無線傳輸技術(shù)在行車安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

張麗娟

摘?要：在分析列車行車安全監(jiān)控系統(tǒng)的基礎上，本文結(jié)合作者的親身實踐，通過大數(shù)據(jù)以及云處理等技術(shù)手段總結(jié)了利用GPRS無線傳輸?shù)姆桨福驮撓到y(tǒng)的構(gòu)建、特點進行了相應的分析，希望可以為我國的無線傳輸技術(shù)進一步地應用提供一定的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：無線傳輸技術(shù);行車安全;監(jiān)控;處理

GPRS是我國目前實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)業(yè)務的最佳承載方式，其系統(tǒng)相對而言更加集成化、數(shù)據(jù)化，能夠永遠在線，可以實現(xiàn)快速登錄，各子控制系統(tǒng)也可以實現(xiàn)自如切換，高速傳輸，并且相應的系統(tǒng)穩(wěn)定性也更加可靠，所以在機車監(jiān)控方面具有相當?shù)膬?yōu)勢，當然該系統(tǒng)的核心技術(shù)就是無線傳輸技術(shù)。

一、行車安全監(jiān)控系統(tǒng)的基本組成

行車安全監(jiān)控系統(tǒng)對于列車的運行而言作用巨大，列車通過相應的車載以及地面設備和利用無線傳輸技術(shù)可以實現(xiàn)對應的運行狀態(tài)的實時跟蹤檢測，當然這些參數(shù)也會被記錄，然后工作人員就可以通過預警，以及根據(jù)這些參數(shù)去查找、判斷、排除相應的故障，這樣就可以實現(xiàn)安全監(jiān)控。行車安全監(jiān)控系統(tǒng)通俗地講就是依托無線傳輸技術(shù)，利用相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)作為對照，進而實現(xiàn)故障的預警以及診斷。其核心可以分為以下幾部分。

（一）車載與線路數(shù)據(jù)檢測子系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的是檢測、記錄數(shù)據(jù)的核心系統(tǒng)，通常情況下分為車載、地面兩部分，前者主要是對列車各種運行狀態(tài)以及相應參數(shù)的實時檢測并且還有間接測試功能。前者所測的參數(shù)都會利用無線傳輸技術(shù)實時送往地面調(diào)度中心，而后者的任務就是利用前者的監(jiān)測數(shù)據(jù)對列車的狀態(tài)參數(shù)進行實時的監(jiān)控檢測，二者所檢測的數(shù)據(jù)都會被實時記錄一遍后續(xù)查找。

（二）車載與地面專家診斷子系統(tǒng)

這一系統(tǒng)的主要作用就是對采集到的數(shù)據(jù)實時的分析處理，并且通過系統(tǒng)中預存的參數(shù)的對照比對進而做出判斷。這一系統(tǒng)對于系統(tǒng)總體的運算速度要求較高，而且主要是對能夠影響列車安全運行的相關(guān)重要故障進行判斷，但是也可以遠程指導列車司機排除相應的故障。當然對于那些相對復雜、多方面的故障，還需要相應的地面專家系統(tǒng)的應急支持。

（三）運行參數(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警列車的冒進以及超速問題，當然也可以對列車的乘務人員進行相應的監(jiān)督，這一系統(tǒng)是確保安全的核心執(zhí)行環(huán)節(jié)。

（四）列車總線與地面網(wǎng)絡子系統(tǒng)

該系統(tǒng)的首要作用即是實現(xiàn)列車運行以及檢測到的參數(shù)、數(shù)據(jù)的共享，同時還會借助無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)相應數(shù)據(jù)的傳輸。

二、列車與地面通信子系統(tǒng)的設計

（一）系統(tǒng)的總體設計方案

通過無線傳輸技術(shù)進而根據(jù)列車運輸過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)就是通過無線傳輸技術(shù)實現(xiàn)的，對接的數(shù)據(jù)需要發(fā)送到指定的服務器中。其次，數(shù)據(jù)處理也就是將接收的監(jiān)測數(shù)據(jù)處理入庫。最后就是客戶端了，其對應的顯示模式有圖形、表格兩種。

（二）系統(tǒng)的實現(xiàn)方案

1.地面監(jiān)測系統(tǒng)

地面監(jiān)測系統(tǒng)則是需要借助無線傳輸技術(shù)的支持，進而實現(xiàn)相應數(shù)據(jù)的接收、分析存儲。該地面系統(tǒng)可以實現(xiàn)對于機車傳輸過來的監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合分析，能夠完成相應的實時判斷，并且完成故障的診斷、能夠顯示監(jiān)控區(qū)內(nèi)所有機車的實時運行狀態(tài)，其具體的架構(gòu)主要如圖2所示。

利用無線傳輸技術(shù)，相應的通信服務器就可以看作是列車的監(jiān)控數(shù)據(jù)接收機，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

列車運行時，無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡必不可少，也是完成行車數(shù)據(jù)實時傳遞的核心部件之一，這一網(wǎng)絡的架構(gòu)基礎就是無線傳輸技術(shù)，通過這一技術(shù)可以將局域網(wǎng)以及廣域網(wǎng)進行有效地數(shù)據(jù)連接，進而對接相應的鐵道部信息中心，這樣就可以實現(xiàn)相應的行車運行實時監(jiān)測。當然，調(diào)出相應的數(shù)據(jù)進行故障查看和分析這也是這一通信網(wǎng)絡需要完成的功能之一，在監(jiān)測系統(tǒng)中，利用無線傳輸技術(shù)相對而言，更加的集成化、數(shù)據(jù)化，能夠永遠在線，可以實現(xiàn)快速登錄，各子控制系統(tǒng)也可以實現(xiàn)自如切換，高速傳輸，并且相應的系統(tǒng)穩(wěn)定性也更加可靠，所以被廣泛的應用，當前，GPRS是信息傳遞較完美的應用方法，無線監(jiān)測系統(tǒng)也是依附于這一技術(shù)而架構(gòu)。

借助無線傳輸技術(shù)中的GPRS無線傳輸模塊，不僅可以滿足列車的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。其具體的特點如下：第一，可以實現(xiàn)串口透明傳輸，這樣就更加的穩(wěn)定可靠。第二，相應的無線傳輸技術(shù)采用GPRS模塊，造價低，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用。第四，高速傳輸。第五，相應的監(jiān)控系統(tǒng)能夠永遠在線，當然計費方式也可以多樣化，最普遍的就是按流量計費。第六，應用靈活、方便，行車用戶的設備連接簡便。第七，組網(wǎng)簡單、并且可以迅速靈活的架構(gòu)相應的子系統(tǒng)，同時對于運營商交換中心的數(shù)據(jù)接口依賴度較低。

3.無線數(shù)據(jù)的通信方式

對于車載的無線通信系統(tǒng)而言，其使用的GPRS模塊間大多數(shù)都是使用RS-232標準通訊協(xié)議，可以利用有效地SIM卡實現(xiàn)相應的連接，各模塊可以自主尋找網(wǎng)絡。通過這一車載系統(tǒng)借助無線傳輸系統(tǒng)就可以實現(xiàn)像車次信息、車號、實時監(jiān)控數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等的無線實時傳輸。

4.數(shù)據(jù)完整性

應用無線傳輸技術(shù)可以保證地面接受數(shù)據(jù)的完整性，而且借助無線車載系統(tǒng)，應答方式就會更加的智能化，數(shù)據(jù)發(fā)送后，“通知”更加的快捷，若等待回復超過200ms，那么就會進行重復的數(shù)據(jù)發(fā)出。三次仍未成功時，那么就會進行相應的標記，這樣就可以將幀數(shù)據(jù)標志為未發(fā)，進而實現(xiàn)實時監(jiān)控，當然地面接收到數(shù)據(jù)后也需要進行相應的驗證，這樣正確性才會有保證。

（三）無線傳輸系統(tǒng)的應用

該系統(tǒng)具體的應用如圖3所示，因為是基于無線傳輸技術(shù)，所以行車的無線監(jiān)控就可以采用GPRS無線數(shù)傳終端進行有效地對接，也就是與列車車頭的各種數(shù)據(jù)采集傳感器通過RS-232接口連接，進而完成實時了解行車狀態(tài)的需求。

圖3?基于GPRS的動車組無線監(jiān)控系統(tǒng)

三、系統(tǒng)分析

本文通過大數(shù)據(jù)以及云處理等技術(shù)手段總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，行車的監(jiān)控無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)需要具有以下幾點特點：第一，應用相應的各種無線傳輸技術(shù)，像GPRS網(wǎng)絡等，能夠滿足相應的實時在線、快速登錄、高速傳輸?shù)刃熊囆枰獫M足的數(shù)據(jù)傳輸特點，這樣才可以快速、實時獲得行車狀態(tài)，進而成為指揮依據(jù)。第二，利用成熟的電信GSM/GPRS移動公網(wǎng)。第三，模塊化設計，安裝以及維護都相對方便。第四，系統(tǒng)可不斷完善，具有擴展的潛質(zhì)。

四、結(jié)語

總體而言，利用無線傳輸技術(shù)進行相關(guān)的行車監(jiān)控，不僅僅高效便捷，而且通過這一技術(shù)構(gòu)建的數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)其對應的系統(tǒng)穩(wěn)定性也更高，而且實時性也更好，相對而言實用價值巨大，無線傳輸技術(shù)中的GPRS移動通信網(wǎng)絡架構(gòu)的資金投入相對而言更低，能夠滿足各種行車工況條件的需求，通過無線傳輸技術(shù)架構(gòu)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)也可以更加地實時顯示行車狀態(tài)，所以目前我國的行車監(jiān)控數(shù)據(jù)也是將無線傳輸作為自身發(fā)展的主流。

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