沪宁高速铁路GSM-R网络接口监测综合分析子系统设计与实现

沪宁高速铁路是长江三角洲地区城际轨道交通网规划中的网络主轴之一,其设计速度为300 km/h,采用目前我国最先进的CTCS-3级列控系统(简称C3),C3列控数据利用GSM-R网络的无线通道进行车-地间的双向传输.为保证列车能在C3级别高速稳定地运行,并且当出现无线通信超时故障造成降级运行时,能快速地对故障进行分析和定位,因此对GSM-R网络各接口进行监测十分必要.接口监测系统是快速有效地进行无线通信超时故障分析和故障定位的监测分析工具,该系统首先采集GSM-R系统和C3间接口(lgsm-r,PRI)的数据及GSM-R网络内各接口的数据,并将采集到的数据解析存库,综合分析子系统再对各接口存储的数据进行统计汇总,生成无线通信超时故障分析所需的各种报表.     

C3接口监测系统在高速铁路维护中的运用

无线连接超时是影响CTCS-3列控系统安全平稳工作的重要问题,CTCS-3通信接口监测系统是维护铁路移动通信系统GSM-R网络安全工作与稳定性的最主要措施。简要研究CTCS-3无线通信超时的问题,根据日常接口监测系统对无线通信超时问题进行数据分析,总结无线网络超时的原因过程。     

RBC侧接口监测设备研究

目前,CTCS-3级列控系统车地通信链路监测主要针对通信侧的通道和车载ATP侧的GSM-R接口,而在地面RBC侧无相应监测手段,在发生无线通信超时故障时,无法及时从RBC侧进行故障分析.为此,提出在RBC侧增加PRI接口监测设备,并对其进行了系统设计和功能实现的研究.通过对车地通信数据的采集及链路监测,以及对RBC数据...     

CTCS-3级列控系统无线超时问题分析

基于GSM-R网络实现车地信息传输的CTCS-3级列控系统在国内取得快速发展,现场运用中发现,无线超时是影响CTCS-3级列控系统运用质量的一类主要问题。从无线超时的原因分类出发,结合目前在用的接口监测系统,以及新加装的Datalogger和Um接口监测设备,以一些典型问题为例,详细介绍无线超时问题的分析方法,对指导无线超时问题的分析解决,提高CTCS-3级列控系统的运用质量,具有重大现实意义。     

基于自主化电台的CTCS-3级列控系统无线通信超时分析

CTCS-3级列控系统车载设备中的电台是实现车地之间双向通信的核心模块，目前多为国外厂商产品，存在维护管理功能接口不开放、售后服务质量不高等问题。针对CTCS-3级列控系统中由干扰导致的单电台、网络单通等引起的无线通信超时问题，利用自主化电台强大的日志记录功能，精确定位故障原因，可为同类故障分析提供思路。     

基于大数据的车载电台上行信号问题检测研究

CTCS-3级列控系统作为高速铁路主要的信号控制系统,其车地信息传输超时引起的降级是影响列车正常运行的主要问题。本文重点关注车载电台的上行信号,通过GSM-R大数据综合分析平台,引入GSM-R接口监测系统数据,利用大数据处理技术和人工智能技术实现了上行信号检测的智能化操作,确保车载电台故障的精准预测,对提高铁路运维水平,保障列车安全运行具有重要现实意义。     

基于GSM-R网络空中接口动态监测系统研究

CTCS-3列控系统使用GSM-R网络作为车载和地面之间数据承载通道。通过GSM-R网络空中接口(Um接口)监测能够分析车地之间网络信令和用户数据,能够为CTCS-3列控系统运营维护和通信故障诊断提供依据。在对3GPP协议深入分析基础上,提出一种基于GSM-R无线Um接口信令和业务数据的动态监测方案,重点阐述方案的关键技术,系统结构和实现方法,并且通过实验室测试对系统进行论证。该系统填补了目前GSM-R网络监测系统只针对有线接口进行监测的空白。     

CTCS-3级列控系统无线通信网络综合监测技术的研究

针对我国铁路的CTCS-3级列控系统的特点,提出了CTCS-3级列控系统无线通信网络综合监测技术,对车-地数据传输的几个关键接口——Abis接口（BSC与BTS）、A接口（MSC与TRAU）和PRI接口（MSC与列控RBC）上列控呼叫的信令流程、数据传输过程以及线路状态等进行完整的监测和记录,并采用综合分析和联合诊断技术、多层协议分析与解码技术、多用户实时跟踪与查询技术等关键技术,为列控数据传输分析、故障定位和分析、通信网络优化与维护以及干扰分析等方面提供技术依据。     

CRC漏检原因分析及算法优化建议

CTCS-3级列控系统基于GSM-R(铁路数字无线通信系统)无线通信实现车地信息双向传输，RBC(无线闭塞中心)生成行车许可，轨道电路实现列车占用及完整性检查，应答器实现列车定位的列车运行控制系统。车地间的数据传输通过GSM-R网络实现，对数据传输的完整性、准确性、可靠性提出了更高的要求，目前采用CRC(循环冗余校验)的方法保证通信质量，从现场运用情况来看，该种校验机制多次发生漏检，导致无线连接超时问题的发生，文章通过分析漏检问题发生的原因，提出解决建议。     

郑西高铁GSM-R基站传输电路误码分析

CTCS-3级列控系统是动车组列车的主要行车设备,GSM-R(铁路综合数字移动通信系统)为CTCS-3级列控系统进行车-地数据交互提供重要网络通道。以郑西高铁发生的1次CTCS-3级无线连接超时故障为例,分析了GSM-R基站电路传输误码对CTCS-3级列控系统数据传输的影响,并针对基站存在的安全隐患提出了解决方案。     

接口监测系统在GSM-R运营维护中的应用

阐述GSM-R运营维护的需求和挑战,介绍GSM—R接口监测系统在ITCS业务、机车同步操控及可控列尾、CTCS-3级列控系统业务等方面的应用。分析既有运营维护支撑工具存在的不足,提出现代化的运营维护支撑系统的体系构架。     

铁路调度命令和进路预告智能预警系统研究

针对目前通过GSM-R网络传输铁路调度命令和进路预告信息失败后的故障处理及原因分析效率较低等问题，对调度命令和进路预告信息交互流程，以及承载信息传送的GPRS分组域各关键接口的监测采集数据进行研究，利用跨接口用户跟踪技术、失败事件自动分析技术、可视化信息显示技术，实现了调度命令和进路预告信息转发失败事件的自动判断、数据自动收集、故障自动定位、原因自动分析、报告自动生成等功能，成功研制了铁路调度命令和进路预告智能预警系统。在实验室环境下，利用现场真实的历史监测数据和部分模拟数据，对该系统进行了功能验证。验证结果表明：该系统能够准确监测调度命令和进路预告信息转发失败的异常事件，对故障原因进行自动分析并生成报告，可有效提高故障分析能力和效率。     

新型列控系统无线闭塞中心测试平台研究

新型列控系统是对我国列车运行控制系统的最新研究与技术探索,无线闭塞中心作为新型列控系统的地面核心设备,实时控制列车间的追踪间隔,保障管辖范围内列车安全运行。为发掘新型列控系统无线闭塞中心设计中的不足,需利用测试平台对其安全功能进行充分验证。既有无线闭塞中心测试平台由于逻辑及数据结构设计问题,难以适配新型列控系统的工程数据,且无法满足新型列控系统部分功能的测试需求。通过分析新型列控系统工程数据及无线闭塞中心系统功能,对既有测试平台进行升级,将逻辑构建方式由以数据为基础调整为以模型为基础,降低测试平台与工程数据的耦合性;利用真实线路数据及新型列控系统中典型运用场景对该测试平台功能进行验证。验证结果表明,该测试平台解决了适配度不高、数据配置复杂的问题,可以满足新型列控系统无线闭塞中心多场景测试需求。     

车载GSM-R外置抗干扰设备

我国铁路GSM-R使用的E-GSM频段,极易受中国移动、中国联通等公网通信基站的干扰,影响GSM-R网络的系统服务质量和可用性,导致CTCS-3级列控系统降级、CIR语音通信掉话等。为此,在车载设备外增加外置干扰滤波设备进行干扰防护,有效地提高了车载无线通信设备的抗干扰能力。     

基于GSM-R和5G-R的CTCS-3级列控系统无线通信协议设计及差异性分析

随着我国5G网络建设日趋成熟，CTCS-3级列控系统及下一代列控系统承载大容量数据业务的需求也愈发强烈。5G-R网络作为替代GSM-R网络的下一代铁路通信移动系统，提供面向字节流的传输服务，具有宽带宽、高速率、低时延的优势，GSM-R网络下的无线通信协议已不再适用。从总体结构、协议分层和协议分割重组等方面对5G-R网络下的无线通信协议进行设计，从协议功能、传输可靠性、传输速率等方面对GSM-R网络和5G-R网络下的两种无线通信协议的差异性进行比对分析。5G-R网络下设计的无线通信协议可靠性更高、传输速率更快，可充分利用和发挥5G-R网络的优势。研究成果可对CTCS-3级列控系统在5G-R网络下的无线通信协议建设提供思路和借鉴。     

CTCS-3级列控系统无线超时自动分析系统研究

利用CTCS-3级列控系统车地数据传输的既有监测系统,实现自动发现CTCS-3无线超时事件、自动收集超时事件相关数据、自动诊断分析无线超时事件,提升CTCS-3超时原因分析的准确性,将维护人员从传统的以人工为主的繁琐工作中解脱出来,为管理部门提供CTCS-3无线超时管理更便捷的支撑服务。     

非C3线路GSM-R网络质量自动评估系统及其应用

在非C3线路GSM-R网络维护过程中,故障分析和网络优化工作缺乏大量有效的监测数据支撑。当怀疑网络问题时,除了利用每月一次的电务检测车数据外,经常需要安排人员前往现场进行路测,人员工作量大,数据时效性差。为解决此问题,提出基于车载自动拨测设备的GSM-R网络质量自动评估系统解决方案:通过在部分非C3线路运行的机车上加装车载自动拨测设备,与地面拨测控制平台配合,自动进行电路域CSD拨测或分组域GPRS数据测试;综合利用拨测和测试结果数据、Abis接口监测数据、Gb接口监测数据,经统计分析和深度挖掘,方便维护人员及时掌握非C3线路的网络覆盖和通信质量状况,并实现基站性能评估算法,可以尽早发现基站性能恶化趋势,为故障分析和网络优化工作提供数据支撑。     

GSM-R无线网络优化实施

近年来,GSM-R系统应用已具备相当规模.与中低速铁路相比,高速环境会带来无线通信越区切换、多普勒频移、信道快速变化等一系列技术问题.加之采用基于GSM-R的CTCS-3级列控系统,对无线网络的要求更为严格.因此,对于无线网络的调整优化是GSM-R系统能否更好服务于高速铁路运输的关键.     

一种新型的GSM-R无线信道仿真机制

在CTCS-3级列控系统中,GSM-R无线通信系统负责承载车地间传输的关键列控数据,其传输能力与CTCS-3列控系统性能紧密相关。借助无线信道仿真机制模拟现场信道特性,分析无线传输性能,是研究GSM-R系统性能的重要手段。然而,在列车行驶过程中,终端移动速度、传播环境都会发生快速变化,无法使用传统电信领域的基于固定速度与场景的信道仿真机制。提出一种新型的GSM-R无线信道仿真机制,通过建立与铁路线路匹配的无线信道模型,并根据列车移动速度信息动态配置仿真输出特性,模拟车载电台在变化场景与运行速度下的传输性能,实现在CTCS-3级列控仿真系统中实时仿真GSM-R信道性能的目的。     

基于监测数据的ATP车载电台健康状态评估算法研究

在列车运行过程中，ATP车载电台运用不稳定会引起车地无线通信超时，导致CTCS-3级列控系统降级，影响列车运行效率。针对此类问题，通过研究电台多种常见故障及特征，设计一套用于ATP车载电台健康状态评估的算法。以接口监测数据、基站空口监测数据和车载空口监测数据为基础，通过学习与迭代，建立表征电台健康状态的模型作为评分基准；通过对比电台相关特征值与模型基准值，对各个电台进行健康状态评估。经验证，该算法可准确描述车载电台的健康状态，供运维人员对健康状态差的电台提前处理，从而实现电台故障的事前预防，对降低CTCS-3级列控系统无线通信超时概率、保障列车安全运行、提高铁路运维水平等具有重要意义。