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        軌道車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備數(shù)據(jù)及記錄遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)研究

        2019-06-20 08:40:12何宇暉鄭璟瑜
        商品與質(zhì)量 2019年44期
        關(guān)鍵詞:軌道車(chē)行車(chē)遠(yuǎn)程

        何宇暉 鄭璟瑜

        中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量研究所 北京 100081

        軌道車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備(GYK)是鐵路運(yùn)維管理中監(jiān)控軌道車(chē)正常運(yùn)行的重要控制設(shè)備。GYK以防止“兩冒一超”為基本原則,能根據(jù)地面軌道電路信息實(shí)時(shí)計(jì)算目標(biāo)距離的連續(xù)速度控制曲線(xiàn),對(duì)軌道車(chē)超速進(jìn)行防護(hù)。同時(shí),GYK可以實(shí)時(shí)記錄、轉(zhuǎn)儲(chǔ)軌道車(chē)運(yùn)行和乘務(wù)員操作時(shí)產(chǎn)生的各項(xiàng)數(shù)據(jù)并下載分析。

        由于各型軌道車(chē)的運(yùn)用時(shí)間、運(yùn)行交路、作業(yè)地點(diǎn)及時(shí)間等條件不固定,且具有運(yùn)行分散、管轄線(xiàn)路長(zhǎng)、沿線(xiàn)自然環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn),鐵路現(xiàn)場(chǎng)在對(duì)GYK數(shù)據(jù)(含GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、揭示數(shù)據(jù)和控制程序)的換裝和GYK監(jiān)測(cè)、維護(hù)上存在很多困難,例如軌道車(chē)外出作業(yè)時(shí),GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)換裝,影響軌道車(chē)的行車(chē)安全。為此,以鐵路專(zhuān)用通信網(wǎng)或國(guó)家公共移動(dòng)通信網(wǎng)為無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái),研究一種軌道車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備數(shù)據(jù)及記錄遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)GYK數(shù)據(jù)和運(yùn)行記錄的遠(yuǎn)程傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

        1 GYK數(shù)據(jù)和記錄的傳輸和監(jiān)測(cè)存在的問(wèn)題

        1.1GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝困難

        軌道車(chē)流動(dòng)作業(yè)、分散作業(yè),當(dāng)遇到線(xiàn)路數(shù)據(jù)變化時(shí),需要鐵路職工現(xiàn)場(chǎng)換裝GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù),既無(wú)法保證換裝的及時(shí)性,又難以監(jiān)管換裝的有效性。數(shù)據(jù)換裝成本高,存在較大困難。

        1.2GYK運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)不及時(shí)

        日常維護(hù)工作中,維護(hù)人員無(wú)法實(shí)時(shí)掌握GYK運(yùn)行狀態(tài),不能及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題并及時(shí)維修或保養(yǎng)。當(dāng)GYK發(fā)生故障時(shí),不能遠(yuǎn)程分析故障原因,難以及時(shí)有效地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員開(kāi)展維修工作,影響軌道車(chē)使用單位的正常安全生產(chǎn)。

        1.3GYK運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)分析不及時(shí)

        依據(jù)《軌道車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備運(yùn)用維護(hù)管理辦法》(鐵總運(yùn)[2015]46號(hào))要求,GYK使用部門(mén)及管理部門(mén)需要及時(shí)分析運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)。現(xiàn)有GYK不具備運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)回傳條件,不能有效落實(shí)數(shù)據(jù)分析要求。

        1.4 臨時(shí)下達(dá)的揭示調(diào)度命令不能及時(shí)上車(chē)

        調(diào)度員臨時(shí)下達(dá)的運(yùn)行揭示調(diào)度命令無(wú)法及時(shí)上車(chē),需司機(jī)人工輸入,存在誤輸入風(fēng)險(xiǎn),影響軌道車(chē)行車(chē)安全。

        2 軌道車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備數(shù)據(jù)及記錄遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)研究

        針對(duì)以上問(wèn)題,基于鐵路專(zhuān)用通信網(wǎng)或國(guó)家公共移動(dòng)通信網(wǎng),利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù),研究一種軌道車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備數(shù)據(jù)及記錄遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及記錄的遠(yuǎn)程傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。系統(tǒng)可以解決軌道車(chē)運(yùn)行分散、停放位置不固定帶來(lái)的數(shù)據(jù)更換困難以及運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)下載分析的問(wèn)題,從而提高軌道車(chē)行車(chē)安全。

        2.1 系統(tǒng)組成

        系統(tǒng)由車(chē)載設(shè)備、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)、地面網(wǎng)關(guān)、地面業(yè)務(wù)系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備組成。架構(gòu)如圖1所示。

        圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

        2.2 系統(tǒng)功能

        系統(tǒng)的車(chē)載設(shè)備具備自檢功能、數(shù)據(jù)采集功能、數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)發(fā)送功能、數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)接收功能、數(shù)據(jù)記錄功能、GYK廣播信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能、為其他車(chē)載設(shè)備提供數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸通道的功能、GPS/BDS校時(shí)功能等。地面業(yè)務(wù)系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能、流量控制功能、安全隔離和傳輸功能、日志記錄功能、升級(jí)文件遠(yuǎn)程發(fā)送功能、運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)回傳分析功能、GYK監(jiān)測(cè)信息遠(yuǎn)程接收功能、數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)傳功能。車(chē)載設(shè)備和地面業(yè)務(wù)系統(tǒng)配套使用,可遠(yuǎn)程更新、傳輸和升級(jí)GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、運(yùn)行揭示文件和控制程序文件,還可遠(yuǎn)程下載GYK運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)文件。在軌道車(chē)行車(chē)過(guò)程中,系統(tǒng)對(duì)GYK運(yùn)行狀態(tài)信息、地面軌道電路信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),對(duì)GYK基礎(chǔ)數(shù)據(jù)版本、控制程序版本、系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備主控程序版本和GYK運(yùn)行揭示編號(hào)采集記錄,對(duì)GYK及其相關(guān)設(shè)備的報(bào)警信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)警。

        2.3 數(shù)據(jù)及記錄傳輸?shù)目煽啃匝芯?/h3>

        遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)及記錄的可靠性直接影響軌道車(chē)行車(chē)安全。通過(guò)以下技術(shù)研究,確保傳輸準(zhǔn)確可靠。

        (1)數(shù)據(jù)加密和完整性校驗(yàn)技術(shù)。系統(tǒng)采用對(duì)稱(chēng)加密算法技術(shù)及CRC數(shù)據(jù)冗余校驗(yàn)和HASH完整性校驗(yàn),保護(hù)數(shù)據(jù)文件。同時(shí),密鑰使用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的非對(duì)稱(chēng)算法,生成公鑰和私鑰。

        (2)數(shù)據(jù)隔離技術(shù)。系統(tǒng)通信服務(wù)器通過(guò)安全協(xié)議對(duì)非法數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾,對(duì)傳輸?shù)闹匾畔⒓用?,防止竊聽(tīng)和破壞。

        (3)數(shù)據(jù)有效性檢驗(yàn)技術(shù)。系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)有效性檢驗(yàn)功能,確保通過(guò)人機(jī)接口輸入或通過(guò)通信接口輸入的數(shù)據(jù)格式或長(zhǎng)度符合系統(tǒng)設(shè)定要求。

        (4)數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)。當(dāng)通信鏈路出現(xiàn)異常時(shí),對(duì)已傳輸成功的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存,通信鏈路恢復(fù)正常后,能夠繼續(xù)從斷點(diǎn)處進(jìn)行傳輸。傳輸過(guò)程能夠保障數(shù)據(jù)丟失后的重傳機(jī)制,確保數(shù)據(jù)完整性、可靠性。

        (5)惡意代碼檢測(cè)技術(shù)。系統(tǒng)對(duì)傳輸內(nèi)容進(jìn)行惡意代碼檢測(cè),以確保傳輸數(shù)據(jù)的正確、完整、可靠。

        3 結(jié)語(yǔ)

        軌道車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備數(shù)據(jù)及記錄遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸技術(shù),可準(zhǔn)確可靠的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)及記錄的遠(yuǎn)程傳輸和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),為軌道車(chē)行車(chē)的安全性和時(shí)效性提供保障。

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