面向重载铁路货车车载监测系统的集中式车地通信平台

孙天宇; 林思雨; 刘峰; 罗琼

doi:10.3969/j.issn.2096-6091.2024.02.005

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

面向重载铁路货车车载监测系统的集中式车地通信平台

科研通信 | 更新时间：2025-04-02

- 面向重载铁路货车车载监测系统的集中式车地通信平台
- A Centralized Vehicle-to-Ground Communication Platform for Onboard Monitoring Systems on Heavy Haul Railway Wagons
- 新一代信息技术 2024年7卷第2期页码：23-29
- 作者机构：
  
  1.北京交通大学，北京 100044
  2.中国国家铁路集团有限公司，北京 100844
  3.中国铁道科学研究院，北京 100081
- 作者简介：
  
  [ "孙天宇（2000—），男，现为北京交通大学博士研究生。研究方向：专用移动通信系统。E-mail： 24115039@bjtu.edu.cn" ]
  [ "林思雨（1984—），男，现为北京交通大学电子信息工程学院教授、博士生导师。研究方向：无线通信，车联网与轨道交通专用通信。Email： sylin@bjtu.edu.cn" ]
  [ "刘峰（1961—），男，现为北京交通大学计算机与信息技术学院教授，兼任高速铁路网络管理教育部工程研究中心主任，北京交通大学软件评测实验室主任（国家认可实验室CNAS/CMA）。研究方向：高铁信息技术、高可信软件、智能运维等。E-mail： fliu@bjtu.edu.cn" ]
  [ "罗琼（1983—），女，现为北京交通大学软件评测实验室副主任，中国合格评定国家认可委员会评审员（CNAS评审专家）。研究方向：云测试、敏捷测试、铁路软件测试、智能测试。E-mail： luoqiong@bjtu.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  国铁集团科技研究开发计划资助项目(P2022S007)
- DOI：10.3969/j.issn.2096-6091.2024.02.005
  中图分类号： U285
- 纸质出版日期：2024-02-25
- 稿件说明：
移动端阅览
孙天宇, 林思雨, 刘峰, 等. 面向重载铁路货车车载监测系统的集中式车地通信平台[J]. 新一代信息技术, 2024, 7(2): 23-29

SUN Tian-yu, LIN Si-yu, LIU Feng, et al. A Centralized Vehicle-to-Ground Communication Platform for Onboard Monitoring Systems on Heavy Haul Railway Wagons[J]. New Generation of Information Technology, 2024, 7(2): 23-29
孙天宇, 林思雨, 刘峰, 等. 面向重载铁路货车车载监测系统的集中式车地通信平台[J]. 新一代信息技术, 2024, 7(2): 23-29 DOI： 10.3969/j.issn.2096-6091.2024.02.005.

SUN Tian-yu, LIN Si-yu, LIU Feng, et al. A Centralized Vehicle-to-Ground Communication Platform for Onboard Monitoring Systems on Heavy Haul Railway Wagons[J]. New Generation of Information Technology, 2024, 7(2): 23-29 DOI： 10.3969/j.issn.2096-6091.2024.02.005.

摘要

随着重载铁路技术发展，传统的地面监测体系和依赖于检测车的轨道检测方法逐渐显露出其局限性。为满足现代重载铁路运营维护的需求，在货车中部署车载监测系统，并通过车地数据传输通道将监测数据实时传输至地面监测中心，已成为提升铁路安全与效率的重要方向。基于此背景，本文设计并实现了一个依托运营商移动通信网络的集中式车地通信平台，作为车载监测系统的通信中心节点，实现对数据传输过程的统一管理与控制。针对重载铁路沿线网络连接中断频繁的问题，本文设计了一种基于分包机制的断点续传方法，确保数据传输过程中的连续性和完整性。此外，为了适应低速率路段以及应对突发性数据高峰，本文还提出了一种基于业务优先级的数据传输方法，旨在优化服务质量，确保数据高效、稳定传输。通信平台的开发基于QT框架完成，并在车载子系统完成安装，进行了功能验证实验。实验结果表明，本文所设计和实现的集中式通信平台能够充分满足重载铁路货车车载监测系统的全部功能需求，对于提升重载铁路的安全性能及运营效率具有重要意义。

Abstract

With the continuous development of heavy haul railways

traditional ground-based monitoring systems and track inspection methods relying on dedicated inspection vehicles have gradually revealed their limitations. To meet modern operational maintenance requirements

deploying onboard monitoring systems in freight wagons and establishing real-time vehicle-to-ground (V2G) data transmission channels to ground monitoring centers has become a crucial direction for enhancing railway safety and operational efficiency. Against this background

this paper designs and implements a centralized V2G communication platform utilizing commercial mobile communication networks. Serving as the communication hub for onboard monitoring systems

the platform enables unified management and control of data transmission processes. To address frequent network interruptions along heavy haul railway lines

a breakpoint continuation transmission method based on packet segmentation is proposed to ensure data continuity and integrity. Furthermore

a service-prioritized data transmission strategy is developed to adapt to low-speed sections and manage sudden data surges

optimizing service quality for efficient and stable data transfer. Developed using the QT framework

the communication platform has been installed in onboard subsystems and functionally validated. Experimental results demonstrate that the implemented centralized communication platform fully satisfies all functional requirements of heavy haul freight wagon monitoring systems

significantly contributing to enhanced railway safety and operational efficiency.

关键词

Keywords

references

李晓宇 , 黄宏伟 , 高扬 , 等 . 重载铁路安全检测监测体系优化研究 [J ] . 技术与市场 , 2021 , 28 ( 12 ): 17 - 20 .

宋宗莹 , 边利平 , 谷牧 . 智慧重载铁路系统体系框架研究 [J ] . 铁道建筑 , 2022 , 62 ( 1 ): 4 - 10 .

魏常庆 , 王蒙 , 张俊林 , 等 . 重载铁路货车车载智能监测系统的应用分析 [J ] . 智慧轨道交通 , 2021 , 58 ( 6 ): 1 - 4 .

张静轩 , 边志宏 . 状态修检修技术在重载铁路货车上的应用分析 [J ] . 中国设备工程 , 2022 ( 17 ): 170 - 172 .

SHAIKH M Z , AHMED Z , CHOWDHRY B S , et al . State-of-the-art wayside condition monitoring systems for railway wheels: A comprehensive review [J ] . IEEE Access , 2023 ( 11 ): 13257 - 13279 .

刘春 . WTD车载设备在线监测与健康评估技术研究与应用 [D ] . 北京 : 北京交通大学 , 2017 .

王斌 . LTE高铁网络覆盖的研究与应用 [J ] . 大众科技 , 2017 , 19 ( 5 ): 19 - 21, 27 .

张嘉驰 , 刘留 , 韩柏涛 , 等 . 高铁场景下基于缓存的无线云接入预下载机制研究 [J ] . 电子学报 , 2020 , 48 ( 9 ): 1748 - 1754 .

ZHANG J C , LIU L , HAN B T , et al . Research on pre-downloading mechanism of cache-based wireless cloud radio access in HSR scenarios [J ] . Acta Electronica Sinica , 2020 , 48 ( 9 ): 1748 - 1754 . (in Chinese)

李鹏 , 王小明 , 张立臣 , 等 . 机会网络视频数据的分块渐进传输新方法 [J ] . 电子学报 , 2018 , 46 ( 9 ): 2165 - 2172 .

LI P , WANG X M , ZHANG L C , et al . A novel method of video data fragmentary and progressive transmission in opportunistic network [J ] . Acta Electronica Sinica , 2018 , 46 ( 9 ): 2165 - 2172 . (in Chinese)

朱原玮 , 黄亚坤 , 乔秀全 . 面向全息视频通信的自适应分块传输方法 [J ] . 电子学报 , 2024 , 52 ( 4 ): 1144 - 1154 .

ZHU Y W , HUANG Y K , QIAO X Q . Towards holographic video communications: An adaptive tiling solution [J ] . Acta Electronica Sinica , 2024 , 52 ( 4 ): 1144 - 1154 . (in Chinese)

浏览量

287

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

暂无数据