鉴于gprs网络的动车组车载信息无线传达关键技术探析和运用

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1、鉴于GPRS网络的动车组车载信息无线传达关键技术探析和运用-->引言1.课题研究背景按照目前我国铁路网规划看来，到2012年，我国在高铁上的投资规模将会达到约1.53万亿元，将建成高铁客运专线约1.3万公里，同时也会给相关产业带来13.8万亿元的收益，这个坐落于中国，并将会是世界最大的高速铁路网将把环渤海地区以及珠三角等地紧紧相连。如何保障高速列车的正常运行与故障检测在这样的大环境下变得日益重要。为了保证动车组系统能够更加安全高效地运行，仅仅依靠传统手段，使用传统方法调度与检修是完全不够的。因此，车地通信系统应运而生。它主要包括

2、两部分:车载无线传输装置(onitor)部分的通信，能够获得车体各部件的状态，如牵引制动，设备切除，轴温，车门，空调，卫生间，污物厢，水箱，受电弓，VCB，空转与滑行等信息;通过GPS能够得到列车所在位置。通过整合所有这些信息，能够使收到数据的地面系统得知车辆所在位置及车体状态信息，从而更好地管理运行中的动车组。由于在这套系统中，后者仅在收到前者数据的情况下才能运转，因此前者的工作状态在这里起着至关重要的作用。然而，通过在CRH380A列车上进行实验发现，在更高速的列车运行环境下存在与普通高速列车环境下相比较而言更大的差异，这种

3、差异是无法通过实验室模拟来得到的，因此，需要对现有的OS系统，下面对这些系统作简单介绍。将列车与沿线设备以及控制中心依靠车一地之间可靠的通信联系起来，并以调度集中的理念为核心的法国TGV高速线综合调度系统车载设备共由TVM300或TVM430机车信号、车载局域网、故障监测和诊断装置等部分组成;风、雨、雪、桥隧落物、接触网、热轴等各种监测设备均沿铁路线分布。行车调度、电力调度和中央维护监督三部分包含于控制中心，且均基于网络进行相互之间的通信。德国工CE高速列车管理系统则与法国TGV高速线综合调度系统有较大差别。它是将列车地面间双向

4、通信、车载无线故障监视诊断、险情报警信息(包括风、雪、塌方、热轴)与地面控制和维修等功能融为一体，构成集行车调度指挥、控制、故障监测、维护等LZB系统功能集于一体的系统。此外，以欧洲列车控制系统(ETCS)为其核心的欧洲铁路运输管理系统(ERTMS)也已被欧洲主要国家铁路系统所承诺采用。ERTMS主要由ETCS,GSM-R和运输管理这三个部分组成。以ETCS(欧洲列车控制系统)为标准、GSM-R(铁路通信系统)为平台、欧洲点式应答器为定位手段。其中，铁路通信系统(GSM-R)、车载设备(EVC)、轨道旁设备(RBC)这三大部分构

5、成了ERTMS结构的总体。其中拥有900兆赫兹的工作频段与4兆赫兹的上下行带宽频率的GSM-R为列车设备提供了能够互通于不同铁路通信网络之间功能的基础。运输管理控制、处理车辆和基础设施管理问题、运营指令控制、确保列车在路网中的安全运营以及保证对线路能力和车辆应用的优化配置等一系列措施均被作为ERTMS的主要功能在该系统中所存在与应用。旅客服务、列车自动控制功能、司机与调度员之间的运营通信、列车远程遥控、远程调车作业、列车维修段和车站的地区通信、列车紧急情况下的区域广播这些已经被确认为被包含在ERTMS的应用范围。ERTMS/ET

6、CS定义了以下几个功能等级以满足不同国家的客观条件下需求与操作的多样化。3基于状态机的无线数据传输保障机制30-453.1高速铁路运行环境下的通信特点30-313.2现有架构介绍31-323.3有限状态机介绍32-373.4以往PSR高速动车组大数据无线传输技术45-604.1现有技术介绍45-504.1.1BitTorrent技术简介45-464.1.2eMule传输技术简介46-494.1.3两种数据传输机制比较49-504.2协议内容50-574.2.1传输策略及通道504.2.2基础通信协议504.2.3协议规则50-5

7、74.3分析与-->结论57-604.3.1理论分析57-584.3.2实验结果与结论58-605应用于高速动车组的程序运行保障机制60-675.1常见保障机制介绍60-655.1.1守护进程方式60-635.1.2基于Shell脚本的方式63-655.1.3看门狗计时器(onitor的通信，该设备能够得到从动车组各部分的运行状态等信息。同时，它也负责将这些信息发送至地面端，使得动车组的控制与管理更加简洁高效。为了适应新一代动车组车地通信的环境，需要从系统与代码两方面对现有WTD系统进行优化。系统方面，通过对各类常见系统进行比较

8、，本文最终选择了Li为WTD技术所使用的系统，之后，通过进一步分析各部分功能与实地试验，提出了对不同部分的Linux系统进行不同的精简与提速以提高性能的方法，使得WTD具有更快的响应速度。这种修改也为之后所提出的一种运行保障机制提供了基础。