CN110395301A - 机车作业监控系统、调车机车信号传输方法及装置 - Google Patents

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牛小飞
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Abstract

本申请涉及一种机车作业监控系统、调车机车信号传输方法及装置。其中，机车作业监控系统，电务维护终端，用于对调车机车信号进行加密，生成密文；GPRS通信模块，GPRS通信模块与电务维护终端串接，且用于转发密文；监控终端，用于接收GPRS通信模块转发的密文，并对密文进行解密后，生成并显示调车机车信号。通过利用电务维护终端对调车机车信号进行加密，生成密文，以密文形式经过GPRS通信模块无线转发至监控终端，供监控终端接收到该密文后，进行解密，得到调车机车信号，防止采用无线方式进行调车机车信号传输时发生数据泄露等事故，提高机车作业监控领域的数据安全性和数据可靠性。

Description

机车作业监控系统、调车机车信号传输方法及装置
技术领域
本发明涉及机车作业控制技术领域，特别是涉及一种机车作业监控系统、调车机车信号传输方法及装置。
背景技术
这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。
无线调车机车信号和监控系统(STP，Shunting Train Protection)，是调车安全防护的辅助设备，通过其地面和车载设备将获取的集中联锁车站调车作业相关信号、道岔、轨道电路区段信息进行处理，目前，通过在车站附近铺设通信电缆等物理网络通道，并在轨道指定位置设置信号收发装置，实现与过往车辆之间的信息交互，机动性较差，且要求相关业务管理人员和维护人员必须在监控中心进行查看，在办公室、出差或其它地方均无法远程监视。针对于此，已有一些厂家通过在监控室设置无线通信模块，将监控中心获取的数据转发至其他终端，实现监控，但数据传输存在隐患，在数据传输中易遭受数据拦截和篡改，使车务人员无法根据正确的调车机车信号进行下一步工作安排，严重时会导致车辆运行安全事故。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术中的调车机车信号监控实现方式可靠性低的问题，提供一种机车作业监控系统、调车机车信号传输方法及装置。
一方面，本发明实施例提供了一种机车作业监控系统，包括：
电务维护终端，用于对调车机车信号进行加密，生成密文；
GPRS通信模块，GPRS通信模块与电务维护终端串接，且用于转发密文；
监控终端，用于接收GPRS通信模块转发的密文，并对密文进行解密后，生成并显示调车机车信号。
为了保障数据的安全性，本申请实施例提供的机车作业监控系统，通过利用电务维护终端对调车机车信号进行加密，生成密文，以密文形式经过GPRS通信模块无线转发至监控终端，供监控终端接收到该密文后，进行解密，得到调车机车信号，防止采用无线方式进行调车机车信号传输时发生数据泄露等事故，提高机车作业监控领域的数据安全性和数据可靠性。
在其中一个实施例中，电务维护终端还用于将调车机车信号的序列转换为码位信息，并对码位信息进行加密，生成密文。
在其中一个实施例中，监控终端还用于对密文进行解密，生成码位信息，并对码位信息进行反序列化解析，得到调车机车信号。
在其中一个实施例中，监控终端为列车运行监控装置。
在其中一个实施例中，调车机车信号包括：站场表示信息、机车位置信息、防护距离信息和设备状态信息。
另一方面，本申请实施例提供了一种调车机车信号传输方法，包括：
对调车机车信号进行加密，生成密文；
传输密文至与电务维护终端串接的GPRS通信模块，GPRS通信模块用于转发密文转发至监控终端，使监控终端在接收GPRS通信模块转发的密文后，对密文进行解密，生成并显示调车机车信号。
在其中一个实施例中，对调车机车信号进行加密，生成密文的步骤包括：
将调车机车信号的序列转换为码位信息；
并对码位信息进行加密，生成密文。
一种调车机车信号传输装置，包括：
密文生成模块，用于对调车机车信号进行加密，生成密文；
密文发送模块，用于传输密文至与电务维护终端串接的GPRS通信模块，GPRS通信模块用于转发密文转发至监控终端，使监控终端在接收GPRS通信模块转发的密文后，对密文进行解密，生成并显示调车机车信号。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器在执行计算机程序时实现上述调车机车信号传输方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述调车机车信号传输方法的步骤。
附图说明
图1为一个实施例中机车作业监控系统的结构示意图；
图2为一个实施例中调车机车信号传输方法的流程示意图；
图3为一个实施例中对调车机车信号进行加密，生成密文步骤的流程示意图；
图4为另一个实施例中调车机车信号传输装置的结构框图；
图5为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一方面，本发明实施例提供了一种机车作业监控系统，如图1所示，包括：
电务维护终端10，用于对调车机车信号进行加密，生成密文；
GPRS通信模块20，GPRS通信模块20与电务维护终端10串接，且用于转发密文；
监控终端30，用于接收GPRS通信模块20转发的密文，并对密文进行解密后，生成并显示调车机车信号。
其中，电务维护终端10可以用于监视车站铁路调度集中系统的运行状况，对所有操作控制命令、设备运用情况、故障报警信息和车站网络运行状态等进行分类存储，供电务维修人员参考使用。GPRS(General Packet Radio Service)通信模块，是指利用通用分组无线服务技术进行无线通信的模块，是基于GSM移动电话用户可用的移动数据业务进行数据传输的模块，例如，GPRS通信模块20可以是DTU(Data Transfer unit)模块或者GPRS模块。密文是加了密的的文字，明文是加密之前的文字。密文是对明文进行加密后的报文。监控终端30可以是PC机、列车上的列车运行监控装置(LKJ)和平板等终端。调车机车信号是指能够反映车站各设备运行情况、操作控制命令和车站网络运行状态等各方面运行情况的信号。
具体的，增加GPRS通信模块20，将该GPRS通信模块20与电务维护终端10通过串口连接，实现数据传输，电务维护终端10获取的站场的站场表示和调车机车动态(包括位置、速度、运行方向等)、STP(Shunting Train Protection)系统的相关网络状态、软件运行状态等，均可以进行加密后，生成密文，以密文的形式经过串口传输至GPRS通信模块20，然后由GPRS通信模块20将能够反映电务维护终端10收集的这些数据的密文转发至监控终端30，当监控终端30接收到该密文后，对该密文进行解密，得到电务维护终端10所要传输的各类数据，并进行显示。区长可以通过监控终端30实时的掌握站场的站场表示和调车机车动态(包括位置、速度、运行方向等)，无需固定待在电务维护终端10监控室。电务维护人员可以通过监控终端30为对STP系统的相关网络状态、软件运行状态等的监视从而进行故障分析和诊断。此外，乘务员可通过监控终端30掌握实时的站场表示、机车位置、防护距离等信息，后续工作提供数据依据。且通过对传输数据的加解密处理，防止采用无线方式进行调车机车信号传输时发生数据泄露等事故，提高机车作业监控领域的数据安全性和数据可靠性。
在其中一个实施例中，电务维护终端10还用于将调车机车信号的序列转换为码位信息，并对码位信息进行加密，生成密文。
电务维护终端10将采集的设备状态信息等调车机车信号序列转换为码位信息，对该码位信息再进行加密，该加密过程，可以是利用对称密钥生成的，也可以是通过非对称密钥生成的，密钥算法的选择可以根据用户需要而定。码位信息加密后生成的密文，通过串口等连接方式传输至GPRS模块，通过移动网络发给监视终端。可选的，为了节省耗电量，电务维护终端10在接收到监控终端30发送的数据申请指令后，再向该监控终端30反馈包括调车机车信号的密文，供监控终端30解密、显示。
在其中一个实施例中，监控终端30还用于对密文进行解密，生成码位信息，并对码位信息进行反序列化解析，得到调车机车信号。
同上述实施例中，监控终端30在接收到电务维护终端10发送的密文后，对该密文进行解密，并生成码位信息，该码位信息与电务维护终端10生成的码位信息对应，所以监控终端30对该码位信息进行反序列化解后，则可以生成所要电务维护终端10所发送的调车机车信号。
在其中一个实施例中，监控终端30为列车运行监控装置。
列车运行监控装置(LKJ)以轨道电路及机车信号作为列车运行指令信息源，对列出运行速度等参数进行安全监控，是控制列车两冒一超(冒进、冒出、超速)的重要设备。当监控终端30为列车运行监控装置时，工作人员可以通过该列车运行监控装置对车站的各方面运行数据情况进行了解，并根据该数据，进行后续工作安排，控制类车两冒一超。监控终端30还可以是如PC、平板电脑等其他移动终端，业务管理人员和电务维护人员在任何能够上互联网的地方均可通过该移动终端对车站现场进行实时监控，不受物理位置和车站网络通道的限制。可以实现在办公室、出差或其它地方实现远程监视，若监控终端30为笔记本时，还可以通过手机共享WiFi热点给笔记本，实现远程监视功能。
在其中一个实施例中，调车机车信号包括：站场表示信息、机车位置信息、防护距离信息和设备状态信息。
其中，本申请实施例提供的机车作业监控系统可以通过监控终端30对车站的站场表示信息、调机动态(装卸货、交接班)、防护距离信息、设备运行状态信息等进行远程监视，为远程掌握现场作业和设备状态提供了重要的技术手段，且本机车作业监控系统的实施不影响既有STP系统的安全防护功能，通过电务维护终端10结合GPRS通信模块20(DTU模块)即可实现远程功能，安装实施简单，无需铺设物理网络线缆，实施效率高；不受距离和区域限制，只要能上网就能通过专用的远程监视软件进行远程监视。
另一方面，本申请实施例提供了一种调车机车信号传输方法，如图2所示，包括：
S20：对调车机车信号进行加密，生成密文；
S40：传输密文至与电务维护终端10串接的GPRS通信模块20，GPRS通信模块20用于转发密文转发至监控终端30，使监控终端30在接收GPRS通信模块20转发的密文后，对密文进行解密，生成并显示调车机车信号。
其中，调车机车信号等释义与上述系统实施例中相同，在此不做赘述。具体的，对所要发送的调车机车信号进行加密，生成密文，以密文的形式传输数据至与电务维护终端10串接的GPRS通信模块20，GPRS通信模块20在接收到该密文后，转发该密文至对应的监控终端30，供该监控终端30对密文进行解密，并显示解密后得到的调车机车信号，以便工作人员获知站场表示信息、设备运行状态信息等数据，以便工作人员安排后续工作。通过采用数据加密的方式进行数据远传，可以避免调车机车信号泄露或被篡改而发生严重的行车安全问题，保障机车正常运行。
在其中一个实施例中，对调车机车信号进行加密，如图3所示，生成密文的步骤包括：
S11：将调车机车信号的序列转换为码位信息；
S12：并对码位信息进行加密，生成密文。
其中，密文是指电务维护终端10对调车机车信号加密后生成的密文。具体生成密文的过程，可以是先对调车机车信号的序列进行码位信息转换，然后再对转换得到的码位信息进行数据加密，采用预设的密钥生成密文，进行数据安全传输。
在其中一个实施例中，如图2所示，调车机车信号传输方法，对调车机车信号进行加密，生成密文的步骤之前还包括步骤：
S10：检测是否接收到监控终端30发送的数据请求指令，若检测到该数据请求指令，则执行步骤S20。
应该理解的是，虽然图2-3的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2-3中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
一种调车机车信号传输装置，如图4所示，包括：
密文生成模块1，用于对调车机车信号进行加密，生成密文；
密文发送模块2，用于传输密文至与电务维护终端10串接的GPRS通信模块20，GPRS通信模块20用于转发密文转发至监控终端30，使监控终端30在接收GPRS通信模块20转发的密文后，对密文进行解密，生成并显示调车机车信号。
其中，关于调车机车信号传输装置的具体限定可以参见上文中对于调车机车信号传输方法的限定，在此不再赘述。具体的，通过密文生成模块1对调车机车信号进行加密，生成密文，然后又通过密文发送模块2传输密文至与电务维护终端10串接的GPRS通信模块20，使得该GPRS通信模块20转发密文转发至监控终端30，使监控终端30在接收GPRS通信模块20转发的密文后，对密文进行解密，生成并显示调车机车信号。在实现无线通信的情况下，保证数据传输安全，防止车站相关调车机车信号在传输过程中泄露或被人篡改，从而保障机车行车安全。上述调车机车信号传输装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种调车机车信号传输方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
S20：对调车机车信号进行加密，生成密文；
S40：传输密文至与电务维护终端10串接的GPRS通信模块20，GPRS通信模块20用于转发密文转发至监控终端30，使监控终端30在接收GPRS通信模块20转发的密文后，对密文进行解密，生成并显示调车机车信号。
其中，关于计算机设备的具体限定可以参见上文中对于调车机车信号传输方法的限定，在此不再赘述。本申请实施例提供的计算机设备，通过对调车机车信号进行数据加密，生成密文，并将该密文传输至与电务维护系统串接的GPRS通信模块20，通过该GPRS通信模块20转发该密文至监控终端30，监控终端30对该密文进行解密后显示调车机车信号供工作人员查看，实现远程监控，且可以保证远传数据的安全性，从而提高整个机车作业的安全性。
在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还可以实现以下步骤：
S11：将调车机车信号的序列转换为码位信息；
S12：并对码位信息进行加密，生成密文。
在其中一个实施例中，处理器执行计算机程序时还可以实现以下步骤：
S10：检测是否接收到监控终端30发送的数据请求指令，若检测到该数据请求指令，则执行步骤S20。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
S20：对调车机车信号进行加密，生成密文；
S40：传输密文至与电务维护终端10串接的GPRS通信模块20，GPRS通信模块20用于转发密文转发至监控终端30，使监控终端30在接收GPRS通信模块20转发的密文后，对密文进行解密，生成并显示调车机车信号。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
S11：将调车机车信号的序列转换为码位信息；
S12：并对码位信息进行加密，生成密文。
在其中一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：
S10：检测是否接收到监控终端30发送的数据请求指令，若检测到该数据请求指令，则执行步骤S20。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种机车作业监控系统，其特征在于，包括：
电务维护终端，用于对调车机车信号进行加密，生成密文；
GPRS通信模块，所述GPRS通信模块与所述电务维护终端串接，且用于转发所述密文；
监控终端，用于接收所述GPRS通信模块转发的密文，并对所述密文进行解密后，生成并显示所述调车机车信号。
2.根据权利要求1所述的机车作业监控系统，其特征在于，所述电务维护终端还用于将调车机车信号的序列转换为码位信息，并对所述码位信息进行加密，生成所述密文。
3.根据权利要求2所述的机车作业监控系统，其特征在于，所述监控终端还用于对所述密文进行解密，生成码位信息，并对所述码位信息进行反序列化解析，得到所述调车机车信号。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的机车作业监控系统，其特征在于，所述监控终端为列车运行监控装置。
5.根据权利要求4所述的机车作业监控系统，其特征在于，所述调车机车信号包括：站场表示信息、机车位置信息、防护距离信息和设备状态信息。
6.一种调车机车信号传输方法，其特征在于，包括：
对调车机车信号进行加密，生成密文；
传输所述密文至串接的GPRS通信模块，所述GPRS通信模块用于转发所述密文转发至监控终端，使所述监控终端在接收所述GPRS通信模块转发的密文后，对所述密文进行解密，生成并显示所述调车机车信号。
7.根据权利要求6所述的无线调车机车信号监控方法，其特征在于，对调车机车信号进行加密，生成密文的步骤包括：
将调车机车信号的序列转换为码位信息；
并对所述码位信息进行加密，生成密文。
8.一种调车机车信号传输装置，其特征在于，包括：
密文生成模块，用于对调车机车信号进行加密，生成密文；
密文发送模块，用于传输所述密文至串接的GPRS通信模块，所述GPRS通信模块用于转发所述密文转发至监控终端，使所述监控终端在接收所述GPRS通信模块转发的密文后，对所述密文进行解密，生成并显示所述调车机车信号。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现权利要求6或7所述的调车机车信号传输方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求6或7所述的调车机车信号传输方法的步骤。
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