張麗娟

摘?要：在分析列車(chē)行車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文結(jié)合作者的親身實(shí)踐，通過(guò)大數(shù)據(jù)以及云處理等技術(shù)手段總結(jié)了利用GPRS無(wú)線傳輸?shù)姆桨?，就該系統(tǒng)的構(gòu)建、特點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的分析，希望可以為我國(guó)的無(wú)線傳輸技術(shù)進(jìn)一步地應(yīng)用提供一定的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：無(wú)線傳輸技術(shù);行車(chē)安全;監(jiān)控;處理

GPRS是我國(guó)目前實(shí)現(xiàn)無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的最佳承載方式，其系統(tǒng)相對(duì)而言更加集成化、數(shù)據(jù)化，能夠永遠(yuǎn)在線，可以實(shí)現(xiàn)快速登錄，各子控制系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)自如切換，高速傳輸，并且相應(yīng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性也更加可靠，所以在機(jī)車(chē)監(jiān)控方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，當(dāng)然該系統(tǒng)的核心技術(shù)就是無(wú)線傳輸技術(shù)。

一、行車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

行車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于列車(chē)的運(yùn)行而言作用巨大，列車(chē)通過(guò)相應(yīng)的車(chē)載以及地面設(shè)備和利用無(wú)線傳輸技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)跟蹤檢測(cè)，當(dāng)然這些參數(shù)也會(huì)被記錄，然后工作人員就可以通過(guò)預(yù)警，以及根據(jù)這些參數(shù)去查找、判斷、排除相應(yīng)的故障，這樣就可以實(shí)現(xiàn)安全監(jiān)控。行車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)通俗地講就是依托無(wú)線傳輸技術(shù)，利用相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)作為對(duì)照，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)故障的預(yù)警以及診斷。其核心可以分為以下幾部分。

（一）車(chē)載與線路數(shù)據(jù)檢測(cè)子系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的是檢測(cè)、記錄數(shù)據(jù)的核心系統(tǒng)，通常情況下分為車(chē)載、地面兩部分，前者主要是對(duì)列車(chē)各種運(yùn)行狀態(tài)以及相應(yīng)參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)并且還有間接測(cè)試功能。前者所測(cè)的參數(shù)都會(huì)利用無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)送往地面調(diào)度中心，而后者的任務(wù)就是利用前者的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)列車(chē)的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控檢測(cè)，二者所檢測(cè)的數(shù)據(jù)都會(huì)被實(shí)時(shí)記錄一遍后續(xù)查找。

（二）車(chē)載與地面專(zhuān)家診斷子系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的主要作用就是對(duì)采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的分析處理，并且通過(guò)系統(tǒng)中預(yù)存的參數(shù)的對(duì)照比對(duì)進(jìn)而做出判斷。這一系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)總體的運(yùn)算速度要求較高，而且主要是對(duì)能夠影響列車(chē)安全運(yùn)行的相關(guān)重要故障進(jìn)行判斷，但是也可以遠(yuǎn)程指導(dǎo)列車(chē)司機(jī)排除相應(yīng)的故障。當(dāng)然對(duì)于那些相對(duì)復(fù)雜、多方面的故障，還需要相應(yīng)的地面專(zhuān)家系統(tǒng)的應(yīng)急支持。

（三）運(yùn)行參數(shù)記錄監(jiān)控子系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的核心作用就是防止“兩冒一超”也就是可以有效地預(yù)警列車(chē)的冒進(jìn)以及超速問(wèn)題，當(dāng)然也可以對(duì)列車(chē)的乘務(wù)人員進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)督，這一系統(tǒng)是確保安全的核心執(zhí)行環(huán)節(jié)。

（四）列車(chē)總線與地面網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

該系統(tǒng)的首要作用即是實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行以及檢測(cè)到的參數(shù)、數(shù)據(jù)的共享，同時(shí)還會(huì)借助無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的傳輸。

二、列車(chē)與地面通信子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案

通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)進(jìn)而根據(jù)列車(chē)運(yùn)輸過(guò)程中的傳輸工作需求，提出具體的構(gòu)成如圖1所示。

工作人員可以將這一系統(tǒng)細(xì)分為三層結(jié)構(gòu)，首先，數(shù)據(jù)采集和傳輸系統(tǒng)，這一系統(tǒng)借助的核心技術(shù)就是通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)接的數(shù)據(jù)需要發(fā)送到指定的服務(wù)器中。其次，數(shù)據(jù)處理也就是將接收的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理入庫(kù)。最后就是客戶端了，其對(duì)應(yīng)的顯示模式有圖形、表格兩種。

（二）系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案

1.地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是需要借助無(wú)線傳輸技術(shù)的支持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)數(shù)據(jù)的接收、分析存儲(chǔ)。該地面系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)車(chē)傳輸過(guò)來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合分析，能夠完成相應(yīng)的實(shí)時(shí)判斷，并且完成故障的診斷、能夠顯示監(jiān)控區(qū)內(nèi)所有機(jī)車(chē)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，其具體的架構(gòu)主要如圖2所示。

利用無(wú)線傳輸技術(shù)，相應(yīng)的通信服務(wù)器就可以看作是列車(chē)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接收機(jī)，并且這些數(shù)據(jù)也是后續(xù)故障診斷的重要參考。

2.通信網(wǎng)絡(luò)

列車(chē)運(yùn)行時(shí)，無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)必不可少，也是完成行車(chē)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳遞的核心部件之一，這一網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)基礎(chǔ)就是無(wú)線傳輸技術(shù)，通過(guò)這一技術(shù)可以將局域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)進(jìn)行有效地?cái)?shù)據(jù)連接，進(jìn)而對(duì)接相應(yīng)的鐵道部信息中心，這樣就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的行車(chē)運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)然，調(diào)出相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行故障查看和分析這也是這一通信網(wǎng)絡(luò)需要完成的功能之一，在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，利用無(wú)線傳輸技術(shù)相對(duì)而言，更加的集成化、數(shù)據(jù)化，能夠永遠(yuǎn)在線，可以實(shí)現(xiàn)快速登錄，各子控制系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)自如切換，高速傳輸，并且相應(yīng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性也更加可靠，所以被廣泛的應(yīng)用，當(dāng)前，GPRS是信息傳遞較完美的應(yīng)用方法，無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也是依附于這一技術(shù)而架構(gòu)。

借助無(wú)線傳輸技術(shù)中的GPRS無(wú)線傳輸模塊，不僅可以滿足列車(chē)的RS-232數(shù)據(jù)接口需求，而且相關(guān)的信息傳遞也更加的高速、透明。其具體的特點(diǎn)如下：第一，可以實(shí)現(xiàn)串口透明傳輸，這樣就更加的穩(wěn)定可靠。第二，相應(yīng)的無(wú)線傳輸技術(shù)采用GPRS模塊，造價(jià)低，性能穩(wěn)定，傳輸效率高。第三，適用于更全面和廣闊的傳輸應(yīng)用。第四，高速傳輸。第五，相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)能夠永遠(yuǎn)在線，當(dāng)然計(jì)費(fèi)方式也可以多樣化，最普遍的就是按流量計(jì)費(fèi)。第六，應(yīng)用靈活、方便，行車(chē)用戶的設(shè)備連接簡(jiǎn)便。第七，組網(wǎng)簡(jiǎn)單、并且可以迅速靈活的架構(gòu)相應(yīng)的子系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)于運(yùn)營(yíng)商交換中心的數(shù)據(jù)接口依賴(lài)度較低。

3.無(wú)線數(shù)據(jù)的通信方式

對(duì)于車(chē)載的無(wú)線通信系統(tǒng)而言，其使用的GPRS模塊間大多數(shù)都是使用RS-232標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，可以利用有效地SIM卡實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的連接，各模塊可以自主尋找網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)這一車(chē)載系統(tǒng)借助無(wú)線傳輸系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)像車(chē)次信息、車(chē)號(hào)、實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等的無(wú)線實(shí)時(shí)傳輸。

4.數(shù)據(jù)完整性

應(yīng)用無(wú)線傳輸技術(shù)可以保證地面接受數(shù)據(jù)的完整性，而且借助無(wú)線車(chē)載系統(tǒng)，應(yīng)答方式就會(huì)更加的智能化，數(shù)據(jù)發(fā)送后，“通知”更加的快捷，若等待回復(fù)超過(guò)200ms，那么就會(huì)進(jìn)行重復(fù)的數(shù)據(jù)發(fā)出。三次仍未成功時(shí)，那么就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)記，這樣就可以將幀數(shù)據(jù)標(biāo)志為未發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)然地面接收到數(shù)據(jù)后也需要進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證，這樣正確性才會(huì)有保證。

（三）無(wú)線傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用

該系統(tǒng)具體的應(yīng)用如圖3所示，因?yàn)槭腔跓o(wú)線傳輸技術(shù)，所以行車(chē)的無(wú)線監(jiān)控就可以采用GPRS無(wú)線數(shù)傳終端進(jìn)行有效地對(duì)接，也就是與列車(chē)車(chē)頭的各種數(shù)據(jù)采集傳感器通過(guò)RS-232接口連接，進(jìn)而完成實(shí)時(shí)了解行車(chē)狀態(tài)的需求。

圖3?基于GPRS的動(dòng)車(chē)組無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)

三、系統(tǒng)分析

本文通過(guò)大數(shù)據(jù)以及云處理等技術(shù)手段總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，行車(chē)的監(jiān)控?zé)o線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)需要具有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)：第一，應(yīng)用相應(yīng)的各種無(wú)線傳輸技術(shù)，像GPRS網(wǎng)絡(luò)等，能夠滿足相應(yīng)的實(shí)時(shí)在線、快速登錄、高速傳輸?shù)刃熊?chē)需要滿足的數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，這樣才可以快速、實(shí)時(shí)獲得行車(chē)狀態(tài)，進(jìn)而成為指揮依據(jù)。第二，利用成熟的電信GSM/GPRS移動(dòng)公網(wǎng)。第三，模塊化設(shè)計(jì)，安裝以及維護(hù)都相對(duì)方便。第四，系統(tǒng)可不斷完善，具有擴(kuò)展的潛質(zhì)。

四、結(jié)語(yǔ)

總體而言，利用無(wú)線傳輸技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的行車(chē)監(jiān)控，不僅僅高效便捷，而且通過(guò)這一技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸系統(tǒng)其對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)穩(wěn)定性也更高，而且實(shí)時(shí)性也更好，相對(duì)而言實(shí)用價(jià)值巨大，無(wú)線傳輸技術(shù)中的GPRS移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的資金投入相對(duì)而言更低，能夠滿足各種行車(chē)工況條件的需求，通過(guò)無(wú)線傳輸技術(shù)架構(gòu)的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)也可以更加地實(shí)時(shí)顯示行車(chē)狀態(tài)，所以目前我國(guó)的行車(chē)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)也是將無(wú)線傳輸作為自身發(fā)展的主流。

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