CIR設(shè)備改進(jìn)高可用性GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的思路和方法

鄒華勇　王永佳　朱諾　黃謝東　方?jīng)_

摘要：隨著中國高鐵迅速發(fā)展，目前以及成為了一張中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的靚麗名片，中國高鐵及高鐵相關(guān)裝備甚至走出國門，走向全世界。質(zhì)量為生命之源，打造高鐵精品品牌，離不開持續(xù)創(chuàng)新，更離不開品質(zhì)提升。針對高鐵行車指揮領(lǐng)域，主要采用GSM-R網(wǎng)絡(luò)來承載相關(guān)鐵路業(yè)務(wù)，而無線通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)即將成為主要的行車調(diào)度手段，對于通信主用設(shè)備CIR在GSM-R模式下車次號校核信息下發(fā)、進(jìn)路預(yù)告/調(diào)度命令等信息的上傳成功率及可用要求也越來越高。本文根據(jù)作者多年的項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和歸納演繹分析，提出CIR單點(diǎn)故障導(dǎo)致系統(tǒng)業(yè)務(wù)故障的解決思路，并探討通過如何增設(shè)冗余熱備的GSM-R數(shù)據(jù)接入方法，切實(shí)提高數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可用性，解決當(dāng)下CIR有關(guān)車次號校核信息上傳、調(diào)度命令信息（包括進(jìn)路預(yù)告）下發(fā)等可用性低的問題，通過技術(shù)改進(jìn)提高可用性，保障安全性的前提下提升鐵路運(yùn)輸效率。

關(guān)鍵詞：鐵路通信;數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);CIR;冗余熱備;可用性

一、前言

CIR作為高鐵動車上必備通信終端設(shè)備，一直在鐵路行車調(diào)度指揮中發(fā)揮至關(guān)重要的作用，但由于CIR設(shè)備定型較早，設(shè)備主要結(jié)構(gòu)相關(guān)的依據(jù)技術(shù)規(guī)范文件主要在2010年前定的，雖然后續(xù)有新技術(shù)補(bǔ)充文件持續(xù)發(fā)布更新，但主要側(cè)重于細(xì)節(jié)功能方面的優(yōu)化，對設(shè)備組成和可靠性冗余機(jī)制沒有做具體要求。但是，目前在運(yùn)用過程中，在某些環(huán)境場景下，時(shí)有出現(xiàn)GSM-R數(shù)據(jù)單元SIM卡不識別、數(shù)據(jù)模塊無法附著網(wǎng)絡(luò)（公網(wǎng)干擾）垮路局路由區(qū)更新失效等問題，導(dǎo)致GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)失效，引發(fā)設(shè)備故障，導(dǎo)致列車誤點(diǎn)甚至停車。此類故障問題較難復(fù)現(xiàn)，難以查找根本原因，對鐵路正常運(yùn)輸帶了很大影響，也對通信維護(hù)單位很大困惑和壓力，已經(jīng)成為了鐵路通信專業(yè)領(lǐng)域當(dāng)下最聚焦的難點(diǎn)問題。所以考慮在現(xiàn)有CIR基礎(chǔ)上，通過對GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行熱備切換，切實(shí)提高GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可用性，解決當(dāng)下CIR有關(guān)車次號校核信息上傳、調(diào)度命令信息（包括進(jìn)路預(yù)告）下發(fā)等不可靠的問題，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和必要性。

二、設(shè)備構(gòu)成及問題介紹

根據(jù)CIR技術(shù)條件及實(shí)際考察分析，作為重要組成單元的既有數(shù)據(jù)單元沒有采用任何冗余部件和機(jī)制，基本組成僅含電電源供電、數(shù)據(jù)模塊、SIM、天饋等。

目前在運(yùn)用過程中，在某些環(huán)境場景下，時(shí)有出現(xiàn)GSM-R數(shù)據(jù)單元SIM卡不識別、數(shù)據(jù)模塊無法附著網(wǎng)絡(luò)（公網(wǎng)干擾）垮路局路由區(qū)更新失效等問題，導(dǎo)致GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)失效，引發(fā)設(shè)備故障，導(dǎo)致列車誤點(diǎn)甚至停車。此類故障問題較難復(fù)現(xiàn)，難以查找根本原因，對鐵路正常運(yùn)輸帶了很大影響，也對通信維護(hù)單位以及生產(chǎn)廠家很大壓力和困惑，已經(jīng)成為了鐵路通信專業(yè)領(lǐng)域當(dāng)下最聚焦的疼點(diǎn)問題。

三、改進(jìn)思路和方法

以可靠性理論為指導(dǎo)，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出對供電、無線模塊、SIM進(jìn)行冗余架構(gòu)，MUC根據(jù)診斷，按故障弱化導(dǎo)向原則進(jìn)行最優(yōu)工作路徑進(jìn)行切換，在單點(diǎn)器件失效的情況下，進(jìn)行合理切換，保證數(shù)據(jù)單元輸出繼續(xù)可用，總體框圖圖1所示：

通過以上方法改進(jìn)可達(dá)到效果如下：

（一）SIM卡接觸問題或者損壞問題通過冗余機(jī)制可大大提高可靠性，根據(jù)可靠性理論，如單模塊失效率為年1%，則改進(jìn)后失效率為年0.01%，故障率大大下降。

（二）采用主流兩種無線模塊組合熱備，針對非網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋問題及路由區(qū)切換失效問題，根據(jù)調(diào)研評估，同一場景和時(shí)間段內(nèi)，各終端（一般不是同一類型的終端）不是注冊同時(shí)失效或者路由更新失效，故偶發(fā)性網(wǎng)絡(luò)注冊問題或者路由更新可以減少一倍;

（三）原則上此方案不依賴于CIR既有控制邏輯和機(jī)制，對控制方采用了透明的實(shí)現(xiàn)方式，兼容既有單元的連接方式，電氣接口和單元尺寸也完全向前保持一致，故不影響升級改造和維護(hù)方法，利于推廣應(yīng)用。

四、結(jié)束語

本文根據(jù)國內(nèi)全路實(shí)際遇到的問題進(jìn)行梳理總結(jié)，遵循問題導(dǎo)向提出改進(jìn)思路和方法，可滿足既有CIR設(shè)備適應(yīng)鐵路運(yùn)輸日益增長的通信設(shè)備運(yùn)用高質(zhì)量的新要求，可顯著提高GSM-R數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的運(yùn)用質(zhì)量，減少CIR設(shè)備運(yùn)維單位和生產(chǎn)廠家的壓力，對于CIR產(chǎn)品改進(jìn)及運(yùn)維工作大有裨益，此思路和方法對于CIR改進(jìn)和后續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和借鑒價(jià)值，希望能給予從事鐵路無線列調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域的同行研究人員起到拋磚引玉的作用。

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