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原文传递机车车载监测信息综合传输系统及方法

专利名称：	机车车载监测信息综合传输系统及方法
摘要：	本发明公开了一种机车车载监测信息综合传输系统及方法，包括：车载综合传输设备，设在机车上，与机车上各车载设备通信连接；车载综合传输设备，通过铁路专用移动通信网经地面接入网关与各业务系统的地面设备通信连接，能经铁路专用移动通信网和地面接入网关传输各车载设备与各业务系统地面设备之间的业务数据；车载综合传输设备，通过铁路专用无线局域网经地面数据转发服务器和地面接入网关与各业务系统地面设备通信连接，能经铁路专用无线局域网、地面数据转发服务器和地面接入网关传输各车载设备与各业务系统地面设备之间的业务数据。该系统能在机车与地面之间建立集中的业务数据传输通道，实现各车载设备与各地面设备之间业务数据的集中传输。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所
发明人：	高尚勇;付文刚;李月明;魏军;梁轶群;孙宝刚;王茜茹;祝远征;孟昭;范季陶;李辉;蒋志勇;姜宏敏;蒋韵;刘畅;陈松;欧阳智辉;杨居丰
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201811533391.8
公开号：	CN109733439A
代理机构：	北京凯特来知识产权代理有限公司
代理人：	郑立明;付久春
分类号：	B61L15/00(2006.01);B;B61;B61L;B61L15
申请人地址：	100081 北京市海淀区大柳树路2号二区8幢
主权项：	1.一种机车车载监测信息综合传输系统，其特征在于，包括：车载综合传输设备、地面接入网关和地面数据转发服务器；其中，所述车载综合传输设备，设在机车上，与所述机车上各车载设备通信连接；所述车载综合传输设备，通过铁路专用移动通信网经地面设置的所述地面接入网关与各业务系统的地面设备通信连接，能经铁路专用移动通信网和地面接入网关传输各车载设备与各业务系统地面设备之间的业务数据；所述车载综合传输设备，通过铁路专用无线局域网经地面设置的所述地面数据转发服务器和地面接入网关与各业务系统地面设备通信连接，能经铁路专用无线局域网、地面数据转发服务器和地面接入网关传输各车载设备与各业务系统地面设备之间的业务数据。 2.根据权利要求1所述的机车车载监测信息综合传输系统，其特征在于，所述车载综合传输设备包括：接入单元无线传输单元、天馈线和主控单元；其中，所述接入单元，与所述主控单元通信连接，能与所述机车上各车载设备通信连接；所述无线传输单元，与所述天馈线电气连接，能通过铁路专用移动通信网经地面设置的所述地面接入网关与各业务系统地面设备通信连接；以及通过铁路专用无线局域网经地面设置的所述地面数据转发服务器与各业务系统地面设备通信连接；所述主控单元，与所述无线传输单元通信连接，经所述无线传输单元通过所述铁路专用移动通信网和地面接入网关传输各车载设备与各地面设备之间的业务数据；以及经所述无线传输单元通过铁路专用无线局域网，经地面设置的所述地面数据转发服务器和地面接入网关传输各车载设备与各地面设备之间的业务数据。 3.根据权利要求2所述的机车车载监测信息综合传输系统，其特征在于，所述主控单元包括：链路活动性检测模块、接入认证模块、业务通道建立模块和业务数据传输模块；其中，所述链路活动性检测模块，与所述无线传输单元通信连接，能通过活动性检测来检查所述无线传输单元与所述地面接入网关之间无线链路的质量；所述接入认证模块，与所述链路活动性检测模块通信连接，能在链路活动性检测模块检测确认无线链路正常状态下，在所述车载综合传输设备与地面接入网关之间通过机车号/车次号登记方式进行设备的接入认证；所述业务通道建立模块，与所述接入认证模块通信连接，能在所述接入认证模块的接入认证通过后，在所述车载综合传输设备与地面接入网关之间建立传输数据的业务通道；所述业务数据传输模块，与所述业务通道建立模块连接，能利用所述业务通道建立模块建立的所述车载综合传输设备与地面接入网关之间的业务通道，传输各车载设备与各业务系统地面设备之间的业务数据。 4.根据权利要求1至3任一项所述的机车车载监测信息综合传输系统，其特征在于，所述地面接入网关包括：数据处理设备和运维处理设备；其中，所述数据处理设备，经所述运维处理设备与各业务系统地面设备通信连接；所述数据处理设备，经铁路专用移动通信网与所述车载综合传输设备通信连接。 5.根据权利要求1至3任一项所述的机车车载监测信息综合传输系统，其特征在于，所述地面数据转发服务器包括：数据处理单元和数据转发单元；其中，所述数据处理单元，经所述数据转发单元经所述地面接入网关与各业务系统地面设备通信连接；所述数据处理单元，经铁路专用无线局域网与机车上的所述车载综合传输设备通信连接。 6.一种机车车载监测信息综合传输方法，其特征在于，采用权利要求1所述的机车车载监测信息综合传输系统，包括以下步骤：步骤1，活动性检测：所述系统的车载综合传输设备与地面接入网关之间通过活动性检测检查无线链路的质量，确认无线链路是否正常；步骤2，接入认证：在所述步骤1检测确认无线链路正常状态下，在所述车载综合传输设备与地面接入网关之间通过机车号/车次号登记方式进行设备的接入认证；步骤3，建立业务通道：在所述步骤2的接入认证通过后，在所述车载综合传输设备与地面接入网关之间建立传输数据的业务通道；步骤4，车地数据传输：利用所述步骤3建立的所述车载综合传输设备与地面接入网关之间的业务通道传输各车载设备与各业务系统地面设备之间的业务数据。 7.根据权利要求6所述的机车车载监测信息综合传输方法，其特征在于，所述方法的步骤1中，所述系统的车载综合传输设备与地面接入网关之间通过活动性检测检查无线链路的质量，确认无线链路是否正常包括：步骤11，所述车载综合传输设备获取GSMR-R/GPRS或4G网络的IP地址后，所述车载综合传输设备启动GSM-R/GPRS或4G链路的活动性检测；步骤12，所述车载综合传输设备在设定周期向所述地面接入网关发送活动性检测的数据帧；步骤13，所述地面接入网关在收到所述活动性检测的数据帧后立即回复活动性检测响应的数据帧；步骤14，所述车载综合传输设备若在设定周期内收到所述地面接入网关回复的活动性检测响应的数据帧，则确认则确认该无线链路通道正常；若在设定周期内未收到所述地面接入网关回复的活动性检测响应的数据帧，则重复发送一帧活动性检测的数据帧，重发两次后仍未收到所述地面接入网关回复的动性检测响应的数据帧，则确认该无线链路通道异常。 8.根据权利要求6或7所述的机车车载监测信息综合传输方法，其特征在于，所述方法的步骤2中，在所述步骤1检测确认无线链路正常状态下，所述车载综合传输设备与地面接入网关之间通过机车号/车次号登记机制进行设备的接入认证包括：步骤21，在确认无线链路正常后，所述车载综合传输设备向所述地面接入网关发送机车号/车次号登记请求帧进行登记；步骤22，所述地面接入网关收到所述车载综合传输设备发送的机车号/车次号登记请求帧后，建立并存储机车号、车次号和IP地址的对应关系，并向所述车载综合传输设备回复机车号/车次号登记响应帧；步骤23，所述车载综合传输设备若在设定周期内未收到所述地面接入网关回复的机车号/车次号登记响应帧，则重复发送一帧机车号/车次号登记请求帧，重发两次后仍未收到所述地面接入网关回复的机车号/车次号登记响应帧，所述车载综合传输设备进入该链路无线通道不可用状态，更改发送周期为长周期，重复发送机车号/车次号登记请求帧直至收到所述地面接入网关回复的机车号/车次号登记响应帧，并启动建立业务通道任务。 9.根据权利要求6或7所述的机车车载监测信息综合传输方法，其特征在于，所述方法的步骤3中，在所述步骤2的接入认证通过后，所述车载综合传输设备与地面接入网关之间建立传输数据的业务通道包括：步骤31，在接入认证通过后，所述车载综合传输设备向所述地面接入网关发送业务通道建立请求帧建立车地无线传输通道；步骤32，所述地面接入网关收到所述车载综合传输设备发送的业务通道建立请求帧后，复位接收状态，向所述车载综合传输设备回复业务通道建立响应帧；步骤33，所述车载综合传输设备若在设定周期内未收到所述地面接入网关回复的业务通道建立响应帧，则重复发送一帧业务通道建立请求帧，重发两次后仍未收到所述地面接入网关回复的业务通道建立响应帧，更改发送周期为长周期，重复发送机车号/车次号登记请求帧直至收到所述地面接入网关回复的业务通道建立响应帧，并启动业务数据的收发处理。步骤34，业务数据连续出现四次超时重发后，进入该链路无线通道不可用状态，直至收到所述业务通道建立响应帧。 10.根据权利要求6或7所述的机车车载监测信息综合传输方法，其特征在于，所述方法的步骤4中，所述车载综合传输设备与地面接入网关之间的业务通道，按如下方式传输各车载设备与各业务系统地面设备之间的信息，包括： (41)发送端的滑动窗口内发送的业务数据为N帧，N＝10；发送端有多帧需要发送时发送间隔为T，T间隔内有多帧要发送时，多帧一起发送，但一次发送的总长度不大于1024字节；发送间隔T的计时方式为：在发送窗口内有新帧业务数据发送则重新计时，或收到接收端的业务数据响应帧则重新计时； (42)接收端的接收间隔为T1，T1小于T，接收端在接收间隔T1内收到N1帧的业务数据帧，N1小于N，立即向发送端回复业务数据响应帧，并对接收间隔T1重新计时； (43)接收端在接收间隔T1计时结束时，若有待确认的业务数据帧，立即向发送端回复业务数据响应帧，并对接收间隔T1重新计时； (44)发送端若在接收间隔T1内没有收到接收端回复的业务数据响应帧，启动重发自上一次接收到的业务数据响应帧的帧序号至发送窗口内帧号的业务数据； (45)接收端收到已确认业务数据帧后不再向业务系统转发此帧业务数据，并再次发送最近一次的业务数据响应帧； (46)若接收端发现丢帧立即向发送端回复业务数据响应帧； (47)地面接入网关收到注册数据帧后将该地面接入网关的接收帧、发送帧序号置为0。
所属类别：	发明专利