CN106102032A - 高速铁路地震预警监测信息无线传送系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速铁路地震预警监测信息无线传送系统，包括：地震预警监测通信接口系统，用于接收地震预警信息，并计算地震影响范围；再将该地震预警信息发送至地震影响范围内的或者即将进入地震影响范围的列车上的车载地震预警接收装置，以及以小区广播方式将包含地震预警信息的小区广播短消息发送至地震影响范围内的小区；车载地震预警接收装置，用于向地震预警监测通信接口系统发送本列车的列车位置报告，以及接收地震预警监测通信接口系统发送的地震预警信息与包含地震预警信息的小区广播短消息，并在接收到地震预警信息或者包含地震预警信息的小区广播短消息后转发给紧急处置装置进行相应处置操作。该系统可以快速完成地震预警监测，保障列车行驶的安全性。

Description

高速铁路地震预警监测信息无线传送系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种高速铁路地震预警监测信息无线传送系统。

背景技术

地震是危害巨大的自然灾害，严重时会直接破坏铁路基础设施，导致列车运行安全事故。建设有效的铁路地震预警监测系统，可以在灾害发生时的减小列车损失程度。

地震预警技术则是利用P波和S波的速度差、电信号和地震波的速度差，在地震发生后，当破坏性地震波尚未来袭的数秒至数十秒之前发出预警，从而采取相应措施。对于高速列车而言，快速、准确的将预警数据发送给车载控车装置十分重要。GSM-R数字移动通信系统是我国高速铁路的主要无线通信平台，为铁路运营和维护提供了方便快捷的语音和数据通信服务。

然而，目前还没有较为完善的高速铁路地震预警监测信息无线传送方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速铁路地震预警监测信息无线传送系统，可以快速将地震预警监测信息发送给列车，保障列车行驶的安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高速铁路地震预警监测信息无线传送系统，包括：设置在地面的地震预警监测通信接口系统以及设置在列车上的车载地震预警接收装置；其中：

地震预警监测通信接口系统，用于接收地震预警信息，并计算地震影响范围；再将该地震预警信息发送至地震影响范围内的或者即将进入地震影响范围的列车上的车载地震预警接收装置，以及以小区广播方式将包含地震预警信息的小区广播短消息发送至地震影响范围内的小区；

车载地震预警接收装置，用于向地震预警监测通信接口系统发送本列车的列车位置报告，以及接收地震预警监测通信接口系统发送的地震预警信息与包含地震预警信息的小区广播短消息，并在接收到地震预警信息或者包含地震预警信息的小区广播短消息后转发给紧急处置装置进行相应处置操作。

所述地震预警监测通信接口系统包括：信息处理应用服务器、小区广播通信服务器、小区广播中心、GPRS通信服务器与GPRS接口服务器；其中：

所述信息处理应用服务器，用于接收地震预警信息，并根据地震预警信息中携带的里程或者经纬度信息来计算地震影响范围；

所述GPRS通信服务器，用于接收地震影响范围，并判断处于地震影响范围或者即将进入地震影响范围的列车，再通过GPRS接口服务器采用GPRS的传输方式将地震预警信息发送至对应列车的车载地震预警接收装置；还用于当接收到上电启动或者重启后的车载地震预警接收装置发送的注册帧后，返回注册确认消息并将相应的车载地震预警接收装置纳入监督范围；此后，还接收车载地震预警接收装置到达预定的列车位置报告发送周期或小区信息出现变化时发送的列车位置报告；

所述小区广播通信服务器，用于生成包含地震预警信息的小区广播短消息，并通过小区广播中心将小区广播短消息发送至地震影响范围内的小区；

所述GPRS接口服务器与GSM-R网络中的GPRS接入路由设备连接；所述小区广播中心与GSM-R网络中的BSC设备连接。

所述地震预警监测通信接口系统还包括：日志记录装置，用于记录地震预警监测通信接口系统接收与发送的数据包以及信息处理应用服务器处理过程信息，以便地震预警监测通信接口系统运行状态的事后查询和分析。

所述车载地震预警接收装置包括：GSM-R电台1、GPRS控制单元、GSM-R电台2与小区广播控制单元；其中：

所述GPRS控制单元，用于当车载地震预警接收装置上电启动或者重启后通过GSM-R电台1发送的注册帧至地震预警监测通信接口系统，并接收到注册确认消息；此后，当到达预定的列车位置报告发送周期或小区信息出现变化时通过GSM-R电台1发送列车位置报告至地震预警监测通信接口系统；还用于通过GSM-R电台1接收车载地震预警接收装置发送的地震预警信息；

小区广播控制单元，用于通过GSM-R电台2接收车载地震预警接收装置发送的包含地震预警信息的小区广播短消息；

所述GPRS控制单元与小区广播控制单元均内置有GPS接收模块，用于授时与定位；

所述GPRS控制单元接收到地震预警信息，或者小区广播控制单元接收到包含地震预警信息的小区广播短消息后，均转发给紧急处置装置进行相应处置操作；并在完成相应处置操作后，向地震预警监测通信接口系统发送控制输出回执。

所述车载地震预警接收装置还包括：记录单元，用于保存车载地震预警接收装置接收和发送的数据，以及各单元健康状态信息，以便车载地震预警接收装置运行状态的事后查询和分析。

所述地震预警监测通信接口系统中的小区广播通信服务器周期性的向监督范围内的所有车载地震预警接收装置发送心跳小区广播短消息，车载地震预警接收装置据此进行小区广播健康状态检查；

所述包含地震预警信息的小区广播短消息的优先级高于所述心跳小区广播短消息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用GPRS方式与小区广播方式向列车发送地震预警信息，确保相应列车可以即时的接收到地震预警信息，以快速的进行相应操作，保障了列车行驶的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种高速铁路地震预警监测信息无线传送系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的采用GPRS方式实现车地之间数据交互时的通信时序图；

图3为本发明实施例提供的采用小区广播方式实现车地之间数据交互时的通信时序图；

图4为本发明实施例提供的地震预警监测通信接口系统的示意图；

图5为本发明实施例提供的车载地震预警接收装置的示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种高速铁路地震预警监测信息无线传送系统，如图1所示，其主要包括：设置在地面的地震预警监测通信接口系统以及设置在列车上的车载地震预警接收装置；其中：

地震预警监测通信接口系统，用于接收地震预警信息，并计算地震影响范围；再将该地震预警信息以GPRS方式发送至地震影响范围内的或者即将进入地震影响范围的列车上的车载地震预警接收装置，以及以小区广播方式将包含地震预警信息的小区广播短消息发送至地震影响范围内的小区；

车载地震预警接收装置，用于向地震预警监测通信接口系统发送本列车的列车位置报告，以及接收地震预警监测通信接口系统发送的地震预警信息与包含地震预警信息的小区广播短消息，并在接收到地震预警信息或者包含地震预警信息的小区广播短消息后转发给紧急处置装置进行相应处置操作。

本发明实施例中，地震预警监测通信接口系统与车载地震预警接收装置基于GSM-R系统进行通信，所传输的地震预警信息可以基于GPRS方式与小区广播的方式；当车载地震预警接收装置接收到任一种方式传输的地震预警信息后均转发给紧急处置装置进行相应处置。

1、采用GPRS方式实现车地之间数据交互时，通信时序如图2所示。

车载地震预警接收装置在上电启动或重起后需要向地震预警监测通信接口系统发送注册帧，地震预警监测通信接口系统接收到车载地震预警接收装置的注册帧后，生成并发送注册确认帧，其中包含通信超时时间、列车位置报告发送周期等参数。注册成功后地震预警监测通信接口系统将车载地震预警接收装置纳入监督范围。

车载地震预警接收装置注册成功后，当到达预定的列车位置报告发送周期或小区信息出现变化时，车载地震预警接收装置向地震预警监测通信接口系统发送列车位置报告，其中包括当前时间、经纬度、LAC、CI、车载接收装置健康状态等信息。地震预警监测通信接口系统接收到列车位置报告后更新车载地震预警接收装置所在的位置。

之后，当地震预警监测通信接口系统接收地震预警信息后，向处于地震影响范围或者即将进入该范围的所有列车发送地震警报信息帧，车载地震预警接收装置收到地震警报信息帧并统完成预期的操作时，向地震预警监测通信接口系统发送控制输出回执。

2、采用小区广播方式实现车地之间数据交互时，通信时序如图3所示

小区广播短消息业务GSM-R短消息服务中的一种，由小区广播中心按照一定方式收集信息，对特定区域里的所有接收者按照给定频率和次数发送短消息。小区广播短消息业务的区域可以是一个或多个小区，采取一点对多点将信息发送给车载地震预警接收装置，小区广播短消息不会使用专用的连接，不提供任何消息接收保证。

地震预警监测通信接口系统周期性向监督范围内的所有车载地震预警接收装置发送心跳小区广播短消息，车载地震预警接收装置据此进行小区广播健康状态检查。当地震预警监测通信接口系统接收地震预警信息后，生成一条地震预警小区广播短消息，并向处于地震影响范围内的所有小区发布。心跳小区广播短消息采用普通优先级，地震预警小区广播短消息采用高优先级。

为了便于理解，下面针对地震预警监测通信接口系统与车载地震预警接收装置进行详细的介绍。

1、地震预警监测通信接口系统。

本发明实施例中，所述的地震预警监测通信接口系统可以设置在高速铁路沿线或者铁路调度指挥中心。如图4所示，其主要包括：信息处理应用服务器、小区广播通信服务器、小区广播中心、GPRS通信服务器与GPRS接口服务器；其中：

所述信息处理应用服务器，用于接收地震预警信息，并根据地震预警信息中携带的里程或者经纬度信息来计算地震影响范围；之后，将地震预警信息与相应的地震影响范围发送给小区广播通信服务器及GPRS通信服务器。

所述GPRS通信服务器，用于接收地震影响范围，并判断处于地震影响范围或者即将进入地震影响范围的列车，再通过GPRS接口服务器采用GPRS的传输方式将地震预警信息发送至对应列车的车载地震预警接收装置；还用于当接收到上电启动或者重启后的车载地震预警接收装置发送的注册帧后，返回注册确认消息并将相应的车载地震预警接收装置纳入监督范围；此后，还接收车载地震预警接收装置发送的列车位置报告发送周期或小区信息出现变化时发送的列车位置报告。

所述小区广播通信服务器，用于生成包含地震预警信息的小区广播短消息，并通过小区广播中心将小区广播短消息发送至地震影响范围内的小区。

所述GPRS接口服务器与GSM-R网络中的GPRS接入路由设备连接，负责完成数据转发、协议转换、车载接收装置位置判断等功能。所述小区广播中心与GSM-R网络中的BSC设备连接，负责将小区广播通信服务器的信息分发到指定的小区。

此外，所述地震预警监测通信接口系统还包括：日志记录装置，用于记录地震预警监测通信接口系统接收与发送的数据包以及信息处理应用服务器处理过程信息，以便地震预警监测通信接口系统运行状态的事后查询和分析。

2、车载地震预警接收装置。

本发明实施例中，所述车载地震预警接收装置实现基于GPRS和小区广播方式的GSM-R网络无线通信、地震预警信息接收与应答；当接收到地震预警信息后，通知紧急处置装置采取相应的处置措施。

如图5所示，所述车载地震预警接收装置主要包括：GSM-R电台1、GPRS控制单元、GSM-R电台2与小区广播控制单元；其中：

所述GPRS控制单元，用于当车载地震预警接收装置上电启动或者重启后通过GSM-R电台1发送的注册帧至地震预警监测通信接口系统，并接收到注册确认消息；此后，当到达预定的列车位置报告发送周期或小区信息出现变化时通过GSM-R电台1发送列车位置报告至地震预警监测通信接口系统；还用于通过GSM-R电台1接收车载地震预警接收装置发送的地震预警信息。

小区广播控制单元，用于通过GSM-R电台2接收车载地震预警接收装置发送的包含地震预警信息的小区广播短消息。

所述GPRS控制单元与小区广播控制单元均内置有GPS接收模块，用于授时与定位。

所述GPRS控制单元接收到地震预警信息，或者小区广播控制单元接收到包含地震预警信息的小区广播短消息后，均转发给紧急处置装置进行相应处置操作；并在完成相应处置操作后，向地震预警监测通信接口系统发送控制输出回执。

此外，所述车载地震预警接收装置还包括：记录单元，用于保存车载地震预警接收装置接收和发送的数据，以及各单元健康状态信息，以便车载地震预警接收装置运行状态的事后查询和分析。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种高速铁路地震预警监测信息无线传送系统，其特征在于，包括：设置在地面的地震预警监测通信接口系统以及设置在列车上的车载地震预警接收装置；其中：

地震预警监测通信接口系统，用于接收地震预警信息，并计算地震影响范围；再将该地震预警信息发送至地震影响范围内的或者即将进入地震影响范围的列车上的车载地震预警接收装置，以及以小区广播方式将包含地震预警信息的小区广播短消息发送至地震影响范围内的小区；

车载地震预警接收装置，用于向地震预警监测通信接口系统发送本列车的列车位置报告，以及接收地震预警监测通信接口系统发送的地震预警信息与包含地震预警信息的小区广播短消息，并在接收到地震预警信息或者包含地震预警信息的小区广播短消息后转发给紧急处置装置进行相应处置操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地震预警监测通信接口系统包括：信息处理应用服务器、小区广播通信服务器、小区广播中心、GPRS通信服务器与GPRS接口服务器；其中：

所述信息处理应用服务器，用于接收地震预警信息，并根据地震预警信息中携带的里程或者经纬度信息来计算地震影响范围；

所述GPRS通信服务器，用于接收地震影响范围，并判断处于地震影响范围或者即将进入地震影响范围的列车，再通过GPRS接口服务器采用GPRS的传输方式将地震预警信息发送至对应列车的车载地震预警接收装置；还用于当接收到上电启动或者重启后的车载地震预警接收装置发送的注册帧后，返回注册确认消息并将相应的车载地震预警接收装置纳入监督范围；此后，还接收车载地震预警接收装置到达预定的列车位置报告发送周期或小区信息出现变化时发送的列车位置报告；

所述小区广播通信服务器，用于生成包含地震预警信息的小区广播短消息，并通过小区广播中心将小区广播短消息发送至地震影响范围内的小区；

所述GPRS接口服务器与GSM-R网络中的GPRS接入路由设备连接；所述小区广播中心与GSM-R网络中的BSC设备连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述地震预警监测通信接口系统还包括：日志记录装置，用于记录地震预警监测通信接口系统接收与发送的数据包以及信息处理应用服务器处理过程信息，以便地震预警监测通信接口系统运行状态的事后查询和分析。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述车载地震预警接收装置包括：GSM-R电台1、GPRS控制单元、GSM-R电台2与小区广播控制单元；其中：

所述GPRS控制单元，用于当车载地震预警接收装置上电启动或者重启后通过GSM-R电台1发送的注册帧至地震预警监测通信接口系统，并接收到注册确认消息；此后，当到达预定的列车位置报告发送周期或小区信息出现变化时通过GSM-R电台1发送列车位置报告至地震预警监测通信接口系统；还用于通过GSM-R电台1接收车载地震预警接收装置发送的地震预警信息；

小区广播控制单元，用于通过GSM-R电台2接收车载地震预警接收装置发送的包含地震预警信息的小区广播短消息；

所述GPRS控制单元与小区广播控制单元均内置有GPS接收模块，用于授时与定位；

所述GPRS控制单元接收到地震预警信息，或者小区广播控制单元接收到包含地震预警信息的小区广播短消息后，均转发给紧急处置装置进行相应处置操作；并在完成相应处置操作后，向地震预警监测通信接口系统发送控制输出回执。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述车载地震预警接收装置还包括：记录单元，用于保存车载地震预警接收装置接收和发送的数据，以及各单元健康状态信息，以便车载地震预警接收装置运行状态的事后查询和分析。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述地震预警监测通信接口系统中的小区广播通信服务器周期性的向监督范围内的所有车载地震预警接收装置发送心跳小区广播短消息，车载地震预警接收装置据此进行小区广播健康状态检查；

所述包含地震预警信息的小区广播短消息的优先级高于所述心跳小区广播短消息。