CN101321367B

CN101321367B - 一种铁路机车综合无线通信设备的监测系统及其方法

Info

Publication number: CN101321367B
Application number: CN2008101169810A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: BEIJING LIUJIE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING LIUJIE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2028-07-22
Also published as: CN101321367A

Abstract

本发明涉及一种铁路机车综合无线通信设备的监测系统及其方法，其中系统至少包括信令采集单元(11)和呼叫详细记录服务器(13)；其中方法包括：采集Gb接口信令与CIR用户数据；解码和分析所述信令与用户数据；根据解码和分析结果提供监测信息。这种系统设及其方法通过Gb接口信令与数据采集及统一解码和分析实现了CIR分组通信过程全程记录及相关机车信息实时监测和集中显示；CIR设备状态实时监测及故障告警；CIR机车台GPRS流程故障分析；信息传送无回复故障分析等等，从而实现对智能终端进行集中化、自动化的远程维护管理，大大减少人力开销，缩减终端业务的维护管理成本。

Description

一种铁路机车综合无线通信设备的监测系统及其方法

技术领域

本发明涉及通信监测系统，具体涉及一种铁路机车综合无线通信设备的监测系统及其方法。

背景技术

目前，铁路机车综合无线通信设备(以下简称CIR)广泛采用用于铁路上的GSM-R系统，安装在列车机车上，供司机使用。该设备替代铁路上原有的无线列调通信系统，为机车和地面之间提供语音和数据的传输通道。CIR设备是司机和车站值班员、调度员之间、及其他地面工作人员通信联络的重要手段。CIR具有GSM-R调度通信、调度命令等数据信息的传输、GSM-R通用数据传输(包括通用分组无线业务GPRS或电路方式)、无线列调、列车尾部风压等信息的传输、800MHz车载电台功能、无线宽带数据传输、卫星定位原始信息、公用位置信息、自检功能等。

虽然通信行业针对GSM的网络监测技术业已成熟，但是国内外的各种监测设备没有针对GSM-R专用网络特点的软硬件平台，也没有针对铁路应用CIR设备的监测系统产品出现。

国内其他运营商已经开展了类似CIR终端的业务，例如：中国移动增强型无线数字数据网DDN业务，增强型无线DDN业务在原有通道服务的基础上，增加对行业终端的管理和控制功能，提升业务远程管理及网络保障能力。但是针对这类业务的专业的监测软件并不适合于铁路CIR业务的需求，铁路应用需求专业性过强，不能实现“拿来即用”。

另外，从公众移动网络的应用上可以看出，运营商对智能终端进行集中化、自动化的远程维护管理是目前发展的趋势，大大减少人力开销，缩减终端业务的维护管理成本，铁路专网业务也需要这样的维护管理平台。因此该系统在GSM-R的研究领域，无论在国内还是在国际上都处于前沿地位。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是如何提供一种铁路机车综合无线通信设备的监测系统及其方法，能够实现对CIR设备集中化、自动化的检测和远程维护管理。

本发明的上述第一个技术问题这样解决，提供一种铁路机车综合无线通信设备的监测方法，应用在基于GSM-R网络的系统中，包括以下步骤：

1.1)采集Gb接口信令与CIR用户数据；其中：Gb接口是基站子系统BSS和服务支持节点SGSN之间的接口；

1.2)解码和分析所述信令与用户数据；

1.3)根据解码和分析结果提供监测信息；

还包括实时监测被跟踪用户，具体包括：

1.4)根据用户识别码和临时逻辑链路标识码实时识别并收集待检测用户的信令；

1.5)根据待检测用户信令中指示的数据时隙号实时识别并收集待检测用户的数据；

1.6)解码和分析收集的所述信令和数据并实时提供待检测用户的检测信息。按照本发明提供的监测方法，所述Gb接口信令包括但不限制于用户接入、PDP激活、路由区更新和信息传送过程信令；所述CIR用户数据包括但不限制于车次号、调度命令。

按照本发明提供的监测方法，该监测方法还包括所述步骤1.1)和1.2)之间的封装发送和对应的接收解封装，从而进行集中解码和分析。

按照本发明提供的监测方法，所述封装包括封装采集时间和采集设备。

按照本发明提供的监测方法，所述解码和分析包括对所述用户数据按CIR应用数据格式进行解析，具体可按铁道部《GSM-R数字移动通信应用技术条件》的相关协议要求进行解析。

按照本发明提供的监测方法，所述提供监测信息包括实时显示传输告警和被跟踪用户信息，还包括供用户查询、报表和统计分析；该监测方法还包括存储记录所述解码和分析结果。

本发明的上述另一个技术问题这样解决，提供一种铁路机车综合无线通信的监测系统设备，包括：

信令采集单元，高阻跨接在基站子系统BSS和服务支持节点SGSN之间的连接线上，用于采集Gb接口信令与CIR用户数据；

呼叫详细记录服务器，通过网络与所述信令采集单元连接，用于解码和分析所述信令与数据；以及实时监测被跟踪用户，具体包括：根据用户识别码和临时逻辑链路标识码实时识别并收集待检测用户的信令，根据待检测用户信令中指示的数据时隙号实时识别并收集待检测用户的数据，解码和分析收集的所述信令和数据并实时提供待检测用户的检测信息。

按照本发明提供的监测系统，所述信令采集单元是多个，跨接在不同的连接线上。

按照本发明提供的监测系统，该监测系统还包括与所述呼叫详细记录服务器连接的数据服务器，用于存储所述解码和分析的结果。

按照本发明提供的监测系统，该监测系统还包括与所述呼叫详细记录服务器连接的客户端，用于与用户进行交互以获取监测对象或提供监测信息。

本发明提供的一种铁路机车综合无线通信设备的监测系统及其方法，通过对Gb接口信令与CIR用户数据采集以及统一的解码和分析实现CIR分组通信过程全程记录以及相关机车信息实时监测和集中显示；提供有效的手段，支持GSM-R网络维护人员进行维护；CIR设备工作状态实时监测及故障告警；CIR机车台GPRS流程的故障分析；信息传送无回复故障分析等等，从而实现对智能终端进行集中化、自动化的远程维护管理，大大减少人力开销，缩减终端业务的维护管理成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是本发明CIR监测系统架构示意图。

图2是图1所示监测系统的监测流程示意图。

图3是图2所示监测流程中用户实时跟踪流程示意图。

具体实施方式

首先，说明本发明系统，如图1所示，包括通过以太网12相互连接的信令采集单元11、呼叫详细记录服务器13、数据服务器14和客户端15，其中：

基于GSM-R网络的CIR分组业务接口监测系统，通过高阻跨接的方式，在GSM-R网络的Gb接口上，对信令数据进行实时监视和记录。系统能够实现Gb接口信令与CIR用户数据的采集、处理、存储、实时跟踪、查询、业务分析等功能，最终实现CIR业务的专业跟踪分析，为CIR设备与GSM-R网络分组业务的维护提供可靠保障。

基于GSM-R网络的CIR分组业务接口监测系统内部网络是基于TCP/IP技术进行冗余备份架构的，并结合精密的信令采集设备，保证了系统性能的优越与稳定。系统部署灵活，扩展性好；同时对于铁路行业的网络维护人员简单易用，能够满足用户对铁路CIR设备各种分组业务分析的需求。

项目研究的总体目标是通过对GSM-R网络Gb接口(BSS和SGSN之间的端口)信令进行监视，获得机车通信单元的调度命令车次号传输，附着/去附着、分组数据协议PDP激活/去激活等分组业务过程的重要信息，同时，对机车用户进行实时跟踪和查询，获得系统的运行状态，给出相关故障的原因。

基于GSM-R网络的CIR分组业务接口监测系统由信令采集单元、呼叫详细记录(CDR)服务器、数据库服务器、操作显示终端和传输网络组成。其中，信令采集单元由接口板、控制板、网络传输板和电源等组成，主要完成Gb接口信令数据帧的采集，并封装成相应的格式发送到CDR服务器；CDR服务器对信令进行解码和分析，完成对移动台的信令跟踪和呼叫过程跟踪；数据库服务器记录了所有的用户信令和呼叫过程；操作显示终端能够实时显示用户信令，标注用户呼叫过程，提供用户跟踪、数据查询、传输告警显示、统计分析等多种功能。

系统功能性指标：实现CIR设备分组业务的用户信令与用户数据的采集、存储功能，用户信令与用户数据的查询、解析功能，用户信令与用户数据的用户实时跟踪功能GPRS流程的故障定位功能，用户信令与用户数据的查询与报表功能；

系统应用指标：支持在线跟踪的CIR用户数不小于400个；支持跟踪CIR用户的容量不少于1000个；支持数据记录保持时间不小于30天；

系统性能指标：保证在链路时隙上采集信令的丢失率低于0.01％，保证在数据库中存储的信令准确率高于99.9999％；保证监测系统内部实现时间同步；保证系统采集设备的散热系统能够保证7×24小时的持续工作，平均故障间隔时间MTBF值大于1万小时。故障平均修复时间小于1h

协议指标：系统内部遵从IP/TCP/UDP协议；系统解析Gb接口信令，符合Q.922、BSSGP、LLC、SNDCP、GMM、SM等协议标准要求；系统解析Gb接口数据，符合铁道部《GSM-R数字移动通信应用技术条件》的相关协议要求；

第二步，说明本发明监测方法，如图2所示，具体包括：

201)采集Gb接口信令与CIR用户数据；

202)解码和分析所述信令与数据；

203)根据解码和分析结果提供监测信息并存储记录所述结果；

还可进一步包括：

204)利用所述结果进行查询和统计分析。

最后，结合本发明监测方法中的多用户实时跟踪进一步详细说明本发明：

如图3所示，具体包括：采集并根据同一个路由区下的不同用户接入过程中的相关信令所包含的用户识别码(IMSI)和临时逻辑链路标识码(TLLI)，准确识别出待监测用户的全部信令；在相关信令中会明确指示出对应待监测用户在接口上进行数据传送采用的数据时隙号，从而可以准确识别出对应待监测用户发送的数据；解码和分析识别出的信令和数据并提供实时监测信息。所述待监测用户可以是多个。

如果发生路由区更新或网络发起的分组移动台临时识别号(P-TMSI)重分配，TLLI也要随之变化。在发生这些情况下，实时跟踪技术保证记录TLLI的变化，从而实现用户跟踪不间断。

另外，本发明还进一步实现(一)CIR机车台GPRS流程的故障分析和(二)CIR业务的调度命令/车次号等信息传送无回复故障分析，其中：

(一)CIR机车台GPRS流程的故障分析：根据CIR用户的PDP激活过程和路由区更新过程正常的信令流程，比较实时监测和事后查询出的信令流程，得出每次过程不同之处，同时对于失败过程给出相应的可能的原因分析与相应的建议操作方法。

(二)CIR业务的调度命令/车次号等信息传送无回复故障分析：根据CIR用户的进路预告信息传送过程正常信令和常规数据特点，比较实时监测和事后查询出的信令流程，得出每次过程不同之处，同时对于失败过程给出相应的可能的原因分析与相应的建议操作方法。

Claims

1.一种铁路机车综合无线通信设备监测方法，应用在基于GSM-R网络的系统中，其特征在于，包括以下步骤：

1.1)采集Gb接口信令与铁路机车综合无线通信设备用户数据；

1.2)解码和分析所述Gb接口信令与用户数据；

1.3)根据解码和分析结果提供监测信息；

所述提供监测信息包括实时显示传输告警和被跟踪用户信息，还包括供用户查询、报表和统计分析；

该监测方法还包括：存储记录所述解码和分析结果；

其中，实时显示被跟踪用户信息的步骤具体包括：

1.6)解码和分析收集的所述待检测用户信令和数据并实时提供待检测用户的检测信息。

2.根据权利要求1所述监测方法，其特征在于，所述Gb接口信令包括用户接入、PDP激活、路由区更新和信息传送过程信令；所述用户数据包括车次号、调度命令。

3.根据权利要求1所述监测方法，其特征在于，该监测方法还包括所述步骤1.1)和1.2)之间的封装发送和对应的接收解封装。

4.根据权利要求3所述监测方法，其特征在于，所述封装包括封装采集时间和采集设备。

5.根据权利要求1所述监测方法，其特征在于，所述解码和分析包括对所述用户数据按CIR应用数据格式进行解析。

6.一种铁路机车综合无线通信设备的监测系统，基于GSM-R网络，其特征在于，包括：

信令采集单元(11)，高阻跨接在基站子系统和服务支持节点之间的连接线上，用于采集Gb接口信令与铁路机车综合无线通信设备用户数据；

呼叫详细记录服务器(13)，通过网络(12)与所述信令采集单元(11)连接，用于解码和分析所述Gb接口信令与数据，根据解码和分析结果提供监测信息；所述提供监测信息包括实时显示传输告警和被跟踪用户信息，还包括供用户查询、报表和统计分析；还用于存储记录所述解码和分析结果；

其中，实时显示被跟踪用户信息具体是指：根据用户识别码和临时逻辑链路标识码实时识别并收集待检测用户的信令，根据待检测用户信令中指示的数据时隙号实时识别并收集待检测用户的数据，解码和分析收集的所述待检测用户的信令和数据并实时提供待检测用户的检测信息。

7.根据权利要求6所述监测系统，其特征在于，所述信令采集单元(11)是多个，跨接在不同的连接线上。

8.根据权利要求6所述监测系统，其特征在于，该监测系统还包括与所述呼叫详细记录服务器(13)网络连接的用于存储所述解码和分析的结果的数据服务器(14)和与所述呼叫详细记录服务器(13)网络连接的用于与用户进行交互以获取监测对象或提供监测信息的客户端(15)。