轨道交通在线监测专用无线传输系统设计及应用

摘要：轨道交通在线监测专用无线传输系统应用于高速铁路信号及信息化系统，用于高速铁路实现高宽带、高安全无线信息传输。通信网络作为铁路、地铁部门的基础设施和必要条件，越来越受到重视。由于通信网络技术的进步和网络规模的扩大，通信网络管理进入了集中式维护阶段，主要特征是通信设备全部采用数字化，通信网络采用将各自分散的专用系统集中起来进行维护，并开发完成了一些分专业集中操作维护系统，初步实现了集中维护的目标。

关键词：数据；传输；安全

数据无线传输系统无论是高铁还是地铁都是为了将终端采集的数据信息通过用位于轨道两边的通信基站（WIFI、4G、5G网络）无线网络，将数据信信传送给地面服务中心，地面服务中心根据采集到的信息进行工作的安排、故障的排查、业务的变动等等工作。

一、本次项目高铁和地铁主要针对五部分的目标进行开发设计

（一）车载综合监测无线终端

系统的开发平台是嵌入式平台：硬件支持8模拟量端口（输入或输出）、支持有线网络端口、支持无线网络端口，自带WiFi，可选支持4G模块（可选联通、电信或移动）。硬件支持128M数据存储，可外接sd卡，自带CPU和完整嵌入式Linux系统。可编程、可定义。

（二）移动检测终端

此系统的开发平台是安卓平台：我方服务器平台基于安卓系统开发，系统自动连接检测设备，进行采集数据、传输数据、校准数据的上传，并通过与后台网管系统、专家系统的链接，完成系统开通、双向网络通信管理、一键测试、数据上传、历史数据下载和对比等

（三）固定检测

此系统的开发平台是嵌入式平台：硬件支持8模拟量端口（输入或输出）、支持有线网络端口、支持无线网络端口，自带WiFi，可选支持4G模块（可选联通、电信或移动）。硬件支持128M数据存储，可外接sd卡，自带CPU和完整嵌入式Linux系统。可编程、可定义。

（四）服务端

完成数据集成、管理、分析功能。形式上分为文件服务器、数据库服务器、应用系统。

（五）数据端

后台数据库采用大型Oracle数据库，平台采用云数据处理机构，可进行云管理和云布防。具备用户分级授权管理、故障诊断、短信报警等功能。

二、高铁、地铁数据无线传输系统主要分为服务端和终端两部分

（一）终端设备的管理

对于终端设备我们提供了设备注册的管理机制，每个终端设备只需要注册一次就能够正常使用。对终端设备我们提供了查询功能：终端网络连接状态查询；数据传输状态、数据量、数据传输速率、历史数据传输情况查询。

（二）地面数据中心功能

（1）注册审核管理。对于铁路、地铁的终端未注册、未审核的设备严禁接入到网络，这对网络的数据起到了保护的作用。

（2）终端网络管理。地面数据中心可以对终端网络连接状态查询；数据传输状态、数据量、数据传输速率、历史数据传输情况查询。

（3）服务情况统计。地面数据中心对服务端文件接收统计，按类型、数据量、专业等统计。

（4）基础信息同步功能。终端和服务端设备基础信息需要进行同步管理。保证传输文件的时效性和及时性。

（三）网络的原理和组成

传输系统主要分为服务端和终端两部分。铁路项目数据无线传输安全系统应用主要涉及采集的数据主要以：包含轨道几何、加速度、接触网、通信、信号、现场情况、运行状况、环境视频等多个专业的检测。

（1）车载综合检测无线终端。车载综合检测无线终端中，需要安装无线终端的传感采集软件。当无线终端设备对某一个功能进行传感采集时，将采集到的数据信号传送到综合检测车的终端服务器上，终端服务器会将采集到的数据进行加密保存，然转化为“文件”格式。然后会根据采集到的数据的优先等级将这些将采集到的无线数据文件，通过WIFI、4G等网络发送给地面服务中心的服务器，地面服务中心的服务器将这些“文件”接收到后，地面服务器将这些数据解密，分析，保存。地面服务中心根据分析的結果可以通过中心端服务器将分析的结果进行回传给综合检测车，方便综合检测车根据现场的情况进行整改和问题处理。也可以对分析的结果进行新的安排和调度。保存后的数据也方便以后的数据查询和历史记录的分析。

（2）移动终端检测。本项目开发的APP软件是基于安卓5.0以上版本开发的，对于市面上大部分的安卓手机、平板电脑等电子产品都可以通用。通过这些软件可以使得移动终端监测设备采集数据、传输数据、校准数据能够以加密“文件”的形式回传至地面服务中心的中心端服务器，地面中心端服务器对采集到的数据进行解密、分析、保存。

（3）固定监测。固定监测相对比较简单，只需要将固定的检测设备通过集中器互联，集中器通过无线的4G或是WIFI将采集到的信息以加密 “文件”的形式发送给地面服务中心的服务器，地面服务中心的服务器将这些“文件”进行解密、分析、保存。地面中心根据分析的结果进行工作的安排。

铁路系统中地面中心端服务器后台我们使用的是大型Oracle数据库，平台采用云数据处理机构，可进行云管理和云布防。具备用户分级授权管理、故障诊断、短信报警等功能。客户端的终端服务器使用的是Windows Server 2008终端服务器。

“轨道交通在线监测专用无线传输系统”最大的优点是能够将移动终端或是终端采集到的信息实时的传送到地面服务中心，地面中心可以及时的了解到服务端和移动端设备的运行状况及生产情况，保证了生产的安全和高效，在数据采集的同时对采集到的数据进行传输，起到了数据的及时性和时效性，使得地面服务中心能够第一时间得到生产中的数据情况，了解铁路运行和生产中的实时情况。

参考文献：

[1]20103233TYD 2GHz WCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求.

[2]20111509TYD 自组织网络支持应急通信.人民邮电出版社.

[3]GB/T 5271.82000 信息技术.西安电子科技大学出版社.

作者简介：马治东（1988），本科，工程师，研究方向：通信或者铁路通信。