一種基于應(yīng)答機(jī)制的列車故障多點(diǎn)無線上傳方法及應(yīng)用

宋揚(yáng)　姜仲昊　王建強(qiáng)　孫文靜　張磊

摘要：本文提出了一種基于應(yīng)答機(jī)制的列車故障多點(diǎn)無線上傳方法，能夠有效避免由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境波動(dòng)及重傳次數(shù)限制造成的數(shù)據(jù)丟失，有效的保證地面服務(wù)器端故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性和完整性，并闡述了所提出的方法在實(shí)際地鐵項(xiàng)目上的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：故障;無線上傳;蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò);應(yīng)答機(jī)制;地鐵;

0.引言

隨著社會(huì)快速發(fā)展，地鐵列車也在不斷發(fā)展和普及，如何更為高效、精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的掌握地鐵列車健康狀態(tài)稱為近年來相對(duì)熱門的話題。故障無線上傳系統(tǒng)的出現(xiàn)為地鐵運(yùn)營和維護(hù)人員對(duì)于地鐵列車安全運(yùn)營維護(hù)的高效性、準(zhǔn)確性、實(shí)時(shí)性提供了一定的便利。

傳統(tǒng)的故障無線上傳機(jī)制多依賴于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，即便依靠服務(wù)器反饋信息目加推故障重傳機(jī)制，也會(huì)受到重傳次數(shù)的限制，且耗費(fèi)數(shù)據(jù)流量，無法有效的保證故障數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，對(duì)服務(wù)器數(shù)據(jù)解析和顯示易造成歧義和缺失。

本文提出一種基于應(yīng)答機(jī)制的故障多點(diǎn)無線上傳方法，能夠有效的避免由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的限制造成的重傳故障數(shù)據(jù)丟失或失敗，并描述了所提出方法在實(shí)際地鐵項(xiàng)目上的成功應(yīng)用情況。

1.工作原理

1.1?故障存儲(chǔ)原理

列車故障數(shù)據(jù)無線上傳主要源推送設(shè)備為具有故障診斷與存儲(chǔ)列車數(shù)據(jù)記錄儀。故障診斷多采用觸發(fā)式機(jī)制，即存在故障觸發(fā)或解除時(shí)，對(duì)規(guī)定內(nèi)存區(qū)域進(jìn)行整體存儲(chǔ)一次，存儲(chǔ)形式為滾動(dòng)式FIFO（先進(jìn)先出），存儲(chǔ)至故障記錄文件中。

1.2?故障無線上傳原理

故障無線上傳主要集成在車地?zé)o線傳輸系統(tǒng)中，由車載設(shè)備進(jìn)行篩選和推送，通過專用的傳輸通道將數(shù)據(jù)報(bào)推送至地面服務(wù)器。故障數(shù)據(jù)包由車載數(shù)據(jù)記錄儀組包，推送至具有WIFI/移動(dòng)蜂窩數(shù)據(jù)功能的車載無線主機(jī)，通過車載天線傳送至公網(wǎng)，由具有Internet訪問功能的地面服務(wù)器接收并解析和存儲(chǔ)并形成統(tǒng)計(jì)圖表。如下圖為原理示意：

1.3 傳統(tǒng)故障無線上傳機(jī)制

當(dāng)任意故障存在觸發(fā)或解除條件，數(shù)據(jù)記錄儀將所有故障內(nèi)容放入故障包的數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一上傳;當(dāng)受到收發(fā)雙端網(wǎng)絡(luò)環(huán)境網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定、信號(hào)強(qiáng)度不夠等復(fù)雜工況影響時(shí)，啟動(dòng)故障信息重傳機(jī)制，即地面服務(wù)器接收到有效故障數(shù)據(jù)包，反饋對(duì)應(yīng)接收數(shù)據(jù)包的幀序列號(hào)至車載數(shù)據(jù)記錄儀，數(shù)據(jù)記錄儀收到反饋后認(rèn)為故障傳送成功，否則在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到反饋則認(rèn)為故障傳送失敗，開啟重傳機(jī)制。但傳統(tǒng)故障無線上傳數(shù)據(jù)包內(nèi)容較多，不僅占用資源，耗費(fèi)流量，重傳也會(huì)受到次數(shù)的限制，導(dǎo)致地面端接收的故障信息不完整，影響地面對(duì)故障顯示信息及統(tǒng)計(jì)信息的完整性。

1.4 故障多點(diǎn)無線上傳機(jī)制

為了實(shí)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)完整的上傳至地面服務(wù)器，保證數(shù)據(jù)在地面服務(wù)器有效接收故障信息并在存儲(chǔ)前不丟失，車載數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)備采用故障數(shù)據(jù)文件緩存機(jī)制。當(dāng)故障觸發(fā)或解除時(shí)，按單條故障觸發(fā)、解除順序逐條存入緩存文件，緩存文件同時(shí)作為數(shù)據(jù)發(fā)送隊(duì)列控制數(shù)據(jù)發(fā)送。當(dāng)車載設(shè)備發(fā)送單條故障數(shù)據(jù)并接收到地面有效反饋時(shí)，則進(jìn)行下一條數(shù)據(jù)的發(fā)送，否則將重復(fù)發(fā)送。

由于緩存文件為硬盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，區(qū)別于內(nèi)存緩存機(jī)制，作為車載設(shè)備掉電保持功能的載體，對(duì)緩存文件實(shí)施掉電保存機(jī)制，即使在無線上傳作業(yè)未完成期間出現(xiàn)掉電、卡死或通信中斷等，當(dāng)前觸發(fā)或解除的故障信息均能完整的保存在緩存文件中，設(shè)備或通信恢復(fù)后，故障無線上傳作業(yè)會(huì)正常進(jìn)行，保證任何情況下的數(shù)據(jù)完整性。同時(shí)，故障上傳條件和車輛的故障故障記錄條件存在重疊，可在既有的故障記錄基礎(chǔ)上增加故障多點(diǎn)記錄的功能機(jī)制，進(jìn)一步的節(jié)省了系統(tǒng)運(yùn)用資源，提高了系統(tǒng)的使用效率。多點(diǎn)存儲(chǔ)和上傳機(jī)制使得故障信息分散化，即僅對(duì)存在觸發(fā)或解除的故障篩選后進(jìn)行上傳，正常或重傳工況下避免了大篇幅故障的集中性堆積和反復(fù)推送，減少了流量資源浪費(fèi)，能夠有效的減輕地面服務(wù)器的處理壓力。

2.系統(tǒng)應(yīng)用

所提出的一種基于應(yīng)答機(jī)制的列車故障多點(diǎn)無線上傳方法已經(jīng)成功應(yīng)用于北京地鐵6號(hào)線西延線車地?zé)o線傳輸系統(tǒng)及蘭州地鐵1號(hào)線車地?zé)o線傳輸系統(tǒng)。如下圖為所提出機(jī)制在蘭州地鐵1號(hào)線應(yīng)用后某月內(nèi)的故障數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況：

該方法能夠穩(wěn)定、準(zhǔn)確、有效的應(yīng)用，保證了數(shù)據(jù)的完整，為現(xiàn)場車輛的應(yīng)用提供了完整的故障統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和準(zhǔn)確的故障報(bào)警提示。

4.總結(jié)

所提出的一種基于應(yīng)答機(jī)制的列車故障多點(diǎn)無線上傳方法能夠有效的保證故障上傳數(shù)據(jù)的完整性，提高設(shè)備使用效率，節(jié)省資源空間，減少因上傳機(jī)制的缺陷、網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)及設(shè)備異常造成的成本浪費(fèi)，并在實(shí)際地鐵車輛上能夠穩(wěn)定、有效的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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