基于云计算和WebGIS的铁路运营监控系统的设计与实现

采用云计算技术、基于WebGIS构建铁路运营监控系统.该系统包括铁路运营监控基础设施即服务、铁路运营监控平台即服务、铁路运营监控软件即服务3种服务模式.铁路运营监控基础设施即服务通过虚拟化技术将系统设备组成云平台基础设施,为用户提供硬件资源和计算资源.铁路运营监控平台即服务将应用服务平台以业务应用、GIS应用服务等方式提供给用户.铁路运营监控软件即服务将应用软件统一部署在应用服务器上,为用户提供应用软件资源.构建系统的关键是:应用服务的开发和实现、GIS应用服务的发布与调用、客户端开发和软件接口的实现和调用.系统开发完毕后的功能验证和测试结果表明:将业务处理、信息转换和共享以及安全管理等应用以服务的形式放在云平台,实现了铁路系统海量信息的集中管理和按需定制,增强了信息的安全性和可维护性.     

基于线路信息和QoS上下文转移的无缝切换方案

在高速客运专线环境中,信息传输的实时性和可靠性是保障铁路系统运营安全和提高客运系统无线接入服务的前提和基础.本文将分层移动IPv6网络拓扑结构应用于高速客运专线移动通信网.为减少其中实时业务的切换延迟和资源预留信息重建延迟,提出基于线路信息和QoS上下文转移的分层移动IPv6切换方案.首先,利用客运专线固定的线路信息和接入路由信息,事先建立顺序接入路由表;综合接收到的信号强度及位置信息和时间信息预知列车移动通信网的切换,从顺序接入路由表中主动选择合适的切换目的路由器,在此基础上有目的地进行提前切换.其次,利用上下文机制实现在切换之前将QoS信息传递给目标接入路由器,对新接入路由器扩展移动代理功能,提前为移动主机建立资源预留信息.仿真结果分析表明此方案减少了切换延迟,降低了数据丢包率.     

基于移动互联网的铁路站车Wi-Fi服务网络方案

通过分析铁路旅客移动终端访问互联网需求,结合移动互联网技术特点,提出一种基于移动互联网的铁路站车Wi-Fi服务网络方案,实现列车和客站无线接入,提供信息服务。     

基于量子通信的铁路办公信息系统应用方案研究

为提升铁路信息系统数据传输的安全性，研究基于量子通信的铁路办公信息系统应用方案。该方案基于量子通信技术，对办公信息系统敏感信息进行加密传输；通过量子密钥管理服务端实现密钥的统一管理，为铁路办公信息系统提供密钥服务；通过量子安全服务平台实现接入系统的移动终端量子密钥使用安全，提升铁路办公信息系统的整体安全性。     

市域铁路移动通信技术制式探讨

从列车运行控制系统、无线调度语音通信、车载视频监视、列车文本下发、列车运行状态信息监测业务等角度出发,分析市域铁路专用移动通信系统业务应用需求。从抗干扰能力、接入机制、移动能力、多普勒效应、综合承载适应性、互联互通等多方面比对铁路、地铁当前在用的移动通信技术制式,结合市域铁路特点并分析国内外技术应用现状,探讨适用于我国市域铁路的移动通信技术制式。提出市域铁路移动通信技术制式选择不应局限于GSM-R系统,采用宽带移动通信系统是发展的必然趋势,可在一些城市开展LTE甚至5G移动通信系统的试验和试用性建设。     

铁路安全监督管理信息系统

在铁道部、铁路局建立统一的铁路安全监督管理信息共享平台,整合、接入既有成熟的各专业安全监测报警、人工检查和事故调查分析等信息,实现铁道部、铁路局和站段的铁路安全监督管理三级联网和安全信息的共享,提供安全信息的综合管理、分析决策和信息服务;通过监测报警信息处置、安全检查信息处置、事故调查分析处置和综合分析处置4个环节,掌握全路安全动态,切实提高铁路安全监督管理的实时性、针对性和有效性,形成系统化、网络化、信息化程度较高的铁路安全检查监测保障体系.开发铁路安全监督管理信息系统的关键技术包括优化核心业务流程、信息共享平台技术、数据资源优化组织、相关专业安全监测系统数据接口方案及接口标准、安全预警分析和辅助决策技术等.     

基于TD-LTE的铁路客站移动信息化接入平台和应用系统

针对铁路站场移动信息化"最后一公里"的需求,对既有铁路无线通信和应用系统进行分析,提出基于TD-LTE的铁路客站移动信息化接入平台和应用系统方案,重点阐述系统结构、功能及特点。在上海站搭建TD-LTE宽带无线接入平台,并开发部署客运和电务移动信息化子系统。通过现场试用,验证了其在铁路客站移动信息化应用方面的可行性和实用性,使用效果良好。系统能够满足宽带无线数据承载、移动终端接入管理、客运和电务专业现场使用需求,为铁路客站作业提供了先进的信息化应用手段。     

铁路信息资源管理系统设计与实现

为满足铁路行业日益增长的信息资源管理需求，提升信息资源管理水平和使用效率，设计铁路信息资源管理系统。该系统基于Spring Cloud微服务架构，结合工作流管理、虚拟资源分配及资源需求预测等技术，实现了信息资源的分级分类管理、全流程管理、需求预测与分析评估等功能，有助于提升铁路信息资源利用率，降低运行成本，为实现铁路信息资源全生命周期管理提供支撑。     

铁路无线售票系统研究

采用无线通信技术解决铁路移动售票问题是铁路客票系统的下一步发展方向。探讨在公共无线网络条件下如何开展铁路售票业务,概括地提出了无线售票系统的总体思路、系统的安全解决方案、无线接入方案、与客票系统的接口等一系列问题。重点阐述了系统的接入技术、安全漏洞和必要的防范措施。     

铁路工地试验室终端软件的设计与实现

本文对铁路工地试验室试验终端系统框架、软件功能和关键技术进行阐述。该系统按照铁路工地试验室标准化管理的要求,试验室试验员实名登陆试验终端进行基本信息录入和各种试验类型的数据采集,实现自动计算试验数据,判定试验结果,按现行标准和表格自动生成试验报告,与铁路工程管理平台进行信息交互等功能。     

营业线施工作业监控系统设计及应用

为解决铁路施工作业中遇到的安全管理问题,设计并开发了营业线施工作业监控系统。该系统采用人脸识别、射频识别(RFID)、移动APP和数据驱动文档(D3)矢量图形等技术,实现了作业人员身份智能化认证、小型机具出入网电子化管理、现场关键信息采集、干部履职盯控和各类图表的电子化绘制。满足了业务部门对施工安全管理的需求,解决了营业线施工安全管理方面的诸多问题,提升了施工作业的安全性和管理效率。     

5G无线通信技术在城市轨道交通中的应用探讨

第五代移动通信(5G)网络将于2020年实现大规模商用,这意味着我国乃至全球无线通信将进入5G时代。无线通信系统是城市轨道交通通信系统的重要组成部分,是保障各系统信息无线传输和线路正常运营的重要前提。当前城市轨道交通无线通信系统存在系统传输速率较低、延时较长等局限性,随着传输信息量的急剧增长,已无法很好地满足各系统在高速移动环境下的无线信息传输需求。5G无线通信技术凭借其先天性技术优势,能提供更高的传输速率(10 Gb/s)、更低的传输时延(毫秒级),以及高速移动(500 km/h)环境下更好的系统传输性能。对5G的典型应用场景、关键技术、典型网络架构进行研究,并结合城市轨道交通无线通信系统的特点,就5G在城市轨道交通领域从业务承载、网络架构、频段资源、信号覆盖、应用开发等方面的应用进行探讨。随着系统制式、标准化进程的逐步完善,各厂商产品链的日益丰富和成熟,5G无线通信技术必将在城市轨道交通中大有作为。     

铁路行包信息系统无线交互技术研究

采用信息、人员、设备协同联动技术,基于4G专网(站车交互网)和铁路综合信息网,研究了移动互联条件下的站车无线交互技术。基于该技术,铁路行包信息系统具备与铁路客运信息系统进行网络互联、数据合理对接和基础设施共享的条件。依托国铁集团安全平台,与客票发售与预订系统共享站车交互网络,提出铁路行包信息系统无线交互的网络架构,明确了数据的交互内容及频次,可为数据接口规范、交互标准及安全交互策略的制定提供参考。通过对京沪线部分车次和行包办理点进行行包系统业务数据交互实验,验证基于4G专网进行站车无线交互的可行性。     

基于云计算的下一代铁路移动通信网络架构

铁路智能化的发展以及铁路网与互联网的不断融合,对下一代铁路移动通信网络的承载能力和服务质量提出更高的要求。基于云计算的下一代铁路移动通信网络架构并针对铁路应用特点,论述该架构的技术优势和面临的挑战;在分析未来铁路移动通信应用需求的基础上,提出基于集中单元、分布单元和射频拉远单元三层结构的铁路无线接入网络部署方案以及基于移动中继节点的车载移动终端无线访问方案;给出下一代铁路移动通信网络的演进路线。基于云计算的铁路移动通信网络架构可以有效地降低建设及维护成本、提高资源的利用效率、降低能耗,符合铁路未来的发展趋势。     

铁路移动智能安全管理平台研究

为更好地保障铁路行业移动终端的信息安全，解决终端失控、非授权访问、信息泄露等安全问题，基于虚拟安全域（VSA，Virtual Security Area）技术，结合移动应用安全网关（MAG，Mobile Application Security Gateway）技术及动态加密通道（DEC，Dynamic Encryption Channel）技术，研究并开发了铁路移动智能安全管理平台（MISMP，Railway Mobile Intelligence Safety Management Platform），设计了平台架构，阐述了平台的业务能力、管控能力和安全传输能力。该平台可为铁路行业移动终端的信息安全建设提供参考。     

基于下一代网络的铁路VoIP通信关键技术研究

研究了移动IPv6工作原理和基于下一代网络的VoIP通信技术要求,分析了铁路运输系统移动无线网络接入技术特点,为高速列车以移动无线方式接入IPv6网络、实现VoIP通信提供了IP层解决方案.     

适用于正线机车的无线调车机车信号和监控系统的研究与试验

根据正线机车在沿线车站进行临时调车作业的特点,在既有的STP-yh(原DJK)型无线调车机车信号和监控系统的基础上,研发适用于正线机车的无线调车机车信号和监控系统。地面设备与计算机联锁系统的接口方式采用光通道,车载设备通过文件调用方式或者无线传输方法获取站场数据文件,机车定位采用基于GPS的综合定位技术。该系统在陇海线的试用结果表明,机车自动入网正确率达到了100%,实现了对正线机车在沿途车站进行调车时的作业安全防护。该系统将STP-yh系统的应用范围拓展至正线机车上。     

基于无线Mesh网络技术的列车宽带接入原型系统设计

随着高速铁路、公路交通的发展,信息网络的移动接入技术需要得到相应的改善和提高。根据公共移动通信网和铁路专用移动通信网的发展现状,目前有多种列车移动接入技术。通过方案比较,本文原型系统采用了基于无线Mesh网络技术的无线宽带接入技术。当前,无线Mesh网络可遵循的标准有IEEE802.11s草案,该草案对无线Mesh网络的功能、接口及网络协议栈进行了全面的定义。本文根据IEEE802.11s草案,在Linux操作系统下定义了Mesh协议栈框架,并在此基础上设计实现了针对列车的车地宽带接入带状应用场景的无线Mesh网络原型系统,并就搭建的实际网络场景进行了性能测试。实验结果表明,所设计的原型系统基本达到了列车车地宽带接入应用的要求。     

高速铁路移动通信系统WINNER信道性能分析

在对无线信道模型和铁路电波传播环境研究基础上,提出WINNER D2a信道模型是高速铁路无线信道的合适选择,并建立了高速铁路移动通信系统WINNER D2a信道半实物仿真平台。与传统的计算机仿真相比,半实物仿真平台具有更高的仿真性和实时性,并能在实验室对设备在高速铁路上的性能进行测试。在仿真平台上对不同移动速度、同频干扰、接收电平条件下的高速铁路移动通信系统的性能进行了仿真。分析结果表明:移动速度和同频干扰对系统性能影响非常大,而接收电平则对性能没有明显影响。最后探讨了改善系统性能的技术措施。