(tài)。本文提出一種基于蜂窩移動網(wǎng)絡的車地無線傳輸系統(tǒng)設計方案及在地鐵列車上的應用。
關(guān)鍵詞:蜂窩移動網(wǎng)絡;車地無線;地鐵;地面服務器
隨著軌道交通行業(yè)的不斷發(fā)展，地鐵列車的迅速普及和擴展，對于地鐵列車安全運營維護的高效性、準確性、實時性的需求也越來越高［1］，車地無線傳輸系統(tǒng)的出現(xiàn)使得維護人員能夠更高效、便捷的掌握列車運行狀態(tài)［2］，對于列車的狀態(tài)監(jiān)控、故障發(fā)現(xiàn)和處理、列車調(diào)度等方面提供了精準、便利、快捷的支持，具體體現(xiàn)為:(1)隨時能夠掌握列車的當前及歷史關(guān)鍵行車數(shù)據(jù)，如:速度、牽引制動級位、網(wǎng)壓、網(wǎng)流、當前站、下一站、上下行、溫度信息、控車模式、壓力值及狀態(tài)等;(2)實時故障報警功能對運行中的中等或重大故障的判斷和處理上取得先機，提高效率，故障篩選和統(tǒng)計功能對于列車維護提供了一定的數(shù)據(jù)支持;(3)根據(jù)對列車累計數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果進一步的了解列車運行狀態(tài)和頻率，為調(diào)度人員的車輛安排工作及車輛的修程編排提供了數(shù)據(jù)支持。
1系統(tǒng)組成
車地無線傳輸系統(tǒng)包含車載裝置和地面裝置兩部分。(1)載部分:車載裝置主要包含無線主機和無線天線，其中無線主機提供與ERM(車輛數(shù)據(jù)記錄儀)通信的以太網(wǎng)接口，運用蜂窩移動網(wǎng)絡技術(shù)(GPRS/3G/4G等)并通過車載無線天線實現(xiàn)列車與地面服務器間的數(shù)據(jù)交互。(2)地面部分:地面部分主要包含具有訪問權(quán)限設定的地面服務器和綜合監(jiān)控設備，地面服務器一般設計安裝在控制中心綜合監(jiān)控機房，具備連接Internet的能力，并且綁定固定IP地址。數(shù)據(jù)圖形化呈現(xiàn)和解析軟件可運行于綜合監(jiān)控設備(地面顯示終端)對車載數(shù)據(jù)的圖形化顯示、統(tǒng)計和記錄，也可以根據(jù)需求實現(xiàn)查詢、導出和打印等功能。
2工作原理
車載數(shù)據(jù)記錄儀實時監(jiān)聽列車總線數(shù)據(jù)，并對關(guān)鍵行車運行數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)及計算的累計數(shù)據(jù)進行梳理和篩選，通過特定、獨立的協(xié)議進行分別組包并輸出至以太網(wǎng)通道，無線主機接收到校驗有效的數(shù)據(jù)包后通過車載無線天線及蜂窩移動網(wǎng)絡技術(shù)上傳至公網(wǎng)。車地無線傳輸系統(tǒng)地面軟件按照B/S(Brow-ser/Server，瀏覽器/服務器)架構(gòu)定制開發(fā)。瀏覽器端和服務器端的程序不同，用戶的程序主要在瀏覽器端，服務器端主要提供數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)及系統(tǒng)維護和并發(fā)控制等，由服務器配置軟件和服務器端應用軟件構(gòu)成。瀏覽器端程序主要完成用戶的具體的業(yè)務，瀏覽器端軟件的載體是綜合監(jiān)控設備(地面顯示終端)。瀏覽器訪問權(quán)限具有等級劃分，由管理員進行分配和設置。圖1為數(shù)據(jù)傳輸原理示意圖。
3系統(tǒng)應用
應用系統(tǒng)具有高可用性，系統(tǒng)有較短的響應時間，提供較快的訪問速度，用戶操作便捷，系統(tǒng)維護方便，從應用、信息和數(shù)據(jù)多方面提供安全保障，采用安全可靠的系統(tǒng)平臺和數(shù)據(jù)庫平臺，具有高穩(wěn)定性和高可靠性。目前系統(tǒng)在完成組裝和功能調(diào)試后，已在蘭州地鐵1號線上成功投入應用，目前應用狀態(tài)穩(wěn)定。WEB部分界面的實際應用展示如圖2、圖3所示。
4結(jié)語
所提出的車地無線傳輸系統(tǒng)能夠穩(wěn)定的應用于蘭州地鐵1號線，能夠精準的反饋列車實時行車數(shù)據(jù)，豐富的、友好的WEB終界面更利于用戶高效的、實時的了解列車運行狀態(tài)及應用情況，大大的提高了列車運營效率、服務效率及維護效率。
參考文獻:
［1］張帆．軌道車遠程監(jiān)控系統(tǒng)設計［D］．長春:吉林大學，2010．
［2］張立?。隹谀戏莾?nèi)燃機車車地無線通信系統(tǒng)［J］．鐵道機車與動車，2018(8):15－16．
作者：宋揚 張增一 石勇 鄒臣國 單位：中車大連電力牽引研發(fā)中心有限公司