机车安全状态监测平台网络协议的研究

摘要

机车作为重要的铁路运输设备，其运行状况直接影响着铁路行车安全。随着机车运行速度和功率的不断提升，使得器件中的电流密度不断增加，散热要求不断提高，车体及走行部机械负荷也不断加大，机车安全监测方面的需求越来越高；同时，机务段用车频率增加以后，运营管理部门开始高度关注机车安全运行保障问题。机车现有的TAX2安全信息综合监测装置因设计时的局限性，无法满足新增安全监测设备的扩展需求，因此，机务段迫切需要一个新的安全状态监测平台来整合这些设备。
　　本文在分析机车安全状态监测的现场需求和机车安全监测平台国内外现状的基础上，完成了机车安全监测平台架构的设计。通过归纳国内主要机车安全监测设备厂商的通信总线和数据交换量，将车载监测设备分为A、B两大类，A类设备之间采用以太网交换数据，B类设备之间采用CAN总线交换数据，采用以太网/CAN网关实现A、B两类设备之间的数据交换。为满足监测平台与地面服务器之间的高速数据传输需求，采用WLAN传输数据。其次，在对平台通信深入研究的基础上，设计了设备的应用层通信功能及协议，包括A类设备通信协议、B类设备通信协议和车地数据传输协议。最后，为了对协议进行测试验证，基于AT91SAM9260处理器和WLAN模块参与开发了安全监测平台系统中的平台管理/CAN网关插件、记录存储插件和无线传输插件，在这三种插件上完成了网络协议的相关软件编写，分别实现了平台管理/CAN网关插件的注册/注销功能、记录存储插件的存储/读取功能和无线传输插件的无线传输功能，搭建了监测平台最小系统。在监测平台最小系统搭建成功后，对协议进行了基本的功能测试。结果表明，协议设计正确，可以满足平台通信的要求，达到了预期的研究目标。