铁路沿线安全检测系统组网关键技术研究

论文摘要

随着铁路信息化的不断发展,铁路系统在铁路沿线建设了很多安全检测系统,这些系统涉及铁路电务、工务、机务、车辆等多个方面,它们为我国铁路的安全运营提供了重要的保障。但是这些安全检测系统在组网方面存在以下问题:1)这些安全检测系统大都相互独立,建设时分别采用了不同的通信网络和不同的数据通信接口及协议;2)存在重复建设,每建设一个新的安全检测系统均需要铺设新的通信网络,造成了重复建设,通信网络的利用率低下;3)无法对各个安全检测系统进行统一的维护和管理。本文针对以上当前铁路沿线安全检测系统组网中存在的问题,提出了一种全新的铁路沿线安全检测系统组网方案。采用单一的高性能现场通信网络,构建了一个分布式的铁路沿线综合接入平台,将铁路沿线的多个安全检测系统整合到一个统一的通信网络中。铁路沿线安全检测系统的检测设备及其对应的数据处理系统通过综合接入平台接入到这个统一的通信网络中。在综合接入平台中采用了透明的可靠性高的通信协议,该方案可以兼容现有的安全检测系统,而且各个安全检测系统之间的数据通信互不干扰。该方案采用了一种开放式的架构,可以很方便在该方案中添加新的安全检测系统,不用铺设新的通信网络,大大提高了网络利用率,节省了建设成本。同时在该方案中还引入了基于WEB的远程管理和基于SNMP的远程管理方案,使得用户可以通过浏览器或者综合网络管理系统对各个综合接入平台进行统一的维护、配置和管理,节约了维护和管理成本。本文首先介绍当前铁路沿线安全检测系统的组网方案,在进行了全面的分析和比较之后,结合我国铁路安全检测系统的应用现状,提出了新的组网方案的总体架构。然后对组网方案中综合接入平台的软件构架和硬件构架进行了阐述,并结合具体的软件和硬件平台阐述了它的实现要点。论文最后分别对基于WEB方式和基于SNMP方式的嵌入式设备的远程管理模块的方案设计和软件流程进行了详细的设计实现。其中为了简化管理程序的软件设计,在基于web方式的远程网络管理设计模块,我们在设计网络管理模型时,将web server架在了SNMP软件开发包提供的SNMP网络管理接口函数API的调用之上,简化了web server的设计。该方案目前已经在实验室完成了关键模块的实现,正在最后的调试和完善当中。该方案充分考虑了国内铁路沿线安全检测系统应用现状,既考虑了兼容性,又考虑了扩展性,可以说,该方案是对解决铁路沿线安全检测系统组网问题的一次积极的尝试和探索。论文中所提出的嵌入式设备的基于SNMP的远程管理模块和基于web server的远程管理模块是本文研究的重点,也是近年来嵌入式应用领域的研究热点之一,具有较大的研究意义和研究价值。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 铁路安全检测系统应用现状分析
• 1.2.1 铁路安全检测国内应用现状
• 1.2.2 铁路安全检测国外应用现状及发展方向
• 1.3 国内铁路沿线安全检测系统组网存在的问题
• 1.4 课题的研究内容及结构安排
• 1.4.1 课题的研究内容
• 1.4.2 论文结构安排如下
• 2 铁路沿线安全检测系统组网方案设计
• 2.1 铁路现有安全检测系统网络
• 2.1.1 铁路现有安全检测系统网络结构
• 2.1.2 现有铁路安全检测系统组网方式所存在的问题
• 2.2 铁路沿线安全检测系统组网方案要求
• 2.3 铁路沿线安全检测系统组网方案设计
• 2.3.1 采用市场已有产品进行设计
• 2.3.2 基于综合接入平台的铁路沿线安全检测系统组网方案
• 3 综合接入平台的软硬件设计
• 3.1 综合接入平台的硬件平台搭建
• 3.1.1 总体硬件结构
• 3.1.2 现场汇接设备的硬件结构
• 3.1.3 车站汇接设备的硬件结构
• 3.1.4 接口扩展板的设计
• 3.2 综合接入平台的软件平台搭建
• 3.2.1 操作系统
• 3.2.2 Bootloader
• 3.2.3 Linux内核移植
• 3.2.4 根文件系统RAMDISK
• 3.2.5 采用Busybox进行系统裁减
• 3.2.6 交叉编译环境的建立
• 3.3 综合接入平台的软件设计框架
• 3.3.1 总体软件架构
• 3.3.2 远程网络管理架构
• 4 基于SNMP的综合接入平台的远程网络管理实现
• 4.1 SNMP网络管理概述
• 4.1.1 SNMP网络管理基本概念
• 4.1.2 SNMP协议体系结构
• 4.2 综合接入平台的管理模型
• 4.2.1 SNMP Agent管理模型
• 4.2.2 综合接入平台的代理者管理模型
• 4.3 综合接入平台的网络管理功能设计
• 4.3.1 故障管理
• 4.3.2 配置管理
• 4.3.3 性能管理
• 4.4 综合接入平台的SNMP网络管理架构
• 4.4.1 综合接入平台SNMP网管软件架构
• 4.5 使用NET-SNMP进行SNMPAgent开发
• 4.5.1 NET-SNMP介绍
• 4.5.2 NET-SNMP的移植
• 4.5.3 车站汇接设备的MasterAgent实现
• 4.5.4 现场汇接设备的SubAgent实现
• 5 基于web的综合接入平台的远程网络管理实现
• 5.1 基于web的网络管理模型
• 5.1.1 基于代理的web管理方案
• 5.1.2 基于嵌入式web管理方案
• 5.2 综合接入平台的Web管理模型
• 5.3 嵌入式web服务器移植及配置
• 5.3.1 嵌入式web server选择
• 5.3.2 嵌入式web server移植
• 5.4 现场汇接设备的网络管理模块实现
• 5.5 车站汇接设备的网络管理模块实现
• 5.5.1 总体软件架构
• 5.5.2 SNMP管理接口库的实现
• 5.5.3 web管理CGI程序实现
• 5.5.4 web管理页面的实现
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集