用于车载设备在线实时监测的系统的制作方法

本实用新型涉及铁路设备实时监测技术领域，尤其是涉及一种用于车载设备在线实时监测的系统。

背景技术：

目前国内铁路主要使用以GSM-R数字移动通信系统和450M模拟通信系统为主的移动通信应用。由于频率资源占用较多，有些地方已经出现频率资源匮乏、干扰严重的现象，车载设备的运营、维护也显得日益重要，如果对车载设备进行实时监测，可对故障设备进行准确定位，及时发现通信隐患，从而有效的提高通信设备的维护水平，将极大方便运营维护人员，提高维护效率，降低劳动强度。如中国专利申请CN201610844746.X公开一种车载设备状态远程采集与诊断处理方法，采用基于云平台的远程无线监控系统来实时监控车载设备状态信息，其中基于云平台的远程无线监控系统包括车载设备检测模块、数据通信终端与互联网云平台。但现有在线监测系统仅仅是把机车状态数据、机车综合无线通信设备(CIR)模块状态等数据发到地面，这些系统因为存在部分缺点至今没有大规模应用，如，1)受到传输网络的限制，2)不能进行性能趋势分析和预判断，3)无法判断无线网络覆盖状况。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于车载设备在线实时监测的系统。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于车载设备在线实时监测的系统，包括依次连接的车载采集设备、铁路无线传输模块和数据分析应用模块，所述车载采集设备包括无线监测模块、CIR接口、控制芯片和电源，所述控制芯片分别连接无线监测模块和CIR接口，所述电源分别连接无线监测模块、CIR接口和控制芯片，所述控制芯片内置有WiFi网卡。

所述无线监测模块包括用于采集450M无线网络场强数据的450M芯片和用于采集GSM-R无线网络场强数据的GSM-R芯片。

所述铁路无线传输模块包括无线控制及管理服务器、交换机和设置于车站内的WiFi接入点，所述WiFi接入点通过交接机分别连接无线控制及管理服务器和数据分析应用模块。

所述控制芯片包括与无线监测模块和CIR接口连接的读写串口。

所述车载采集设备还包括车载存储器。

所述车载存储器为微型快擦写存储卡。

所述数据分析应用模块包括数据分析服务器、数据应用服务器、数据库服务器和数据存储设备，所述数据库服务器分别连接数据分析服务器、数据应用服务器和数据存储设备。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型采用WiFi局域网传输技术，在列车火车站布置WiFi路由器，列车运行途中由车载采集设备采集数据并保存为文件，在进站时监测到WiFi网络后将数据发送地面。此方案既有一定实时性，又可降低传输的成本。

2、现有的车载设备在线实时监测系统都没有直接获得无线信号的强度，本实用新型采用监听无线信号方式，获得无线信号场强数据，既可对无线信号进行监测并及时产生报警，又不干扰现有无线系统。

3、本实用新型车载采集设备中设置有微型快擦写存储卡，可对采集数据进行临时存储，提高系统的可靠性。

4、本实用新型可通过数据分析应用模块对日常采集的无线信号大数据分析，不需要对无线系统测试，就可以判断无线信号情况，并可以通过对比历史数据，通过无线系统信号变化，进行趋势分析和预判断，从而在尚未影响功能情况下，判断是否需要维修、调整，稳定性高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型车载采集设备的结构示意图；

图3为车载数据采集软件的原理框图；

图4为主程序单元的作用原理框图；

图5为本实用新型数据分析应用模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例提供一种用于车载设备在线实时监测的系统，包括依次连接的车载采集设备1、铁路无线传输模块2和数据分析应用模块3，如图1所示。车载采集设备1采集列车机车行车数据、GSM-R网络场强数据或者450M模拟通信系统的场强数据，并存储。铁路无线传输模块2采用无线局域网(WiFi)技术作为车载数据采集终端与地面的大容量传输通道。数据分析应用模块3对存储的大量数据进行分析，计算网络场强数据获得网络情况，从而进行性能趋势分析和预判断。

如图2所示，车载采集设备1包括无线监测模块、CIR接口、控制芯片102、电源103和天线101，其中，无线监测模块用于在车地间通话发生时，通过监听方式获得无线网络的场强数据，包括用于采集450M无线网络场强数据的450M芯片104和用于采集GSM-R无线网络场强数据的GSM-R芯片105；CIR接口用于实时获取机车综合无线通信设备的状态数据，机车综合无线通信设备的状态数据包括运行状态信息、调度命令收发信息和列车GPS位置信息；控制芯片102内置有WiFi网卡106，分别连接无线监测模块和CIR接口，用于将接收到的无线网络的场强数据和机车综合无线通信设备的状态数据通过铁路无线传输模块2发送给数据分析应用模块3；电源模块103分别连接无线监测模块、CIR接口模块和控制模块102，用于实现供电。列车运行过程中，CIR接口模块获得CIR实时状态，如司机通过450M或者GSM-R系统车地间的通话，相应的场强数据和位置信息将被记录下来。车载采集设备1通过设置WiFi网卡106，使采集数据上报程序具有断点续传功能。控制芯片102包括与无线监测模块和CIR接口连接的读写串口。

控制芯片102中安装有车载数据采集软件，如图3所示为车载数据采集软件实现架构图，车载数据采集软件将数据采集以文件方式保存下来，列车运行到有WiFi信号的区间，将数据发送到数据分析应用模块3中。车载数据采集软件：串口读写单元，用于实现采集数据的读取以及配置信息和控制命令的发送；主程序单元，用于将所读取的采集数据按一定格式写入文件中，并生成配置信息和控制命令；后台接口单元，用于检测WiFi网络状态，在存在WiFi网络时，从主程序单元中获得文件的名字，将相应文件通过WiFi网卡发送给数据分析应用模块，并在发送成功后删除相应文件，后台接口单元连接有网络检查单元。

串口读写单元包括：

CIR读串口：读取CIR串口数据，可从CIR得到CIR状态信息和当前列车GPS信息；

450M读串口：读取450M串口数据，可获得450M场强数据；

GSM-R读串口：读取GSM-R模块数据，可获得GSM-R场强数据；

串口写：发送450M模块配置信息和GSM-R模块控制命令。

如图4所示，主程序单元的作用包括：读取各个串口数据标识，如果有数据抵达，读数据，并修改标识；分析串口数据内容，丢弃无用数据；将各串口数据按一定格式写到文件中；控制450M模块和GSM-R模块收发；读写配置文件。

铁路无线传输模块2包括无线控制及管理服务器201、交换机202和设置于车站内的WiFi接入点(WiFi AP)，WiFi接入点通过交接机202分别连接无线控制及管理服务器201和数据分析应用模块3。在车站停车位置部署WiFi AP，列车缓慢到站时，建立列车与地面的传输通道。

如图5所示，数据分析应用模块3包括数据分析服务器301、数据应用服务器302、数据库服务器303和数据存储设备304，所述数据库服务器303分别连接数据分析服务器301、数据应用服务器302和数据存储设备304。数据分析服务器301用于对场强数据进行数据分析，剔除不合理数值，将一天时间内所有列车采集到的含GPS位置场强数据，采用最小二乘法拟合，绘制线路场强数据，通过对线路场强数据的比对分析，判断场强变化趋势，在场强突然变化时产生设备发生故障的报警信号。数据分析应用模块3还可用于向车载采集设备发送配置信息，实现车载采集设备的自动配置。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。