一種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法，所述的系統(tǒng)包括車載數(shù)據(jù)采集模塊、編碼處理模塊、功率放大模塊、SMS功能模塊、GPRS模塊、基站和監(jiān)控中心，車載數(shù)據(jù)采集模塊與編碼處理模塊連接，編碼處理模塊分別與功率放大模塊和SMS功能模塊連接，功率放大模塊與GPRS模塊連接，SMS功能模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)分別與監(jiān)控中心和鄰近列車雙向連接，所述的GPRS模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)分別與監(jiān)控中心和鄰近列車雙向連接。本發(fā)明利用鐵路運(yùn)行列車具有固定的運(yùn)行時刻表這一特點，多輛列車能夠前后中繼，車與車相互之間又構(gòu)成了連續(xù)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，因此即使采用該方案后列車的通信距離有限，仍能保證良好的通信質(zhì)量，且不受其影響。
【專利說明】一種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種列車通信技術(shù)，特別是一種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在鐵路專用移動通信中主要采用的是GSM-R(鐵路專用數(shù)字移動通信系統(tǒng))， GSM-R (鐵路專用數(shù)字移動通信系統(tǒng))是基于GSM (全球移動通信系統(tǒng))平臺，增加了調(diào)度通 信功能和適合高速環(huán)境下使用的無線集群通信系統(tǒng)。列車在運(yùn)行期間利用GSM-R與CTC (調(diào) 度集中系統(tǒng))服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)實時交互，將列車類型、列車號、運(yùn)行公里標(biāo)、運(yùn)行速度、車站 號、區(qū)段號、司機(jī)號等重要信息實時傳送到調(diào)度所，進(jìn)行統(tǒng)一指揮。這種高度集中的控制系 統(tǒng)缺乏行車車輛間的信息互通，降低了列車車輛作業(yè)統(tǒng)一調(diào)度與指揮的安全性。
[0003]目前大多數(shù)列車無線通信系統(tǒng)都是將列車作為通信節(jié)點，調(diào)度中心作為基站完成 通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的部署。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的好處是所有列車狀態(tài)信息由調(diào)度中心統(tǒng)一控 制，有利于整體協(xié)調(diào)。但當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)不暢通時，如果能夠?qū)崿F(xiàn)車與車之間的通信手段，就可 以將列車定位信息一類關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，實現(xiàn)臨近兩車信息互知，保證列車的行車安全。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計一種可以實現(xiàn)列車點對點通信的 列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，包括車載數(shù)據(jù)采集模塊、編碼處理模塊、功率放大模 塊、SMS功能模塊、GPRS模塊、基站和監(jiān)控中心，所述的車載數(shù)據(jù)采集模塊、編碼處理模塊、 功率放大模塊、SMS功能模塊和GPRS模塊集成安裝在列車上；所述的車載數(shù)據(jù)采集模塊的 輸出端與編碼處理模塊連接，所述的編碼處理模塊的輸出端分別與功率放大模塊和SMS功 能模塊連接，所述的功率放大模塊的輸出端與GPRS模塊連接，所述的SMS功能模塊通過無 線網(wǎng)絡(luò)分別與監(jiān)控中心和鄰近列車雙向連接，所述的GPRS模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)分別與監(jiān)控 中心和鄰近列車雙向連接，所述的基站提供無線區(qū)域覆蓋，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與SMS功能模塊 和GPRS模塊相連；
[0007]所述的SMS功能模塊是短消息業(yè)務(wù)功能模塊；所述的GPRS模塊是通用無線分組業(yè) 務(wù)模塊。
[0008]一種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0009]A、數(shù)據(jù)發(fā)送前期處理
[0010]Al、由列車上的車載數(shù)據(jù)采集模塊對列車運(yùn)行信息進(jìn)行采集，所述的列車運(yùn)行信 息包括列車類型、列車號、運(yùn)行公里標(biāo)、運(yùn)行速度、車站號、區(qū)段號和司機(jī)號；
[0011]A2、由列車上的編碼處理模塊對列車運(yùn)行信息進(jìn)行封裝處理；
[0012]B、傳送數(shù)據(jù)至有效終端[0013]B1、由功率放大模塊將經(jīng)過編碼處理模塊封裝的列車運(yùn)行信息的功率放大后，由 GPRS模塊發(fā)送至監(jiān)控中心和鄰近的列車；GPRS模塊分配給目標(biāo)對象即監(jiān)控中心和鄰近運(yùn) 行列車固定的IP地址；
[0014]B2、由SMS功能模塊將目標(biāo)對象的IP地址作為短消息的目的地址，把經(jīng)過編碼處 理模塊封裝的列車運(yùn)行信息以短消息的形式發(fā)送至監(jiān)控中心和鄰近的列車。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]1、本發(fā)明主要是針對GSM-R和GPRS技術(shù)為研究背景，提出一種車與車之間的點對 點通信解決方案。本發(fā)明在我國鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)存在地域廣闊和運(yùn)輸線長的不利條件之下， 通過增大信號功率、克服信號盲區(qū)，保證數(shù)據(jù)信息的實時可靠收發(fā)。
[0017]2、本發(fā)明針對鐵路列車無線調(diào)度通信的特點，并結(jié)合GSM-R和GPRS解決無線通信 辦法的優(yōu)缺點，對傳統(tǒng)GSM-R進(jìn)行改進(jìn)，提出GPRS和SMS的雙通信手段。由車載終端設(shè)備 獲得列車的運(yùn)行速度、方向和位置等信息，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行封裝處理，一方面經(jīng)過功率放大 設(shè)備將數(shù)據(jù)信息的信號放大后，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)控中心和近鄰的列車進(jìn)行信息的 交互。另一方面通過利用AT (注意)指令對SMS功能模塊控制，然后將數(shù)據(jù)按照短消息的 格式發(fā)送給監(jiān)控中心和近鄰的列車。近鄰的列車接收到短消息后，再利用AT (注意)指令 將短消息讀出并將信息還原，完成一次數(shù)據(jù)通信。
[0018]3、本發(fā)明利用鐵路運(yùn)行列車具有固定的運(yùn)行時刻表這一特點，多輛列車能夠前后 中繼，車與車相互之間又構(gòu)成了連續(xù)可靠的通信網(wǎng)絡(luò)，因此即使采用該方案后列車的通信 距離有限，仍能保證良好的通信質(zhì)量，且不受其影響。本發(fā)明可以在基站邊緣范圍還沒有完 全超出，信號較弱的情況下實現(xiàn)鐵路通信，也可以在列車完全脫離基站覆蓋的情況下實現(xiàn)。
[0019]4、本發(fā)明方案的優(yōu)點在于，成本較低，通過在車載終端添加功率放大設(shè)備并加以 利用原有通信網(wǎng)絡(luò)的特點，構(gòu)成點對點無線預(yù)警監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。同時在信號覆蓋較為薄弱區(qū)域， 采用功率放大技術(shù)加強(qiáng)信號強(qiáng)度，消除通信盲點，保證通信正常。
[0020]5、本發(fā)明針對列車無線調(diào)度通信的實際需求，在傳統(tǒng)的通過調(diào)度中心統(tǒng)一監(jiān)控列 車運(yùn)行狀態(tài)基礎(chǔ)上，采用以無線中繼對行車數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的方式為主，以SMS (短消息業(yè)務(wù)) 短信息數(shù)據(jù)傳輸為輔的點對點通信方案，實現(xiàn)車與監(jiān)測中心、車與車之間數(shù)據(jù)的動態(tài)校正， 使得行車過程中調(diào)度員、列車司機(jī)對列車運(yùn)行狀態(tài)擁有一致性的知情權(quán)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]本發(fā)明共有附圖3張，其中:
[0022]圖1是本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信總體框圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的列車克服信號盲區(qū)示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的車與車之間通信網(wǎng)組成圖。
[0025]圖中:1、車載數(shù)據(jù)采集模塊，2、編碼處理模塊，3、功率放大模塊，4、SMS功能模塊，
5、GPRS模塊，6、基站，7、監(jiān)控中心。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1-3所示，一種列車無線預(yù)警監(jiān) 測系統(tǒng)，包括車載數(shù)據(jù)采集模塊1、編碼處理模塊2、功率放大模塊3、SMS功能模塊4、GPRS模塊5、基站6和監(jiān)控中心7，所述的車載數(shù)據(jù)采集模塊1、編碼處理模塊2、功率放大模塊3、 SMS功能模塊4和GPRS模塊5集成安裝在列車上；所述的車載數(shù)據(jù)采集模塊I的輸出端與 編碼處理模塊2連接，所述的編碼處理模塊2的輸出端分別與功率放大模塊3和SMS功能 模塊4連接，所述的功率放大模塊3的輸出端與GPRS模塊5連接，所述的SMS功能模塊4 通過無線網(wǎng)絡(luò)分別與監(jiān)控中心7和鄰近列車雙向連接，所述的GPRS模塊5通過無線網(wǎng)絡(luò)分 別與監(jiān)控中心7和鄰近列車雙向連接，所述的基站6提供無線區(qū)域覆蓋，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與 SMS功能模塊4和GPRS模塊5相連；
[0027]所述的SMS功能模塊4是短消息業(yè)務(wù)功能模塊；所述的GPRS模塊5是通用無線分 組業(yè)務(wù)模塊。
[0028]一種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0029]A、數(shù)據(jù)發(fā)送前期處理
[0030]Al、由列車上的車載數(shù)據(jù)采集模塊I對列車運(yùn)行信息進(jìn)行采集，所述的列車運(yùn)行 信息包括列車類型、列車號、運(yùn)行公里標(biāo)、運(yùn)行速度、車站號、區(qū)段號和司機(jī)號；
[0031 ] A2、由列車上的編碼處理模塊2對列車運(yùn)行信息進(jìn)行封裝處理；
[0032]B、傳送數(shù)據(jù)至有效終端
[0033]B1、由功率放大模塊3將經(jīng)過編碼處理模塊2封裝的列車運(yùn)行信息的功率放大后， 由GPRS模塊5發(fā)送至監(jiān)控中心7和鄰近的列車；GPRS模塊5分配給目標(biāo)對象即監(jiān)控中心7 和鄰近運(yùn)行列車固定的IP地址；
[0034]B2、由SMS功能模塊4將目標(biāo)對象的IP地址作為短消息的目的地址，把經(jīng)過編碼 處理模塊2封裝的列車運(yùn)行信息以短消息的形式發(fā)送至監(jiān)控中心7和鄰近的列車。
【權(quán)利要求】
1.一種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括車載數(shù)據(jù)采集模塊(I)、編碼處理模 塊(2 )、功率放大模塊(3 )、SMS功能模塊(4 )、GPRS模塊(5 )、基站(6 )和監(jiān)控中心(7 )，所述 的車載數(shù)據(jù)采集模塊(I)、編碼處理模塊(2)、功率放大模塊(3)、SMS功能模塊(4)和GPRS 模塊(5)集成安裝在列車上；所述的車載數(shù)據(jù)采集模塊(I)的輸出端與編碼處理模塊(2)連 接，所述的編碼處理模塊(2)的輸出端分別與功率放大模塊(3)和SMS功能模塊(4)連接， 所述的功率放大模塊(3)的輸出端與GPRS模塊(5)連接，所述的SMS功能模塊(4)通過無 線網(wǎng)絡(luò)分別與監(jiān)控中心(7)和鄰近列車雙向連接，所述的GPRS模塊(5)通過無線網(wǎng)絡(luò)分別 與監(jiān)控中心(7)和鄰近列車雙向連接；所述的基站(6)提供無線區(qū)域覆蓋、通過GPRS網(wǎng)絡(luò) 與SMS功能模塊(4)和GPRS模塊(5)相連；所述的SMS功能模塊(4)是短消息業(yè)務(wù)功能模塊；所述的GPRS模塊(5)是通用無線分 組業(yè)務(wù)模塊。
2.—種列車無線預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其特征在于:包括以下步驟:A、數(shù)據(jù)發(fā)送前期處理Al、由列車上的車載數(shù)據(jù)采集模塊(I)對列車運(yùn)行信息進(jìn)行采集，所述的列車運(yùn)行信息 包括列車類型、列車號、運(yùn)行公里標(biāo)、運(yùn)行速度、車站號、區(qū)段號和司機(jī)號；A2、由列車上的編碼處理模塊(2)對列車運(yùn)行信息進(jìn)行封裝處理；B、傳送數(shù)據(jù)至有效終端B1、由功率放大模塊(3)將經(jīng)過編碼處理模塊(2)封裝的列車運(yùn)行信息的功率放大后， 由GPRS模塊(5)發(fā)送至監(jiān)控中心(7)和鄰近的列車；GPRS模塊(5)分配給目標(biāo)對象即監(jiān)控 中心(7)和鄰近運(yùn)彳丁列車固定的IP地址；B2、由SMS功能模塊(4)將目標(biāo)對象的IP地址作為短消息的目的地址，把經(jīng)過編碼處 理模塊(2)封裝的列車運(yùn)行信息以短消息的形式發(fā)送至監(jiān)控中心(7)和鄰近的列車。
【文檔編號】B61L23/00GK103587554SQ201310618802
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】陳少華, 趙慧, 曾潔, 馮琳 申請人:大連交通大學(xué)