CN110460501A - 轨道交通lte-m承载列车控制业务通信状态的数据库通信方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种轨道交通LTE‑M通信系统承载列车控制业务通信状态的数据库通信方法，本发明针对现有方法的局限性，将轨道交通LTE‑M通信系统传输的基于通信的列车控制CBTC上下行数据通信状况分别存入线路中心和车载数据检测服务器数据库，车载数据检测服务器在检测通信情况的同时判断列车控制通信业务空闲状态，在不影响列车控制信号传输的情况下，将车载数据库信息通过LTE‑M传输到线路控制中心数据检测服务器，分析通信状况与丢包率，从而提高对LTE‑M通信系统承载列车控制业务通信状态检测的自动化水平。

Description

轨道交通LTE-M承载列车控制业务通信状态的数据库通信 方法
技术领域
本发明涉及一种轨道交通LTE-M通信系统承载列车控制业务通信状态的数据库通信方法，属于轨道交通通信领域。
背景技术
轨道交通LTE-M(Long Term Evolution for Metro,基于城市轨道交通的长期演进)通信系统主要承载列车运行控制最重要的CBTC（Communication Based TrainControl, 基于通信的列车控制）业务正常数据的传输。为了保障列车运行安全，近年工信部发布的LTE-M规范对系统的可靠性作出了要求。目前用于测试可靠性的方法主要是在列车检测下行链路的数据的达到情况并记录，在轨旁线路控制中心检测上行链路的数据的到达情况并记录，当出现运行故障需要回溯通信过程时，由人工将两端设备中数据拷贝到便携式存储设备，并集中拷贝到专用计算机中予以处理,费时费力。因此提供一种轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方式，能够将车载数据库信息直接通过LTE-M传输到线路控制中心，可以提高对列车通信系统检测的自动化水平。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术的不足，提供一种轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，将轨道交通LTE-M通信系统的上下行数据通信状况分别存入线路中心和列车端的数据库，在列车控制通信业务空闲时间将车载数据库信息直接通过LTE-M传输到线路控制中心，分析通信状况与丢包率，从而提高对LTE-M通信系统承载列车控制业务通信状态检测的自动化水平。
实施本发明，需有以下假设：
1) CBTC是LTE-M承载的主要业务，并且可靠性要求最高。
2) CBTC数据业务采用UDP方式传输。
3) 线路控制中心LTE-M系统的核心网通过交换机与CBTC接口连接。
4) 线路控制中心LTE-M系统的核心网通过交换机与数据检测服务器连接。
5) 列车LTE-M系统终端通过交换机与CBTC接口连接。
6) 列车LTE-M系统终端通过交换机与数据检测服务器连接。
为达到上述目的，本发明构思是：在列车正常运行过程中，线路控制中心LTE-M系统核心网通过交换机与CBTC接口连接，列车的LTE-M终端通过交换机与数据检测服务器连接。
CBTC下行数据通过线路控制中心LTE-M系统交换机进入LTE-M核心网,同时通过交换机传输到线路中心数据检测服务器，记录下行数据相关信息。CBTC下行数据由LTE-M系统将数据传输到列车LTE-M系统终端，列车LTE-M系统终端通过交换机将下行数据传输到CBTC，同时通过交换机传输到车载数据检测服务器，记录下行数据相关信息。
线路中心数据检测服务器和车载数据检测服务器，记录下行数据相关信息后，满足一定数量要求后，存入线路中心数据检测服务器专用的数据库。
车载数据检测服务器，记录下行数据相关信息后，满足一定数量要求后，存入车载数据检测服务器专用的数据库。
CBTC上行数据通过列车LTE-M系统终端进入LTE-M系统,同时通过交换机传输到车载数据检测服务器，记录上行数据相关信息。CBTC上行数据由LTE-M系统传输到交换机线路控制中心核心网，通过交换机将上行数据传输到CBTC，同时通过线路中心交换机传输上行数据到车载数据检测服务器，记录上行数据相关信息。
车载数据检测服务器，记录上行数据相关信息后，满足一定数量要求后，存入车载数据检测服务器专用的数据库。
线路中心数据检测服务器和车载数据检测服务器，记录上行数据相关信息后，满足一定数量要求后，存入线路中心数据检测服务器专用的数据库。
常规工作状态下，设置数据库通信的QOS级别为最低级，用以保证CBTC数据业务的优先传输。车载数据检测服务器在检测通信情况的同时判断列车控制通信业务空闲状态，在不影响列车控制信号传输的情况下，由车载数据检测服务器将存储的上行和下行数据相关信息向线路中心数据检测服务器传输。
正常工况下，每班车辆入库后线路中心数据检测服务器统计上下行链路所有数据的通信状况以及丢包率并产生上行通信状况统计表和下行通信状况统计表，分析设备通信状况与丢包率，生成日报表。
CBTC故障状态下，设置数据库通信的QOS级别为最低级，用以保证CBTC数据业务的优先传输。数据库通信由车载数据检测服务器将存储的上行和下行数据相关信息向线路中心数据检测服务器单向传输。线路中心数据检测服务器统计上下行链路所有数据的通信状况、产生上行通信状况统计表和下行通信状况统计表，分析设备之间的通信状况与丢包率，生成事故回溯报表。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：将轨道交通LTE-M通信系统的上下行数据通信状况分别存入线路中心和列车端的数据库，选择列车控制通信业务空闲时间将车载数据库信息直接通过LTE-M传输到线路控制中心，分析通信状况与丢包率，从而提高对LTE-M通信系统承载列车控制业务通信状态检测的自动化水平,操作步骤如下：
1）线路控制中心CBTC通信数据检测与保存；
2）车载CBTC通信数据检测与保存；
3）车载CBTC通信状况信息回传；
4）线路中心对LTE-M承载CBTC业务的状况分析。
所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤1）线路控制中心CBTC通信数据检测与保存步骤是：
1）线路控制中心安装一个线路中心数据检测服务器。LTE-M核心网通过线路中心交换机与线路中心数据检测服务器连接；
2）线路中心数据检测服务器记录上下行数据包前若干比特相关信息，存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入线路中心数据检测服务器的专用的数据库。
所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤2）车载CBTC通信数据检测与保存步骤是：
1）列车安装一个车载数据检测服务器。LTE-M终端通过车载交换机与车载数据检测服务器连接；
2）车载数据检测服务器记录上下行数据包前若干比特相关信息，存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入车载数据检测服务器的专用的数据库。
所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤3）车载CBTC通信状况信息回传特征是: 车载数据检测服务器在检测通信情况的同时判断列车控制通信业务空闲状态，在不影响列车控制信号传输的情况下，选择CBTC业务空闲时段，由车载数据检测服务器将存储的上行和下行数据相关信息通过LTE-M向线路中心数据检测服务器实现单向传输。
所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤4）中，在CBTC故障工况下线路中心对LTE-M承载CBTC业务的状况分析特征是:由车载数据检测服务器及时将存储的上行和下行数据相关信息向线路中心数据检测服务器单向传输，产生上行通信状况统计表和下行通信状况统计表，分析原因，自动生成事故回溯报表。
与现有技术相比较，本发明具有如下显而易见的突出性特点和显著技术进步:目前LTE-M系统通信状况测试中的问题是为了检测LTE-M承载CBTC数据流的通信状况，在车载与线路中心对CBTC数据通信信息保存后，需要由人工将车载与线路中心的设备中数据拷贝到便携式存储设备，并集中拷贝到专用计算机中才能处理，费时费工效率低。本发明设计的一种轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方式，能够将车载数据库信息直接通过LTE-M传输到线路控制中心的数据检测服务器进行比对处理，提高了对列车通信系统检测的自动化水平。
附图说明
图1是本发明的设备连接框图。
图2是本发明的常规工况下控制中心数据检测流程图。
图3是本发明的常规工况下车载数据检测流程图。
图4是本发明的故障工况下控制中心数据检测流程图。
图5是本发明的故障工况下车载数据检测流程图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
参见图1，本轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：将轨道交通LTE-M通信系统的上下行数据通信状况分别存入线路中心和列车端的数据库，选择列车控制通信业务空闲时间将车载数据库信息直接通过LTE-M传输到线路控制中心，分析通信状况与丢包率，从而提高对LTE-M通信系统承载列车控制业务通信状态检测的自动化水平,操作步骤如下：
1）线路控制中心CBTC通信数据检测与保存；
2）车载CBTC通信数据检测与保存；
3）车载CBTC通信状况信息回传；
4）线路中心对LTE-M承载CBTC业务的状况分析。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤1）线路控制中心CBTC通信数据检测与保存步骤是：
1）线路控制中心安装一个线路中心数据检测服务器。LTE-M核心网通过线路中心交换机与线路中心数据检测服务器连接；
2）线路中心数据检测服务器记录上下行数据包前若干比特相关信息，存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入线路中心数据检测服务器的专用的数据库。
所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤2）车载CBTC通信数据检测与保存步骤是：
1）列车安装一个车载数据检测服务器。LTE-M终端通过车载交换机与车载数据检测服务器连接；
2）车载数据检测服务器记录上下行数据包前若干比特相关信息，存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入车载数据检测服务器的专用的数据库。
所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤3）车载CBTC通信状况信息回传特征是: 车载数据检测服务器在检测通信情况的同时判断列车控制通信业务空闲状态，在不影响列车控制信号传输的情况下，选择CBTC业务空闲时段，由车载数据检测服务器将存储的上行和下行数据相关信息通过LTE-M向线路中心数据检测服务器实现单向传输。
所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤4）中，在CBTC故障工况下线路中心对LTE-M承载CBTC业务的状况分析特征是:由车载数据检测服务器及时将存储的上行和下行数据相关信息向线路中心数据检测服务器单向传输，产生上行通信状况统计表和下行通信状况统计表，分析原因，自动生成事故回溯报表。
实施例三：
CBTC常规工况下本发明操作步骤，参见图1，图2，图3。
本发明的设备连接框图如图1。
线路控制中心安装一个线路中心数据检测服务器(6)。LTE-M核心网通过线路中心交换机(7)与线路中心数据检测服务器(6)连接。列车安装一个车载数据检测服务器(9)。LTE-M终端通过车载交换机(8)与车载数据检测服务器(9)连接。
线路控制中心CBTC数据检测处理流程见图2。
1）通过线路控制中心LTE-M系统线路中心交换机(7)，CBTC上下行数据被拷贝到线路中心数据检测服务器(6)实现线路中心CBTC通信数据检测。
2）线路中心数据检测服务器(6)记录上下行数据包前若干比特相关信息。
3）记录信息存入数据组。
4）数组存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入线路中心数据检测服务器(6)的专用数据库。
5）检测车载数据检测服务器(9)传来的数据库信息。
6）接收车载数据检测服务器(9)传来的数据库信息。
7）对车载数据检测服务器(9)传输的数据库信息与线路中心数据检测服务器(6)存储的数据库信息进行比对分析。
8）分析设备通信状况与丢包率，生成日报表。
9）继续步骤1）——8）。
车载CBTC通信数据检测处理流程见图3。
1）通过车载交换机，CBTC上下行数据被拷贝到车载数据检测服务器(9)实现车载CBTC通信数据检测。
2）车载数据检测服务器(9)记录上下行数据包前若干比特相关信息。
3）记录信息存入数据组。
4）数组存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入车载数据检测服务器(9)的专用数据库。
5）检测信道忙闲。
6）CBTC数据传输空闲时向线路中心数据检测服务器(6)传输数据库信息。
7）继续步骤1）——6）。
实施例四：
CBTC故障工况下本发明操作步骤，参见图1，图4，图5。
本发明的设备连接框图如图1。
线路控制中心安装一个数据检测服务器(9)。LTE-M核心网通过交换机与线路中心数据检测服务器(6)连接。列车安装一个车载数据检测服务器(9)。LTE-M终端通过车载交换机(8)与车载数据检测服务器(9)连接。
线路控制中心CBTC数据检测处理流程见图4。
1）通过线路控制中心LTE-M系统线路中心交换机(7)，CBTC上下行数据被拷贝到中心数据检测服务器(6)实现线路中心CBTC通信数据检测。
2）线路中心数据检测服务器(6)记录上下行数据包前若干比特相关信息。
3）记录信息存入数据组。
4）数组存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入线路中心数据检测服务器(6)的专用数据库。
5）检测到CBTC故障信息。
6）检测到车载数据检测服务器(9)传来的数据库信息。
7）接收车载数据检测服务器(9)传来的数据库信息。
8）对车载数据检测服务器(9)传输的数据库信息与线路中心数据检测服务器(6)存储的数据库信息进行比对分析。
9）分析设备故障下的通信状况与丢包率，生成CBTC故障报表。
车载CBTC通信数据检测处理流程见图5。
1）通过车载交换机(8)，CBTC上下行数据被拷贝到车载检测服务器(9)实现车载CBTC通信数据检测。
2）车载数据检测服务器(9)记录上下行数据包前若干比特相关信息。
3）记录信息存入数据组。
4）数组存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入车载数据检测服务器(9)的专用数据库。
5）检测到CBTC故障信息。
6）及时向线路中心数据检测服务器(6)传输数据库信息。

Claims (6)

1.一种轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：将轨道交通LTE-M通信系统的上下行数据通信状况分别存入线路中心和列车端的数据库，选择列车控制通信业务空闲时间将车载数据库信息直接通过LTE-M传输到线路控制中心，分析通信状况与丢包率，从而提高对LTE-M通信系统承载列车控制业务通信状态检测的自动化水平,操作步骤如下：
1）线路控制中心CBTC通信数据检测与保存；
2）车载CBTC通信数据检测与保存；
3）车载CBTC通信状况信息回传；
4）线路中心对LTE-M承载CBTC业务的状况分析。
2.根据权利要求1所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤1）线路控制中心CBTC通信数据检测与保存步骤是：
1）线路控制中心安装一个线路中心数据检测服务器(6)，LTE-M核心网(2)通过线路中心交换机(7)与线路中心数据检测服务器(6)连接；
2）线路中心数据检测服务器(6)记录上下行数据包前若干比特相关信息，存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入线路中心数据检测服务器(6)的专用的数据库。
3.根据权利要求1所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤2）车载CBTC通信数据检测与保存步骤是：
1）列车安装一个车载数据检测服务器（9），LTE-M终端通过车载交换机(8)与车载数据检测服务器(9)连接；
2）车载数据检测服务器(9)记录上下行数据包前若干比特相关信息，存满一定数量后，按照时间线索和识别线索存入车载数据检测服务器(9)的专用的数据库。
4.根据权利要求1所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤3）车载CBTC通信状况信息回传特征是: 车载数据检测服务器(9)在检测通信情况的同时判断列车控制通信业务空闲状态，在不影响列车控制信号传输的情况下，选择CBTC业务空闲时段，由车载数据检测服务器(9)将存储的上行和下行数据相关信息通过LTE-M向线路中心数据检测服务器(6)实现单向传输。
5.根据权利要求1所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤4）中，在常规工况下线路中心对LTE-M承载CBTC业务的状况分析特征是:每班车辆入库后线路中心数据检测服务器(6)统计通信状况,自动生成统计表和下行通信状况统计表。
6.根据权利要求1所述的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务的数据库通信方法，其特征在于：所述步骤4）中，在CBTC故障工况下线路中心对LTE-M承载CBTC业务的状况分析特征是:由车载数据检测服务器(9)及时将存储的上行和下行数据相关信息向线路中心数据检测服务器(6)单向传输，产生上行通信状况统计表和下行通信状况统计表，分析原因，自动生成事故回溯报表。
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