北斗短报文技术在机车车载数据远程监测及诊断专家系统中的应用

2018-05-06

今日自动化 2018年3期

（大连机车研究所公司电力电子事业部，大连 116000）

0 引言

1 机车远程监测与诊断系统概述及总体架构

该机车远程监测与诊断系统分为3个子系统：车载综合信息子系统、数据传输子系统以及地面综合信息处理子系统[2]，系统总体架构见图1。车载综合子系统主要由车载终端、通信天线以及配套线缆组成，实现对机车的在途状态、故障信息以及安全信息的采集、存储以及传输，完成不同系统之间的信息统一传输以及共享。数据传输子系统分为有线和无线两个部分，根据不同的传输需求，采取不同的传输策略。地面综合信息处理子系统主要功能为处理数据传输子系统发送的数据，存入信息处理系统数据库，经过后台解析，在前台形成图像化界面，从而形成从车到地的立体展示平台，实现包括专家诊断、数据管理、故障事件、业务数据库等功能。

2 车地数据传输方案

在机车远程监测与诊断系统中，机车上的各个设备是整个系统的“神经末梢”，为了实现机车各设备所产生的相关数据最后能够存入信息处理系统数据库，该系统的车载综合信息子系统根据不同的数据类别，采取不同的传输策略，将机车数据通过数据传输子系统传送至地面综合子系统[3]。

图1 系统总体框架

数据传输子系统传输的数据类别主要分为实时视频信息、历史视频信息、实时数据信息、故障信息以及事件信息等，该子系统结构图如图2。因为目前已知的车地传输技术如GSM-R、3G/4G、WLAN、北斗报文通信等均存在一定局限性，所以通过分析不同数据的特点，选用不同的传输技术，这样才能够真正实现实时信息互通和车地管理互动。例如，对于视频数据，要确保其视频的丢帧达到最小，使其对网络传输的速率以及丢包率要求比较严格，另外考虑到视频的传输需要大量的流量需求，因此适合采用移动通信网络。再比如WLAN网络能够在局域网范围内进行大容量的数据存储，对于实时性要求不高的故障数据以及事件信息，可以等在机车入段之后通过连接入合法的无线网络中实现高速率、大宽带传输以及零资费。

此外，因为北斗报文短报文通信技术由于具有全天候、不受地形地貌以及自然灾害发生所造成移动信号中断的影响，所以可以利用该技术，传送机车关键状态信息，并且发送北斗短报文的北斗通信模块供电方式灵活，当机车在断电时，通过机车蓄电池，北斗通信模块仍然能够周期性发送机车关键信息，有助让铁路部门及时掌握机车的状态，有利于恢复行车秩序。另外，北斗短报文信息在落地之后可以不经过任何公网直接进入地面数据中心，使用该技术也确保了时效性以及保密性。

图2 数据传输子系统框架

3 北斗短报文发送信息内容

由上节所述，在机车远程监测与诊断系统中，为了防止在因自然灾害造成的机车电力中断或移动信号中断的情况，系统使用北斗短报文通信技术，通过机车供电或蓄电池供电方式，周期性发送的传送关键信息至地面综合子系统。北斗短报文发送信息包含以下几种。

（1）机车型号信息。即在途机车的类型以及车号，表明机车身份，是分析机车状态不可缺少的信息。

（2）时间信息。表示该北斗短报文发送的时间，该时间信息为车载综合信息子系统的LDP机箱系统信息。

猪链球菌镜检呈圆形或椭圆形，常多个集聚呈链状排列，链长短不一，革兰氏染色阳性。链球菌细胞壁内含多种氨基酸糖，根据其特异性抗原的不同共有19个血清型。引起猪链球菌的病原C群的兽疫链球菌占绝大多数，此次未能对分离的链球菌进行血清型鉴定。猪链球菌病根据临床表现可分为四种类型：败血症型、脑膜脑炎型、关节炎型、化脓性淋巴结炎（淋巴结脓肿）型。

（3）经纬度信息。该信息为通过四颗北斗卫星计算出的机车坐标信息[4]。

（4）机车速度信息。该信息由车载LDP的GPS信息确定。

（5）机车海拔高度。该信息由车载LDP的GPS信息确定。