趙致 江睿 周興韜

PRI接口是RBC與GSM-R網(wǎng)絡MSC之間的基群速率接口，本文重點從RBC工區(qū)日常無線問題分析面臨的問題和困難，分析在PRI通道的ISDN的阻抗轉換器側采用高阻跨接方式進行數(shù)據(jù)采集的方法，以大量數(shù)據(jù)分析推理為基礎，結合采用分層協(xié)議解析與解碼技術、車地應用數(shù)據(jù)智能診斷技術，對RBC與ATP之間的數(shù)據(jù)傳輸進行分析以及故障定位，從而滿足RBC工區(qū)電務人員對故障快速定位、隱患提前預警、數(shù)據(jù)綜合分析的需求。

一、概述

目前，我國高鐵總里程已達到2.5萬公里，其中裝備CTCS-3級列控系統(tǒng)的客運專線總里程也已經(jīng)達到1萬公里以上。C3列控系統(tǒng)滿足時速350km/h的運行要求，是在CTCS-2級列控系統(tǒng)的基礎上，地面增加無線閉塞中心（RBC）設備，車載設備增加GSM-R電臺和信息接收模塊，從而實現(xiàn)了車-地雙向信息無線傳輸。RBC作為C3級列控系統(tǒng)的核心設備，對于保障列車正常高效、安全、可靠、穩(wěn)定運行具有非常重要的意義，而車-地之間的無線通信又是承載RBC業(yè)務的關鍵。

無線超時指的是以C3等級運行的車載ATP與RBC在正常通信會話過程中，在一定時間內(nèi)未收到RBC的應用數(shù)據(jù)，導致ATP輸出制動，并隨后轉為C2等級運行。在已開通運行的C3線路上，發(fā)生無線超時的故障越來越多。

無線超時的原因可以分為3類：通信、車載和RBC。

通信原因包括突發(fā)干擾、切換問題、基站干擾、核心網(wǎng)設備故障、BSC切換等；

車載原因包括硬件設備故障（比如天線等）、主機故障等；

RBC原因包括RBC異常重啟、ISDN服務器故障、移交過程通信超時等。

二、現(xiàn)狀分析

首先，近幾年來針對RBC-ATP通信鏈路監(jiān)測，逐步實現(xiàn)了圍繞通信側的通道監(jiān)測和圍繞ATP側的車載GSM-R監(jiān)測，而在RBC側（電務RBC中心機房）缺少相應監(jiān)測手段，無法形成RBC-ATP安全數(shù)據(jù)傳輸和通信信令的閉環(huán)監(jiān)測；

其次，現(xiàn)場運營過程中車載無線超時發(fā)生的頻率較高，每天都需要RBC機房的維護人員從設備上拷取日志進行分析，而且RBC側的GSM-R接口設備（如ISDN服務器）如發(fā)生未知的隱性故障，往往無法及時發(fā)現(xiàn)，勢必在一段時間后導致大范圍列車無線超時；

最后，當前通信側和ATP側的監(jiān)測手段都從其本專業(yè)出發(fā)，從電務RBC側的專業(yè)和日常維護來看，其功能性和智能性都有所欠缺，包括CTCS-3級列控系統(tǒng)運營場景下的關于緊急停車、臨時限速、行車許可等信息當前均無法智能地實時地進行診斷和分析，不足以支撐新一代集成化電務綜合監(jiān)測體系下的任務要求。

三、系統(tǒng)設計

（一）設計原則

中心監(jiān)測分析診斷系統(tǒng)的設計和開發(fā)，主要遵循下列設計原則：

安全性：為了保證不影響RBC正常業(yè)務，通過高阻跨接方式監(jiān)聽接口數(shù)據(jù)，跨接電阻設計的盡可能大。

故障-安全設計：診斷系統(tǒng)發(fā)生異?；蝈e誤時，對自身系統(tǒng)及其監(jiān)測的各終端或設備無不良影響。

實時性：數(shù)據(jù)及時有效的監(jiān)控與分析，分析結果及時告警，保證響應效率。

數(shù)據(jù)持久性：數(shù)據(jù)以多種形式進行歸檔整理并存儲，形成歷史數(shù)據(jù)備查。

界面設計：為用戶提供簡單易用、美觀大方、運行流暢的現(xiàn)代化圖形界面。

用戶合法性驗證：對維護人員權限進行管理，對操作過程進行審計。

（二）采集設計

RBC中心MSC接口診斷系統(tǒng)通過旁路方式并接在RBC系統(tǒng)和MSC之間的ISDN PRI線路上，系統(tǒng)靠近RBC側。系統(tǒng)不占用ISDN PRI線路網(wǎng)絡資源，不向以上網(wǎng)絡和線路發(fā)送任何數(shù)據(jù)。

RBC中心MSC接口診斷系統(tǒng)的接入方案如下：

將MSC配線架與RBC接口柜中的阻抗轉換之間的E1線纜在阻抗轉換器側斷開并接入高阻三通；

從高阻三通分出兩路E1，未經(jīng)過高阻的一路進入ISDN阻抗轉換架，經(jīng)過高阻的一路進入監(jiān)測；

監(jiān)測的一路E1接入采集設備進行采集、解析、存儲、分析和診斷。

（三）功能設計

通道質(zhì)量監(jiān)測：包括信號強度、鏈路LOS告警數(shù)、AIS告警數(shù)、LOF告警數(shù)、誤碼秒數(shù)、嚴重誤碼秒數(shù)、HDLC正常幀數(shù)、正常字節(jié)數(shù)、錯誤幀數(shù)、錯誤字節(jié)數(shù)、異常幀數(shù)、帶寬使用率。

運行質(zhì)量分析：統(tǒng)計報表為用戶對高鐵電務終端運行情況的評判提供相應的參考依據(jù)。系統(tǒng)可對高鐵電務終端內(nèi)被監(jiān)測設備的性能數(shù)據(jù)、資產(chǎn)數(shù)據(jù)等提供數(shù)據(jù)報表和數(shù)據(jù)曲線。

1.月度單位的設備故障率

2.月度單位內(nèi)每天的故障分布數(shù)據(jù)和曲線

3.月度單位內(nèi)每天的告警分布數(shù)據(jù)和曲線

4.故障發(fā)生至故障解決、銷記所消耗時間的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和圖表

5.設備狀態(tài)的旬報、月報、季度報和年報，并可提供按設備和告警級別分類的詳細報告、報表

四、關鍵技術

（一）PRI接口數(shù)據(jù)監(jiān)測采集技術

從RBC與MSC之間的GSM-R通信標準、物理傳輸介質(zhì)等方面對通信數(shù)據(jù)的采集方式進行研究，構建并實現(xiàn)基于高阻跨接的RBC與MSC之間數(shù)據(jù)信息采集方法，并提出信號衰減度、信息采集準確率等關鍵參數(shù)，保證監(jiān)測系統(tǒng)對RBC與MSC的主業(yè)務通道不產(chǎn)生影響。

（二）基于GSM-R業(yè)務通信協(xié)議分層結構的數(shù)據(jù)幀解析技術

ISDN PRI接口協(xié)議層級較多，且每層之間環(huán)環(huán)相扣。監(jiān)測系統(tǒng)需要綜合分析多條鏈路數(shù)據(jù)才能復原完整交互邏輯，因此在業(yè)務解析模塊使用流水線分析技術，解決業(yè)務數(shù)據(jù)解析問題。

五、無線通信故障智能分析診斷技術

構建基于RBC與ATP之間故障信息、故障處置記錄等歷史數(shù)據(jù)的案例庫，利用大數(shù)據(jù)技術、智能診斷技術在RBC通信上的應用，構建通信線路拓撲，實現(xiàn)對監(jiān)測通道數(shù)據(jù)的趨勢分析，以及在故障發(fā)生時精確有效地分析結果反饋。

六、結語

系統(tǒng)緊密結合RBC維護人員日常工作需求，通過計算機方式實現(xiàn)MSC接口監(jiān)測、鏈路故障快速定位、業(yè)務故障輔助分析等功能，降低維護人員工作強度。

高鐵無線閉塞中心監(jiān)測分析診斷系統(tǒng)的應用提高了維護的有效性和時效性。

先進技術和先進架構的應用以及豐富的系統(tǒng)接口，為依托于需求的持續(xù)改進奠定了基礎。

系統(tǒng)緊密結合RBC系統(tǒng)特性和電務維護需求，具有較強的實用性。

RBC系統(tǒng)在鐵路系統(tǒng)中應用廣泛，針對該系統(tǒng)的專業(yè)維護工具具有廣泛的應用前景。

作者單位：趙致 昆明通信段

江睿 昆明南電務段

周興韜 北京道邇科技有限公司