CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统

摘要

CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统由GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台两部分组成，其中：GSM-R车载无线库检单元由适配器单元、库检控制单元、数据传输单元和A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成；GSM-R地面无线库检台由UPS不间断电源、数据存储单元、库检分析单元、显示单元和数据传输单元组成。本发明的优点在于能够实时将GSM-R车载无线传输模块的库检结果进行分析处理、存储，并以数据与图例的形式显示给库检人员，操作方便直观，同时能对历史库检数据进行分类查询统计等功能、性能完善甚至是升级都起到良好的辅助作用。

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域及列车控制领域，特别涉及一种CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统。

背景技术

随着我国铁路的快速发展，我国制定了铁路中长期发展规划，其规划中的中国列车控制系统CTCS(China Train Control System)是为保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运行需求的技术规范，是我国未来铁路技术发展的方向，CTCS按照系统条件和功能共分5级，从0级到4级。

CTCS-3级列控系统是基于无线通信(GSM-R)和轨道电路的列车运行控制系统，CTCS-3级列控系统的一个重要特征就是利用GSM-R网络进行列控数据的安全传输，而GSM-R车载无线传输模块就是CTCS-3级列控系统中车载设备的GSM-R网络接入终端，负责机车与地面之间的列控数据的安全传输。 

为保证列车在CTCS-3级下能正常运营，需要在列车出入库时对列车进行检测，而目前的检测设备不能满足对GSM-R车载无线传输模块的自动检测，以也不能确认RTM整机设备及该设备的相关子设备是否能正常运行。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种能对机车在出库时自动检测RTM整机设备及该设备的相关子设备是否能正常运行而进行检查的一套系统。

CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统由GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台两部分组成，其中：

GSM-R车载无线库检单元由适配器单元、库检控制单元、数据传输单元和A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成；GSM-R地面无线库检台由UPS不间断电源、数据存储单元、库检分析单元、显示单元和数据传输单元组成；所述的GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台的数据传输单元均嵌套有GPRS模块；所述的GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台通过数据传输单元的GPRS模块无线连接。

所述GSM-R车载无线库检单元的A/B两套电源滤波板主要保护电源免受浪涌、群脉冲、高频串扰等外界干扰，保证电源电磁兼容性的高可靠性。

所述GSM-R车载无线库检单元的电源B及B电源滤波板是作为电源A与A电源滤波板的备用，通过双套电源热备的方式实现了设备供电系统的稳定性。

所述GSM-R车载无线库检单元的适配单元主要实现GSM-R车载无线传输模块与GSM-R车载库检单元之间的电平转换，是GSM-R车载无线传输模块与GSM-R车载库检单元之间的数据通道。

所述GSM-R车载无线库检单元的库检控制单元是在通过数据传输单元接收地面库检台的库检命令，通过检验、识别库检命令后通过适配单元向GSM-R车载无线传输模块发送库检操作，同时等待GSM-R车载无线传输模块的库检结果，并能对库检结果分析、判断、存储，然后把处理结果通过数据传输单元下发给地面库检台。 

利用CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统进行库检程序为：GSM-R车载无线库检单元对GSM-R车载无线传输模块发送库检操作，同时等待GSM-R车载无线传输模块的库检结果，并能对库检结果分析、判断、存储，然后把处理结果通过GSM-R车载无线库检单元的数据传输单元下发给GSM-R地面无线库检台。

本发明的优点在于：能够实时将GSM-R车载无线传输模块的库检结果进行分析处理、存储，并以数据与图例的形式显示给库检人员，操作方便直观，同时能对历史库检数据进行分类查询统计、智能分析，对于发现设备的运行规律、故障分析以及设备的功能、性能完善甚至是升级都起到良好的辅助作用。

附图说明

图1 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统数据传输示意图。

图2 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中的GSM-R车载无线库检单元结构组成示意图。

图3 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中的GSM-R地面无线库检台结构组成示意图。

图4 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元的数据传输单元开机自诊断示意图。

图5 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元的适配器单元开机自诊断示意图。

图6 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元的数据传输单元在列车运行过程中的在途自诊断示意图。

图7 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元中的数据传输单元与GSM-R地面无线库检台建立通信链路示意图。

图8 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元中的数据传输单元与GSM-R地面无线库检台通信链路建立后的维护示意图。

具体实施方式

如图2和图3所示，CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统由GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台两部分组成，其中：GSM-R车载无线库检单元由适配器单元、库检控制单元、数据传输单元和A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成；GSM-R地面无线库检台由UPS不间断电源、数据存储单元、库检分析单元、显示单元和数据传输单元组成；所述的GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台的数据传输单元均嵌套有GPRS模块；所述的GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台通过数据传输单元的GPRS模块无线连接。

所述GSM-R车载无线库检单元的A/B两套电源滤波板主要保护电源免受浪涌、群脉冲、高频串扰等外界干扰，保证电源电磁兼容性的高可靠性。

所述GSM-R车载无线库检单元的电源B及B电源滤波板是作为电源A与A电源滤波板的备用，通过双套电源热备的方式实现了设备供电系统的稳定性。

所述GSM-R车载无线库检单元的适配单元主要实现GSM-R车载无线传输模块与GSM-R车载库检单元之间的电平转换，是GSM-R车载无线传输模块与GSM-R车载库检单元之间的数据通道。

所述GSM-R车载无线库检单元的库检控制单元是在通过数据传输单元接收地面库检台的库检命令，通过检验、识别库检命令后通过适配单元向GSM-R车载无线传输模块发送库检操作，同时等待GSM-R车载无线传输模块的库检结果，并能对库检结果分析、判断、存储，然后把处理结果通过数据传输单元下发给地面库检台。 

所述GSM-R车载无线库检单元的数据传输单元主要采用的是具有GPRS传输功能的无线传输模块，它是GSM-R车载无线库检单元与GSM-R地面无线库检台进行数据传输的通信终端。

所述GSM-R地面无线库检台的UPS不间断电源主要是为服务器提供可靠的供电系统。

所述GSM-R地面无线库检台的数据存储单元主要用于存储GSM-R车载无线库检单元传输来的库检结果。

所述GSM-R地面无线库检台的库检分析单元主要功能为：接收并分析GSM-R车载无线库检单元发来的实时库检结果，并以数据和图例的形式通过显示单元显示给库检人员，如果库检过程中发现故障设备会向库检人员发生报警；对数据进行存储，把所有GSM-R车载无线库检单元库检结果存储到数据存储单元；可对历史数据进行查询，如可以按设备、日期、操作员等条件进行一级和多级查询；对历史数据统计与分析，通过对所查询历史数据的分析找出设备运行的故障规律并以曲线图的形式显示，供维护人员及产品设计人员参考。

如图1所示，利用CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统进行库检程序为：GSM-R车载无线库检单元对GSM-R车载无线传输模块发送库检操作，同时等待GSM-R车载无线传输模块的库检结果，并能对库检结果分析、判断、存储，然后把处理结果通过GSM-R车载无线库检单元的数据传输单元下发给GSM-R地面无线库检台。

如图4所示，CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元的数据传输单元开机自诊断方法为：

步骤一：打开数据传输单元的串口，如果不能正常打开，报告串口打开错误，并对该报告进行数据存储；

步骤二：数据传输单元的串口打开后，设置串口参数，并测试GPRS是否正常，如不正常，报告GPRS不正常错误，并对数据进行存储；

步骤三：在GPRS正常的前提下，而是SIM卡是否正常，如不正常，报告SIM卡错误，并对数据进行存储；

步骤四：在SIM卡正常的前提下，测试场强是否正常，如不正常，报告场强强弱，并对数据进行存储，如场强正常，返回开机自诊断成功结果。

如图5所示，CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元的适配器单元开机自诊断方法为：

步骤一：适配器开机自诊断，并打开串口，如打开串口不成功，报告串口打开错误，并存储故障信息；

步骤二：打开串口后，设置串口参数，向GSM-R车载无线传输模块发送N次测试数据帧，如均没有应答，报告无应答，并存储故障信息，如有应答数据，则返回开机自诊断成功结果。

如图6所示， CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元的数据传输单元在列车运行过程中的在途自诊断方法为：

   步骤一：GPRS在途自诊断开始时，启动在途诊断定时器，判断GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台之间的数据传输单元是否有数据通信，如有，取消自诊断定时器，并继续通信；

   步骤二：如没有数据通信，在定时时间到后，启动在途自诊断流程；

步骤三：切换GPRS由在线数据状态转为在线命令状态，判断GPRS通信是否正常，如不正常，报告GPRS不正常错误，并存储故障信息；

步骤四：如GPRS通信正常，则开始测试SIM卡是否正常，如不正常，报告SIM卡错误，并存储故障信息；

步骤五：如SIM卡正常，则开始测试场强是否正常，如不正常，报告场强弱，并存储故障信息；

步骤六：如场强正常，切换GPRS由在线命令状态转回到在线数据状态并继续通信。

图7 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元中的数据传输单元与GSM-R地面无线库检台建立通信链路方法为：

步骤一：建立链路是，先读取GSM-R地面无线库检台电话号码；

步骤二：对GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台的数据传输单元的GPRS模块进行配置；

步骤三：呼叫GSM-R地面无线库检台，如果失败，记录失败原因，如成功，则通信链路建立成功。

图8 CTCS-3级列控系统GSM-R车载无线传输模块库检系统中GSM-R车载无线库检单元中的数据传输单元与GSM-R地面无线库检台通信链路建立后的维护方法为：

如果在设定的定时时间内，GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台的数据传输单元收到链路断开标志时，GSM-R车载无线库检单元读取GSM-R地面无线库检台电话号码, 并对GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台的数据传输单元的GPRS模块进行配置，呼叫GSM-R地面无线库检台，如果失败，记录失败原因，如成功，则通信链路重新建立成功；

当对通信链路进行维护而设定的时间到时，GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台的数据传输单元彼此发送链路测试数据包，如GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台均收到测试应答数据包，则表示链路正常，如没有收到测试数据包，则，GSM-R车载无线库检单元读取GSM-R地面无线库检台电话号码, 并对GSM-R车载无线库检单元和GSM-R地面无线库检台的数据传输单元的GPRS模块进行配置，呼叫GSM-R地面无线库检台，如果失败，记录失败原因，如成功，则通信链路重新建立成功。