专利名称：基于ctcs-3级列控系统的车载监测系统及终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及监控领域，尤其涉及一种基于CTCS-3级列控系统的车载监 测系统及终端。
背景技术：
CTCS-3级列控系统是中国铁路时速300-350km高速客运专线的重要 技术装备，是具有自主知识产权，保证高速列车运行安全、可靠、高效的核 心技术之一。CTCS-3级列控系统采用GSM-R无线通信网络为车载设备与 地面设备提供双向信息传输安全通道。
目前，已有的通信信号记录、监测手段都是在各自管辖范围内对各自的 设备运行信息进行记录或监测，如负责记录列车运行必要信息的司法记录 器，仅对车载信号系统设备的运行情况进行记录；GSM-R网络基站控制器 网管、移动交换中心网管等，仅对GSM-R网络通信系统设备的运行信息进 行记录。通信信号设备的记录、监测不一致或不同步，导致在很多情况下无 法准确定位故障问题，故障得不到及时的分析和有效的处理，在某种程度上 给列车的安全稳定运行带来了 一定的隐患。
从既有运营GSM-R线路青藏铁路、大秦铁路的运营情况看，缺少对车 地数据传输和通信信令的监督分析，车地通信的部分故障得不到准确定位， 即无法判断故障是车载设备问题还是GSM-R通信系统问题，原因不明造成 对故障的分析处理停滞不前。该问题在基于CTCS-3级列控系统的高速客运 专线同样存在。虽然通信行业针对GSM的网络监测技术业已成熟，但是国 内外的各种监测设备没有针对CTCS-3级列控系统GSM-R专用网络特点的 软硬件平台，也没有针对铁路车载设备应用的监测系统产品出现
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于CTCS-3级列控系统的车载监 测系统及终端，能够定位通信信号设备故障点，实现对车载通信、信号设备 的工作状态进行实时监测预警。
为了解决上述问题，本发明提供了一种CTCS-3级列控系统的监测系统， 包括
车载监测终端、地面接入服务器和操作与维护终端
所述车载监测终端安装在机车上，用于对车载Igsm-r接口的数据进行采
集，获得监测数据；以及将所述监测凄t据通过GPRS和/或WLAN网络下载 到所述地面接入服务器；
所述地面接入服务器用于对所述监测数据进行解析、统计和存储，供用 户查询分析；以及将解析和统计后的监测数据转发给所述"l喿作与维护终端；
所述操作与维护终端用于对所述监测数据进行实时显示。
进一步地，所述车载监测终端包括第一、第二两个监测串口，所述第一、 第二两个监测串口均为RS422接头；所述第一监测串口的第12、 13针分别 通过一光电隔离器与所述Igsm.r接口的RS422接头上第11、 12针相连接， 用于获取发端的RS422串行信号；所述第二监测串口的第12、 13针分别通 过一光电隔离器与所述lGSM.R接口的RS422接头上第13、 14针相连接，用 于获取收端的RS422串行信号。
进一步地，所述车载监测终端包括GPRS模块、WLAN模块和选择模块； 所述选择模块用于控制GPRS模块和WLAN模块定时发送探测数据包，当 在一定时间内能收到GPRS/WLAN网络的回应信号时，判断GPRS/WLAN 网络存在；当只存在GPRS和WLAN网络中的 一个时，选择存在的网络对 应的模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；当GPRS和WLAN网 络同时存在时，判断GPRS网络能否满足传输需求，如果不能则同时选择 WLAN模块和GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；否则 选择GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；
所述选择模块判断GPRS网络不能满足传输需求是指出现以下三种情 况中的任一种或任几种监测数据速率超过预定的速率阈值； GRPS信号强度小于预定的强度阈值； GRPS网络的丟包率大于预定的丢包率阈值。
进一步地，所述车载监测终端还用于在采集得到所述监测数据后，为每 一帧监测数据分配唯一的数字序号并保存；以及向地面接入服务器每发送若 干帧数据后，发送一帧数据应答请求消息，通知地面接入服务器的已发出的 数据序号，要求地面接入服务器对已接收到的数据和未接收到的数据进行应 答确认,与此同时开始对等待时间进行计时，并继续发送数据帧；如果在所 述等待时间超过一预设的时间阈值前接收到地面接入服务器的应答确认消 息，则从保存的所述监测数据中提取出所述应答确认消息中指示的地面接入 服务器未收到的数据帧，并进行重发；反之则进入停止状态，不再发送数据， 持续发送上一个应答请求消息，直至收到应答确认；
所述地面接入服务器还用于接收到车载监测终端发送的所述监测数据 后，记录已收到的数据帧对应的数据序号，当收到所述车载监测终端应答请 求消息后，根据已接收到的数据帧情况回复应答确认消息给所述车载监测终 端，指示未收到但所述车载监测终端已发出的数据序号。
进一步地，所述车载监测终端对Igsm-r接口进行监测具体是指
所述车载监测终端在列车运行期间连续采集车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间交互的AT命令和数据；
所述操作与维护终端还用于在车地通信故障时根据监测数据进行判断， 如果故障前后lGSM.R接口监测数据正常，则判断故障发生在通信设备上；如
果故障前后没有监测数据，而所使用的无线网络工作正常，则判断故障发生 在信号设备上；如果车载设备发送给地面信号系统的公里标有异常，则判断 车载应答器信息接收模块存在问题；如果收到的监测数据为GSM-R移动终 端向车载信号子系统发送的ERROR指令，则判断车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间的通信连4妄出现故障；如果收到的监测数据中没有包括车载信 号子系统向GSM-R移动终端发送的ATH指令，但包括NO CARRIER指令， 则判断GSM-R移动终端脱网或受到干扰，导致车载设备Modem与列控系统地面设备Modem通信连接错误。
本发明还提供了一种CTCS-3级列控系统的车载监测终端，包括
数据采集单元，用于对IcsM^接口的数据进行采集，获得监测数据；
数据存储单元，用于保存所述监测数据；
数据传输单元，用于将所述监测数据发送给地面接入服务器。
进一步地，所述数据采集单元包括第一、第二两个监测串口，所述第一、 第二两个监测串口均为RS422接头；所述第一监测串口的第12、 13针分别 通过一光电隔离器与所述IGSM-R接口的RS422接头上第11、12针相连接， 用于获取发端的RS422串行信号；所述第二监测串口的第12、 13针分别通 过一光电隔离器与所述IGSM-R接口的RS422接头上第13、 14针相连接， 用于获取收端的RS422串行信号。
进一步地， 所述数据传输单元包括GPRS模块、WLAN模块和选择模块； 所述选择模块用于控制GPRS模块和WLAN模块定时发送探测数据包，当 在一定时间内能收到GPRS/WLAN网络的回应信号时，判断GPRS/WLAN 网络存在；当只存在GPRS和WLAN网络中的 一 个时，选择存在的网络对 应的模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；当GPRS和WLAN网 络同时存在时，判断GPRS网络能否满足传输需求，如果不能则同时选择 WLAN模块和GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；否则 选择GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；
所述选择模块判断GPRS网络不能满足传输需求是指出现以下三种情 况中的^壬一种或任几种
监测数据速率超过预定的速率阈值；
GRPS信号强度小于预定的强度阈值；
GRPS网络的丢包率大于预定的丢包率阈值。
进一步地，所述的终端还包括等待应答定时器；
所述数据采集单元采集到所述监测数据后，为每一帧监测数据分配唯一 的数字序号，并保存在所述数据存储单元中；数据传输单元还用于在向地面接入服务器每发送若干帧数据后，发送一 帧数据应答请求消息，通知地面接入服务器的已发出的数据序号，要求地面 接入服务器对已接收到的数据和未接收到的数据进行应答确认，与此同时启
动所述等待应答定时器，并继续发送数据帧；如果在等待应答定时器超时前
接收到地面接入服务器的应答确认消息，则从数据存储单元中提取应答确认 消息中地面接入服务器未收到的数据帧进行重发或继续发送新的数据帧，反
之则进入停止状态，不再发送^:据，持续发送上一个应答请求消息，直至收 到应答确^人。
进一步地，所述数据采集单元对Igsm.r接口进行监测具体是指
所述数据采集单元在列车运行期间连续采集车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间交互的AT命令和数据。
本发明的技术方案针对CTCS-3级列控系统的车载Igsm.r接口的监测属 国内首创，其有益效果主要有体现在如下两个方面 一是能定位通信信号设 备故障点，即故障发生在通信设备上还是信号设备上；二是能实现对车载通 信、信号设备的工作状态进行实时监测预警，地面工作人员可以实时掌握各 车载设备的数据传输情况。本发明的优化方案采用GPRS/WLAN无线接入 方式自适应技术，能够既保证传输的实时性，又保证传输的可靠性，并且提 高了传输效率。本发明的另一优化方案采用串行信号跨接隔离监测技术，确 保了监测设备对现有设备的工作无任何影响。本发明的又一优化方案采用监 测数据实时自动化可靠传输技术，提高了数据传输的及时性和可靠性。本发 明的又一优化方案可自动智能地对常见的车地通信故障进行分析，能够节省 故障分析判断时间，提高故障分析判断效率。
图1为CTCS-3级列控系统lGSM.r监测接口位置示意图2为实施例一中的基于CTCS-3级列控系统的车载监测系统示意图3为实施例一中的CTCS-3级列控系统的车载监测终端连接IosM-r接 口时的光电隔离和监测线序示意图。图4为正常情况下Igsm.r接口通信流程示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。 铁路高速、安全、可靠的运输需要对车地通信系统装备技术水平提出了
更高的要求。本发明中的基于CTCS-3级列控系统的车载监测系统及终端是 针对铁路行业的需求定制；为快速有效地对车地数据传输和通信信令的监i^
分析，以及准确定位车地通信的故障位置，本发明率先提出了对IcsM-r接口
进行数据采集和分析的设计理念。
如图1所示，Igsm.r接口是CTCS-3级列控系统中车载信号子系统与 GSM-R移动终端之间的接口 ，接口协议遵守规范ITU-T V.24，物理上可选 的接口有RS-422和RS-232。车载信号子系统与地面无线闭塞中心RBC之 间所有交互的数据和车载信号设备控制无线通信模块的AT命令都要通过 Igsm-r接口。车载信号子系统获取列车固有性质数据和司机输入的数据，通 过IcsM.r接口后由GSM-R移动终端以无线信号的形式发送到地面GSM-R固 定网，转发给RBC (无线闭塞中心)和CTC (调度集中)等地面信号设备。 RBC根据这些信息生成行车许可、临时限速等控制信息，经GSM-R移动终 端转发给车载信号子系统，实现对列车的安全控制。
本发明选择对车载Igsm.r接口这样一个通信信号设备互连的接口进行数 据采集，以定位通信信号设备故障点，以及实现对车载通信、信号设备的工 作状态进行实时监测预警。
实施例一，CTCS-3级列控系统的监测系统，如图2所示，包括车载 监测终端、地面接入服务器和操作与维护终端。
所述车载监测终端安装在机车上，用于对车载Igsm-r接口的数据进行釆 集，获得监测数据；以及将所述监测数据通过GPRS和/或WLAN网络下载 到所述地面接入服务器；
所述地面接入服务器用于对所述监测数据进行解析、统计和存储，供用户查询分析；同时将解析和统计后的监测数据转发给所述操作与维护终端；
所述操作与维护终端用于对所述监测数据进行实时显示，还可以进一步 为用户提供数据查询、数据分析、报表导出等功能。用户通过操作与维护终 端可以实时掌握车载设备的工作状况，对车地交互数据进行查询，对车地通 信故障设备进行智能分析。
本实施例中，所述车载监测终端物理上采用RS422接口对车载Igsm.r接 口进行监测；根据RS422接口支持点对多点通信方式的物理特性，所述车 载监测终端采用并行跨接方式获取串行数据信号，对数据进行采集。
如图3所示，所述车载监测终端包括第一、第二两个监测串口，在本实 施例中为两个RS422接头，第一监测串口的第12、 13针分别通过一光电隔 萬器与所述Igsm.r接口的RS422接头上第11、 12针相连接，用于获取发端 的RS422串行信号；第二监测串口的第12、 13针分别通过一光电隔离器与 所述Igsm-r接口的RS422接头上第13、 14针相连接，用于获取收端的RS422
串行信号。实际接线中，两路监测串口与所述igsm-r接口的连接可以互换，
监测系统能够智能判断监测数据的方向。
所述车载监测终端的监测线路与原IGSM.R接口线路间采用光隔离设备进 行光电隔离，监测线路只能接收原线路发送过来的串行信号，而不能向原线 路发送信号，能避免监测信号对原有信号带来干扰，确保监测设备对现有设 备的工作无任何影响。
本实施例中，所述车载监测终端包括GPRS模块、WLAN模块和选择模 块；所述选择模块用于选择GPRS模块和/或WLAN模块发送所述监测数据 给所述地面接入服务器。
在本实施例的一种实施方式中，所述选择模块控制GPRS模块和WLAN ^f莫块定时发送探测数据包，当在一定时间内能收到GPRS/WLAN网络的回 应信号时，判断GPRS/WLAN网络存在；当只存在GPRS和WLAN网络中 的一个时，选择存在的网络对应的模块发送所述监测数据给所述地面接入服 务器，当GPRS和WLAN网络同时存在时，选择其中一个网络对应的模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器，或同时选择GPRS模块和WLAN 模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器。
在本实施例的另一种实施方式中，预先设定GPRS和WLAN的优先级， 所述选择模块当GPRS和WLAN网络同时存在时选择优先级高的网络对应 的模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器。
针对铁路行业应用情况，本实施例中采用GPRS和WLAN网络自适应 的数据传输方式，将GPRS网络的优先级设定为高于WLAN网络。GPRS 信号覆盖范围较大，实时性好，可以随时进行所述监测数据的传输，将所述 监测数据实时通过GPRS网络发送到所述地面接入服务器，再由所述地面接 入服务器转发给所述搡作与维护终端，以实现对监测数据的实时显示，实时 性较好，但数据传输容量有限。当监测数据速率超过预定的速率阈值时，或 当列车距离基站太远或GPRS信号被山谷、建筑物屏蔽而导致GPRS信号过 弱(GRPS信号强度小于一预定的强度阈值、或GRPS网络的丢包率大于一 预定的丢包率阈值)时，GPRS传输不能满足监测数据传输需求，这时就需 要采用WLAN作为辅助手段进行传输，即此情况下所述选择模块同时选择 GPRS模块和WLAN模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器。在铁 路沿线每隔一定距离就架设有WLAN无线接入点，列车进入WLAN网络覆 盖区域后，检测到WLAN网络信号，就在通过GPRS网络发送所述监测数 据的同时，通过WLAN网络向地面WLAN接入服务器持续发送所述监测数 据。这样，通过GPRS和WLAN网络的双重保障机制确保监测数据传输的
采用本实施方式的方案后，所述选择模块在GPRS网络能够满足传输需 求时，选择所述GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器，当监 测数据速率超过所述速率阈值或当GPRS信号过弱，并且有WLAN网络覆 盖时选择WLAN传输作为辅助传输手段发送所述监测数据给所述地面接入 服务器，这样既保证了传输的可靠性，又保证了传输的实时性，提高了传输 效率。
所述车载监测终端保存所述监测数据，可以在发送完毕后，自动将所发 送的监测数据删去，无需用户干预；另外，当列车到站时，还可以人工下载车载监测终端中保存的数据，此时，也可以手动删除已下载的数据。系统提 供多种灵活的方式满足用户需求，同时又保证存储空间的利用率。'
所述GPRS模块提供两种工作模式，可以工作在公众GSM网络下也可 工作在铁路专用GSM-R网络下，用户只需在更换SIM卡的同时对系统进行 简单的配置即可实现。在铁路GSM-R网络GPRS资源充裕的情况下，直接 采用铁路GSM-R网络的GPRS信道进行传输，地面接入服务器直接与GGSN 相连4妄，使用GGSN为监测系统地面GPRS接入服务器分配的能够接入 GPRS网络的IP地址，车载监测终端中的所述GPRS模块将监测数据封装成 IP包，发送至地面GPRS接入服务器。在GSM-R网络GPRS资源紧缺情况 下，所述车载监测终端采用中国移动GPRS网络接入Internet,所述GPRS 模块根据地面GPRS接入服务器申请的Internet域名获取GPRS接入服务器 的IP地址，发送至地面GPRS接入服务器。
无论采用哪种数据传输方式，所述车载监测终端都能够将监测数据自动 下载到地面接入服务器，数据传输过程无需用户干预。WLAN网络和GPRS 网络数据传输方式可以根据需要灵活配置，系统支持两者共存自适应的模 式。
本实施例中，针对WLAN网络和GPRS的数据传输特性，系统采用选 择重发模式对车地发送和接收数据进行应答确认，确保了传输的准确、可靠。
所述车载监测终端还用于采集到所述监测数据后，根据串行信号特点和 监测数据起始位、终止位进行封装组帧，为每一帧数据分配唯一的数字序号； 一方面在本地存储， 一方面将数据发送到地面接入服务器，采用选择重发模 式对发送数据进行应答确认。车载监测终端向地面接入服务器每发送若干帧 数据后，发送一帧数据应答请求消息，通知地面接入服务器的已发出的数据 序号，要求地面接入服务器对已接收到的数据和未接收到的数据进行应答确 认，与此同时开始对等待时间进行计时，然后边等待地面接入服务器的应答 确i人消息边继续发送数据帧。如果在所述等待时间超过这一预设的时间阈值 前接收到地面接入服务器的应答确认消息，则从本地存储文件中提取应答确 认消息中地面接入服务器未收到的数据帧进行重发或继续发送新的数据帧， 反之则进入停止状态，不再发送数据，持续发送上一个应答请求消息，直至收到应答确认。
所述地面接入服务器接收到车载监测终端发送的所述监测数据后，还记 录已收到的数据帧对应的数据序号，当收到所述车载监测终端应答请求消息 后，根据已接收到的数据帧情况回复应答确认消息给所述车载监测终端，将 未收到但所述车载监测终端已发出的数据序号进行统计，通知所述车载监测 终端进行重发。
本实施例中，CTCS-3级列控系统的监测系统中的所述车载监测终端在 列车运行期间连续采集车载信号子系统与GSM-R移动终端之间交互的AT 命令和数据，从而实现对传输情况不间断地进行监测。
通过监测数据可以使地面人员实时掌握车地数据传输情况，所述操作与 维护终端可以在车地通信故障时#4居监测数据进行判断，如果故障前后
Igsm-r接口监测数据正常，即车载信号子系统将列车运行控制信息成功通过 Igsm-r接口转发给GSM-R移动终端，而CTCS-3级列控系统地面设备(比如 控制中心和无线闭塞中心)未能准确^接收到这些信息，则判断故障发生在通 信设备上；如果故障前后没有监测到任何数据，即车载信号子系统未能准确 将列车运行控制信息通过IcKM.k接口发送给GSM-R移动终端，地面信号系 统也没有数据发送给车载设备，而GSM-R网络(或所使用的其它无线通信 网络)工作正常，则判断故障发生在信号设备(包括车载的信号设备，譬如 OBC,车载中心、或地面的信号设备，比如RBC无线闭塞中心)上。如果 故障前后车载和地面出现监测数据单向的现象，则需要获取GSM-R网络PRI 接口监测数据做联合分析。此外，根据车地传输的数据内容可以定位车地通 信故障点，如车载设备发送给地面设备的公里标有异常，则说明车载应答器 信息接收模块可能存在故障或需要进行校准。
本实施例中，所述基于CTCS-3级列控系统的车载监测系统中所述操作 与维护终端提供的车地通信故障分析技术包括AT命令流程分析和CTCS-3 级列控系统业务数据传输分析两大类。
AT命令流程分析的内容主要包括车载设备主备模块工作状态分析和 车载GSM-R移动终端主备模块倒换情况统计分析。
CTCS-3级列控系统业务数据传输分析的内容包括CTCS-3业务数据传输分析、CTCS-3业务数据解码分析、车地数据传输通道建立失败故障分析、 车地数据单向故障分析和车地通信中断故障分析。
正常情况下，车载信号子系统与GSM-R移动终端的AT指令通信流程 如图4所示。
如果所述操作与维护终端收到的监测数据为GSM-R移动终端向车载信 号子系统发送的ERROR指令，则判断车载信号子系统与GSM-R移动终端 之间的通信连接出现故障；
如果所述操作与维护终端收到的监测数据中没有包括车载信号子系统 向GSM-R移动终端发送的ATH指令，但包括NO CARRIER指令，则判断 GSM-R移动终端脱网或受到干扰，导致车载设备Modem与列控系统地面设 备Modem通信连接错误。
当然，在实际应用中，地面用户也可以直接根据所述操作与维护终端显 示的监测数据进行故障分析判断，对于常见的故障，操作与维护终端能进行 自动智能分析，协助用户定位故障点。通过所述操作与维护终端进行故障分 析判断，能够节省故障分析判断时间，提高故障分析判断效率。
实施例二， 一种CTCS-3级列控系统的车载监测终端，包括
数据采集单元，用于对IciSM-R接口的数据进行采集，获得监测数据；
数据存储单元，用于保存所述监测数据；
数据传输单元，用于将所述监测数据发送给地面接入服务器。
本实施例中，所述数据采集单元物理上采用RS422接口对lGSM-R接口进 行监测，采用并行跨接方式获取串行数据信号，对数据进行采集；所述数据 采集单元的监测线路与原Igsm-r接口线路间采用光隔离设备进行光电隔离， 监测线路只能接收原线路发送过来的串行信号，而不能向原线路发送信号。
本实施例中，所述数据采集单元包括第一、第二两个监测串口，在本实 施例中为两个RS422接头，第一监测串口的第12、 13针分别通过一光电隔 萬器与所述Igsm-r接口的RS422接头上第11、 12针相连接，用于获取发端 的RS422串行信号；第二监测串口的第12、 13针分别通过一光电隔离器与所述Igsm-r接口的RS422接头上第13、 14针相连接，用于获取收端的RS422
串行信号。实际接线中，两路监测串口与lGSMA接口的连接可以互换，监测
系统能够智能判断监测数据的方向。
本实施例中，所述数据传输单元包括GPRS模块、WLAN模块和选择模 块；所述选择模块用于选择GPRS模块和/或WLAN模块发送所述监测数据 给所述地面接入服务器。
在本实施例的一种实施方式中，所述选择模块控制GPRS模块和WLAN 模块定时发送探测数据包，当在一定时间内能收到GPRS/WLAN网络的回 应信号时，判断GPRS/WLAN网络存在；当只存在GPRS和WLAN网络中 的一个时，选择存在的网络对应的模块发送所述监测数据给所述地面接入服 务器，当GPRS和WLAN网络同时存在时，选择其中一个网络对应的模块 发送所述监测数据给所述地面接入服务器，或同时选择GPRS模块和WLAN 模块发送所述监测数据给所述地面接入服务。
在本实施例的另 一种实施方式中，预先设定GPRS和WLAN的优先级， 所述选择模块当GPRS和WLAN网络同时存在时选择优先级高的网络对应 的模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器。
针对铁路行业应用情况，本实施例中将GPRS网络的优先级设定为高于 WLAN网络，这样既保证了传输的可靠性，又保证了传输的实时性，提高 了传输效率。
所述车载数据存储单元保存所述监测数据，可以在发送完毕后，自动将 所发送的监测数据删除，无需用户干预；另外，当列车到站时，还可以人工 下载车载监测终端中保存的数据，此时，也可以手动删除已下栽的数据。保 证存储空间的利用率。
本实施例中，所述车载监测终端还包括一等待应答定时器；
所述数据釆集单元还用于当采集到所述监测数据后，为每一帧监测数据 分配唯一的数字序号，并保存在所述数据存储单元中；
数据传输单元还用于在向地面接入服务器每发送若干帧所述监测数据 后，发送一帧数据应答请求消息，通知地面接入服务器的已发出的数据序号，要求地面接入服务器对已接收到的数据和未接收到的数据进行应答确认，与 此同时启动所述等待应答定时器，然后边等待地面接入服务器的应答确认消
息边继续发送数据帧；如果在等待应答定时器超时前接收到地面接入服务器
的应答确认消息，则从数据存储单元中提取应答确认消息中地面接入服务器 未收到的数据帧进行重发或继续发送新的数据帧，反之则进入停止状态，不 再发送数据，持续发送上一个应答请求消息，直至收到应答确认。
本实施例中，所述数据采集单元对Igsma接口进行监测具体是指
所述数据采集单元在列车运行期间连续釆集车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间交互的AT命令和数据。
其它实施细节与上一实施例中的相同，这里不再赘述。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的 形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种CTCS-3级列控系统的监测系统，其特征在于，包括车载监测终端、地面接入服务器和操作与维护终端所述车载监测终端安装在机车上，用于对车载IGSM-R接口的数据进行采集，获得监测数据；以及将所述监测数据通过GPRS和/或WLAN网络下载到所述地面接入服务器；所述地面接入服务器用于对所述监测数据进行解析、统计和存储，供用户查询分析；以及将解析和统计后的监测数据转发给所述操作与维护终端；所述操作与维护终端用于对所述监测数据进行实时显示。
2、 如权利要求1所述的监测系统，其特征在于所述车载监测终端包括第一、第二两个监测串口，所述第一、第二两个 监测串口均为RS422接头；所述第一监测串口的第12、 13针分别通过一光 电隔离器与所述lGSM.R接口的RS422接头上第11、 12针相连接，用于获取 发端的RS422串行信号；所述第二监测串口的第12、 13针分别通过一光电 隔萬器与所述Igsm.r接口的RS422接头上第13、 14针相连接，用于获取收 端的RS422串行信号。
3、 如权利要求1所述的监测系统，其特征在于所述车载监测终端包括GPRS模块、WLAN模块和选择模块；所述选择 模块用于控制GPRS模块和WLAN模块定时发送探测数据包，当在一定时 间内能收到GPRS/WLAN网络的回应信号时，判断GPRS/WLAN网络存在； 当只存在GPRS和WLAN网络中的 一 个时，选择存在的网络对应的模块发 送所述监测数据给所述地面接入服务器；当GPRS和WLAN网络同时存在 时，判断GPRS网络能否满足传输需求，如果不能则同时选择WLAN模块 和GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；否则选择GPRS模 块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；所述选择模块判断GPRS网络不能满足传输需求是指出现以下三种情 况中的任一种或任几种监测数据速率超过预定的速率阈值；GRPS信号强度小于预定的强度阈值； GRPS网络的丢包率大于预定的丢包率阈值。
4、 如权利要求1所述的监测系统，其特征在于所述车载监测终端还用于在采集得到所述监测数据后，为每一帧监测数 据分配唯一的数字序号并保存；以及向地面接入服务器每发送若干帧数据 后，发送一帧数据应答请求消息，通知地面接入服务器的已发出的数据序号， 要求地面接入服务器对已接收到的数据和未接收到的数据进行应答确认，与 此同时开始对等待时间进行计时，并继续发送数据帧；如果在所述等待时间 超过一预设的时间阈值前接收到地面接入服务器的应答确认消息，则从保存 的所述监测数据中提取出所述应答确认消息中指示的地面接入服务器未收 到的数据帧，并进行重发；反之则进入停止状态，不再发送数据，持续发送 上一个应答请求消息，直至收到应答确认；所述地面接入服务器还用于接收到车载监测终端发送的所述监测数据 后，记录已收到的数据帧对应的数据序号，当收到所述车载监测终端应答请 求消息后，根据已接收到的数据帧情况回复应答确认消息给所述车载监测终 端，指示未收到但所述车载监测终端已发出的数据序号。
5、 如权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述车载监测终端对 Igsm-r接口进行监测具体是指所述车载监测终端在列车运行期间连续采集车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间交互的AT命令和数据；所述操作与维护终端还用于在车地通信故障时根据监测数据进行判断， 如果故障前后igsm.r接口监测数据正常，则判断故障发生在通信设备上；如 果故障前后没有监测数据，而所使用的无线网络工作正常，则判断故障发生 在信号设备上；如果车载设备发送给地面信号系统的公里标有异常，则判断 车载应答器信息接收模块存在问题；如果收到的监测数据为GSM-R移动终 端向车载信号子系统发送的ERROR指令，则判断车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间的通信连接出现故障；如果收到的监测数据中没有包括车载信号子系统向GSM-R移动终端发送的ATH指令，但包括NO CARRIER指令， 则判断GSM-R移动终端脱网或受到干扰，导致车载设备Modem与列控系 统地面设备Modem通信连接错误。
6、 一种CTCS-3级列控系统的车载监测终端，其特征在于，包括 数据采集单元，用于对I(jsM.R接口的数据进行采集，获得监测数据； 数据存储单元，用于保存所述监测数据；数据传输单元，用于将所述监测数据发送给地面接入服务器。
7、 如权利要求6所述的终端，其特征在于所述数据采集单元包括第一、第二两个监测串口，所述第一、第二两个 监测串口均为RS422接头；所述第一监测串口的第12、 13针分别通过一光 电隔离器与所述IGSM-R接口的RS422接头上第11、 12针相连接，用于获 取发端的RS422串行信号；所述第二监测串口的第12、 13针分别通过一光 电隔离器与所述IGSM-R接口的RS422接头上第13、 14针相连接，用于获 取收端的RS422串行信号。
8、 如权利要求6所述的终端，其特征在于所述数据传输单元包括GPRS模块、WLAN模块和选择模块；所述选择 模块用于控制GPRS模块和WLAN模块定时发送探测数据包，当在一定时 间内能收到GPRS/WLAN网络的回应信号时，判断GPRS/WLAN网络存在； 当只存在GPRS和WLAN网络中的 一个时，选择存在的网络对应的模块发 送所述监测数据给所述地面接入服务器；当GPRS和WLAN网络同时存在 时，判断GPRS网络能否满足传输需求，如果不能则同时选择WLAN模块 和GPRS模块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；否则选择GPRS模 块发送所述监测数据给所述地面接入服务器；所述选择模块判断GPRS网络不能满足传输需求是指出现以下三种情 况中的任一种或任几种监测数据速率超过预定的速率阈值； 'GRPS信号强度小于预定的强度阈值；GRPS网络的丢包率大于预定的丢包率阈值。
9、 如权利要求6所述的终端，其特征在于，还包括 等待应答定时器；所述数据采集单元采集到所述监测数据后，为每一帧监测数据分配唯一 ;的数字序号，并保存在所述数据存储单元中；数据传输单元还用于在向地面接入服务器每发送若干帧数据后，发送一 帧数据应答请求消息，通知地面接入服务器的已发出的数据序号，要求地面 接入服务器对已接收到的数据和未接收到的数据进行应答确认，与此同时启 动所述等待应答定时器，并继续发送数据帧；如果在等待应答定时器超时前 ' 接收到地面接入服务器的应答确认消息，则从数据存储单元中提取应答确认 消息中地面接入服务器未收到的数据帧进行重发或继续发送新的数据帧，反 之则进入停止状态，不再发送数据，持续发送上一个应答请求消息，直至收 到应答确认。
10、 如权利要求6所述的终端，其特征在于，所述数据采集单元对IGSM-R 接口进行监测具体是指所述数据采集单元在列车运行期间连续采集车载信号子系统与GSM-R 移动终端之间交互的AT命令和数据。
全文摘要
本发明提供了一种基于CTCS-3级列控系统的车载监测系统及终端；系统包括车载监测终端、地面接入服务器和操作与维护终端；所述车载监测终端安装在机车上，用于对车载I<sub>GSM-R</sub>接口的数据进行采集，获得监测数据；以及将所述监测数据通过GPRS和/或WLAN网络下载到所述地面接入服务器；所述地面接入服务器用于对所述监测数据进行解析、统计和存储，供用户查询分析；以及将解析和统计后的监测数据转发给所述操作与维护终端；所述操作与维护终端用于对所述监测数据进行实时显示。本发明能够定位通信信号设备故障点，实现对车载通信、信号设备的工作状态进行实时监测预警。
文档编号B61L23/00GK101574975SQ20091008585
公开日2009年11月11日 申请日期2009年6月3日 优先权日2009年6月3日
发明者请求不公开姓名 申请人:北京六捷科技有限公司