1.一種GYK遠程維護監測系統,其特征是,包括分別設于每臺軌道車上的1個車載設備(2)、傳輸網絡(3)、鐵路內網(4)、地面維護監測平臺(5)和若干個地面用戶終端(6);所述傳輸網絡包括鐵路專用通信網(31)、公共移動通信網(32)、鐵路專網安全網關(33)和移動公網安全網關(34);地面維護監測平臺包括通信服務器(51)和數據服務器(52);
車載設備、傳輸網絡和鐵路內網依次電連接,鐵路內網分別與通信服務器、數據服務器和各個地面用戶終端電連接,各個車載設備分別與各個GYK電連接。
2.根據權利要求1所述的GYK遠程維護監測系統,其特征是,每個車載設備均包括車載主機及設于車載主機上的無線模塊;車載主機上設有監測數據采集功能模塊、GYK數據升級功能模塊和無線數據收發功能模塊;地面用戶終端上設有GYK遠程監測功能模塊、車輛位置采集功能模塊、GYK數據遠程升級功能模塊和GYK運行記錄分析功能模塊。
3.一種基于權利要求2所述的GYK遠程維護監測系統的實現方法,其特征是,包括無線模塊的網絡切換流程和雙坐標系鐵路地圖定位流程;
所述無線模塊的網絡切換流程包括如下步驟:
(3-1)每個車載設備上電時,車載設備的無線模塊開啟網絡服務;
(3-2)每個車載設備通過查詢無線模塊的網絡信號強度,判斷各無線模塊的工作是否正常;
(3-3)每個車載設備的無線模塊以固定周期向地面維護監測平臺發送心跳包信息,地面維護監測平臺收到該心跳包信息后立即應答;
(3-4)車載主機根據無線模塊心跳包應答情況判斷無線模塊對應的網絡是否工作正常;
(3-5)車載主機根據無線模塊收到應答信息時間快慢及丟包情況,評估無線模塊網絡傳輸質量;
(3-6)車載主機根據無線模塊信息強度、無線模塊對應網絡工作狀態及無線模塊網絡傳輸質量等因數綜合判斷移動網絡是否正常,當所有網絡都工作正常時,車載主機優先選擇鐵路專網傳輸數據;
(3-7)當某移動網絡異常時,無線傳輸自動切換至另一有效網絡;
(3-8)當所有網絡都異常時,車載主機通過指示燈等方式進行報警提示。
4.根據權利要求3所述的GYK遠程維護監測系統的實現方法,其特征是,所述雙坐標系鐵路地圖定位流程包括如下步驟:
(4-1)車載主機利用車載主機內置的衛星定位模塊采集車輛位置GPS經緯度信息;
(4-2)車載主機同時從GYK運行數據中采集車輛所在位置鐵路線路公里標信息;
(4-3)車載主機利用無線傳輸通道實時將采集的經緯度信息與鐵路線路公里標信息上傳地面維護監測平臺;
地面維護監測平臺利用同時采集的經緯度信息與鐵路線路公里標信息建立公里標-經緯度對應數據庫;
(4-4)車載主機依據經緯度信息建立鐵路地圖;
當經緯度信息無效時,利用建立好的公里標-經緯度數據庫,采用線性插值方法將線路公里標換算為經緯度信息,實現依據線路公里標地圖定位。
5.根據權利要求3所述的GYK遠程維護監測系統的實現方法,其特征是,還包括GYK數據安全傳輸流程;包括如下步驟:
(5-1)數據編輯階段
GYK數據編輯工作站編輯GYK數據文件,并采用私有加密方式加密;GYK數據編輯工作站與地面用戶終端物理隔離,采用專用移動存儲設備將GYK數據文件復制到地面用戶終端;
(5-2)數據傳輸階段
車載設備從地面維護監測平臺下載對應的GYK數據文件;GYK數據文件傳輸時通過數字簽名及哈希校驗技術;
(5-3)數據使用階段
車載設備對收到的GYK數據文件啟用私有加密方式進行二次解密,通過哈希校驗方式對數據完整性進行驗證,并通過GYK數據文件內部特征字段進行合法性驗證;
車載設備將經驗證合格的GYK數據文件傳輸給GYK,GYK利用GYK數據私有協議對數據內容進行解析并在顯示窗口顯示;
軌道車司機依據GYK數據版本信息及數據說明對GYK數據內容進行有效性核對,確保GYK數據的正確可靠。
6.根據權利要求3所述的GYK遠程維護監測系統的實現方法,其特征是,還包括GYK數據遠程升級流程,包括如下步驟:
(6-1)用戶在GYK數據編輯工作站上編輯數據,生成GYK數據文件,并按私有加密方式進行加密;
(6-2)用戶利用專用移動存儲設備文件復制GYK數據,將GYK數據文件從編輯工作站復制到地面用戶終端,實現GYK數據編輯與GYK數據發送傳輸路徑的物理隔離;
(6-3)用戶在地面用戶終端填寫GYK數據信息并上傳到地面維護監測平臺;所述GYK數據信息包括數據版本、簡要說明、適用范圍和生效日期;
(6-4)GYK數據管理人員針對軌道車制定數據升級計劃,升級計劃填寫內容包括軌道車號、數據版本和計劃時刻;
(6-5)GYK數據升級計劃經審核后發布到地面維護監測平臺;
(6-6)車載設備在線時立即接收GYK數據升級計劃及數據文件,當車載設備離線時,下次在線時立即接收;其中,在線為車載設備與地面維護監測平臺保持連接,離線為車載設備與地面維護監測平臺斷開連接;
(6-7)車載設備收到GYK數據后按GYK數據安全傳輸機制驗證數據的合法性、完整性,并向地面維護監測平臺回傳數據接收情況;
(6-8)車載設備驗證GYK數據有效性后向GYK發送GYK數據升級計劃;
(6-9)GYK收到數據升級計劃后在顯示界面顯示計劃信息;
(6-10)當到達GYK升級計劃時刻且軌道車處于停車狀態時,GYK頁面彈出升級提示對話框;
(6-11)司機按壓確認鍵后啟動GYK數據升級流程,GYK向車載設備請求對應的GYK數據文件,車載設備向GYK發送GYK數據文件;
(6-12)GYK對數據文件的合法性進行鑒別,并使用私有協議對GYK數據文件進行解析,并顯示到GYK頁面;
(6-13)用戶再次根據GYK數據升級計劃里的版本信息、簡要說明等信息驗證GYK數據的合法性,并通過按鍵確認執行GYK數據升級;
(6-14)GYK數據升級完成后,彈出升級結果確認對話框,司機對升級結果進行確認并通過車載設備向地面維護監測平臺回傳登記后,升級流程完成。
7.根據權利要求3所述的GYK遠程維護監測系統的實現方法,其特征是,還包括GYK遠程實時監測流程,包括如下步驟:
(7-1)車載設備從GYK采集運行狀態信息、設備狀態信息、安全報警信息;所述運行狀態信息包括軌道車運行時的線路公里標位置信息;其中,安全報警信息采用觸發時立即發送的方式,運行狀態信息、設備狀態信息、車輛定位經緯度信息采用周期性發送方式;
(7-2)車載設備通過車輛位置采集功能模塊采集車輛的GPS信息;
(7-3)地面維護監測平臺收到車載設備回傳的監測信息后按信息類別進行分類處理,并寫數據庫保存;
(7-4)當GPS信息無效時,車載設備根據GYK實時公里標信息通過線性插值方式推算GPS經緯度坐標,完成GIS定位;
(7-5)用戶通過地面用戶終端登錄地面維護監測平臺,查看GYK監測信息及車輛位置信息;其中,用戶登錄需要身份驗證,包括USBKEY驗證、密碼驗證等組合驗證方式;
(7-6)GYK實時監測信息可以列表及圖形化方式呈現,車輛位置信息提供軌跡回放功能;當GYK監測信息變化時,地面維護監測平臺主動向地面用戶終端推送;當監測到安全報警信息時,在監測頁面彈出提示框。
8.根據權利要求3所述的GYK遠程維護監測系統的實現方法,其特征是,還包括GYK運行記錄遠程回傳分析流程,包括如下步驟:
(8-1)GYK采用觸發方式向車載設備發送當天的運行記錄數據,說書觸發方式為當GYK產生運行記錄的同時立即向車載設備發送GYK運行記錄數據;
(8-2)車載設備收到GYK運行記錄數據后進行本地保存,并立即向地面維護監測平臺發送GYK運行記錄數據,當出現網絡中斷時,車載設備將運行記錄數據保存在緩存區,再次連接時立即發送;
(8-3)地面維護監測平臺接收到GYK運行記錄數據時對運行記錄進行逐條實時分析,分析結果寫入數據庫;
(8-4)當GYK關機時,車載設備及地面維護監測平臺根據GYK運行記錄文件生成規則,將當天的運行記錄數據生成GYK運行記錄文件;
(8-5)用戶通過地面用戶終端GYK運行記錄分析功能模塊分析GYK運行記錄文件,查看運行記錄分析結果,并可以將運行記錄分析下載到本地保存;
(8-6)車載設備在每次開機時向地面監測維護平臺發送本地運行記錄數據文件列表;
若因網絡原因,歷史運行記錄未上傳到地面維護監測平臺,用戶通過地面用戶終端按文件列表向車載設備請求回傳指定的歷史運行記錄文件,車載設備收到請求時向地面維護監測平臺上傳。
9.根據權利要求3或4或5或6或7或8所述的GYK遠程維護監測系統的實現方法,其特征是,還包括會話密匙產生及對等實體驗證流程,包括如下步驟:
主叫方產生一個64位的隨機數RA,由RA生成消息AU1并發送給被叫方;
被叫方產生一個64位的隨機數RB,RA、RB和認證密匙KAB共同生成會話密匙KS,由KS生成AU2并回復給主叫方;所述認證密匙是通信雙方事先約定的私有密匙;
主叫方收到被叫方AU2后,提取出RB,RA、RB和認證密匙KAB共同生成會話密匙KS,用KS驗證AU2;
主叫方用KS生成消息AU3,發送給被叫方,被叫方用KS驗證AU3,從而完成會話密匙的產生及對等實體認證。