基于CTCS-N列控系统的双电台冗余控制方法研究与设计

现有的CTCS列控系统大多采用单电台单连接方式实现与核心网的无线连接方案,不能有效保证无线连接的高可靠性和降低系统故障率。设计方案不仅可实现对CTCS列控系统双电台的冗余控制,当在用电台故障时,车载单元会自动选择备用电台重新建立与地面设备安全无线连接,从而保证列控系统的车载设备和地面设备无线通信快速恢复。而且在用电台可同时与多个设备建立多个安全无线连接,大大提高CTCS列控系统的安全性、可靠性、容错性。双电台切换过程虽有一定的时延,但对车载设备和地面设备的无线通信的影响较小。因此在列控系统的未来发展中,双电台冗余控制将成为未来新型列控系统的发展趋势。

C3级列控系统无线通信协议引起的无线通信超时优化建议

无线通信超时是铁路信号故障整治的重点和难点,中国国家铁路集团有限公司联合各铁路局集团公司、通信信号厂商开展专项整治以来,无线通信超时情况虽降幅显著,但在铁路信号故障中仍占有较大比例。结合无线通信超时整治工作,以几种典型车地无线通信协议引起的无线通信超时为例,对无线通信超时发生的原因进行专项剖析,明确了车载ATP和地面RBC设备在协议处理中不合理之处,并在深入研究无线通信协议规范的基础上,提出了相关优化建议,为完善无线通信协议、减少无线通信超时问题提供方案和思路。

基于SimEvents/Stateflow的CTCS-3级列控系统车地无线通信子系统建模与分析

根据CTCS-3级列控系统中无线通信子系统的分层结构和其具有随机性的特点,采用Matlab软件中SimEvents与Stateflow相结合的方式实现车地无线通信过程的建模与仿真,分析安全连接建立时间和不同长度无线应用消息传输延迟时间。结果表明:无线通信子系统安全连接建立时间符合《CTCS-3级列控系统GSMR网络需求规范》的要求,并且具有一定的安全余量;仿真得到不同长度的无线应用消息传输延迟时间,可为列控系统车地无线通信的实时性分析提供参考;建模方法简洁高效,模型能够较好地描述系统特性,仿真结果可为列控系统车地无线通信技术规范的完善、系统的设计与实现提供数据支持。

基于GSM-R无线网络实现车-地通信的CTCS-3级列控系统分析

着重阐述基于GSM-R无线网络的车-地通信如何实现地面设备之无线闭塞中心子系统与车载设备连接,如何确保无线闭塞中心子系统发送行车许可和临时限速等控车指令实现高速列车的无线指挥,以及如何完成无线闭塞中心实时接收车载设备动态信息的无线反馈。

采用多无线模块的AP间硬切换的实验研究

在车载Internet等快速移动应用环境下,由于障碍物遮挡等原因,当前通信链路可能突然与当前AP失去连接,如何实现快速的AP间硬切换成为基于WiFi的车-地互联系统的关键技术之一。为此,可采用一种基于多无线模块的方法将主从两块无线网卡捆绑为一块虚拟网卡,当检测到主链路失去连接后迅速切换到从链路以实现快速的AP间硬切换。为验证该方法的有效性,建立了AP间硬切换实验床,通过改变当前AP的工作状态以触发主从无线模块的硬切换进程,从而系统地研究和分析AP间硬切换导致的网络延迟和带宽变化。实验结果表明,该方法的AP间硬切换延迟仅为300～400ms,网络带宽基本不受影响。

基于国密算法的IPSec VPN技术在LKJ无线换装系统中的实现

由于新线修建、既有线改造和机车长交路跨局运行等多种因素影响,导致LKJ车载数据需要频繁换装,而目前以人工换装为主的LKJ车载数据换装方式,费时费力,因此,迫切需要研究LKJ车载数据无线换装系统来解决这一问题。LKJ车载数据无线换装系统中以公网传输的方式来实现车载与地面的双向通信,针对公网通信安全性的问题,基于国密加密算法,研究IPSec VPN技术在车地数据无线传输中建立安全加密隧道。通过分析通信双方IKE协商流程,基于IPSec VPN主模式建立车地安全传输通道,并在实验室搭建仿真测试环境。研究结果表明,车地通信以密文的方式传输,验证了车载无线换装模块与地面服务器之间安全传输通道的实现。

支持GSM-R与LTE-R通信的双模车载电台技术研究

介绍一种既支持GSM-R又支持LTE-R通信的双模车载电台的技术方法。分析双模车载电台的基本原理、拨号机制,并重点分析其中关键的PPP协议和实际应用。按照该方法构造的双模车载电台实现了同一设备支持GSM-R与LTE-R通信,可以替代目前单一制式的高铁列车车载电台。无论是在单一的GSM-R通信网络或LTE-R通信网络或这两种通信网络混合构成的高铁线路上,本双模车载电台都能满足车载设备的通信需求。

基于5G技术的新一代列控通信系统研究

新一代高铁列车列控系统智能化要求,使车地通信数据较之前更为丰富多样,数据传输的安全可靠性要求更高,延时要求更低。原有的基于GSM的列控通信系统已经不能满足新需求,需要研发新的基于5G技术的新一代列控通信系统。对5G-R通信系统进行研究,设计新的基于嵌入式系统的车载电台,提出地面网络系统的结构、组成和接口。详细分析业务数据在整个车地传输过程所经历的协议封装/解封和接口传递过程,阐述新一代列控通信系统在满足未来车地通信要求的适应性,为高铁列控智能化奠定通信基础。

基于ARM平台的车载定位系统设计

介绍了一种采用GPRS技术的车载定位系统软件设计。阐述了车载定位系统的组成结构和工作原理,并介绍了在ARM嵌入式系统中实现TCP/IP以及PPP等网络协议栈的方法。利用GPRS(General PacketRad io Service)永久在线、通信速率高等优势,系统实现了监控中心与车载终端之间信息的实时交互。而且系统的有效性、稳定性已经在实际应用中得到验证。

基于中频数字化仪的板载信号处理器的设计和实现

为了满足装备测试小体积下复杂信号的多域分析功能,设计了一种基于中频数字化仪的板载信号处理器(OSP);通过板载信号处理器的硬件设计、属性设定和应用配置,实现了数字下变频、抽取及滤波等数字信号处理功能,把中频数字化仪A/D采集的高速数据流下变频至低速的数据流,极大缓解后端DSP等处理器对高速信号处理的压力、可满足数字化仪的数字信号的预处理要求;该OSP已成功应用到数字化仪模块中,可实现分辨率带宽1Hz^3MHz,满足时域、频域和调制域等不同处理要求。

LKJ?车载数据无线远程换装系统设计

为进一步适应和满足铁路运输现场频繁换装列车运行监控装置(LKJ)车载数据的现实需求,降低LKJ车载基础数据换装的复杂度及工作量,提高换装的自动化水平,以无线和网络技术、通信安全技术和LKJ为基础,对无线、网络、安全等相关技术进行研究,设计LKJ车载数据无线远程换装系统,并对系统总体结构、系统网络结构、系统安全性、系统应用流程设计等方面展开分析。LKJ车载数据无线远程换装系统的设计及应用,有助于突破LKJ车载数据人工换装作业中所遇到的瓶颈,实现LKJ车载数据远程自动换装安全、可靠,提升换装效率和准确性,进一步提高运输生产效率,降低运输生产成本,确保铁路运输安全。

CTCS-3级列控系统无线通信超时研究

车地GSM-R无线通信超时是CTCS-3级列车运行控制系统的重点和难点问题。对因电台软件故障引起的无线通信超时进行分析,提出重启电台优化方案,软件升级后大大降低了单电台故障发生的情况,可为减少无线通信超时提供技术参考。