摘要：GPRS无线传输技术在中国高速铁路运营列车的车对地信息传输应用中取得了成功。随着移动无线传输技术的发展，GPRS无线传输技术应用于城市轨道车辆的车对地无线传输系统，并借助数据中心技术支持实时获取列车运行数据。可以及时处理车辆的紧急情况，以确保城市轨道列车的安全运行。
关键词：无线传输技术
引言：随着城市人口的增加，越来越多的城市加入了“地铁交通城市”的行列。如何确保车辆安全，快速解决突发问题尤为重要。当行驶车辆出现问题时，如果地面人员能够实时获得列车运行数据，就可以及时提出问题的解决方案，以最大限度地减少人员和财产的损失。为了实现这一目标，车对地无线传输技术已逐步进入城市轨道列车领域。城市轨道车辆配备有无线传输模块，通过无线传输技术及时将车辆的状态数据和故障数据等运行数据传输到地面数据服务中心数据库。地面管理人员通过地面上的应用软件解密和恢复接收的数据，从而实现实时获得列车工作条件的目的。同时，在强大的地面技术支持的帮助下，可以预先确定车辆的可能故障，以便及时处理车辆的突然发生并最小化操作的损失。
一、无线传输技术的概念
GPRS是通用分组无线业务（GeneralPacketRadioService）的英文缩写。GPRS的特性总是在线，根据流量，从而提供高效，低成本的无线分组数据服务。
二、GPRS无线传输技术在城市轨道交通车辆中的应用
车对地GPRS无线监控传输设备系统包括服务器（地面数据中心）和客户端（车辆无线系统）。一方面，车载客户端与列车管理系统TCMS交互，交互数据主要包括每个系统的运行状态和车辆行驶期间驾驶员的操作信息；另一方面，车载客户端封装所收集的信息数据，加密IP分组，并通过无线网络实时地将其发送到数据交换平台。在解密和恢复从指定端口获得的数据信息之后，服务器备份并处理数据。地面应用软件根据用户的不同需求，根据数据库中的历史信息自动生成列车运行的各种曲线或图表，便于管理人员实时了解列车运行状态。以及列车的确切位置，为紧急情况提供更快捷，更方便的技术支持。
2.1系统硬件结构
该系统由远程监控模块和监控中心PC组成，通过GPRS网络进行通信。无线传输模块由ARM模块，GPRS模块和传感器模块组成。其中，GPRS模块主要用于数据传输、接收和短信接收；ARM模块完成传感器数据的编码和TCP/IP封装，控制GPRS模块将数据发送到监控中心，接收并执行监控中心发送的控制命令；监控中心是一台固定IP的计算机，通过以太网卡连接到Internet，用于接收，处理和显示各监控点发送的数据，并向监控点发送控制命令。系统主控芯片选用ARM9系列中的AT91SAM9263芯片；以太网芯片选用DM9161BIEP芯片；SIM5218E用于无线通信模块。文件传输指令集，TCP/IP指令集，MMS指令集和LUA脚本文件都被认为选择SIMCOM的SIM5218E作为系统的通信模块。
2.2系统软件实现
通过控制软件实现了对地无线传输技术的核心，列车管理系统通过TCP/IP与无线数据传输设备进行通信。基于TCP/IP的通信基本上使用SOCKET套接字进行数据通信。TCP通信使用三次握手来建立通信链路：第一步是客户端向服务器发送TCP数据包，指示请求连接。并且设置序列号seq=1000（假设为1000）。服务器的第二步接收数据包，并知道这是从SYN位1建立请求的连接，因此服务器也向客户端发送TCP包；因为它响应客户端的请求，服务器将ACK设置为1，并将sak_seq=1001（1000+1）设置为自己的序列号；seq=2000（假为2000）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在第三步中，客户端接收服务器的TCP，并且知道ACK为1并且ack_seq=1001是来自服务器的确认消息，因此客户端还向服务器发送确认消息；客户机设置ACK=1、ack_seq=2001、seq=1001发送给服务器。至此客户端完成连接。服务器基于公司外部网络的在线网络，并通过固定的IP地址和端口号传输数据。客户端软件运行过程，作为无线传输客户端，可以通过软件设置传输IP地址，端口号，APN和拨号时间和时间间隔。
程序启动后，车载无线模块首先检测到3G网络正常，并在地面上搜索固定服务器，并确认接地连接正常。数据通过WCDMA实时传输到地面服务器数据库，实时监控地面服务器以获得配置命令。如果尚未建立车对地无线传输信道，则车载无线模块将接收的数据高速缓存在模块的存储器中。即使在车对地连接的短期连续性的情况下，这也确保了数据的连续性。
服务器可以根据不同需求设置要传输的数据，从而可以更清楚地向用户呈现数据。地面服务器实时等待无线网络的连接请求。同时，地面服务器可以根据实际运行条件向车载无线系统发送一些配置命令，通过这些命令，地面控制中心可以远程控制车辆。
三、系统应用
系统采用响应式实时传输策略，即根据指定的传输周期实时传输当前数据；采用相互响应模式，在发送当前数据包后开始下一个数据包的传输：（1）无线传输设备立即将传输的主故障记录信息发送到地面；（2）等待地面的应答信息。如果在重传次数为3次后没有收到地面的响应信息，则认为是超时，并根据先进先出存储的数量缓存故障信息（暂定）
无线传输系统已在北京地铁昌平线上成功通过测试。经过测试，系统测试期间没有出现异常等异常情况，模块和GPRS网络连接成功率为100。无线传输系统包括GPS模块，地面电子地图系统可以实时监控车辆的当前位置。动态数据显示使用GPS和地理信息系统（GIS）技术，使地面系统能够实时监控车辆行驶路线并定位车辆位置。通过电子地图，地面人员可以快速查询和定位某个车辆的具体位置信息，并扩大车辆的区域信息。并且通过点击车辆图标，显示车辆的基本信息，并且可以跳转实时监控页面以显示诸如次数，车辆编号，速度，里程，实时运行状态数据和由于GPS本身的缺点，该位置的实现不能在隧道中实现，因此定位功能仅适用于升高或接地的工作范围。可以选择信号系统的位置信息以确定车辆在隧道中操作时车辆的位置。地面分析软件可以实时观察列车的运行状态和故障信息，使响应更快更好。
四、结束语
车对地无线传输技术已成功应用于国内高速列车，通过远程监控实时了解列车状态。通过在城市轨道车辆上应用无线网络系统，地面管理人员可以快速，轻松地了解车辆的当前状态和各种故障，从而可以通过远程远程快速分析专业人员。首次解决了故障问题，以确保列车的正常运行。同时，对于可以定期跟踪的一些常见故障，通过分析地面服务器记录的数据，可以知道数据之间的信息，并且可以实现故障警告。确保车辆最可靠，最安全的运行。
参考文献：
[1]张健.无线传输技术在地铁车辆中的应用探究[J].中国新通信，2015，（5）：77-77.DOI：10.3969/j.issn.1673- 4866.2015.05.061.
[2]薛源.无线传输技术在地铁车辆中的应用探究[J].建筑工程技术与设计，2018，（28）：3517.
[3]李佳祎，黄纯昉.地铁PIS系统车地无线技术的探讨[J].铁道工程学报，2009，（4）：104-107，112.DOI：10.3969/j.issn.1006- 2106.2009.04.024.
[4]陈华超.论轨道交通CBTC信号系统无线传输技术发展与应用[J].建筑工程技术与设计，2017，（12）：128-128.
[5]车聪聪，李慧娟.基于4G的无线传输技术在成都地铁车辆系统中的应用[J].轨道交通装备与技术，2017，（1）：48-51.DOI：10.3969/j.issn.2095-5251.2017.01.019.
论文作者:程东东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/18
标签：车辆论文; 无线传输论文; 数据论文; 地面论文; 系统论文; 服务器论文; 模块论文; 《基层建设》2019年第5期论文;