一种车载ATP通信信号综合监测系统的制作方法

本发明涉及接口数据监测技术领域，尤其涉及一种车载atp通信信号综合监测系统。

背景技术：

中国列车运行控制系统(chinesetraincontrolsystem，ctcs)已运营多年，ctcs根据功能要求和配置划分应用等级，分为0～4级。其中，ctcs-3级是基于无线通信的列车运行控制系统，是保证高速列车安全、高效运行的核心技术之一。

目前，ctcs-3的绝大部分无线超时故障的原因已查明，并找到了相应的处理措施，但尚有部分故障未查明原因，主要是因为现有的ctcs-3无线接口监测系统提供的数据不够完善，无法完成车载侧全接口的数据监测，导致无法准确定位故障点及故障原因。

例如，现有的ctcs-3级车载监测系统只监测ctcs-3级车载列控系统与铁路专用数字移动通信系统(gsm-r)网络之间的接口(interfaceofglobalsystemformobilecommunication-railway，igsm-r)、列车自动防护系统(automatictrainprotection，atp)空中接口监测系统只监测gsm-r网络空口，而没有对车载设备的接口进行统一监测，不能对用户的同一呼叫进行车载侧全接口监测数据分析，因此无法对无线超时故障作出有效判断。

技术实现要素：

基于上述现有技术的缺陷和不足，本发明提出一种车载atp通信信号综合监测系统，可以实现车载侧全接口数据监测。

为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种车载atp通信信号综合监测系统，包括：

车载监测设备、地面中心处理设备，以及连接所述车载监测设备和所述地面中心处理设备的通信通道；

其中，所述车载监测设备，用于监测车载端的列车自动防护系统atp的日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据，并将监测的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据通过所述通信通道发送至所述地面中心处理设备；

所述地面中心处理设备，用于对接收的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据进行存储、分析及处理；

所述通信通道，用于实现所述车载监测设备与所述地面中心处理设备之间的数据传输。

优选地，所述车载监测设备，包括：

日志采集模块、igsm-r接口监测模块、空中接口监测模块和通信模块；

其中，所述日志采集模块，用于采集列车自动防护系统atp的日志数据，并将采集的atp日志数据发送给所述通信模块；

所述igsm-r接口监测模块，用于采集igsm-r接口数据，并将采集的igsm-r接口数据发送给所述通信模块；

所述空中接口监测模块，用于通过无线模块阵列外接天馈线采集监测车载端与移动网络之间的空中接口数据，并将采集的空中接口数据发送给所述通信模块；

所述通信模块，用于将所述atp日志数据、所述igsm-r接口数据和所述空中接口数据，通过所述通信通道发送给所述地面中心处理设备。

优选地，所述车载监测设备还包括：

存储模块，用于存储所述日志采集模块采集的atp日志数据、所述igsm-r接口监测模块监测的igsm-r接口数据、以及所述空中接口监测模块监测的空中接口数据。

优选地，所述日志采集模块通过串口采集列车自动防护系统atp的日志数据；

所述igsm-r接口监测模块通过跨接的串口采集igsm-r接口数据；

所述空中接口监测模块通过外接天馈线采集空中接口数据。

优选地，所述地面中心处理设备包括：

通信服务器、数据处理服务器、查询分析管理终端、数据库服务器、接口网关服务器；

其中，所述通信服务器用于识别接收的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据的数据类型，并分别将接收的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据发送至相应的数据处理服务器进行处理；

所述数据处理服务器，用于对接收的各类数据进行解析、关联处理；

所述查询分析管理终端，用于分别实现数据查询、分析及管理功能；

所述数据库服务器，用于存储数据；

所述接口网关服务器，用于实现与外部系统的交互。

优选地，所述通信通道包括：有线数据传输通道和/或无线数据传输通道。

优选地，当所述通信通道为无线数据传输通道时，所述通信通道包括：公网gprs/3g/4g数据通道，或铁路wifi数据通道；

当所述通信通道为有线数据传输通道时，所述通信通道通过usb接口下载模式传输数据。

优选地，所述通信模块还用于：

识别通信状态异常信息，并进行通信状态异常修复。

本发明提出的车载atp通信信号综合监测系统的车载监测设备能够监测车载端的列车自动防护系统atp的日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据，并将监测的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据通过与地面中心处理设备之间的通信通道发送至地面中心处理设备，由地面中心处理设备进行存储、分析及处理。上述系统实现了对车载侧数据的全接口监测，并且能够通过通信模块将监测的数据发送到地面中心处理设备进行分析处理，利于全面排查及解决ctcs-3系统故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种车载atp通信信号综合监测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种车载atp通信信号综合监测系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种车载atp通信信号综合监测系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的再一种车载atp通信信号综合监测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种车载atp通信信号综合监测系统，参见图1所示，该系统包括：

车载监测设备110、地面中心处理设备120，以及连接所述车载监测设备110和所述地面中心处理设备120的通信通道130；

其中，车载监测设备110，用于监测车载端的列车自动防护系统atp的日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据，并将监测的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据通过通信通道130发送至地面中心处理设备120；

地面中心处理设备120，用于对接收的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据进行存储、分析及处理；

通信通道130，用于实现车载监测设备110与地面中心处理设备120之间的数据传输。

具体的，本发明实施例提出的车载atp通信信号综合监测系统，包括车载设备和地面设备，其中，车载设备为车载监测设备110，用于监测车载端数据，包括：atp日志(车载设备模块日志、记录，以及jru日志)、igsm-r接口数据、um接口数据。相对于现有的ctcs-3监测系统，本发明实施例提出的数据监测系统的车载监测设备110可监测的数据种类更多。不仅实现了对车载端igsm-r接口数据的监测，还实现了对车载端atp日志和um接口数据的监测，可以为地面中心处理设备120提供更全面的数据支持。

地面中心处理设备120负责处理车载监测设备110上传的igsm-r接口、um接口的数据以及车载设备模块和jru的日志数据，按照相应规范解析igsm-r和um接口的at命令、网络信令和c3业务数据，识别通信异常及网络事件信息，并对数据进行保存、查询及统计分析等处理。由于地面中心处理设备120接收的数据更全面，需要相应的数据处理单元进行数据处理。基于车载监测设备110监测的车载端全接口数据，地面中心处理设备120可以分析更多类型的系统故障，相对于现有的ctcs-3监测系统，可分析的故障种类更多，可解决更多的系统故障问题。

上述系统中的通信通道130，可以为有线数据通道或无线数据通道，用于实现车载监测设备110与地面中心处理设备120之间的数据传输。当通信通道130为无线数据通道时，可以是任意一种可用的无线网络通道，如公网移动通信网络或铁路wifi网络等。

本发明实施例提出的车载atp通信信号综合监测系统的车载监测设备110能够监测车载端的列车自动防护系统atp的日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据，并将监测的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据通过与地面中心处理设备120之间的通信通道130发送至地面中心处理设备120，由地面中心处理设备120进行存储、分析及处理。上述系统实现了对车载侧数据的全接口监测，并且能够通过通信模块将监测的数据发送到地面中心处理设备进行分析处理，利于全面排查及解决ctcs-3系统故障。

可选的，在本发明的另一个实施例中，参见图2所示，车载监测设备110，包括：

日志采集模块111、igsm-r接口监测模块112、空中接口监测模块113和通信模块114；

其中，所述日志采集模块111，用于采集列车自动防护系统atp的日志数据，并将采集的atp日志数据发送给所述通信模块114；

具体的，列车自动防护系统(automatictrainprotection，atp)日志包括车载设备模块日志、记录，以及司法记录单元(juridicalrecordingunit，jru)日志。日志采集模块111采集上述atp日志后，将采集的日志数据发送给通信模块114。

在一种实施方式中，日志采集模块111通过atp串口采集列车自动防护系统日志数据。

所述igsm-r接口监测模块112，用于采集igsm-r接口数据，并将采集的igsm-r接口数据发送给所述通信模块114；

具体的，ctcs-3级车载列控系统与铁路专用数字移动通信系统间的接口(interfaceofglobalsystemformobilecommunication-railway，igsm-r)监测模块112采集igsm-r接口数据，具体过程与现有的ctsc-3级车载监控系统的采集过程相同，所采集的数据也是同样的数据。也就是说，本发明实施例提出的数据监控设备可以代替ctsc-3级车载监控系统采集igsm-r接口数据。

在一种实施方式中，igsm-r接口监测模块112通过跨接的串口采集ctcs-3级列控系统与铁路专用数字移动通信系统接口数据。

所述空中接口监测模块113，用于通过无线模块矩阵监测车载端与移动网络之间的空中接口数据，并将监测的空中接口数据发送给所述通信模块114；

具体的，空中接口监测模块113，通过无线模块阵列外接天馈线采集监测车载端与移动网络，例如gsm网络之间的um接口数据，并将采集的um接口数据发送给通信模块114。

在一种实施方式中，空中接口监测模块113通过外接天馈线采集um接口数据。

所述通信模块114，用于将所述atp日志数据、所述igsm-r接口数据和所述空中接口数据，通过所述通信通道130发送给地面中心处理设备120。

具体的，通信模块114主要实现本发明实施例提出的车载atp通信信号综合监测系统的车载监测设备110与地面中心处理设备120之间的数据传输，将日志采集模块111、igsm-r接口监测模块112、空中接口监测模块113采集的数据分别发送给地面中心处理设备120，由地面中心处理设备120进行数据存储、分析及处理。

需要说明的是，当通信模块114发送的数据量较大时，还可以对数据进行过滤，选择需要的数据进行发送，以及将待发送的数据进行压缩处理后再发送。

可选的，在本发明的另一个实施例中，通信模块114还用于：

识别通信状态异常信息，并进行通信状态异常修复。

具体的，在本发明实施例中，通信模块114能够实时识别通信状态，当通信模块114出现通信状态异常时，发出警报，同时自动完成通信异常状况处理，使数据通信恢复正常。

可选的，在本发明的另一个实施例中，参见图3所示，车载监测设备110还包括：

存储模块115，用于存储所述日志采集模块111采集的atp日志数据、所述igsm-r接口监测模块112监测的igsm-r接口数据、以及所述空中接口监测模块113监测的空中接口数据。

具体的，在本发明实施例中，日志采集模块111、igsm-r接口监测模块112、空中接口监测模块113在监测到各自监测的数据后，首先发送给存储模块115进行数据备份存储。按照设定程序，当需要将监测的数据发送给地面中心处理设备120时，通信模块114将存储模块115中存储的各种数据发送给地面中心处理设备120。

在另一种实施方式中，当通信模块114向地面中心处理设备120发送数据时，如果监测到与地面中心处理设备120的网络连接中断，则将待发送的igsm-r接口数据包、um接口的数据包、车载设备模块日志、jru日志、状态告警信息缓存在存储模块115，待通信恢复后再将存储模块115中的数据包按时间顺序重新发送。

可选的，在本发明的另一个实施例中，参见图4所示，地面中心处理设备120包括：

通信服务器121、数据处理服务器122、查询分析管理终端123、数据库服务器124、接口网关服务器125；

其中，所述通信服务器121用于识别接收的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据的数据类型，并分别将接收的atp日志数据、igsm-r接口数据和空中接口数据发送至相应的数据处理服务器进行处理；

具体的，通信服务器121主要实现数据接收和数据转发功能，接收车载监测设备110发送的atp日志数据、igsm-r接口数据、um接口数据，并进行识别区分，根据数据类型，将接收的数据发送到相应的数据处理服务器进行分析处理。

所述数据处理服务器122，用于对接收的数据进行解析、关联处理；

具体的，数据处理服务器122用于对通信服务器121发送的各种类型的数据分别进行相应分析及处理。

由于不同类型的数据需要通过与之相对应的数据处理方法进行分析处理，因此，在数据处理服务器122内部具有多个数据处理模块，分别用于分析处理某种类型的数据。具体由通信服务器121实现数据分配。

另一种可选的方式是，设置多个数据处理服务器122分别用于处理一种类型的数据，具体可由通信服务器121为各个数据处理服务器122分配数据。

所述查询分析管理终端123，用于分别实现数据查询、分析及管理功能；

具体的，查询分析管理终端123可以实现用户对所监测数据的查询、分析和管理。

所述数据库服务器124，用于存储数据；

所述接口网关服务器125，用于实现与外部系统的交互。

具体的，接口网关服务器125实现与外部系统，例如现有的ctsc-3监测系统的交互，与现有的ctsc-3监测系统互补实现对列车系统的全面数据监测。

可选的，在本发明的另一个实施例中，通信通道130包括：有线数据传输通道和/或无线数据传输通道。

具体的，车载监测设备110和地面中心处理设备120之间的通信通道130，可以是无线数据传输通道，也可以是有线数据传输通道，还可以同时具备有线和无线数据传输通道，即可以实现任意形式的数据传输。

当上述通信通道130为有线数据传输通道时，可以通过硬件接口下载车载监测设备110本地存储的igsm-r接口数据、um接口数据、车载设备模块日志、jru日志、状态告警的离线文件。

可选的，在本发明的另一个实施例中，当通信通道130为无线数据传输通道时，上述通信通道130包括：公网gprs/3g/4g数据通道，或铁路wifi数据通道；

当所述通信通道130为有线数据传输通道时，所述通信通道130通过usb接口下载模式传输数据。

具体的，当通信通道130以无线通信方式实现车载监测设备110与地面中心处理设备120之间的数据传输时，可以使用公网3g/4g模式无线通信通道，也可以使用铁路wifi无线通信通道，或者任意一种可用于数据通信的无线通信模式进行数据传输。

当通信通道130以有线数据传输方式实现车载监测设备110与地面中心处理设备120之间的数据传输时，通信通道130可以是usb接口的形式，通过usb接口下载模式，将车载监测设备110所监测的数据下载到地面中心处理设备120。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。