基于GPRS网络的直通车组车载信息无线传输关键技术研究与应用

摘要

随着高速铁路以及随之而来的动车组在中国的飞速发展，动车组的安全运行与故障处理变得日益重要。因此，车载无线传输设备技术(WTD技术)应运而生，通过对车辆的状态信息进行采集，处理以及发送，在地面接收端的信息处理系统能够有效的监控与管理动车组。由于这样的监控与管理完全依赖于车载无线传输网关的正常工作，因此，运用何种技术来保障其正常运行变得至关重要。
　　本文主要围绕四个方面，对如何优化与改进当前车载无线传输设备进行叙述。首先，车载网关的核心在于建立在以嵌入式系统为平台的应用，而应用能够高效运行的基础则在于系统以及代码方面的优化，因此，第一部分将主要阐述如何从这两部分对WTD技术所使用的系统与代码进行优化，以此为之后进一步的优化工作打下基础。之后，由于WTD技术的关键在于传输从Monitor所得到的数据，因此，在第二部分中，本文通过对动车组运行环境中的通信环境与普通通信环境进行比较，指出WTD技术在通讯控制过程中需要面对的挑战，并通过多种机制的比较，得出有限状态机能够适用于此种应用的结论。基于以上结论，以及现有通信控制机制，本文分析并设计出一种使WTD技术能够更好地适应于高速铁路运行环境下的通信控制机制，并与原有机制进行了比较。此外，由于动车组在传输故障记录数据时，对短时间内传输大量数据的需求，本文的第三部分因此着重于利用P2P技术的相关原理，设计并提出详细的解决方案，来满足动车组的需求。最后，为了解决程序在运行过程中由于种种原因所可能导致的停止运行问题，本文的第四部分对常见的运行保障机制进行了详细介绍与横向对比，并通过比较结果提出了最终解决方案。
　　论文所属四个部分的研究成果现已经运用于青岛四方机车车辆厂生产的CRH2型动车组车载无线传输网关应用中。通过利用实验室静态测试与随车测试数据的采集、分析与比较，本文证明了以上所提及的四类优化手段大幅提升了车载无线传输设备的性能，使得现有的车载无线传输设备技术已能够满足CRH2型及更为先进的动车组对于数据采集与传输方面的需求，更好地服务于地面信息系统方面相关工作人员对动车组的监测与管理工作。