[发明专利]一种列车无线预警监测系统及其监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种列车通信技术，特别是一种列车无线预警监测系统及其监测方法。

背景技术

目前，在铁路专用移动通信中主要采用的是GSM-R（铁路专用数字移动通信系统），GSM-R（铁路专用数字移动通信系统）是基于GSM（全球移动通信系统）平台，增加了调度通信功能和适合高速环境下使用的无线集群通信系统。列车在运行期间利用GSM-R与CTC(调度集中系统)服务器进行数据实时交互，将列车类型、列车号、运行公里标、运行速度、车站号、区段号、司机号等重要信息实时传送到调度所，进行统一指挥。这种高度集中的控制系统缺乏行车车辆间的信息互通，降低了列车车辆作业统一调度与指挥的安全性。

目前大多数列车无线通信系统都是将列车作为通信节点，调度中心作为基站完成通信网络拓扑结构的部署。这种网络结构的好处是所有列车状态信息由调度中心统一控制，有利于整体协调。但当通信网络不畅通时，如果能够实现车与车之间的通信手段，就可以将列车定位信息一类关键数据进行传输，实现临近两车信息互知，保证列车的行车安全。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以实现列车点对点通信的列车无线预警监测系统及其监测方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种列车无线预警监测系统，包括车载数据采集模块、编码处理模块、功率放大模块、SMS功能模块、GPRS模块、基站和监控中心，所述的车载数据采集模块、编码处理模块、功率放大模块、SMS功能模块和GPRS模块集成安装在列车上；所述的车载数据采集模块的输出端与编码处理模块连接，所述的编码处理模块的输出端分别与功率放大模块和SMS功能模块连接，所述的功率放大模块的输出端与GPRS模块连接，所述的SMS功能模块通过无线网络分别与监控中心和邻近列车双向连接，所述的GPRS模块通过无线网络分别与监控中心和邻近列车双向连接，所述的基站提供无线区域覆盖，通过GPRS网络与SMS功能模块和GPRS模块相连；

所述的SMS功能模块是短消息业务功能模块；所述的GPRS模块是通用无线分组业务模块。

一种列车无线预警监测系统的监测方法，包括以下步骤：

A、数据发送前期处理

A1、由列车上的车载数据采集模块对列车运行信息进行采集，所述的列车运行信息包括列车类型、列车号、运行公里标、运行速度、车站号、区段号和司机号；

A2、由列车上的编码处理模块对列车运行信息进行封装处理；

B、传送数据至有效终端

B1、由功率放大模块将经过编码处理模块封装的列车运行信息的功率放大后，由GPRS模块发送至监控中心和邻近的列车；GPRS模块分配给目标对象即监控中心和邻近运行列车固定的IP地址；

B2、由SMS功能模块将目标对象的IP地址作为短消息的目的地址，把经过编码处理模块封装的列车运行信息以短消息的形式发送至监控中心和邻近的列车。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明主要是针对GSM-R和GPRS技术为研究背景，提出一种车与车之间的点对点通信解决方案。本发明在我国铁路运输系统存在地域广阔和运输线长的不利条件之下，通过增大信号功率、克服信号盲区，保证数据信息的实时可靠收发。

2、本发明针对铁路列车无线调度通信的特点，并结合GSM-R和GPRS解决无线通信办法的优缺点，对传统GSM-R进行改进，提出GPRS和SMS的双通信手段。由车载终端设备获得列车的运行速度、方向和位置等信息，对数据信息进行封装处理，一方面经过功率放大设备将数据信息的信号放大后，通过GPRS网络发送给监控中心和近邻的列车进行信息的交互。另一方面通过利用AT（注意）指令对SMS功能模块控制，然后将数据按照短消息的格式发送给监控中心和近邻的列车。近邻的列车接收到短消息后，再利用AT（注意）指令将短消息读出并将信息还原，完成一次数据通信。

3、本发明利用铁路运行列车具有固定的运行时刻表这一特点，多辆列车能够前后中继，车与车相互之间又构成了连续可靠的通信网络，因此即使采用该方案后列车的通信距离有限，仍能保证良好的通信质量，且不受其影响。本发明可以在基站边缘范围还没有完全超出，信号较弱的情况下实现铁路通信，也可以在列车完全脱离基站覆盖的情况下实现。

4、本发明方案的优点在于，成本较低，通过在车载终端添加功率放大设备并加以利用原有通信网络的特点，构成点对点无线预警监测网络。同时在信号覆盖较为薄弱区域，采用功率放大技术加强信号强度，消除通信盲点，保证通信正常。