一种用于车地无线通信的多源数据传输系统的制作方法

本实用新型属于无线通信技术领域，尤其涉及一种用于车地无线通信的多源数据传输系统。

背景技术：

随着城市轨道交通建设的快速发展，运营网络规模不断扩大，车辆关键子系统部件的智能化集成程度不断提高，事件的应对处理能力不足，运营网络自救能力不足等问题也逐渐暴露，这将导致突发事件发生数量逐年增加。

由于传统的车地无线传输系统数据传输单一，一般只能够传输mvb总线数据，对于智能门控器、空调智能运维系统、弓网智能检测系统、走行部智能监测系统等关键子系统的内部诊断数据无法及时的采集并发送至地面运维平台，导致无法及时获取列车运行中发生的子系统故障和亚健康状态，不能满足城市轨道交通车地无线传输业务的数据多源化、功能多样化的发展趋势。

技术实现要素：

本实用新型针对上述技术问题，提出一种用于车地无线通信的多源数据传输系统，该系统可以实现各监测子系统原始数据的分布式采集、本地存储、实时数据融合等功能，同时将多源数据以规范的格式借助无线网络通道下传至地面设备，实现对子系统及关键部件状态进行状态监视、故障预警及健康评估等功能。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

提供一种用于车地无线通信的多源数据传输系统，包括车载设备、地面设备以及在车载设备与地面设备之间提供无线传输通道的无线通信设备；所述无线传输通道包括lte无线通道和wlan无线通道；

所述车载设备包括：

车辆数据记录仪，与列车控制及管理系统mvb总线通信获取mvb总线数据；

车载数据中心单元dcm，与列车控制及管理系统mvb总线通信，以获取mvb实时数据流；通过以太网接口接入列车维护以太网，且通过以太网总线与车辆数据记录仪通信，以获取mvb离线记录文件；

多个监测子系统的车载主机，均通过以太网总线与车载数据中心单元dcm通信，车载数据中心单元dcm获取各个车载主机发送的内部维护数据；

地面pis车载交换机，通过以太网总线与车载数据中心单元dcm通信；

车载tau单元，通过以太网总线与车载数据中心单元dcm通信；

所述地面设备包括：

第一地面交换机，通过wlan无线通道与地面pis车载交换机通信，以获取mvb离线记录文件和内部维护数据中的离线文件；

第二地面交换机，通过lte无线通道与车载tau单元通信，以获取mvb实时数据流实时数据和内部维护数据中的实时数据；

专家系统服务器，分别与第一地面交换机、第二地面交换机连接；所述专家系统服务器接收第一地面交换机和第二地面交换机传输的数据。

作为优选，所述地面设备进一步包括与多个监测子系统的车载主机对应的地面服务器，多个地面服务器通过以太网总线与专家系统服务器通信，专家系统服务器通信将接收到的数据解析、对应分发到各地面服务器。

作为优选，所述mvb离线记录文件和离线文件经由库内wlan无线通道传输，其数据传输的触发条件为信号系统发出的回库信号。

作为优选，所述多个监测子系统的车载主机包括车门车载主机、空调车载主机、走行部车载主机。

作为优选，所述多个监测子系统的车载主机还包括弓网车载主机，弓网车载主机采用http协议与地面设备进行信息交互。

所述地面设备进一步包括弓网地面服务器，车载数据中心单元dcm以路由方式实现弓网车载主机与弓网地面服务器的通信。

所述弓网地面服务器通过以太网总线与专家系统服务器通信。

作为优选，所述地面设备进一步包括与专家系统服务器连接的车辆调度室工作台。

作为优选，所述车载数据中心单元dcm在头车和尾车各配置一台。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果在于：

1、本实用新型提供一种用于车地无线通信的多源数据传输系统，该系统内的数据传输包括列车控制及管理系统mvb总线数据，车辆运行状态和故障数据、车门系统健康管理数据、空调系统健康管理数据、走行部监测数据等。该系统中车载数据中心单元dcm将采集的多源数据中的实时数据由正线lte通道传输至专家系统服务器，其内的离线数据以及离线文件由库内wlan通道传输至专家系统服务器，实现不同车辆系统、多源数据的采集和可靠的传输落地，从而为列车运行提供远程专家技术支持和远程诊断。

2、本实用新型系统中弓网车载主机内实时数据的传输，采用车载数据中心单元dcm以路由方式实现弓网车载主机与弓网地面服务器的直接通信的方式，减少弓网技术架构改动以及中间转发节点，极大的提高数据整体传输鲁棒性、简洁性。

附图说明

图1为本实用新型车载数据中心单元dcm多源数据流向图；

图2为本实用新型实施例传输系统拓扑结构；

图3为本实用新型弓网监测系统传输架构。

以上各图中：1、车载设备；11、车辆数据记录仪；12、车载数据中心单元dcm；131、车门车载主机；132、空调车载主机；133、走行部车载主机；134、弓网车载主机；14、地面pis车载交换机；15、车载tau单元；31、第一地面交换机；32、第二地面交换机；4、专家系统服务器；51、车门地面服务器；52、空调地面服务器；53、走行部地面服务器；54、弓网地面服务器；6、车辆调度室工作台。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

为了更好地理解上述技术方案，下面结合附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参考图1、图2，本实用新型提供的一种用于车地无线通信的多源数据传输系统示意性实施例中，该传输系统包括车载设备1、地面设备以及在车载设备1与地面设备之间提供无线传输通道的无线通信设备；无线传输通道包括lte无线通道和wlan无线通道；

车载设备1包括：

车辆数据记录仪11，与列车控制及管理系统mvb总线通信获取mvb总线数据；

车载数据中心单元dcm12，与列车控制及管理系统mvb总线通信，以获取mvb实时数据流；通过以太网接口接入列车维护以太网，且通过以太网总线与车辆数据记录仪11通信，以获取mvb离线记录文件；且车载数据中心单元dcm12在头车和尾车各配置一台；

多个监测子系统的车载主机，均通过以太网总线与车载数据中心单元dcm12通信，车载数据中心单元dcm12获取各个车载主机发送的内部维护数据；

地面pis车载交换机14，通过以太网总线与车载数据中心单元dcm12通信；

车载tau单元15，通过以太网总线与车载数据中心单元dcm12通信；具体的，地面pis车载交换机14与车载tau单元15为提供无线传输通道的无线通信设备的车载部分设备；

地面设备包括：

第一地面交换机31，通过wlan无线通道与地面pis车载交换机14通信，以获取mvb离线记录文件和内部维护数据中的离线文件；

第二地面交换机32，通过lte无线通道与车载tau单元15通信，以获取mvb实时数据流实时数据和内部维护数据中的实时数据；

专家系统服务器4，分别与第一地面交换机31、第二地面交换机32连接；专家系统服务器4接收第一地面交换机31和第二地面交换机32传输的数据。

上述实施例中，车载数据中心单元dcm12为列车以太网总线车载数据中心单元和车地数据通信交换的终端设备，头车和尾车各配置一台。地面pis车载交换机14与第一地面交换机31均属于通信系统；车载tau单元15与第二地面交换机32均属于信号系统。车辆数据记录仪11与列车控制及管理系统mvb总线通信，获取mvb总线数据，mvb总线数据包括mvb实时数据流和mvb离线记录文件。车载数据中心单元dcm12与列车控制及管理系统mvb总线通信，以获取mvb实时数据流；且通过以太网接口接入以太网维护网，并通过以太网总线与车辆数据记录仪11通信，以获取mvb离线记录文件。车载数据中心单元dcm12通过以太网总线与多个监测子系统的车载主机通信，获取各个车载主机发送的内部维护数据；内部维护数据包括实时数据和离线文件。车载数据中心单元dcm12将接收到的数据经wlan无线通道和lte无线通道传输至专家系统服务器4。

进一步的，地面设备包括与多个监测子系统的车载主机对应的地面服务器，专家系统服务器4将接收到的数据解析、对应分发到各地面服务器；地面设备进一步包括与专家系统服务器4连接的车辆调度室工作台6，专家系统服务器4将接收到的数据解析后，同步传输至车辆调度室工作台6。具体的，本实施例中，多个监测子系统的车载主机包括包括车门车载主机131、空调车载主机132、走行部车载主机133；其对应的地面服务器为车门地面服务器51、空调地面服务器52、走行部地面服务器53。车载数据中心单元dcm12中采集的内部维护数据中的离线文件和mvb离线记录文件经地面pis车载交换机14、wlan无线通道传输至第一地面交换机31；车载数据中心单元dcm12中采集的内部维护数据中的实时数据和mvb实时数据流经车载tau单元15、lte无线通道传输至第二地面交换机32。专家系统服务器4接收第一地面交换机31和第二地面交换机32传输的数据后进行进一步的解析处理，后分发到各对应的地面服务器中。

具体的，上述实施例中，车载数据中心单元dcm12将采集的实时数据和mvb实时数据流在正线时经由车载tau单元15、lte无线通道传输至第二地面交换机32，并传输至专家系统服务器4。具体的，车载数据中心单元dcm12将实时或间隔收集到的列车控制及管理系统mvb总线数据中的mvb实时数据流、空调、车门、车载pids组成一个数据包，统一汇总发送到专家系统服务器4，专家系统服务器4解析、分发到各监测子系统对应的地面服务器。一个完整的简化的数据包格式如表1：

表1lte无线通道传输数据的数据包格式

整包数据由帧头、消息类型及响应子系统设备报文信息，例如空调、数据区长度、数据区，和整包校验值和帧尾构成。

车载数据中心单元dcm12中采集的离线文件和mvb离线记录文件经地面pis车载交换机14、wlan无线通道传输至第一地面交换机31，并传输至专家系统服务器4；mvb离线记录文件和离线文件在库内经由wlan无线通道传输，其触发条件为信号系统发出的回库信号。针对mvb离线记录文件和离线文件，车载数据中心单元dcm12每15分钟判断一次wlan无线通道的连通性，如果通，则比对地面服务器端文件数量后增量传输。如果不通，该次结束，下一个15分钟再次判断上传，避免了断网后部分数据缺失现象。

上述实施例中，车载数据中心单元dcm12实时或间隔收集到的列车控制及管理系统mvb总线数据以及各监测子系统的车载主机发送的内部维护数据后，后传输至专家系统服务器4，其数据流向如下：

(1)实时数据和mvb实时数据流

车载数据中心单元dcm12→车载tau单元15(信号系统)→lte无线通道(信号系统)→第二地面交换机32(信号系统)→专家系统服务器4

(2)离线文件和mvb离线记录文件

车载数据中心单元dcm12→地面pis系统车载交换机14(通信系统)→wlan无线通道(通信系统)→第一地面交换机31(通信系统)→专家系统服务器4

专家系统服务器4接收到各数据后，将其解析，并对应分发到各地面服务器；同时同步传输至车辆调度室工作台6。

参考图3，上述实施例中，多个监测子系统的车载主机还包括弓网车载主机134，弓网车载主机134采用http协议与地面设备进行信息交互；地面设备进一步包括弓网地面服务器54，车载数据中心单元dcm12以路由方式实现弓网车载主机134与弓网地面服务器54的通信；进一步的，弓网地面服务器54通过以太网总线与专家系统服务器4通信。具体的，车载数据中心单元dcm12获取弓网车载主机134的离线文件，并将其在库内经由wlan无线通道传输至专家系统服务器4，其离线文件传输的触发条件为信号系统发出的回库信号；专家系统服务器4将接收到的离线文件解析、发送至弓网地面服务器54。

上述实施例中，由于弓网车载主机134采用http协议与其地面平台进行交互(包含一些图片的上传)，不属于常规的tcp数据包的形式。因此为提高数据整体传输鲁棒性、简洁性，并且减少弓网技术架构改动以及中间转发节点，特采用车载数据中心单元dcm12以路由方式实现弓网车载主机134与弓网地面服务器54的直接通信的方式，进行弓网监测系统实时数据的传输，即图3所示的，弓网车载主机134的实时数据传输至车载数据中心单元dcm12后，在正线上直接通过wlan无线通道传输至弓网服务器，且弓网车载主机134传输的实时数据自行限速500kbps。

本实用新型提出一种用于车地无线通信的多源数据传输系统，其传输数据内容包括车辆运行状态和故障数据、车门系统健康管理数据、弓网监测数据、空调系统健康管理数据、走行部监测数据等。车载数据中心单元dcm实现各子系统原始数据的分布式采集、本地存储、实时数据融合等功能；同时将多源数据以规范的格式借助无线网络通道下传至地面设备，实现对子系统及关键部件状态进行状态监视、故障预警及健康评估等功能。该系统可以实现车辆不同系统、多源数据的采集和可靠传输落地的功能，从而为列车运行提供远程专家技术支持和远程诊断。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。