CN111726778A - 基于云存储的轨道交通lte-m通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法 - Google Patents

基于云存储的轨道交通lte-m通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111726778A
CN111726778A CN202010379136.3A CN202010379136A CN111726778A CN 111726778 A CN111726778 A CN 111726778A CN 202010379136 A CN202010379136 A CN 202010379136A CN 111726778 A CN111726778 A CN 111726778A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vehicle
lte
monitoring device
core network
side monitoring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010379136.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李震昱
郑国莘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN202010379136.3A priority Critical patent/CN111726778A/zh
Publication of CN111726778A publication Critical patent/CN111726778A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/40—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P]
    • H04W4/42—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for mass transport vehicles, e.g. buses, trains or aircraft
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0823—Errors, e.g. transmission errors
    • H04L43/0829—Packet loss
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0852—Delays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H04L67/1097—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network for distributed storage of data in networks, e.g. transport arrangements for network file system [NFS], storage area networks [SAN] or network attached storage [NAS]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于云存储的轨道交通LTE‑M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法，属于轨道交通通信领域。目前对系统进行监测的手段需要将车载终端处的日志信息通过LTE‑M系统回传至控制中心进行分析，占用了本就拥挤的LTE传输带宽，在LTE网络拥塞时，回传业务的传输效率极低，影响了系统性能监测的实时性。本发明在不占用LTE‑M通信系统传输资源的前提下，通过核心网侧监控设备与车载终端侧监控设备通过无线通信连接到云端的信息比对处理，提供一种对系统传输性能进行实时监测。本发明将为LTE‑M系统综合承载基于通信的列车控制CBTC等业务时的可靠性监测提供先进手段，有利于提高列车的行车安全。

Description

基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的 大流量监测系统和方法
技术领域
本发明涉及一种基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务的大流量监测系统和方法，属于轨道交通通信领域。
背景技术
轨道交通采用LTE-M(Long Term Evolution for Metro,基于城市轨道交通的长期演进)通信系统综合承载了CBTC(Communication Based Train Control,基于通信的列车控制)控制业务、集群调度业务、CCTV(Closed-Circuit Television,闭路电视监控系统)业务、PIS(Passenger Information System,乘客信息系统)业务、紧急文本等其他业务。CBTC系统接口复杂，业务种类繁多，目前对系统进行监测的手段需要将车载终端处的日志信息通过LTE-M系统回传至控制中心进行分析，这种方式占用了本就拥挤的LTE传输带宽，并且回传日志的业务一般走在默认承载上，传输优先级较低，在LTE网络拥塞时，回传业务的传输效率极低，影响了系统性能监控的实时性。因此，发明一种能够在不占用LTE-M通信系统传输资源的前提下对系统性能进行实时监测的方法是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的不足，提供一种基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法，在不占用LTE-M通信系统传输资源的前提下，提供一种轨道交通LTE-M通信系统在运行真实业务流的情况下对系统性能进行实时监测的方法：在核心网侧与车载终端侧各布置一台监控设备，监控设备获取业务端口的数据包，将在核心网侧抓取到的数据包以及在车载终端侧抓取到数据包的相关信息通过公网分别写入云存储服务器。通过对云端数据库获得不同业务的每个数据包在LTE-M系统中的传输时延以及丢包率。将测试数据与LTE-M标准中的相关要求比对，用以判断LTE-M通信系统的上下行链路性能是否达标。
为了说明本发明，需有以下假设：
1)轨道交通中采用LTE-M无线通信技术实现多业务的承载；
2)LTE-M承载的业务包括CBTC以及其他PIS、CCTV等业务；
3)CBTC数据业务采用UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)方式传输；
4)LTE-M系统在列车上安装的车载终端通过交换机与多种业务接口；
5)LTE-M系统在线路控制中心安装的核心网设备通过交换机与多种业务接口；
6)数据包在同一交换机下挂的PC之间传输的时间小于1毫秒。
为达到上述目的，本发明构思是：
分别在核心网侧交换机以及车载终端侧交换机复制所有流经业务端口的数据包并转发到与监控PC连接的端口上，在监控PC上运行抓包程序进行数据包的抓取，对每一个数据包打上微妙级别的时间戳，并将数据包的源IP地址、目的IP地址、源端口、目的端口、数据包的大小、数据包的标识以及通信协议连同打上的时间戳记录到本地的数据库中。每隔一段时间，两端监控设备先通过公网将本地数据库关于数据包的信息上传至云服务器的数据库中，再进行一次时间差统计计算流程，根据每次校准的固有时间差，可使用最小二乘法进行拟合，以此得到两台监控设备之间的固有时间差与时间戳的一次函数。云服务器根据数据包的标识比对同一数据包，将利用上述固有时间差与时间戳的一次函数进行修正，获得LTE-M各业务传输数据包的传输时延，比对两端抓取的数据包，只出现一次的即为丢失的数据包，于是可以获得丢失数据包发出的时间与丢包数量。依据上述信息，绘出各业务传输时延统计图与发生丢包的时间分布图，并统计平均传输时延与丢包率，以此判断系统传输性能是否达标。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统，包括设备：线路中心CBTC服务器、PIS服务器、CCTV服务器、核心网交换机、核心网侧监控设备A、核心网、LTE基站、LTE车载终端、车载交换机、车载终端侧监控设备B、车载CBTC设备、PIS终端、CCTV摄像头、云存储服务器；所述线路中心CBTC服务器、PIS服务器、CCTV服务器、核心网和核心网侧监控设备A接到核心网交换机上；LTE车载终端、车载终端侧监控设备B、车载CBTC设备、PIS终端、CCTV摄像头都接入到车载交换机；作为两端监控设备A、B的所述核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B均通过公网连接云存储服务器；在LTE-M系统的核心网侧监控设备A获取核心网交换机上业务端口的数据，车载终端侧监控设备B获取车载交换机上业务端口的数据；将监控设备获取的数据上传至云存储服务器，通过两端监控设备A、B所抓取数据包相关信息的比对，得到LTE承载轨道交通列车与核心网之间数据传输的性能。LTE-M综合承载所有业务的大流量传输信息可以得到全面有效监测，属于CBTC系统运行维护的有效管理手段，有利于提高列车的行车安全。
优选地，核心网侧监控设备A获取核心网交换机业务端口的全部数据，用以监测核心网交换机业务端口的全部数据流，车载终端侧监控设备B获取车载交换机业务端口的全部数据，用以监测车载交换机业务端口的全部数据流，其通信端口采用以太网RJ45口，通过IP地址与端口号来标识主机；核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B具备无线网卡，通过无线局域网连接至公网，以访问云存储服务器，且核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B通过公网互相访问，在不占用LTE通信资源的情况下，实现轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测。
优选地，所述核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B是一种计算机主机，装有Java运行环境，使用Jpcap对计算机指定端口的数据包进行捕获与分析，且主机上安装数据库，用于存放捕获到数据包的关键信息。
优选地，所述云存储服务器是采用网上在线存储模式的服务器，通过Web服务应用程序接口(API)，或是通过Web化的用户界面来访问，云存储服务器实现数据存储和数据处理功能，并且能够保证任何一个副本故障时快速回复，有效避免物理安全威胁，具有高可用性；云存储服务器定期进行访问密码的修改保护以及对数据的备份，预防突发的系统故障而导致的数据丢失，保证服务器的安全性和可靠性。
一种基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测方法，采用本发明基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统进行操作，操作步骤如下：
核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B通过公网开始时间同步，多次发送时间同步信号，获取监控设备A与监控设备B在该时间戳的平均时差；核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B开启抓包程序，对LTE综合业务进行监控，将捕获到数据包的关键信息记录到本地的数据库中；定时将核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B中数据库中的数据通过公网更新至云存储服务器中。
优选地，在云存储服务器中，对两端监控设备A、B抓取到的数据包进行比对与处理，得到数据包的传输时延；所述计算时间戳与固有时间差一次函数的方法为最小二乘法，其拟合误差较小；比对核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B进行两端抓取的核心网与车载端之间传输的数据包，只在一端出现的数据包即为丢失的数据包；从而生成LTE-M通信系统综合承载业务的传输时延与丢包率的报告文档。
优选地，基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测方法，操作步骤如下：
a.配置云存储服务器，设置访问IP与访问密码，配置数据库的访问用户名与密码，并在数据库中建立相应的数据表；
b.核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B通过无线网卡连接公网，并测试与云存储服务器的连通性，确保可访问云存储服务器；
c.核心网侧监控设备A设置对应的IP地址和端口号，车载终端侧监控设备B设置对应的IP地址和端口号，确保两端监控设备A、B可通过公网互相访问；
d.启动CBTC服务器、PIS服务器和CCTV服务器，运行CBTC、PIS、CCTV业务；
e.核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B通过公网开始时间同步，多次发送时间同步信号，获取核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B的时间戳tn的平均时差Δtn；
f.核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B开启抓包程序，对LTE综合业务进行监控，将捕获到数据包的关键信息记录到本地的数据库中；
g.定时将核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B中数据库中的数据通过公网更新至云存储服务器中；
h.在云存储服务器中，根据多组tn和Δtn计算两端监控设备A、B之间的固有时间差与时间戳的一次函数；
i.在云存储服务器中，对两端监控设备A、B抓取到的数据包进行比对与处理，得到数据包的传输时延与丢包发生时间；
j.依据上述信息，绘出各业务传输时延统计图与发生丢包的时间分布图，统计平均传输时延、最大时延、丢包率、丢包数参数，并生成LTE-M通信系统综合承载业务的传输时延与丢包率的报告文档。
与现有技术相比，本发明具有如下显而易见的突出性特点和显著技术进步:
CBTC系统接口复杂，业务种类繁多，目前对系统进行监测的手段需要将车载终端处的日志信息通过LTE-M系统回传至控制中心进行分析，这种方式占用了本就拥挤的LTE传输带宽，并且回传日志的业务一般走在默认承载上，传输优先级较低，在LTE网络拥塞时，回传业务的传输效率极低，影响了系统性能监测的实时性。因此，本发明在不占用LTE-M通信系统传输资源的前提下可以对LTE-M通信系统系统性能进行实时监测。
附图说明
图1是本发明的连接框图。
图2是本发明的程序流程图。
图3是本发明的硬件连接示意图。
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：
在本实施例中，参见图1，一种基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统，包括设备：线路中心CBTC服务器1、PIS服务器 2、CCTV服务器 3、核心网交换机 4、核心网侧监控设备 A5、核心网 6、LTE基站 7、LTE车载终端 8、车载交换机 9、车载终端侧监控设备 B10、车载CBTC设备 11、PIS终端 12、CCTV摄像头 13、云存储服务器 14；所述线路中心 CBTC服务器 1、PIS服务器 2、CCTV服务器 3、核心网6和核心网侧监控设备A5接到核心网交换机4上；LTE车载终端 8、车载终端侧监控设备 B10、车载CBTC设备 11、PIS终端 12、CCTV摄像头 13都接入到车载交换机 9；作为两端监控设备 A、B的所述核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10均通过公网连接云存储服务器14；在LTE-M系统的核心网侧监控设备A5获取核心网交换机4上业务端口的数据，车载终端侧监控设备B10获取车载交换机9上业务端口的数据；将监控设备获取的数据上传至云存储服务器14，通过两端监控设备A、B所抓取数据包相关信息的比对，得到LTE承载轨道交通列车与核心网之间数据传输的性能。LTE-M综合承载所有业务的大流量传输信息可以得到全面有效监测，属于CBTC系统运行维护的有效管理手段，有利于提高列车的行车安全。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，参见图1，核心网侧监控设备A5获取核心网交换机4业务端口的全部数据，用以监测核心网交换机4业务端口的全部数据流，车载终端侧监控设备B10获取车载交换机9业务端口的全部数据，用以监测车载交换机9业务端口的全部数据流，其通信端口采用以太网RJ45口，通过IP地址与端口号来标识主机；核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10具备无线网卡，通过无线局域网连接至公网，以访问云存储服务器14，且核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10通过公网互相访问，在不占用LTE通信资源的情况下，实现轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测。
在本实施例中，参见图1，所述核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10是一种计算机主机，装有Java运行环境，使用Jpcap对计算机指定端口的数据包进行捕获与分析，且主机上安装数据库，用于存放捕获到数据包的关键信息。
在本实施例中，参见图1，所述云存储服务器14是采用网上在线存储模式的服务器，通过Web服务应用程序接口(API)，或是通过Web化的用户界面来访问，云存储服务器实现数据存储和数据处理功能，并且能够保证任何一个副本故障时快速回复，有效避免物理安全威胁，具有高可用性；云存储服务器14定期进行访问密码的修改保护以及对数据的备份，预防突发的系统故障而导致的数据丢失，保证服务器的安全性和可靠性。
目前对系统进行监测的手段需要将车载终端处的日志信息通过LTE-M系统回传至控制中心进行分析，占用了本就拥挤的LTE传输带宽，在LTE网络拥塞时，回传业务的传输效率极低，影响了系统性能监测的实时性。本实施例针对已有技术存在的不足，在不占用LTE-M通信系统传输资源的前提下，通过核心网侧监控设备与车载终端侧监控设备通过无线通信连接到云端的信息比对处理，提供一种对系统传输性能进行实时监测。本发明将为LTE-M系统综合承载基于通信的列车控制CBTC等业务时的可靠性监测提供先进手段，有利于提高列车的行车安全。
实施例三：
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，参见图2，一种基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测方法，采用前述实施例基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统进行操作，其特征在于：操作步骤如下：
a.配置云存储服务器，设置访问IP与访问密码，配置数据库的访问用户名与密码，并在数据库中建立相应的数据表；
b.核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10通过无线网卡连接公网，并测试与云存储服务器14的连通性，确保可访问云存储服务器14；
c.核心网侧监控设备A5设置对应的IP地址和端口号，车载终端侧监控设备B10设置对应的IP地址和端口号，确保两端监控设备A、B可通过公网互相访问；
d.启动CBTC服务器1、PIS服务器2和CCTV服务器3，运行CBTC、PIS、CCTV业务；
e.核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10通过公网开始时间同步，多次发送时间同步信号，获取核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10的时间戳tn的平均时差Δtn；
f.核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10开启抓包程序，对LTE综合业务进行监控，将捕获到数据包的关键信息记录到本地的数据库中；
g.定时将核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10中数据库中的数据通过公网更新至云存储服务器14中；
h.在云存储服务器14中，根据多组tn和Δtn计算两端监控设备A、B之间的固有时间差与时间戳的一次函数；
i.在云存储服务器14中，对两端监控设备A、B抓取到的数据包进行比对与处理，得到数据包的传输时延与丢包发生时间；
j.依据上述信息，绘出各业务传输时延统计图与发生丢包的时间分布图，统计平均传输时延、最大时延、丢包率、丢包数参数，并生成LTE-M通信系统综合承载业务的传输时延与丢包率的报告文档。
在本实施例中，参见图2，核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10通过公网开始时间同步，多次发送时间同步信号，获取监控设备A与监控设备B在该时间戳的平均时差；核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10开启抓包程序，对LTE综合业务进行监控，将捕获到数据包的关键信息记录到本地的数据库中；定时将核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10中数据库中的数据通过公网更新至云存储服务器14中。
在本实施例中，参见图2，在云存储服务器14中，对两端监控设备A、B抓取到的数据包进行比对与处理，得到数据包的传输时延；所述计算时间戳与固有时间差一次函数的方法为最小二乘法，其拟合误差较小；比对核心网侧监控设备A5与车载终端侧监控设备B10进行两端抓取的核心网与车载端之间传输的数据包，只在一端出现的数据包即为丢失的数据包；从而生成LTE-M通信系统综合承载业务的传输时延与丢包率的报告文档。
CBTC系统接口复杂，业务种类繁多，目前对系统进行监测的手段需要将车载终端处的日志信息通过LTE-M系统回传至控制中心进行分析，这种方式占用了本就拥挤的LTE传输带宽，并且回传日志的业务一般走在默认承载上，传输优先级较低，在LTE网络拥塞时，回传业务的传输效率极低，影响了系统性能监测的实时性。而本实施例方法在不占用LTE-M通信系统传输资源的前提下可以对LTE-M通信系统系统性能进行实时监测。
实施例四
本实施例与前述实施例基本相同，特别之处在于：
在本实施例中，参见图3。图3所示为基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统以及本实施例监测构架。其中LTE-M通信系统包括核心网，LTE基站，LTE车载终端三种设备以及核心网与基站间的光纤传输网络。轨道交通线路中心的多业务服务器通过核心网交换机接入到核心网上。图中标出了线路中心CBTC服务器与综合业务服务器，核心网侧监控设备A监控核心网交换机上的多业务数据流。核心网通过LTE基站连接LTE车载终端，车载终端通过车载交换机连接车载CBTC设备与综合业务终端，车载终端侧监控设备B监控车载交换机上的多业务数据流。核心网侧监控设备A与车载终端侧监控设备B通过公网连接云存储服务器，使用云存储服务器进行数据的整合与分析，在不占用LTE原有传输资源的条件下实现了数据的上传与分析。
1)本实施例涉及的主要设备包括核心网侧监控设备A、车载终端侧监控设备B与云存储服务器。核心网侧监控设备A与核心网交换机连接，用以获取线路中心的全部数据流信息。车载终端侧监控设备B与车载交换机连接，用以监测车载交换机的全部数据流。
2)在核心网侧监控设备A和车载终端侧监控设备B中设有数据库，用以存放抓取数据包的关键信息。该数据库存放所抓取数据包的到达时间、源IP地址，目的IP地址，源端口、目的端口、数据包标识号，数据包长度以及协议类型。
3)核心网侧监控设备A和车载终端侧监控设备B每隔一定时间通过公网获取当前时刻监控设备之间的固有时间差，并与数据包的信息一起一并更新至云存储服务器的数据库中。
4)云存储服务器可通过Web服务应用程序接口(API),或是通过Web化的用户界面来访问，云存储服务器实现数据存储和数据处理功能，并且能够保证任何一个副本故障时快速回复，有效避免物理安全威胁，具有高可靠性。
5)云存储服务器每隔一定时间给出LTE-M系统在运行真实业务时不同业务的上下行传输时延和丢包率报告文档。
6)云存储服务器应做好安全方面的编码检查和严格的访问检测，定期对访问账号密码进行修改保护。
7)云存储服务器应定期对数据进行备份，预防突发的系统故障而导致的数据丢失。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明，但本发明不限于上述实施例，还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化，凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本发明的发明目的，只要不背离本发明基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法的技术原理和发明构思，都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统，包括设备：线路中心CBTC服务器(1)、PIS服务器(2)、CCTV服务器(3)、核心网交换机(4)、核心网侧监控设备A(5)、核心网(6)、LTE基站(7)、LTE车载终端(8)、车载交换机(9)、车载终端侧监控设备B(10)、车载CBTC设备(11)、PIS终端(12)、CCTV摄像头(13)、云存储服务器(14)；其特征在于：所述线路中心CBTC服务器(1)、PIS服务器(2)、CCTV服务器(3)、核心网(6)和核心网侧监控设备A(5)接到核心网交换机(4)上；LTE车载终端(8)、车载终端侧监控设备B(10)、车载CBTC设备(11)、PIS终端(12)、CCTV摄像头(13)都接入到车载交换机(9)；作为两端监控设备A、B的所述核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)均通过公网连接云存储服务器(14)；在LTE-M系统的核心网侧监控设备A(5)获取核心网交换机(4)上业务端口的数据，车载终端侧监控设备B(10)获取车载交换机(9)上业务端口的数据；将监控设备获取的数据上传至云存储服务器(14)，通过两端监控设备A、B所抓取数据包相关信息的比对，得到LTE承载轨道交通列车与核心网之间数据传输的性能。
2.根据权利要求1所述基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统，其特征在于：核心网侧监控设备A(5)获取核心网交换机(4)业务端口的全部数据，用以监测核心网交换机(4)业务端口的全部数据流，车载终端侧监控设备B(10)获取车载交换机(9)业务端口的全部数据，用以监测车载交换机(9)业务端口的全部数据流，其通信端口采用以太网RJ45口，通过IP地址与端口号来标识主机；核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)具备无线网卡，通过无线局域网连接至公网，以访问云存储服务器(14)，且核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)通过公网互相访问，在不占用LTE通信资源的情况下，实现轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测。
3.根据权利要求1所述基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统，其特征在于：所述核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)是一种计算机主机，装有Java运行环境，使用Jpcap对计算机指定端口的数据包进行捕获与分析，且主机上安装数据库，用于存放捕获到数据包的关键信息。
4.根据权利要求1所述基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统列车控制业务传输的大数据监测系统，其特征在于：所述云存储服务器(14)是采用网上在线存储模式的服务器，通过Web服务应用程序接口(API)，或是通过Web化的用户界面来访问，云存储服务器实现数据存储和数据处理功能，并且能够保证任何一个副本故障时快速回复，有效避免物理安全威胁，具有高可用性；云存储服务器(14)定期进行访问密码的修改保护以及对数据的备份，预防突发的系统故障而导致的数据丢失，保证服务器的安全性和可靠性。
5.一种基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测方法，采用根据权利要求1中所述基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统进行操作，其特征在于：操作步骤如下：
核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)通过公网开始时间同步，多次发送时间同步信号，获取监控设备A与监控设备B在该时间戳的平均时差；
核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)开启抓包程序，对LTE综合业务进行监控，将捕获到数据包的关键信息记录到本地的数据库中；
定时将核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)中数据库中的数据通过公网更新至云存储服务器(14)中。
6.根据权利要求5所述的基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测方法，其特征在于：在云存储服务器(14)中，对两端监控设备A、B抓取到的数据包进行比对与处理，得到数据包的传输时延；所述计算时间戳与固有时间差一次函数的方法为最小二乘法，其拟合误差较小；比对核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)进行两端抓取的核心网与车载端之间传输的数据包，只在一端出现的数据包即为丢失的数据包；从而生成LTE-M通信系统综合承载业务的传输时延与丢包率的报告文档。
7.根据权利要求5所述的基于云存储的轨道交通LTE-M通信系统综合承载业务传输的大流量监测方法，其特征在于，操作步骤如下：
a.配置云存储服务器，设置访问IP与访问密码，配置数据库的访问用户名与密码，并在数据库中建立相应的数据表；
b.核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)通过无线网卡连接公网，并测试与云存储服务器(14)的连通性，确保可访问云存储服务器(14)；
c.核心网侧监控设备A(5)设置对应的IP地址和端口号，车载终端侧监控设备B(10)设置对应的IP地址和端口号，确保两端监控设备A、B可通过公网互相访问；
d.启动CBTC服务器(1)、PIS服务器(2)和CCTV服务器(3)，运行CBTC、PIS、CCTV业务；
e.核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)通过公网开始时间同步，多次发送时间同步信号，获取核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)的时间戳tn的平均时差Δtn；
f.核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)开启抓包程序，对LTE综合业务进行监控，将捕获到数据包的关键信息记录到本地的数据库中；
g.定时将核心网侧监控设备A(5)与车载终端侧监控设备B(10)中数据库中的数据通过公网更新至云存储服务器(14)中；
h.在云存储服务器(14)中，根据多组tn和Δtn计算两端监控设备A、B之间的固有时间差与时间戳的一次函数；
i.在云存储服务器(14)中，对两端监控设备A、B抓取到的数据包进行比对与处理，得到数据包的传输时延与丢包发生时间；
j.依据上述信息，绘出各业务传输时延统计图与发生丢包的时间分布图，统计平均传输时延、最大时延、丢包率、丢包数参数，并生成LTE-M通信系统综合承载业务的传输时延与丢包率的报告文档。
CN202010379136.3A 2020-05-07 2020-05-07 基于云存储的轨道交通lte-m通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法 Pending CN111726778A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010379136.3A CN111726778A (zh) 2020-05-07 2020-05-07 基于云存储的轨道交通lte-m通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010379136.3A CN111726778A (zh) 2020-05-07 2020-05-07 基于云存储的轨道交通lte-m通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111726778A true CN111726778A (zh) 2020-09-29

Family

ID=72564243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010379136.3A Pending CN111726778A (zh) 2020-05-07 2020-05-07 基于云存储的轨道交通lte-m通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111726778A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114620100A (zh) * 2022-03-25 2022-06-14 中铁二院华东勘察设计有限责任公司 基于云技术的cbtc信号系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130003599A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-03 Intellectual Ventures Holding 81 Llc Mobile Communications Network, Infrastructure Equipment and Method
CN103391185A (zh) * 2013-08-12 2013-11-13 北京泰乐德信息技术有限公司 一种轨道交通监测数据的云安全存储和处理方法及系统
CN103475529A (zh) * 2013-10-11 2013-12-25 大唐移动通信设备有限公司 一种核心网侧业务面跟踪方法、装置以及业务面跟踪系统
CN104581781A (zh) * 2014-12-25 2015-04-29 珠海世纪鼎利通信科技股份有限公司 实现lte空口数据分析的云计算系统
CN104890702A (zh) * 2015-05-27 2015-09-09 中国铁路总公司 一种铁路信号车地综合分析监测系统
CN108235353A (zh) * 2018-01-05 2018-06-29 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种基于lte-m通信的城轨系统的监测系统
CN108216275A (zh) * 2018-01-05 2018-06-29 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种车载监测设备及车载监测系统
CN108834103A (zh) * 2018-05-03 2018-11-16 上海大学 轨道交通lte-m通信系统列车控制业务传输的大数据监测系统和方法
CN109080669A (zh) * 2018-07-11 2018-12-25 中车大连机车研究所有限公司 一种基于移动专用虚拟网的城轨车辆监测装置及系统
CN110086686A (zh) * 2019-03-08 2019-08-02 上海大学 轨道交通lte-m通信系统列车控制数据业务的单向传输时延测量方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130003599A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-03 Intellectual Ventures Holding 81 Llc Mobile Communications Network, Infrastructure Equipment and Method
CN103391185A (zh) * 2013-08-12 2013-11-13 北京泰乐德信息技术有限公司 一种轨道交通监测数据的云安全存储和处理方法及系统
CN103475529A (zh) * 2013-10-11 2013-12-25 大唐移动通信设备有限公司 一种核心网侧业务面跟踪方法、装置以及业务面跟踪系统
CN104581781A (zh) * 2014-12-25 2015-04-29 珠海世纪鼎利通信科技股份有限公司 实现lte空口数据分析的云计算系统
CN104890702A (zh) * 2015-05-27 2015-09-09 中国铁路总公司 一种铁路信号车地综合分析监测系统
CN108235353A (zh) * 2018-01-05 2018-06-29 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种基于lte-m通信的城轨系统的监测系统
CN108216275A (zh) * 2018-01-05 2018-06-29 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种车载监测设备及车载监测系统
CN108834103A (zh) * 2018-05-03 2018-11-16 上海大学 轨道交通lte-m通信系统列车控制业务传输的大数据监测系统和方法
CN109080669A (zh) * 2018-07-11 2018-12-25 中车大连机车研究所有限公司 一种基于移动专用虚拟网的城轨车辆监测装置及系统
CN110086686A (zh) * 2019-03-08 2019-08-02 上海大学 轨道交通lte-m通信系统列车控制数据业务的单向传输时延测量方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李洋: "LTE-M车地通信接口监测软件设计开发", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *
蒋海林,朱烨,赵红礼,唐涛: "LTE-M信号及信令接口监测系统设计", 《都市快轨交通》 *
谢和欢: "LTE-M通信系统接口在线监测技术研究", 《铁路通信信号工程技术》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114620100A (zh) * 2022-03-25 2022-06-14 中铁二院华东勘察设计有限责任公司 基于云技术的cbtc信号系统
CN114620100B (zh) * 2022-03-25 2023-12-08 中铁二院华东勘察设计有限责任公司 基于云技术的cbtc信号系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110121059B (zh) 监控视频处理方法、装置及存储介质
CN110417612B (zh) 一种基于网元的网络流量监测系统及方法
CN112601072B (zh) 视频业务质量评估的方法及装置
CN110426971B (zh) 一种轨道交通控制网络数据采集和管理方法及系统
KR102344625B1 (ko) 클라우드 플랫폼 적용 lte-r 기반 철도 정보 통합감시 시스템 및 방법
CN108881895B (zh) 一种基于视联网的故障排查方法及设备
CN105071989A (zh) 视频内容分发质量监控系统及其监控方法
CN108965220B (zh) 一种会议控制权同步的方法及系统
CN101321095A (zh) 一种实现链路测量的通信系统及其链路测量方法
CN1901484A (zh) 测量经过度量的测量系统和方法
CN111193801A (zh) 一种基于jain-sip的国标28181平台分布式集群实现系统
CN111221664A (zh) 一种操作日志处理系统
CN107800566B (zh) 一种lte-r铁路专用宽带移动通信网络接口监测系统
CN110233749B (zh) 一种故障处理方法、系统及装置和存储介质
CN111726778A (zh) 基于云存储的轨道交通lte-m通信系统综合承载业务传输的大流量监测系统和方法
CN110838949A (zh) 一种网络流量日志记录方法及装置
CN105323649A (zh) 一种多路由同传热备的无线视频传输方法和系统
CN109714438A (zh) 一种地铁综合监控系统实时数据跨网摆渡装置及方法
CN112738188A (zh) 一种数据跨网传输方法及装置
EP2164232B1 (en) Network connector device
Heryana et al. Realtime Video Latency Reduction for Autonomous Vehicle Teleoperation Using RTMP Over UDP Protocols
CN115378926A (zh) 一种移动终端设备下的应急广播推送方法
KR101831165B1 (ko) Ntp 서버와 ntp 클라이언트 간 시각 동기 상태의 실시간 모니터링 및 분석 장치
CN111083060B (zh) 一种网络流量控制方法
CN110401633B (zh) 一种监控巡检数据同步方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200929

RJ01 Rejection of invention patent application after publication