CN106627665A - 冗余gsm‑r通信单元的车载地震紧急处置装置 - Google Patents

冗余gsm‑r通信单元的车载地震紧急处置装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冗余GSM‑R通信单元的车载地震紧急处置装置，其特征在于，包括：依次连接的天线、车载地震主机与车载地震终端；其中：车载地震主机中包括：冗余设置的主用、备用GSM‑R通信单元、制动控制单元与电源模块；车载地震主机中的各单元固定周期向车载地震终端发送心跳信息，由车载地震终端实时监测到各单元工作状态；在正常工作下，主用GSM‑R通信单元负责与路局中心系统进行数据通信，备用GSM‑R通信单元仅自动进行GPRS附着；当车载地震终端监测到主用GSM‑R通信单元状态异常，或者主用GSM‑R通信单元与路局中心系统发生传输故障时，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM‑R通信单元的切换。该装置可提高设备的可靠性，实时性和稳定性，保障列车能够正常平稳运行。

Description

冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置。
背景技术
目前车载地震紧急处置装置(车载地震装置)通过GPRS(General Packet RadioService，通用分组无线服务技术)方式接收地震预警系统发送的地震紧急处置信息，并依据接收到的警报级别，采取相应的紧急处置措施。
目前车载地震装置接收紧急处置信息存在的缺陷如下：
1、可靠性问题。
车载地震装置GSM-R(Global System for Mobile Communications–Railway)通信单元通过GPRS方式接收地震紧急处置信息，并将收到的的警报信息通过CAN总线传送给车载地震装置其他功能单元，由此可见GSM-R通信单元是车载地震装置与路局中心系统进行数据交互的唯一通道。目前车载地震装置只采用单模块方式进行地震紧急处置信息接收，如果车载装置中GSM-R通信单元出现状态异常，则车载地震装置就无法接收地震紧急处置信息，从而无法正常工作。
2、问题处理方式单一。
出现了GSM-R通信单元状态异常问题，处理方式首先是车载地震装置主机进行重启，如果重启恢复不了只能申请临时停车，先将车载地震装置的制动环路隔离，待列车入库后更换车载地震装置。遇到故障的处理方式单一，缺乏灵活性。
发明内容
本发明的目的是提供一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置，可提高设备的可靠性，实时性和稳定性，保障列车能够正常平稳运行。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置，包括：依次连接的天线、车载地震主机与车载地震终端；其中：
所述车载地震主机中包括：冗余设置的主用、备用GSM-R通信单元、制动控制单元与电源模块；
车载地震主机中的各单元固定周期向车载地震终端发送心跳信息，由车载地震终端实时监测到各单元工作状态；在正常工作下，主用GSM-R通信单元负责与路局中心系统进行数据通信，备用GSM-R通信单元仅自动进行GPRS附着；当车载地震终端监测到主用GSM-R通信单元状态异常，或者主用GSM-R通信单元与路局中心系统发生传输故障时，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元的切换。
在正常工作下，主用GSM-R通信单元负责与路局中心系统进行数据通信包括：
首先，所述主用GSM-R通信单元获得一个实际机车号，并且作为PDP激活的用户名使用；然后，主用GSM-R通信单元进行GPRS注册、PDP激活与IP地址获取；之后，以获取的IP地址和实际机车号并通过GPRS与路局中心系统进行数据通信。
所述当车载地震终端监测到主用GSM-R通信单元状态异常，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元的切换包括：
当车载地震终端连续N个周期没有收到主用GSM-R通信单元的心跳信息时，则认为主用GSM-R通信单元的CAN通信故障，因而判断主用GSM-R通信单元状态异常；之后，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元。
所述主用GSM-R通信单元与路局中心系统发生传输故障时，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元的切换包括：
车载地震主机通过主用GSM-R通信单元每隔固定周期向路局中心系统发送列车位置状态报告信息，路局中心收到位置报告后下发位置报告回执信息；当车载地震主机连续N个周期没收到位置报告回执信息，则认为发生车地数据传输故障，此时主用GSM-R通信单元状态为未注册；
当车载地震终端监测到主用GSM-R通信单元未注册时，指示主用GSM-R通信单元PDP去激活，并重新进行PDP激活；若激活成功，则向路局中心系统发送注册指令，若收到路局中心系统反馈的注册确认指令，则说明主用GSM-R通信单元注册成功，主用GSM-R通信单元自愈成功；如果PDP激活失败或者收不到注册确认指令，则由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元切换。
所述由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元包括：
在车载地震终端协调下，备用GSM-R通信单元获得一个虚拟机车号，备用GSM-R通信单元以虚拟机车号作为用户号进行GPRS注册、PDP激活和IP地址获取的过程，获得虚拟机车号对应的IP地址；
然后向路局中心系统发送注册指令，当接收到路局中心系统发送的注册确认指令，则切换成功。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，使用双GSM-R通信单元冗余技术，当主用GSM-R通信单元出现状态故障时，进行主备用切换处理，当主用GSM-R通信单元出现状态未注册时，可以尝试恢复，若恢复失败再进行主备用切换处理。此种技术提高了设备的可靠性，实时性和稳定性，保障列车能够正常平稳运行。
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车载地震紧急处置装置的无线通信部分系统框图；
图2为本发明实施例提供的冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置的示意图；
图3为本发明实施例提供的主用、备用GSM-R通信单元在正常工作过程示意图；
图4为本发明实施例提供的GSM-R通信单元与路局中心系统的数据通信流程图；
图5为本发明实施例提供的主用、备用GSM-R通信单元切换过程示意图。
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。
车载地震紧急处置装置的无线通信部分系统框图如图1所示，地震预警信息由路局中心系统转换为紧急处置信息通过GSM-R系统发送，车载地震紧急处置装置的主用GSM-R通信单元通过GPRS方式进行车载地震紧急处置信息的接收，备用GSM-R通信单元仅保持GSM-R网络附着状态。当主用功能单元不能正常使用时，进行主备用切换，备用功能单元承担接收车载地震紧急处置信息的功能。
现有车载地震装置仅由一个GSM-R通信单元进行地震紧急处置信息的收发，双GSM-R通信单元冗余技术提升了设备的可靠性，当主用GSM-R通信单元发生故障时，车载地震装置可以根据故障类型，进行相应的故障处理，及时且有效的保证了车载地震装置的正常工作，由此避免了由于GSM-R通信单元故障而引起的不必要停车问题。
本发明实施例提供一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置，如图2所示，起主要包括：依次连接的天线(包括GSMR天线与GNSS天线)、车载地震主机与车载地震终端；其中：
所述车载地震主机中包括：冗余设置的主用、备用GSM-R通信单元、制动控制单元与电源模块；各单元、模块之间以及单元板与操作终端之间采用标准CAN总线进行通讯。制动控制单元和制动系统通过硬线连接，实现列车的紧急制动；
车载地震主机中的各单元(本发明主要考虑主用、备用GSM-R通信单元)固定周期向车载地震终端发送心跳信息，由车载地震终端实时监测到各单元工作状态；在正常工作下，主用GSM-R通信单元负责与路局中心系统进行数据通信，备用GSM-R通信单元仅自动进行GPRS附着；当车载地震终端监测到主用GSM-R通信单元状态异常，或者主用GSM-R通信单元与路局中心系统发生传输故障时，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元的切换。
如图3所示，在正常工作下，主用GSM-R通信单元负责与路局中心系统进行数据通信，而备用GSM-R通信单元仅自动进行GPRS附着。
车载地震装置设备开机上电后，所述主用GSM-R通信单元获得一个实际机车号，并且作为PDP激活的用户名使用；然后，主用GSM-R通信单元进行GPRS注册、PDP激活与IP地址获取；之后，以获取的IP地址和实际机车号并通过GPRS与路局中心系统进行数据通信，数据通信流程如图4所示。
GSM-R通信单元故障主要有两种情况，根据不同的异常状态执行不同的主备用切换。
1)CAN通信故障。
当车载地震终端连续N个周期(例如，5个周期)没有收到主用GSM-R通信单元的心跳信息时，则认为主用GSM-R通信单元的CAN通信故障，因而判断主用GSM-R通信单元状态异常；之后，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元。
2)车地数据传输故障。
车载地震主机通过主用GSM-R通信单元每隔固定周期向路局中心系统发送列车位置状态报告信息，路局中心收到位置报告后下发位置报告回执信息；当车载地震主机连续N个周期没收到位置报告回执信息，则认为发生车地数据传输故障，此时主用GSM-R通信单元状态为未注册；
当车载地震终端监测到主用GSM-R通信单元未注册时，指示主用GSM-R通信单元PDP去激活，并重新进行PDP激活；若激活成功，则向路局中心系统发送注册指令，若收到路局中心系统反馈的注册确认指令，则说明向路局中心系统注册成功，主用GSM-R通信单元自愈成功；如果PDP激活失败或者收不到注册确认指令，则由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元切换。
本发明实施例中，主用、备用GSM-R通信单元切换过程如下：
如图5所示，在车载地震终端协调下，备用GSM-R通信单元获得一个虚拟机车号，备用GSM-R通信单元以虚拟机车号作为用户号进行GPRS注册、PDP激活和IP地址获取的过程，获得虚拟机车号对应的IP地址；
然后向路局中心系统发送注册指令，当接收到路局中心系统发送的注册确认指令，则切换成功。
本领域技术人员可以理解，上述主用、备用GSM-R通信单元正常工作与故障切换需要满足如下条件：车载地震终端可以监测到GSM-R通信单元状态异常；车载地震终端指示GSM-R通信单元进行主备用切换；核心网：DNS和RADIUS增加相应分配IP地址功能SIM卡：具备数据通信功能。
本发明实施例的上述方案，使用双GSM-R通信单元冗余技术，当主用GSM-R通信单元出现状态故障时，进行主备用切换处理，当主用GSM-R通信单元出现状态未注册时，可以尝试恢复，若恢复失败再进行主备用切换处理。此种技术提高了设备的可靠性，实时性和稳定性，保障列车能够正常平稳运行。
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 (5)

1.一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置，其特征在于，包括：依次连接的天线、车载地震主机与车载地震终端；其中：
所述车载地震主机中包括：冗余设置的主用、备用GSM-R通信单元、制动控制单元与电源模块；
车载地震主机中的各单元固定周期向车载地震终端发送心跳信息，由车载地震终端实时监测到各单元工作状态；在正常工作下，主用GSM-R通信单元负责与路局中心系统进行数据通信，备用GSM-R通信单元仅自动进行GPRS附着；当车载地震终端监测到主用GSM-R通信单元状态异常，或者主用GSM-R通信单元与路局中心系统发生传输故障时，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元的切换。
2.根据权利要求1所述的一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置，其特征在于，在正常工作下，主用GSM-R通信单元负责与路局中心系统进行数据通信包括：
首先，所述主用GSM-R通信单元获得一个实际机车号，并且作为PDP激活的用户名使用；然后，主用GSM-R通信单元进行GPRS注册、PDP激活与IP地址获取；之后，以获取的IP地址和实际机车号并通过GPRS与路局中心系统进行数据通信。
3.根据权利要求1所述的一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置，其特征在于，所述当车载地震终端监测到主用GSM-R通信单元状态异常，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元的切换包括：
当车载地震终端连续N个周期没有收到主用GSM-R通信单元的心跳信息时，则认为主用GSM-R通信单元的CAN通信故障，因而判断主用GSM-R通信单元状态异常；之后，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元。
4.根据权利要求1所述的一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置，其特征在于，所述主用GSM-R通信单元与路局中心系统发生传输故障时，由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元的切换包括：
车载地震主机通过主用GSM-R通信单元每隔固定周期向路局中心系统发送列车位置状态报告信息，路局中心收到位置报告后下发位置报告回执信息；当车载地震主机连续N个周期没收到位置报告回执信息，则认为发生车地数据传输故障，此时主用GSM-R通信单元状态为未注册；
当车载地震终端监测到主用GSM-R通信单元未注册时，指示主用GSM-R通信单元PDP去激活，并重新进行PDP激活；若激活成功，则向路局中心系统发送注册指令，若收到路局中心系统反馈的注册确认指令，则说明主用GSM-R通信单元注册成功，主用GSM-R通信单元自愈成功；如果PDP激活失败或者收不到注册确认指令，则由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元切换。
5.根据权利要求1、3或4所述的一种冗余GSM-R通信单元的车载地震紧急处置装置，其特征在于，所述由车载地震终端指示进行主用、备用GSM-R通信单元包括：
在车载地震终端协调下，备用GSM-R通信单元获得一个虚拟机车号，备用GSM-R通信单元以虚拟机车号作为用户号进行GPRS注册、PDP激活和IP地址获取的过程，获得虚拟机车号对应的IP地址；
然后向路局中心系统发送注册指令，当接收到路局中心系统发送的注册确认指令，则切换成功。
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