列车运行间隔实时追踪及防撞预警系统无线通信异常处理研究

摘要

以现有的科学技术为支持，我国的轨道交通事业发展势头强劲，有着较为广阔的前景。铁路通信是铁路运输的重要组成部分，是铁路实现集中统一指挥的重要手段，是保证行车安全、提高运输效率和改进管理水平的重要基础设施。其中，GSM-R数字移动通信系统已经提供了无线列调、编组调车通信、列控车地信息传输等功能，但在实际应用中依然存在着网络中断或者传输时延过大等问题。
　　本研究是列车运行实时追踪及防撞预警系统中的一部分，根据该项目对于无线通信异常处理的要求，实现了根据通过GSM-R数据通信平台和GSM-R/GPRS数据传输模块获取到的当前信号强度数据，来判断车-地间的无线通信是否有可能发生通信中断的异常情况，并且在无线通信已经发生通信中断的异常情况后，在车载终端给出无线通信中断的提示。本文在分析结合GSM-R系统的功能和结构的基础上，利用QT C++图形界面开发平台，实现了项目中对于GSM-R数据通信平台和GSM-R/GPRS数据传输模块的功能要求，并且在青藏线部分线路测试其基本能够正常完成数据的收发并获取当前的信号强度数据和基站ID号等信息，并与项目中由北斗/GPS卫星定位系统获取到的定位信息完成同时采集并储存于同一带有时间戳的文本中。本文将测试文本中的信号强度数据提取，作为无线通信异常处理软件的实际测试样本。但由于青藏线实际测试线路较短，因而造成实际测试样本的容量较小，若只利用其进行测试则无法较为真实的模拟出测试线路无线通信的情况。因此，本文利用产生均匀分布的随机数算法和Box-Muller变换法生成了容量较大的随机数测试数据样本。将无线通信异常处理软件分为地面控制中心（服务器）和车载端（客户端）两部分，利用网络编程中Socket套接字技术模型建立二者之间的通信，通过信号强度的实际测试样本和随机数测试样本验证其已经具备了判断车-地间无线通信是否中断并给出提示的功能，且程序的稳定性较高，达到了设计的预期目标。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 论文研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 列车运行间隔实时追踪及防撞预警系统介绍

1．4 本课题研究的意义和社会经济效益分析

1．5 本文的主要内容和结构安排

2 基本原理及关键技术

2．1 GSM-R系统概述

2．2 GSM-R系统结构及应用

2．3 GSM-R系统中的GPRS

2．4 随机数生成

2．5 网络通信协议

3 GSM-R数据通信平台的实现与数据仿真

3．1 概述

3．2 GSM-R数据通信平台的硬件设计

3．3 GSM-R数据平台的软件设计

3．4 大容量测试文本的生成

4 无线通信异常处理的软件实现

4．1 总体设计

4．2 地面控制中心(服务器)部分

4．3 车载端(客户端)部分

4．4 软件的测试与验证结果

5 结论与展望

参考文献

附录 AGSM-R／GPRS数据传输模块头文件gprs．h

附录 BGSM-R／GPRS数据传输模块SPStrParser．h

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