一种无线车载终端及铁路机车车载数据换装管理系统的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种无线车载终端及铁路机车车载数据换装管理系统。

背景技术：

现有铁路运行路段中，每次铁道线路的变化，例如，路段中桥梁建设、信号机转移设置等变化，都需要同步进行车载数据的换装。车载数据好比一张“电子地图”，能够帮助火车司机了解前方地面状况，并根据换装的车载数据限制列车行驶速度，确保列车的平稳运行。换装的车载数据存储在列车中的运行监控记录装置中，以使列车根据运行监控记录装置中的最新车载数据运行，因此，车载数据是监控列车安全运行的重要保障。

车载数据换装任务是铁路专职人员的重要工作，车载数据换装时，需要换装人员上车进行人工换装，由于每天进出库的列车众多，哪些列车的车载数据已经换装了，哪些列车的车载数据还没换装，不能有效地管理及监控；并且，完全依靠专职换装人员根据对列车进库时间点的个人记忆来检查列车是否换装车载数据，通常会发生车载数据的错误换装及遗漏换装事件，给行车安全造成巨大的隐患；

另外，在距离车载车间上千公里外的检测点进行车载数据的换装，车辆运行监控数据不能实时自动发回车载车间，只有在工作人员携带智能卡(intelligent card，IC)卡回车载车间后才能分析IC卡中的运行监控数据，极大地降低了工作效率，且影响数据分析的时效性，同时给换装作业带来不便。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种无线车载终端及铁路机车车载数据换装管理系统，能够避免车载数据的错误换装及遗漏换装，从而提高行车安全。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型实施例提供一种无线车载终端，所述无线车载终端包括：处理器、无线通信模块、智能IC卡座或控制器局域网络CAN通信模块、存储器；其中，

所述处理器通过异步串行通信UART与所述无线通信模块连接；

所述处理器通过串行外设接口SPI与所述IC卡座连接；或者，所述处理器通过CAN接口与所述CAN通信模块连接；

所述处理器与所述存储器连接。

优选地，所述无线车载终端还包括：

读卡器SPI缓冲电路，所述处理器通过SPI与所述读卡器SPI缓冲电路连接，所述读卡器SPI缓冲电路与所述IC卡座连接。

优选地，所述无线车载终端还包括：

显示器，所述处理器通过UART与所述显示器连接。

优选地，所述无线车载终端还包括：

显示器UART缓冲电路，所述处理器通过UART与所述显示器UART缓冲电路连接，所述显示器UART缓冲电路与所述显示器连接。

优选地，所述无线车载终端还包括：

AC/DC电池充电电路及DC变换电路，所述AC/DC电池充电电路与所述DC变换电路连接，所述DC变换电路与所述处理器连接。

优选地，所述无线车载终端还包括：

GPS定位模块，所述GPS定位模块111通过UART接口与所述处理器100连接。

优选地，所述处理器采用单片机、数字信号处理器DSP或现场可编程门阵列FPGA实现，所述存储器采用铁电存储器实现。

优选地，所述存储器采用铁电存储器实现。

优选地，所述无线通信模块基于铁路专用数字无线通信系统GSM-R、无线电台、通用分组无线服务技术GPRS、第三代通信技术3G或第四代通信技术4G实现。

根据上述无线车载终端，本实用新型实施例提供了一种铁路机车车载数据换装管理系统，所述系统包括：上述的无线车载终端、服务器；其中，

所述无线车载终端与所述服务器之间通过铁路专用数字无线通信系统GSM-R、无线电台、通用分组无线服务技术GPRS、第三代通信技术3G或第四代通信技术4G进行通信。

优选地，所述系统还包括：自动识别子系统，所述自动识别子系统与所述服务器连接；所述自动识别子系统包括：车轨上设备及车轨边设备，所述车轨上设备包括：车轮传感器、电子标签识别设备及图像采集设备，所述图像采集设备包括：高速摄像机、补光灯、立杆；所述车轨边设备包括：车号识别系统AEI主机、防雷模块。

本实用新型实施例所提供的无线车载终端，包括：处理器、无线通信模块、智能IC卡座或CAN通信模块、存储器；其中，所述处理器通过UART与所述无线通信模块连接；所述处理器通过SPI与所述IC卡座连接；或者，所述处理器通过CAN接口与所述CAN通信模块连接；所述处理器与所述存储器连接。如此，所述无线通信模块接收最新版本的计划车载数据的车载版本信息并存储至所述存储器，所述处理器通过IC卡座或CAN通信模块获取换装完成后的车载数据的车载版本信息，并从所述存储器中获取最新版本的计划车载数据的车载版本信息，根据最新版本的计划车载数据的车载版本信息对换装完成后的车载数据的车载版本信息进行验证，能够避免车载数据的错误换装及遗漏换装，从而提高行车安全。

本实用新型实施例所提供的铁路机车车载数据换装管理系统，包括：上述的无线车载终端、服务器；其中，所述无线车载终端与所述服务器之间通过铁路专用数字无线通信系统GSM-R、无线电台、通用分组无线服务技术GPRS、第三代通信技术3G或第四代通信技术4G进行通信。如此，所述服务器在机车到达入库闸口时，获取所述机车的机车信息及车载版本信息；根据获取的车载版本信息及对应的最新版本的计划车载数据的车载版本信息，判断是否需要对所述机车进行换装；若是则给出警示信息，以提示换装人员进行车载数据的换装，以避免车载数据的遗漏换装；另外，所述无线车载终端在验证完成后，及时地将验证结果信息、机车信息、换装完成后的车载版本信息及列车运行记录返回给所述服务器，由所述服务器根据所述验证结果信息给出警示信息，并对所述验证结果信息、机车信息、换装完成后的车载版本信息及列车运行记录进行分析，能够提高数据分析的时效性及效率。

附图说明

图1显示为本实用新型的无线车载终端的组成结构示意图；

图2显示为本实用新型的铁路机车车载数据换装管理系统的组成结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例中提供的无线车载终端的结构示意图，该无线车载终端设置于机车内部，属于车载设备，如图1所示，该无线车载终端包括：处理器100、无线通信模块101、智能IC卡座或控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)通信模块102、存储器103；其中，

无线通信模块101，用于接收最新版本的计划车载数据的车载版本信息并存储至所述存储器103；

智能IC卡座102，用于通过IC卡读取列车运行监控装置中换装完成后的车载数据的车载版本信息，并将换装完成后的车载数据的车载版本信息发送给所述处理器100；或者，CAN通信模块102，用于与列车运行监控装置进行通信获取换装完成后的车载数据的车载版本信息，并将换装完成后的车载数据的车载版本信息发送给所述处理器100；

处理器100，用于从所述存储器103中获取最新版本的计划车载数据的车载版本信息，根据最新版本的计划车载数据的车载版本信息对换装完成后的车载数据的车载版本信息进行验证；

所述存储器103，用于存储最新版本的计划车载数据的车载版本信息。

其中，所述处理器100通过异步串行通信(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter，UART)接口与所述无线通信模块101连接；所述处理器100通过串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)与所述IC卡座102连接；或者，所述处理器100通过CAN接口与所述CAN通信模块102连接；所述处理器100与所述存储器103连接。

其中，所述无线通信模块基于铁路专用数字无线通信系统(Global System for Mobile Communications for Railways，GSM-R)、无线电台、通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、第三代通信技术3G或第四代通信技术4G实现。

进一步地，所述无线车载终端还包括：

读卡器SPI缓冲电路104，所述处理器100通过SPI与所述读卡器缓冲电路104连接，所述读卡器SPI缓冲电路104与所述IC卡座102连接。

进一步地，所述无线车载终端还包括：

显示器105，用于根据所述处理器100的指示显示警示信息，所述处理器100通过UART接口与所述显示器105连接。

相应地，所述处理器100还用于根据验证结果信息通过所述显示器105给出警示信息。

进一步地，所述无线车载终端还包括：

显示器UART缓冲电路106，所述处理器100通过UART与所述显示器UART缓冲电路106连接，所述显示器UART缓冲电路106与所述显示器105连接。

进一步地，所述无线车载终端还包括：

AC/DC电池充电电路107及DC变换电路108，所述AC/DC电池充电电路107与所述DC变换电路108连接，所述DC变换电路108与所述处理器100连接。

具体地，整板采用DC12V供电，板载DC变换电路108，将输入供电变换为DC 8.2V，限流为1A，为锂电流充电；再通过DC变换电路108，将DC 6-8.2V变换为DC(4V，3A)输出供电给所述无线通信模块101与所述显示模块105，另有一路DC(3.3V，1A)输出供给整板其它模块。

进一步地，所述无线车载终端还包括：

FLASH存储器109，用于存储升级程序，所述FLASH存储器与所述处理器100连接。

优选地，所述FLASH存储器109为4MByte。

进一步地，所述无线车载终端还包括：

GPS定位模块110，用于实时定位机车的位置，所述GPS定位模块110通过UART接口与所述处理器100连接。

进一步地，所述无线车载终端还包括：

USB转串口模块111，所述USB转串口模块111通过UART接口与所述处理器100连接。

在实际应用中，所述处理器采用单片机、数字信号处理器DSP或现场可编程门阵列FPGA实现；所述存储器103采用铁电存储器实现，所述铁电存储器为4Kbit。

本实用新型实施例中，基于无线车载终端的组成结构及部件间的连接关系，所述无线车载终端的工作原理具体是这样的：

所述无线通信模块101接收最新版本的计划车载数据的车载版本信息并存储至所述存储器103；

换装人员对列车运行监控装置中的车载数据进行换装，换装完成后换装人员通过IC卡读取所述列车运行监控装置中换装完成后的车载数据，然后将所述IC卡插入所述IC卡座102；

所述处理器100通过IC卡座102从IC卡读取换装完成后的车载数据的车载版本信息，或者，所述处理器100通过所述CAN通信模块直接获取列车运行监控装置中换装完成后的车载数据的车载版本信息；并从所述存储器103中获取最新版本的计划车载数据的车载版本信息，根据最新版本的计划车载数据的车载版本信息对换装完成后的车载数据的车载版本信息进行验证；

进一步地，所述处理器100根据验证结果信息通过所述显示器105给出警示信息。

进一步地，在车载数据换装时，由于机车头尾各有一个车载显示器(一端车载显示器及二端车载显示器)，换装作业时除了更换车载列车运行监控装置中的车载数据，同时还要更新一端车载显示器、二端车载显示器中的车载数据；首先由换装人员将存有最新版本的计划换装数据的专用IC卡插入一端车载显示器及二端车载显示器，所述一端车载显示器及二端车载显示器会分别自动校验并完成车载数据的更新；因此，所述处理器100还需要对一端车载显示器及二端车载显示器中的车载数据的车载版本信息进行验证；在一端车载显示器及二端车载显示器分别完成车载数据的更新，所述无线通信模块101与所述一端车载显示器及二端车载显示器进行通信，获取所述一端车载显示器的程序版本信息，并获取所述二端车载显示器的程序版本信息，将所述一端车载显示器的程序版本信息及所述二端车载显示器的程序版本信息发送给所述处理器100；所述处理器根据最新版本的计划车载数据的车载版本信息对所述一端车载显示器的程序版本信息及所述二端车载显示器的程序版本信息进行验证；所述处理器100在对所述列车运行监控装置中的车载数据的车载版本信息、所述一端车载显示器的程序版本信息及所述二端车载显示器的程序版本信息均验证通过时，证明换装完成；若所述列车运行监控装置中忘记更换车载数据，或者某一端或两端车载显示器忘记更换车载数据，证明换装未完成，需要报警提醒。

具体地，所述车载版本信息包括：车型、车号、车次、数据版本信息、程序版本信息、生成版本信息、换装人员ID、换装时间、轮径、列车运行记录、司机号、副司机号等；所述数据版本信息包括：监控A数据版本、监控B数据版本；所述程序版本信息包括：监控A程序版本、监控B程序版本；所述生成版本信息包括：A机监控生成版本、B机监控生成版本。

具体地，所述验证结果信息包括：验证成功记录或验证失败记录；若验证成功，则以视频、动画或语音方式给出相应警示信息，例如，通过显示器显示：“验证成功-车载版本正确-请拔卡”；若验证失败，则以视频、动画或语音方式给出相应警示信息，例如，通过显示器显示：“验证失败-列车运行监控装置读卡失败或版本错误”，或者，“验证失败-一端车载显示器中版本错误”，或者，“验证失败-二端车载显示器中版本错误”。

具体地，版本错误主要有两个原因：一是未录入IC卡或录入IC卡错误，二是IC卡中的数据错误或未更新(也就是未换装)。

本实用新型实施例所提供的无线车载终端中，所述无线通信模块101接收最新版本的计划车载数据的车载版本信息并存储至所述存储器103，所述处理器100通过智能IC卡座102或CAN通信模块102获取换装完成后的车载数据的车载版本信息，并从所述存储器103中获取最新版本的计划车载数据的车载版本信息，根据最新版本的计划车载数据的车载版本信息对换装完成后的车载数据的车载版本信息进行验证，能够避免车载数据的错误换装及遗漏换装，从而提高行车安全。

基于上述的无线车载终端，本实用新型实施例提供了一种铁路机车车载数据换装管理系统，如图2所示，所述系统包括：无线车载终端200、服务器201；其中，

所述无线车载终端200与所述服务器201之间通过铁路专用数字无线通信系统GSM-R、无线电台、通用分组无线服务技术GPRS、第三代通信技术3G或第四代通信技术4G进行通信。

进一步地，所述系统还包括：自动识别子系统202，所述自动识别子系统与所述服务器201连接；所述自动识别子系统202包括：车轨上设备及车轨边设备，所述车轨上设备包括：车轮传感器、电子标签识别设备及图像采集设备，其中，所述电子标签识别设备采用射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)实现，所述图像采集设备包括：高速摄像机、补光灯、立杆；所述车轨边设备包括：车号识别系统AEI主机、防雷模块。

基于上述系统架构，上述系统的工作原理具体是这样的：

所述服务器201接收车载数据并将所述车载数据存储至数据库；并按照设定时间间隔方式检测所述数据库中是否有最新版本的计划车载数据，若是则将最新版本的计划车载数据的车载版本信息发送给相应的无线车载终端200，直至无线车载终端200存储成功；

所述自动识别子系统202中的车轮传感器检测到机车到达入库闸口时，触发所述电子标签识别设备识别安装于机车底部的电子标签信息，并触发所述图像采集设备采集机车图像；所述电子标签识别设备将所述电子标签信息传送到AEI主机，并且所述图像采集设备将采集的图像传送到AEI主机；所述AEI主机自动识别出所述机车图像中的车号信息以及机车配属信息，将所述电子标签信息、车号信息以及车辆配属信息汇总成机车信息，并将所述机车信息发送到所述服务器201，以使所述服务器201在机车到达入库闸口时自动获取到机车信息；

所述服务器201根据所述机车信息与相应的无线车载终端进行通信，获取所述机车的车载版本信息；

所述服务器201根据所述机车的机车信息查询所述数据库中对应的最新版本的计划车载数据的车载版本信息，并根据获取的车载版本信息及对应的最新版本的计划车载数据的车载版本信息，判断是否需要对所述机车进行换装；若是则根据最新版本的计划车载数据的车载版本信息并通过智能终端给出警示信息，以提示换装人员上车进行车载数据的换装；

所述无线车载终端200在车载数据换装完成后，获取到换装完成后的车载数据的车载版本信息；根据最新版本的计划车载数据的车载版本信息对换装完成后的车载数据的车载版本信息进行验证；根据验证结果信息给出警示信息，并将验证结果信息、换装信息、机车信息、换装完成后的车载版本信息及列车运行记录返回给所述服务器201；

所述服务器201接收所述无线车载终端200在验证完成后返回的验证结果信息、换装信息、机车信息、换装完成后的车载版本信息及列车运行记录；根据所述验证结果信息给出警示信息或者通过智能终端给出警示信息，并对所述验证结果信息、换装信息、机车信息、换装完成后的车载版本信息及列车运行记录进行分析。

进一步地，为了实时定位及追踪入库机车，所述服务器201在机车到达入库闸口时，开始通过所述无线车载终端实时定位所述机车的位置，所述服务器201记录所述机车的位置为入库；在所述机车进入库内时，所述服务器201更新所述机车的位置为库内；在所述机车到达出库闸口时，所述服务器201更新所述机车的位置为出库；在所述机车出库后，所述服务器201通过所述无线车载终端继续实时定位所述机车的位置，以实现入库机车的定位及追踪，从而方便管理与维护。

进一步地，为了实现入库机车在库内存放后预设时长后还未出库的提醒，所述服务器201在机车到达入库闸口时，启动定时器开始计时；在计时时长达到预设的定时器时长时，查询记录中所述机车的位置；若所述机车的位置为入库或库内，则给出警示信息或通过智能终端给出警示信息；若所述机车的位置为出库，则通过所述无线车载终端继续实时定位所述机车的位置。

进一步地，由于机车检修是检测人员每天的重要工作，也是机车行驶安全的重要保证，在日常中机车入库时需要对其进行检修，并需要智能通知检修人员进行检修，以及对检修过程进行监控与管理，不漏掉每一辆机车，因此，所述服务器201自动获取所述机车的机车信息及车载版本信息之后，根据所述机车的机车信息给出警示信息或者通过所述智能终端给出警示信息，以提示进行机车检修，从而实现机车入库时预报提醒检测人员进行检修作业与管理，在机车部件出现故障时，部分故障可以自动报警。

本实用新型实施例所提供的铁路机车车载数据换装管理系统中，所述服务器201将最新版本的计划车载数据的车载版本信息发送给相应的无线车载终端200，由无线车载终端200在车载数据换装完成后，获取换装完成后的车载数据的车载版本信息，根据最新版本的计划车载数据的车载版本信息对换装完成后的车载数据的车载版本信息进行验证，能够避免车载数据的遗漏换装及错误换装；并且，所述服务器201在机车到达入库闸口时，通过所述自动识别子系统获取所述机车的机车信息及车载版本信息；根据获取的车载版本信息及对应的最新版本的计划车载数据的车载版本信息，判断是否需要对所述机车进行换装；若是则给出警示信息或通过智能终端给出警示信息，以提示换装人员进行车载数据的换装，以避免车载数据的遗漏换装，从而提高行车安全；另外，所述无线车载终端200在验证完成后，及时地将验证结果信息、机车信息、换装完成后的车载版本信息及列车运行记录返回给所述服务器201，由所述服务器201根据所述验证结果信息给出警示信息或者通过智能终端给出警示信息，并对所述验证结果信息、机车信息、换装完成后的车载版本信息及列车运行记录进行分析，能够提高数据分析的时效性及效率。

需要说明的是：本实用新型实施例可以结合上述逻辑流程来实现，但本实用新型是保护硬件设备及系统，而非保护该逻辑流程。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。