详情

原文传递铁路巡检数据无线传输系统的设计与实现

论文题名：	铁路巡检数据无线传输系统的设计与实现
关键词：	高速铁路;移动通信;数据传输;运维效率
摘要：	长期以来我国铁路管理部门对于巡检数据的传输一般采用IC卡和语音通信两种方式，IC卡严重限制了实时性和分析的数据量，而语音通信很容易出现分析人员与列车人员之间的沟通误差，无论哪种方式都不能满足和解决现在我国这种铁路大国的运营现实状况和问题。为了避免铁路运营出现偏差、防止发生运营事故、节约人力成本、实现数据可靠和实时传输，本文设计了一种基于4G的无线传输系统，通过设计合理的数据处理策略及文件传输机制，保证了数据安全、可靠、实时的传输和系统资源的合理利用以及系统的稳定运行，避免了系统运行中一些潜在的问题。　　高速铁路信息化对于高速列车的运维有重要的意义，然而由于高速列车穿梭在各种地形，不同地形的运营商4G无线通信环境不同，当列车运行在通信环境较差的地形时无法保证无线数据传输的可靠性和实时性。另一个建立可靠无线传输系统的困难在于特殊地形的4G部署，目前来说各大运营商短时间内很难做到全地形覆盖，铁路经过的无人区、隧道的通信环境也不可能有较大改观。为此，需要建立高效、安全、可靠的数据无线传输系统，实现“车-地”数据和能力的共享。本论文基于目前4G无线公网的运维数据通信，使地面服务中心能够及时获取车辆信息，提前预估车辆状态，排查车辆故障等等，提高了高速列车的运维效率。此外，除了采用4G通信，在火车进站后也可以通过WiFi对数据进行传输。　　本论文服务器采用Windows Server2008操作系统，采用ME909s-821Mini PCIe无线通信模块，本传输模块支持全网通4G/3G/2G数据网络，系统采用的是Netty框架和Django框架，用户通过Django的界面对Netty的运行进行监控甚至发送指令，Netty框架负责可靠无线传输的实现。系统在运行时Netty将数据的传输情况发送给Django，Django将这些信息显示出来使用户直观的观察数据传输进度，Netty对用户发送过来的指令可以重新制定文件传输规则。整个架构包括传输服务器和数据中心服务器，每个服务器都配备有用户界面。一般情况下一辆列车具有一个传输服务器，一个传输服务器可以装备有若干个无线传输模块，传输模块可以通过AT指令来进行配置，也可以采取手动的方式使其完成拨号、连接数据网络和发送数据等一系列操作。　　系统的基本工作流程是传输服务器和数据中心服务器连接成功后，传输服务器对数据进行分割、加密、压缩、添加校验等操作，一切准备就绪后传输服务器将数据发送至数据中心服务器，数据到达数据中心服务器后对接收到的数据再进行解压、解密、校验、组装等操作，最后地面人员对完整的数据进行分析与管理，与此同时服务器端的用户能够实时观察数据传输情况，比如数据所属列车、数据是否是紧急文件等等。
作者：	李涵涵
专业：	软件工程
导师：	鞠雷
授予学位：	硕士
授予学位单位：	山东大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文