本發(fā)明屬于城市軌道交通信號技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)城市軌道交通信號系統(tǒng)均采用CBTC(車地連續(xù)式通信)信號系統(tǒng)，在CBTC信號系統(tǒng)中，車地?zé)o線連續(xù)通信是列車正常運(yùn)行的必要條件，且車地通信連續(xù)性要求極高，一旦車地通信中斷時間超過5秒將會導(dǎo)致的列車產(chǎn)生緊急制動，需要后續(xù)重新復(fù)位系統(tǒng)才能在恢復(fù)運(yùn)行。因此，該問題一方面嚴(yán)重影響乘客安全，另一方面也嚴(yán)重影響列車準(zhǔn)點率。

由于在無線監(jiān)控設(shè)備市場上，沒有針對城市軌道交通信號系統(tǒng)開發(fā)專用的無線監(jiān)控與診斷設(shè)備，無法準(zhǔn)確的結(jié)合地鐵線路特點進(jìn)行場強(qiáng)覆蓋測試，對信號系統(tǒng)的維護(hù)產(chǎn)生較大的影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于：提供一種城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確判斷提供軌道交通信號無線系統(tǒng)的場強(qiáng)覆蓋和干擾源等相關(guān)參數(shù)信息，實現(xiàn)對城市軌道交通線路無線系統(tǒng)的監(jiān)控與診斷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的：

本發(fā)明所述的城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集裝置，用于實時采集城市軌道交通信號系統(tǒng)中的所有無線信號數(shù)據(jù)信息；

解析主機(jī)，與所述數(shù)據(jù)采集裝置連接，按照802.11a/b/g/n協(xié)議格式，用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)對所述無線信號數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解析，并呈現(xiàn)和分析，以及時診斷故障。

進(jìn)一步地，所述解析主機(jī)包括：

接收接口，用于將接收所述數(shù)據(jù)采集裝置采集的所有無線信號數(shù)據(jù)信息；

解析模塊，按照802.11a/b/g/n協(xié)議格式，用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)對接收的所有無線信號數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解析；

顯示模塊，用于對解析后的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步地，所述解析主機(jī)還包括：分類統(tǒng)計模塊，用于對各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸屬分類統(tǒng)計。

進(jìn)一步地，所述解析主機(jī)還包括：構(gòu)建模塊，用于將進(jìn)行分類統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建曲線圖，以顯示各種狀態(tài)趨勢。

進(jìn)一步地，所述解析主機(jī)還包括：線路信息模塊，用于對線路進(jìn)行修改，以告知所述解析模塊當(dāng)前外部的測試環(huán)境。

進(jìn)一步地，所述解析主機(jī)還包括：數(shù)據(jù)管理模塊，用于對線路數(shù)據(jù)信息進(jìn)行文件管理，以配合存儲的無線信號數(shù)據(jù)信息中線路信息相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并且對歷史的無線信號數(shù)據(jù)信息中的線路信息進(jìn)行導(dǎo)出

進(jìn)一步地，所述解析主機(jī)還包括：設(shè)備狀態(tài)模塊，用于查看數(shù)據(jù)采集裝置與解析主機(jī)聯(lián)通的狀態(tài)和配置，以判斷二者聯(lián)通的性能。

進(jìn)一步地，所述解析主機(jī)還包括：離線數(shù)據(jù)分析模塊，用于對存儲的無線數(shù)據(jù)信息進(jìn)行還原測試。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)采集裝置與解析主機(jī)通過USB接口連接。

進(jìn)一步地，對所述無線信號數(shù)據(jù)信息解析的內(nèi)容，具體包括：設(shè)備的SSID、信號強(qiáng)度、信號的來源和走向、分屬數(shù)據(jù)類型、協(xié)議類型和接收的數(shù)據(jù)數(shù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所述的城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，通過建立線路數(shù)據(jù)庫的模式，即將所有無線信號數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，然后將信號系統(tǒng)AP公里標(biāo)(地鐵線路位置標(biāo)注方式)、AP網(wǎng)卡MAC(物理地址)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理，能夠準(zhǔn)確判斷提供軌道交通信號無線系統(tǒng)的場強(qiáng)覆蓋和干擾源等相關(guān)參數(shù)信息。

同時，將解析結(jié)果通過可視化界面直觀顯示，方便維護(hù)工作人員快速查看線路情況。

另外，不需要與其他系統(tǒng)發(fā)生任何形式的硬件與軟件接口，不會對信號系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生影響，實現(xiàn)對城市軌道交通線路無線系統(tǒng)的監(jiān)控與診斷。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中：

圖1是本發(fā)明所述的城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖2是本發(fā)明所述的城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理框圖；。

圖中：

1：數(shù)據(jù)采集裝置

2：解析主機(jī)

21：接收接口 22：解析模塊 23：顯示模塊 24：分類統(tǒng)計模塊 25：構(gòu)建模塊

26：線路信息模塊 27：數(shù)據(jù)管理模塊 28：設(shè)備狀態(tài)模塊 29：離線數(shù)據(jù)分析模塊

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1～圖2所示，本發(fā)明所述的城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)采集裝置1首先將所有的無線信號數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實時采集，然后傳輸至所述解析主機(jī)2，通過解析主機(jī)2按照802.11a/b/g/n協(xié)議格式進(jìn)行幀結(jié)構(gòu)的解析，并且呈現(xiàn)，然后分析和診斷，簡單、無干擾、實時的做到對城市軌道交通信號系統(tǒng)進(jìn)行性能監(jiān)控與診斷，具體地，對所述無線信號數(shù)據(jù)信息解析的內(nèi)容，具體包括：設(shè)備的SSID、信號強(qiáng)度、信號的來源和走向、分屬數(shù)據(jù)類型、協(xié)議類型和接收的數(shù)據(jù)數(shù)。

在以上原理中，借助了現(xiàn)有城市軌道交通信號系統(tǒng)中AP(Access Point的縮寫,無線訪問節(jié)點)布置點、SSID(Service Set Identifier的縮寫，服務(wù)集標(biāo)識)和AP網(wǎng)卡MAC(物理地址)，從而保證了作為信號捕獲設(shè)備的數(shù)據(jù)采集裝置1能夠順利采集所有的無線數(shù)據(jù)信息。

具體地，首先數(shù)據(jù)采集裝置1對劃分了13個子信道的WIFI所在2.4GHz頻段，根據(jù)需要選擇性過濾部分信道的信息。然后，解析主機(jī)2按照802.11a/b/g/n協(xié)議格式進(jìn)將所有幀數(shù)據(jù)的SSID，信號強(qiáng)度，噪聲，幀信息源地址，幀信息目的地址，數(shù)據(jù)類型，協(xié)議類型進(jìn)行解析，并將其記錄。

其中，所述解析主機(jī)2包括接收接口21、解析模塊22和顯示模塊23，其中，所述接收接口21用于將接收所述數(shù)據(jù)采集裝置1采集的所有無線信號數(shù)據(jù)信息；所述解析模塊22用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)對接收的所有無線信號數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解析；所述顯示模塊23，用于對解析后的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示。

為了對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效的統(tǒng)計，則所述解析主機(jī)2還包括分類統(tǒng)計模塊24，用于對各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸屬分類統(tǒng)計，是的每一種類型的數(shù)據(jù)信息可以非常直觀的顯示，并且有效的進(jìn)行下一步的分析和診斷。

具體地，分類統(tǒng)計模塊24將捕獲到的數(shù)據(jù)信息分別進(jìn)行歸屬設(shè)備統(tǒng)計，并且將歸屬設(shè)備按照己方設(shè)備/干擾設(shè)備進(jìn)行數(shù)值統(tǒng)計，將歷史最大最小信號噪聲強(qiáng)度，平均信號噪聲強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計。同時，根據(jù)數(shù)據(jù)所屬設(shè)備所在的信道和SSID，進(jìn)行信道和SSID的信息統(tǒng)計，便于分析信道傳輸質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量。

該分類統(tǒng)計模塊24將所有捕獲到的數(shù)據(jù)包含的設(shè)備進(jìn)行按照信道、SSID、己方設(shè)備、非法設(shè)備進(jìn)行分類，并形成樹狀圖并使用MAC地址或者設(shè)備編號描述設(shè)備。所有設(shè)備同時形成信息列表，將該設(shè)備所屬設(shè)備類型、MAC地址等信息列舉出來。用于分析己方設(shè)備和干擾設(shè)備。

1)對于信道，通過所有信道接收的幀信息與預(yù)存的信道的幀信息進(jìn)行比對，對于在預(yù)設(shè)信道中的則屬于己方設(shè)備，否則為干擾設(shè)備。因此，將信道中的干擾設(shè)備的幀信相息數(shù)量和己方設(shè)備的幀信息數(shù)量進(jìn)行相除，得到干擾設(shè)備的對該信道的占用率，評價干擾的程度。對擁有己方設(shè)備的信道，統(tǒng)計從己方設(shè)備收到的幀信息數(shù)和干擾設(shè)備收到的幀信息數(shù)，通過兩者的比值，得到信道占用率參數(shù)。

2)針對己方設(shè)備，根據(jù)天線和漏纜的理論覆蓋范圍，進(jìn)行理論覆蓋曲線和實際覆蓋曲線的差值提取。假設(shè)理論信號強(qiáng)度曲線為s＝{s₁，s_i...s_n}，實際信號曲線的采樣值為s'＝{s₁，s_i...s_n}，其中n為采樣點數(shù)，定義d＝{d₁，d_i...d_n}，d₁＝|s_i-s′_i|和閾值ξ，那么差值小于閾值的個數(shù)count(d_i|d_i＜ξ)和n的比值則為該設(shè)備的良好性參數(shù)。針對干擾設(shè)備，設(shè)定信號強(qiáng)度閾值ε，統(tǒng)計從該設(shè)備收到的所有幀信息信號強(qiáng)度大于該閾值的幀個數(shù)，得到對幀信息總數(shù)的百分?jǐn)?shù)，得到該設(shè)備的干擾性參數(shù)。

3)同理，針對設(shè)備的SSID時也將計算該SSID的良好性參數(shù)。對SSID，將統(tǒng)計所有從屬與該SSID的設(shè)備的地址，設(shè)備數(shù)量和各個設(shè)備的信號強(qiáng)度，噪聲。同時，將所有設(shè)備的信號強(qiáng)度和噪聲信號進(jìn)行取大操作，得到該SSID的包絡(luò)信號，如果是己方SSID，則進(jìn)行與理論值的比較，評價己方設(shè)備的工作狀態(tài)，否則將評價該SSID對正常通信的干擾情況。

為了對以上分類后的數(shù)據(jù)進(jìn)行更加直觀的顯示，則所述解析主機(jī)2還包括構(gòu)建模塊25，用于將進(jìn)行分類統(tǒng)計后的數(shù)據(jù)信息構(gòu)建曲線圖，以顯示各種狀態(tài)趨勢，從而使得用戶可以無需做進(jìn)一步分析，即可一目了然。

為了進(jìn)一步清楚外部測試環(huán)境，則所述解析主機(jī)2還包括有線路信息模塊26，用于對線路進(jìn)行修改，以告知所述解析模塊當(dāng)前外部的測試環(huán)境。該修改內(nèi)容包括對線路的增刪、線路中車站和設(shè)備的編輯等，由于此修改信息會直接傳輸至所述解析主機(jī)2，故而可以了解到當(dāng)前外部的測試環(huán)境。

同時，為了保證數(shù)據(jù)信息進(jìn)一步管理，所述解析主機(jī)2還包括數(shù)據(jù)管理模塊27，用于對線路數(shù)據(jù)信息進(jìn)行文件管理，以配合存儲的無線信號數(shù)據(jù)信息中線路信息相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并且對歷史的無線信號數(shù)據(jù)信息中的線路信息進(jìn)行導(dǎo)出。

為了了解數(shù)據(jù)采集裝置1與解析主機(jī)2聯(lián)通性能，所述解析主機(jī)2還包括設(shè)備狀態(tài)模塊28，用于查看數(shù)據(jù)采集裝置1與解析主機(jī)2聯(lián)通的狀態(tài)和配置，以判斷二者聯(lián)通的性能。

為了避免當(dāng)次測試當(dāng)次數(shù)據(jù)必須處理完的弊端，所述解析主機(jī)2還包括離線數(shù)據(jù)分析模塊29，用于對存儲的無線數(shù)據(jù)信息進(jìn)行還原測試。

本發(fā)明所述的城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)，具有以下產(chǎn)品優(yōu)勢：

(1)本系統(tǒng)完全貼合城市軌道交通線路特點，能夠?qū)崿F(xiàn)地鐵線路無線系統(tǒng)場強(qiáng)覆蓋等功能，具有較強(qiáng)的專業(yè)特性；

(2)本系統(tǒng)包括AP狀態(tài)監(jiān)測、故障點定位、潛在隱患排查、無線覆蓋測試、無線干擾源定位、無線信道分析、無線設(shè)備SSID分析功能，能夠?qū)Σ杉瘮?shù)據(jù)進(jìn)行全方位分析；

(3)本發(fā)明采用可視化界面，易于操作；

(4)本發(fā)明與信號設(shè)備無接口，不影響既有信號設(shè)備運(yùn)行。

該城市軌道交通信號系統(tǒng)無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)在廣州地鐵四號線、五號線及廣佛線進(jìn)行現(xiàn)場測試實驗的過程中，確認(rèn)該產(chǎn)品適用于不同城市軌道交通線路及信號系統(tǒng)，具有很好的應(yīng)用前景。

本發(fā)明所述的城市軌道交通信號系統(tǒng)的無線性能監(jiān)控與診斷系統(tǒng)其它結(jié)構(gòu)參見現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。