本發(fā)明涉及軌道車運行控制設備數(shù)據(jù)維護技術領域，尤其是涉及一種高安全性、高可靠性的GYK遠程維護監(jiān)測系統(tǒng)及實現(xiàn)方法。

背景技術：

軌道車運行控制設備(簡稱GYK)是用于防止軌道車超速運行或越過關閉的信號機，監(jiān)控其安全運行的重要設備。

包含車站、信號機、支線轉移、交路轉移、里程斷鏈、區(qū)段限速等鐵路線路信息的基本數(shù)據(jù)(簡稱GYK基本數(shù)據(jù))，是GYK控制功能的基礎和運行分析的依據(jù)。

依據(jù)鐵路調度部門下達的臨時限速、綠色許可證、路票、區(qū)間作業(yè)等運行揭示調度命令編輯的運行揭示(簡稱GYK運行揭示，下同)，是GYK對軌道車運行實施臨時控制的依據(jù)。

GYK基本數(shù)據(jù)、GYK運行揭示是有效控制軌道車安全運行的重要數(shù)據(jù)，及時有效地對GYK揭示數(shù)據(jù)、GYK基本數(shù)據(jù)進行更新維護是GYK維護工作的重要組成部分。

由于軌道車分散作業(yè)、流動作業(yè)，現(xiàn)有的GYK維護監(jiān)測方法存在以下問題：

無法實時掌握軌道車現(xiàn)場運用狀態(tài)、GYK質量情況及車輛地理位置信息；無法及時更新GYK基本數(shù)據(jù)；無法及時向軌道車下達運行揭示；無法對GYK控制軟件進行遠程升級；無法快速對現(xiàn)場故障處理提供技術支持；無法及時掌握車輛位置信息，為應急搶險及指揮調度提供支撐等。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術中無法實現(xiàn)遠程維護的不足，提供了一種高安全性、高可靠性的GYK遠程維護監(jiān)測系統(tǒng)及實現(xiàn)方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種GYK遠程維護監(jiān)測系統(tǒng)，包括分別設于每個軌道車上的1個車載設備、傳輸網(wǎng)絡、鐵路內網(wǎng)、地面維護監(jiān)測平臺和若干個地面用戶終端；所述傳輸網(wǎng)絡包括鐵路專用通信網(wǎng)、公共移動通信網(wǎng)、鐵路專網(wǎng)安全網(wǎng)關和移動公網(wǎng)安全網(wǎng)關；地面維護監(jiān)測平臺包括通信服務器和數(shù)據(jù)服務器；

車載設備、傳輸網(wǎng)絡和鐵路內網(wǎng)依次電連接，鐵路內網(wǎng)分別與通信服務器、數(shù)據(jù)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。

本發(fā)明具體實現(xiàn)方式為：車載設備實時采集GYK運行狀態(tài)信息、設備狀態(tài)信息、安全報警信息及車輛位置等監(jiān)測數(shù)據(jù)；車載設備通過移動網(wǎng)絡將監(jiān)測數(shù)據(jù)實時發(fā)送到地面維護監(jiān)測平臺；地面監(jiān)測平臺及時向車載設備推送GYK基本數(shù)據(jù)、GYK運行揭示及GYK控制軟件(簡稱GYK數(shù)據(jù))升級計劃；車載設備接收到地面維護監(jiān)測平臺推送的GYK數(shù)據(jù)升級計劃后，從地面維護監(jiān)測平臺下載對應的GYK數(shù)據(jù)文件；車載設備與GYK連接時，將收到的GYK數(shù)據(jù)升級計劃推送給GYK；GYK依據(jù)GYK數(shù)據(jù)升級計劃提醒司機啟動數(shù)據(jù)升級，司機確認啟動升級后GYK向車載設備請求GYK數(shù)據(jù)；GYK收到GYK維護數(shù)據(jù)并驗證合法性后執(zhí)行數(shù)據(jù)升級，并將升級結果發(fā)送給車載設備；車載設備將GYK數(shù)據(jù)升級結果同步發(fā)送給地面監(jiān)測維護平臺；GYK數(shù)據(jù)編輯人員通過GYK數(shù)據(jù)編輯工作站編輯GYK數(shù)據(jù)，并通過專用移動存儲設備數(shù)據(jù)復制方式提交給GYK管理維護人員；GYK管理維護人員通過地面用戶終端制定GYK數(shù)據(jù)升級計劃，查看GYK數(shù)據(jù)升級情況；GYK管理維護人員通過地面用戶終端查看GYK運行狀態(tài)信息、設備狀態(tài)信息安全報警信息及車輛位置等監(jiān)測數(shù)據(jù)。

本發(fā)明充分考慮了軌道車GYK運用維護特點，從系統(tǒng)層面對GYK遠程維護監(jiān)測系統(tǒng)進行整體設計。參照信息保護等級要求，從對系統(tǒng)安全性、可靠性方面進行了創(chuàng)新設計，以滿足GYK數(shù)據(jù)遠程維護要求；通過對GYK運行狀態(tài)、設備狀態(tài)、安全報警、車輛位置等進行實時監(jiān)測分析，并設計雙坐標系的鐵路地理信息系統(tǒng)(簡稱鐵路GIS，下同)滿足地面管理人員及時對軌道車及GYK的監(jiān)測需求。

本發(fā)明針對GYK數(shù)據(jù)安全要求，發(fā)明物理隔離、加密傳輸、多重校驗、人機結合的GYK數(shù)據(jù)安全傳輸及運用方法。該方法將用于GYK數(shù)據(jù)的編輯、復核及私有加密的工作站設計為單機方式，將數(shù)據(jù)源頭與系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡進行物理隔離，編輯并加密后的數(shù)據(jù)文件通過移動存儲設備復制方式導入地面用戶終端；地面用戶終端將GYK數(shù)據(jù)加密傳輸至地面維護監(jiān)測平臺，地面維護監(jiān)測平臺加密傳輸至車載設備，此處的加密包括非對稱加密及對稱加密方式，非對稱加密用在車載設備與地面維護監(jiān)測平臺、地面用戶終端與地面維護監(jiān)測平臺建立會話，通過會話傳遞數(shù)據(jù)傳輸時的對稱加密密匙，對稱加密用在建立會話后的數(shù)據(jù)傳輸；系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及文件均包括CRC、哈希校驗等校驗算法；除從程序上采用上述方法保障GYK數(shù)據(jù)傳輸安全外，當GYK數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾YK時，還采用人機結合方式保障數(shù)據(jù)的準確性，具體方式是由GYK通過私有協(xié)議解析出GYK數(shù)據(jù)內容，司機對GYK數(shù)據(jù)特征內容進行人工核對，確保數(shù)據(jù)正確。本發(fā)明所指的私有協(xié)議包括約定的數(shù)據(jù)加解密方式及所采用的密匙(如MD5加密)，數(shù)字幀格式的約定(如幀頭、幀尾、校驗算法)，數(shù)據(jù)內容的定義(如各字節(jié)的含義)等。私有協(xié)議可根據(jù)以上原則在本發(fā)明實施時進行具體定義。

本發(fā)明針對鐵路車輛定位要求，設計經緯度地理坐標系及鐵路線路公里標雙坐標系的鐵路地理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)通過建立鐵路線路信息GPS坐標與鐵路公里標坐標的對應關系數(shù)據(jù)庫，將GPS經緯度信息和鐵路公里標信息進行統(tǒng)一。當車輛運行過程中GPS數(shù)據(jù)無法獲取時，系統(tǒng)通過GYK提供的實時公里標信息進行GPS經緯度坐標換算，實現(xiàn)鐵路GIS車輛定位；同時鐵路GIS頁面提供車輛實時公里標定位信息，能更好的滿足鐵路定位業(yè)務。

本發(fā)明針對GYK數(shù)據(jù)遠程升級要求，設計了嚴格的GYK數(shù)據(jù)遠程升級業(yè)務架構。為保障地面維護監(jiān)測平臺使用安全，在系統(tǒng)權限及安全管理上按系統(tǒng)管理員、安全管理員、安全審計員“三員”職責分開，相互制約原則設計；為有效體現(xiàn)系統(tǒng)安全技術與管理相結合的原則，GYK數(shù)據(jù)升級業(yè)務流程按全程實時跟蹤、閉環(huán)化管理原則設計。

本發(fā)明針對無線數(shù)據(jù)安全傳輸要求，利用安全通信接口設計技術，對GYK遠程維護系統(tǒng)通信接口進行了特別設計；本發(fā)明在無線網(wǎng)絡傳輸方法上采用了雙無線網(wǎng)絡自動切換機制，無線模塊通常配置為鐵路專網(wǎng)模塊和移動公網(wǎng)模塊，在鐵路專網(wǎng)有效的情況下優(yōu)選鐵路專網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，確保車地數(shù)據(jù)安全可靠傳輸。

作為優(yōu)選，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(jiān)測數(shù)據(jù)采集功能模塊、GYK數(shù)據(jù)升級功能模塊和無線數(shù)據(jù)收發(fā)功能模塊；地面用戶終端上設有GYK遠程監(jiān)測功能模塊、車輛位置采集功能模塊、GYK數(shù)據(jù)遠程升級功能模塊和GYK運行記錄分析功能模塊。

通信服務器用于車地數(shù)據(jù)的接收與轉發(fā)，數(shù)據(jù)服務器用于數(shù)據(jù)的分析與存儲，并為車載設備、地面管理終端提供系統(tǒng)功能應用服務。車載設備與地面維護監(jiān)測平臺通過鐵路系統(tǒng)既有的安全平臺進行數(shù)據(jù)交換。

一種GYK遠程維護監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括無線模塊的網(wǎng)絡切換流程和雙坐標系鐵路地圖定位工作流程；

所述無線模塊的網(wǎng)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(wǎng)絡服務；

(3-2)每個車載設備通過查詢無線模塊的網(wǎng)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(jiān)測平臺發(fā)送心跳包信息，地面維護監(jiān)測平臺收到該心跳包信息后立即應答；

(3-4)車載主機根據(jù)無線模塊心跳包應答情況判斷無線模塊對應的網(wǎng)絡是否工作正常；

(3-5)車載主機根據(jù)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(wǎng)絡傳輸質量；

(3-6)車載主機根據(jù)無線模塊信息強度、無線模塊對應網(wǎng)絡工作狀態(tài)及無線模塊網(wǎng)絡傳輸質量等因數(shù)綜合判斷移動網(wǎng)絡是否正常，當所有網(wǎng)絡都工作正常時，車載主機優(yōu)先選擇鐵路專網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)；

(3-7)當某移動網(wǎng)絡異常時，無線傳輸自動切換至另一有效網(wǎng)絡；

(3-8)當所有網(wǎng)絡都異常時，車載主機通過指示燈等方式進行報警提示。

作為優(yōu)選，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(wèi)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(shù)據(jù)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(jiān)測平臺；

地面維護監(jiān)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(shù)據(jù)庫；

(4-4)車載主機依據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)依據(jù)線路公里標地圖定位。

作為優(yōu)選，還包括GYK數(shù)據(jù)安全傳輸流程；包括如下步驟：

(5-1)數(shù)據(jù)編輯階段

GYK數(shù)據(jù)編輯工作站編輯GYK數(shù)據(jù)文件，并采用私有加密方式加密；GYK數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)文件復制到地面用戶終端；

(5-2)數(shù)據(jù)傳輸階段

車載設備從地面維護監(jiān)測平臺下載對應的GYK數(shù)據(jù)文件；GYK數(shù)據(jù)文件傳輸時通過數(shù)字簽名及哈希校驗技術；

(5-3)數(shù)據(jù)使用階段

車載設備對收到的GYK數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)完整性進行驗證，并通過GYK數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)文件傳輸給GYK，GYK利用GYK數(shù)據(jù)私有協(xié)議對數(shù)據(jù)內容進行解析并在顯示窗口顯示；

軌道車司機依據(jù)GYK數(shù)據(jù)版本信息及數(shù)據(jù)說明對GYK數(shù)據(jù)內容進行有效性核對，確保GYK數(shù)據(jù)的正確可靠。

作為優(yōu)選，還包括GYK數(shù)據(jù)遠程升級流程，包括如下步驟：

(6-1)用戶在GYK數(shù)據(jù)編輯工作站上編輯數(shù)據(jù)，生成GYK數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，將GYK數(shù)據(jù)文件從編輯工作站復制到地面用戶終端，實現(xiàn)GYK數(shù)據(jù)編輯與GYK數(shù)據(jù)發(fā)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(shù)據(jù)信息并上傳到地面維護監(jiān)測平臺；所述GYK數(shù)據(jù)信息包括數(shù)據(jù)版本、簡要說明、適用范圍和生效日期；

(6-4)GYK數(shù)據(jù)管理人員針對軌道車制定數(shù)據(jù)升級計劃，升級計劃填寫內容包括軌道車號、數(shù)據(jù)版本和計劃時刻；

(6-5)GYK數(shù)據(jù)升級計劃經審核后發(fā)布到地面維護監(jiān)測平臺；

(6-6)車載設備在線時立即接收GYK數(shù)據(jù)升級計劃及數(shù)據(jù)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(jiān)測平臺保持連接，離線為車載設備與地面維護監(jiān)測平臺斷開連接；

(6-7)車載設備收到GYK數(shù)據(jù)后按GYK數(shù)據(jù)安全傳輸機制驗證數(shù)據(jù)的合法性、完整性，并向地面維護監(jiān)測平臺回傳數(shù)據(jù)接收情況；

(6-8)車載設備驗證GYK數(shù)據(jù)有效性后向GYK發(fā)送GYK數(shù)據(jù)升級計劃；

(6-9)GYK收到數(shù)據(jù)升級計劃后在顯示界面顯示計劃信息；

(6-10)當?shù)竭_GYK升級計劃時刻且軌道車處于停車狀態(tài)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(shù)據(jù)升級流程，GYK向車載設備請求對應的GYK數(shù)據(jù)文件，車載設備向GYK發(fā)送GYK數(shù)據(jù)文件；

(6-12)GYK對數(shù)據(jù)文件的合法性進行鑒別，并使用私有協(xié)議對GYK數(shù)據(jù)文件進行解析，并顯示到GYK頁面；

(6-13)用戶再次根據(jù)GYK數(shù)據(jù)升級計劃里的版本信息、簡要說明等信息驗證GYK數(shù)據(jù)的合法性，并通過按鍵確認執(zhí)行GYK數(shù)據(jù)升級；

(6-14)GYK數(shù)據(jù)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(jiān)測平臺回傳登記后，升級流程完成。

作為優(yōu)選，還包括GYK遠程實時監(jiān)測流程，包括如下步驟：

(7-1)車載設備從GYK采集運行狀態(tài)信息、設備狀態(tài)信息、安全報警信息；所述運行狀態(tài)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(fā)時立即發(fā)送的方式，運行狀態(tài)信息、設備狀態(tài)信息、車輛定位經緯度信息采用周期性發(fā)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(jiān)測平臺收到車載設備回傳的監(jiān)測信息后按信息類別進行分類處理，并寫數(shù)據(jù)庫保存；

(7-4)當GPS信息無效時，車載設備根據(jù)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(jiān)測平臺，查看GYK監(jiān)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(jiān)測信息可以列表及圖形化方式呈現(xiàn)，車輛位置信息提供軌跡回放功能；當GYK監(jiān)測信息變化時，地面維護監(jiān)測平臺主動向地面用戶終端推送；當監(jiān)測到安全報警信息時，在監(jiān)測頁面彈出提示框。

作為優(yōu)選，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(fā)方式向車載設備發(fā)送當天的運行記錄數(shù)據(jù)，所述觸發(fā)方式為當GYK產生運行記錄的同時立即向車載設備發(fā)送GYK運行記錄數(shù)據(jù)；

(8-2)車載設備收到GYK運行記錄數(shù)據(jù)后進行本地保存，并立即向地面維護監(jiān)測平臺發(fā)送GYK運行記錄數(shù)據(jù)，當出現(xiàn)網(wǎng)絡中斷時，車載設備將運行記錄數(shù)據(jù)保存在緩存區(qū)，再次連接時立即發(fā)送；

(8-3)地面維護監(jiān)測平臺接收到GYK運行記錄數(shù)據(jù)時對運行記錄進行逐條實時分析，分析結果寫入數(shù)據(jù)庫；

(8-4)當GYK關機時，車載設備及地面維護監(jiān)測平臺根據(jù)GYK運行記錄文件生成規(guī)則，將當天的運行記錄數(shù)據(jù)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(jiān)測維護平臺發(fā)送本地運行記錄數(shù)據(jù)文件列表；

若因網(wǎng)絡原因，歷史運行記錄未上傳到地面維護監(jiān)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(jiān)測平臺上傳。

作為優(yōu)選，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(shù)RA，由RA生成消息AU1并發(fā)送給被叫方；

被叫方產生一個64位的隨機數(shù)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(fā)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。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：解決了軌道車流動作業(yè)、分散作業(yè)GYK遠程運用維護的難點問題，實現(xiàn)了軌道車現(xiàn)場運用狀態(tài)、GYK質量情況及車輛地理位置信息的實時監(jiān)測；實現(xiàn)了GYK基本數(shù)據(jù)的及時更新；實現(xiàn)了及時向軌道車下達運行揭示；實現(xiàn)了對GYK控制軟件進行遠程升級；為GYK運用維護管理提供了安全、科學、高效的管理手段，在軌道車安全運用方面具有重要意義。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種原理框圖；

圖2為本發(fā)明的一種無線模塊的網(wǎng)絡切換流程圖；

圖3是本發(fā)明的一種雙坐標系鐵路地圖定位流程圖；

圖4是本發(fā)明的一種GYK數(shù)據(jù)安全傳輸流程圖；

圖5是本發(fā)明的一種GYK數(shù)據(jù)遠程升級流程圖；

圖6是本發(fā)明的一種GYK遠程實時監(jiān)測流程圖；

圖7是本發(fā)明的一種GYK運行記錄遠程回傳分析流程圖；

圖8是本發(fā)明的一種會話密匙產生及對等實體驗證流程圖。

圖中：GYK 1、車載設備2、傳輸網(wǎng)絡3、鐵路內網(wǎng)4、地面維護監(jiān)測平臺5、地面用戶終端6、鐵路專用通信網(wǎng)31、公共移動通信網(wǎng)32、鐵路專網(wǎng)安全網(wǎng)關33、移動公網(wǎng)安全網(wǎng)關34、通信服務器51、數(shù)據(jù)服務器52。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。

如圖1所示的實施例是一種GYK遠程維護監(jiān)測系統(tǒng)，包括分別設于每臺軌道車上的1個車載設備2、傳輸網(wǎng)絡3、鐵路內網(wǎng)4、地面維護監(jiān)測平臺5和各路局、站段的電務、工務、供電等鐵路部門地面用戶終端6；傳輸網(wǎng)絡包括鐵路專用通信網(wǎng)31、公共移動通信網(wǎng)32、鐵路專網(wǎng)安全網(wǎng)關33和移動公網(wǎng)安全網(wǎng)關34；地面維護監(jiān)測平臺包括通信服務器51和數(shù)據(jù)服務器52；

車載設備、傳輸網(wǎng)絡和鐵路內網(wǎng)依次電連接，鐵路內網(wǎng)分別與通信服務器、數(shù)據(jù)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 1電連接。

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(jiān)測數(shù)據(jù)采集功能模塊、GYK數(shù)據(jù)升級功能模塊和無線數(shù)據(jù)收發(fā)功能模塊；地面用戶終端上設有GYK遠程監(jiān)測功能模塊、車輛位置采集功能模塊、GYK數(shù)據(jù)遠程升級功能模塊和GYK運行記錄分析功能模塊。

一種GYK遠程維護監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括無線模塊的網(wǎng)絡切換流程和雙坐標系鐵路地圖定位流程；

如圖2所示的無線模塊的網(wǎng)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(wǎng)絡服務；

(3-2)每個車載設備通過查詢無線模塊的網(wǎng)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(jiān)測平臺發(fā)送心跳包信息，地面維護監(jiān)測平臺收到該心跳包信息后立即應答；

(3-4)車載主機根據(jù)無線模塊心跳包應答情況判斷無線模塊對應的網(wǎng)絡是否工作正常；

(3-5)車載主機根據(jù)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(wǎng)絡傳輸質量；

(3-6)車載主機根據(jù)無線模塊信息強度、無線模塊對應網(wǎng)絡工作狀態(tài)及無線模塊網(wǎng)絡傳輸質量等因數(shù)綜合判斷移動網(wǎng)絡是否正常，當所有網(wǎng)絡都工作正常時，車載主機優(yōu)先選擇鐵路專網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)；

(3-7)當某移動網(wǎng)絡異常時，無線傳輸自動切換至另一有效網(wǎng)絡；

(3-8)當所有網(wǎng)絡都異常時，車載主機通過指示燈等方式進行報警提示。

如圖3所示的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(wèi)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(shù)據(jù)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(jiān)測平臺；

地面維護監(jiān)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(shù)據(jù)庫；

(4-4)車載主機依據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)依據(jù)線路公里標地圖定位。

還包括如圖4所示的GYK數(shù)據(jù)安全傳輸流程；包括如下步驟：

(5-1)數(shù)據(jù)編輯階段

GYK數(shù)據(jù)編輯工作站編輯GYK數(shù)據(jù)文件，并采用私有加密方式加密；GYK數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)文件復制到地面用戶終端；

(5-2)數(shù)據(jù)傳輸階段

車載設備從地面維護監(jiān)測平臺下載對應的GYK數(shù)據(jù)文件；GYK數(shù)據(jù)文件傳輸時通過數(shù)字簽名及哈希校驗技術；

(5-3)數(shù)據(jù)使用階段

車載設備對收到的GYK數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)完整性進行驗證，并通過GYK數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)文件傳輸給GYK，GYK利用GYK數(shù)據(jù)私有協(xié)議對數(shù)據(jù)內容進行解析并在顯示窗口顯示；

軌道車司機依據(jù)GYK數(shù)據(jù)版本信息及數(shù)據(jù)說明對GYK數(shù)據(jù)內容進行有效性核對，確保GYK數(shù)據(jù)的正確可靠。

還包括如圖5所示的GYK數(shù)據(jù)遠程升級流程，包括如下步驟：

(6-1)用戶在GYK數(shù)據(jù)編輯工作站上編輯數(shù)據(jù)，生成GYK數(shù)據(jù)文件，并按私有加密方式進行加密；

本發(fā)明的私有加密方法以ZIP加密壓縮技術為基礎，通過對ZIP加密壓縮后的數(shù)據(jù)按維吉尼亞密碼進行二次加密，形成最終的密文。解密時先按維吉尼亞密碼對密文進行查表替換，得到ZIP壓縮文件，然后根據(jù)ZIP解密密碼對數(shù)據(jù)進行解壓得到明文。

(6-2)用戶利用專用移動存儲設備文件復制GYK數(shù)據(jù)，將GYK數(shù)據(jù)文件從編輯工作站復制到地面用戶終端，實現(xiàn)GYK數(shù)據(jù)編輯與GYK數(shù)據(jù)發(fā)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(shù)據(jù)信息并上傳到地面維護監(jiān)測平臺；所述GYK數(shù)據(jù)信息包括數(shù)據(jù)版本、簡要說明、適用范圍和生效日期；

(6-4)GYK數(shù)據(jù)管理人員針對軌道車制定數(shù)據(jù)升級計劃，升級計劃填寫內容包括軌道車號、數(shù)據(jù)版本和計劃時刻；

(6-5)GYK數(shù)據(jù)升級計劃經審核后發(fā)布到地面維護監(jiān)測平臺；

(6-6)車載設備在線時立即接收GYK數(shù)據(jù)升級計劃及數(shù)據(jù)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(jiān)測平臺保持連接，離線為車載設備與地面維護監(jiān)測平臺斷開連接；

(6-7)車載設備收到GYK數(shù)據(jù)后按GYK數(shù)據(jù)安全傳輸機制驗證數(shù)據(jù)的合法性、完整性，并向地面維護監(jiān)測平臺回傳數(shù)據(jù)接收情況；

(6-8)車載設備驗證GYK數(shù)據(jù)有效性后向GYK發(fā)送GYK數(shù)據(jù)升級計劃；

(6-9)GYK收到數(shù)據(jù)升級計劃后在顯示界面顯示計劃信息；

(6-10)當?shù)竭_GYK升級計劃時刻且軌道車處于停車狀態(tài)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(shù)據(jù)升級流程，GYK向車載設備請求對應的GYK數(shù)據(jù)文件，車載設備向GYK發(fā)送GYK數(shù)據(jù)文件；

(6-12)GYK對數(shù)據(jù)文件的合法性進行鑒別，并使用私有協(xié)議對GYK數(shù)據(jù)文件進行解析，并顯示到GYK頁面；

私有協(xié)議包括約定的數(shù)據(jù)加解密方式及所采用的密匙，數(shù)據(jù)幀格式的約定，數(shù)據(jù)內容的定義等。此處的加解密方式優(yōu)選DES加密方式；此處的數(shù)據(jù)幀格式指每幀數(shù)據(jù)的組成部分，包括數(shù)據(jù)幀頭、數(shù)據(jù)長度、校驗算法及數(shù)據(jù)幀尾，如數(shù)據(jù)幀頭為16進制字節(jié)0xFF，數(shù)據(jù)幀尾16進制字節(jié)0xFE，數(shù)據(jù)長度為2字節(jié)短整型數(shù)據(jù)，校驗算法為CRC32；此處的數(shù)據(jù)內容的定義包括兩字節(jié)短整型數(shù)據(jù)類別，N字節(jié)數(shù)據(jù)內容，如數(shù)據(jù)類別1表示信號，數(shù)據(jù)類別2表示車站，數(shù)據(jù)內容即為信號和車站的實際值。私有協(xié)議可根據(jù)以上原則在本發(fā)明實施時進行具體定義。

(6-13)用戶再次根據(jù)GYK數(shù)據(jù)升級計劃里的版本信息、簡要說明等信息驗證GYK數(shù)據(jù)的合法性，并通過按鍵確認執(zhí)行GYK數(shù)據(jù)升級；

(6-14)GYK數(shù)據(jù)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(jiān)測平臺回傳登記后，升級流程完成。

還包括如圖6所示的GYK遠程實時監(jiān)測流程，包括如下步驟：

(7-1)車載設備從GYK采集運行狀態(tài)信息、設備狀態(tài)信息、安全報警信息；所述運行狀態(tài)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(fā)時立即發(fā)送的方式，運行狀態(tài)信息、設備狀態(tài)信息、車輛定位經緯度信息采用周期性發(fā)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(jiān)測平臺收到車載設備回傳的監(jiān)測信息后按信息類別進行分類處理，并寫數(shù)據(jù)庫保存；

(7-4)當GPS信息無效時，車載設備根據(jù)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GTS定位；

(7-5)用戶通過地面用戶終端登錄地面維護監(jiān)測平臺，查看GYK監(jiān)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(jiān)測信息可以列表及圖形化方式呈現(xiàn)，車輛位置信息提供軌跡回放功能；當GYK監(jiān)測信息變化時，地面維護監(jiān)測平臺主動向地面用戶終端推送；當監(jiān)測到安全報警信息時，在監(jiān)測頁面彈出提示框。

還包括如圖7所示的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(fā)方式向車載設備發(fā)送當天的運行記錄數(shù)據(jù)，所述觸發(fā)方式為當GYK產生運行記錄的同時立即向車載設備發(fā)送GYK運行記錄數(shù)據(jù)；

(8-2)車載設備收到GYK運行記錄數(shù)據(jù)后進行本地保存，并立即向地面維護監(jiān)測平臺發(fā)送GYK運行記錄數(shù)據(jù)，當出現(xiàn)網(wǎng)絡中斷時，車載設備將運行記錄數(shù)據(jù)保存在緩存區(qū)，再次連接時立即發(fā)送；

(8-3)地面維護監(jiān)測平臺接收到GYK運行記錄數(shù)據(jù)時對運行記錄進行逐條實時分析，分析結果寫入數(shù)據(jù)庫；

(8-4)當GYK關機時，車載設備及地面維護監(jiān)測平臺根據(jù)GYK運行記錄文件生成規(guī)則，將當天的運行記錄數(shù)據(jù)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(jiān)測維護平臺發(fā)送本地運行記錄數(shù)據(jù)文件列表；

若因網(wǎng)絡原因，歷史運行記錄未上傳到地面維護監(jiān)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(jiān)測平臺上傳。

還包括如圖8所示的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(shù)RA，由RA生成消息AU1并發(fā)送給被叫方；

被叫方產生一個64位的隨機數(shù)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(fā)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。

應理解，本實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。