[发明专利]利用GSM-R网络的CTCS-3级列控系统车载无线传输系统

摘要

本发明公开了一种利用GSM-R网络的列控系统车载无线传输系统由由GSM-R控制单元和GSM-R通信单元组成；所述GSM-R控制单元由A/B终端适配器、主控板、总线适配器、A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成；所述的GSM-R通信单元由A/B两套终端适配器、A/B两套电源、A/B两套电源滤波板、A/B两套GSM-R模块、A/B两套双工器及维护板组成。本发明的优点在于该系统能实现列车实时安全数据与地面RBC间的双向在线可靠传输，同时在通信网络断开的情况下实现离线数据的缓存，在通信网络建立后再实现传输的功能，保障列车安全数据的连续性；同时满足设备自检、库检功能，以及在途自诊断、分析、预警功能，能够满足CTCS-3级列控系统的需求。

主权项

一种利用GSM‑R网络的CTCS‑3级列控系统车载无线传输系统，由GSM‑R控制单元和GSM‑R通信单元组成；所述GSM‑R控制单元由A/B终端适配器、主控板、总线适配器、A/B两套电源滤波板及A/B两套电源系统组成；所述的GSM‑R通信单元由A/B两套终端适配器、A/B两套电源、A/B两套电源滤波板、A/B两套GSM‑R模块、A/B两套双工器及维护板组成；所述A/B两套电源滤波板保护电源免受浪涌、群脉冲、高频串扰的外界干扰，保证电源电磁兼容性的高可靠性；所述的主控板通过控制总线适配器和A/B两套GSM‑R模块实现车载安全计算机与地面无线闭塞中心之间的无线通信，实现车载传输系统自诊断、分析和预警，实现无线闭塞中心登记注册和切换处理，实现列控系统等级转换处理，实现通信链路的诊断和监控数据通信，实现数据的存储、解析及处理；所述的A/B两套GSM‑R模块通过GSM‑R网络完成与地面无线闭塞中心的之间数据交互；所述的双工器用于满足A/B两套GSM‑R模块各自收信号和发信号时不互相干扰；所述的维护板用于GSM‑R通信单元和GSM‑R控制单元的硬件和软件的维护更新；所述的A/B两套终端适配器完成数据格式与数据通信方式的转换；GSM‑R控制单元的主控板通过串口连接A/B终端适配器和总线适配器，GSM‑R控制单元的A/B终端适配器通过电缆线连接GSM‑R通信单元的A/B终端适配器，GSM‑R通信单元的A/B终端适配器通过串口连接A/B两套GSM‑R模块，维护板通过串口连接A/B两套GSM‑R模块，双工器通过前端线缆连接A/B两套GSM‑R模块，GSM‑R控制单元通过总线适配器与车载安全计算机相连接，GSM‑R通信单元通过GSM‑R网络与地面无线闭塞中心相连接；其特征是：所述的A/B两套GSM‑R模块的自检过程为：步骤一：打开串口，串口打开错误，则报告串口打开错误给安全计算机并存储错误数据到主控板中；步骤二：正常打开串口，设置串口参数；步骤三：测试A/B两套GSM‑R模块是否正常，发送AT信息给地面无线闭塞中心，如果返回“OK”信息，则表示正常，并进入下一步操作，如果不能正常返回“OK”信息，报告GSM‑R不正常错误给安全计算机并存储错误数据到主控板中；步骤四：测试A/B两套GSM‑R模块中的SIM卡是否正常，如果正常，进入下一步操作，如不正常，报告SIM卡错误给安全计算机并存储错误数据到主控板中；步骤五：测试场强是否正常，如果正常，返回自检成功结果，如不正常，报告场强强弱给安全计算机并存储错误数据到主控板中；所述的总线适配器自检过程：步骤一：初始化串口，如果初始化串口正常，进入下一步骤，如果初始化串口不正常，报告串口初始化错误给安全计算机并存储错误数据到主控板中；步骤二：初始化总线适配器接口，如果成功，返回自检成功结果，如果不成功，报告总线适配器初始化错误给安全计算机并存储错误数据到主控板中；所述车载传输系统注册到地面无线闭塞中心的过程为：步骤一：读取无线闭塞中心号码；步骤二：配置GSM‑R模块；步骤三：建立安全连接，如果成功，进入下一步，如果不能建立安全连接，通知安全计算机；步骤四：发送给无线闭塞中心注册消息，如果成功，则注册完毕，如果失败，通知安全计算机；所述车载传输系统切换地面无线闭塞中心流程为：步骤一：正在通信的GSMR‑A模块或者GSMR‑A模块收到切换无线闭塞中心命令；步骤二：判断A/B两套GSM‑R模块的状态，即判断是A/B两套GSM‑R模块进行切换还是单个GSMR‑A模块或GSMR‑B模块切换；步骤三：将切换报告给安全计算机；所述双GSM‑R模块进行无线闭塞中心切换流程为：步骤一：GSMR‑A模块接收到移交无线闭塞中心切换命令并存储接收无线闭塞中心号码；步骤二：GSMR‑B模块读取接收无线闭塞中心号码；步骤三：GSMR‑B注册接收无线闭塞中心，如果注册失败，将失败结果给安全计算机并存储错误数据到主控板中，如果GSMR‑B注册成功，GSMR‑A模块注销并移交无线闭塞中心，同时将结果报告给安全计算机，并进入下一步；步骤四：GSMR‑B模块开始与接收无线闭塞中心通信；所述单个GSMR‑A模块或GSMR‑B模块切换无线闭塞中心流程为：步骤一：GSMR‑A模块或GSMR‑B模块接收移交无线闭塞中心切换命令并存储接收无线闭塞中心号码；步骤二：GSMR‑A模块或GSMR‑B模块注销移交无线闭塞中心；步骤三：GSMR‑A模块或GSMR‑B模块注册接收无线闭塞中心，如果注册成功，接收无线闭塞中心与GSMR‑A模块或GSMR‑B模块进行通信并将结果发送给安全计算机，如果注册失败，将结果发送给安全计算机并存储错误数据到主控板中；实现利用GSM‑R网络的CTCS‑3级列控系统车载无线传输系统的数据通信方法为：GSM‑R控制单元的主控板通过总线适配器接收车载安全计算机的信号，经处理后通过A/B两套GSM‑R模块将信号发送给地面无线闭塞中心，A/B两套GSM‑R模块接收地面无线闭塞中心的数据，转发给主控板，经过处理后发送给车载安全计算机；所述一种利用GSM‑R网络的CTCS‑3级列控系统车载无线传输系统中通信链路数据检测流程为：步骤一：GSM‑R模块发送测试数据帧；步骤二：将定时器alarm(n)定时为n秒，如果n秒收到无线闭塞中心应答帧，则取消发送测试数据帧，说明通信链路正常，如果超时没有收到无线闭塞中心应答帧，则启动超时函数向无线闭塞中心发送链路测试帧，并将继续将定时器alarm(n)定时为n秒，如果在n秒收到无线闭塞中心应答帧，则取消发送测试数据帧，说明通信链路正常，如果不正常，则进入下一步；步骤三：向GSM‑R模块发送AT命令，判断写串口是否正确，如果不正确，发送消息到安全计算机并将列控系统等级由CTCS‑3级列控系统转换到CTCS‑2级列控系统，如果正常，进入下一步；步骤四：判断GSM‑R模块是否收到“OK”信息，如果不能收到，复位GSM‑R模块并重新注册到无线闭塞中心，如果注册成功，则正常通信，如果注册不成功，发送消息到安全计算机并将列控系统等级由CTCS‑3级列控系统转换到CTCS‑2级列控系统，如果收到“OK”信息，则进入下一步；步骤五：检测SIM卡是否正常，如果SIM卡不正常，则发送消息到安全计算机并将列控系统等级由CTCS‑3级列控系统转换到CTCS‑2级列控系统，如正常，进入下一步；步骤六，检测场强是否正常，如果场强不正常，则发送消息到安全计算机并将列控系统等级由CTCS‑3级列控系统转换到CTCS‑2级列控系统，如正常，进入下一步；步骤七：GSM‑R模块重新注册无线闭塞中心，如果注册成功，则正常通信，如果注册不成功，则发送消息到安全计算机并将列控系统等级由CTCS‑3级列控系统转换到CTCS‑2级列控系统。