到2012年底，全國鐵路營業里程達到9.8萬公里，居世界第二位；高鐵運營里程達到9356公里，居世界第一位。目前我國鐵路完成的旅客周轉量、貨物發送量、貨物周轉量、換算周轉量居世界第一位。根據“十二五”后三年鐵路建設規劃，2013年全國鐵路安排固定資產投資6500億元，其中基本建設投資5200億元、投產新線5200公里以上,同時也會給相關產業帶來數萬億元的收益。隨著高速鐵路以及隨之而來的動車組在中國的飛速發展,高鐵的安全運行與故障處理變得日益重要。如何保障高速列車的正常運行與故障檢測在這樣的大環境下變得日益重要。為了保證動車組系統能夠更加安全高效地運行,僅僅依靠傳統手段,使用傳統方法監測與檢修是完全不夠的。

應用了基于國產基礎軟件的高鐵車地通信系統解決方案的動車組運行安全監測系統，作為高鐵車地通信系統平臺與國產化服務器操作系統有機結合，為鐵路運輸領域呈現了一個成功案例。國產化操作系統的研發是一項綜合性工作，通過國產操作系統在動車組運行安全監測系統的應用，一方面能夠適應鐵路客貨運安全管理自身的業務應用需求，另一方面通過應用系統來檢驗國產操作系統的適應性。作為鐵路運輸領域的一個成功案例，也可為后續的鐵路信息系統提供技術支持和參考的解決方案。

高鐵車地通信系統解決方案的建設分為操作系統定制、應用開發、系統測試、系統現場部署四個部分。

操作系統定制

本解決方案中，中標麒麟高級服務器操作系統V5.0需要適配對動車組車載信息采集與傳輸設備的兼容性，長時間工作的穩定性和性能等指標，保證滿足以下幾點要求：

能夠支持該設備的采集主控板和無線主控板上電自動啟動，啟動時間不大于20s，并可隨時斷電。

能夠支持該設備的采集主控板和無線主控板RS-232串口的長時間連續和穩定工作。

能夠支持該設備的采集主控板對動車組控制單元的時間響應要求，響應時間小于10ms。

能夠支持該設備的無線主控板通過GPRS與地面服務器進行數據交互。

應用開發

本方案中地面系統與車載設備間采用C/S架構，主要需求功能分別如下所示：

地面系統需驗證的主要功能有：

(1)   車載檢測信息接收和存儲

(2)   動車組狀態分部件或系統圖形化顯示

(3)   基于GIS的動車組定位和運行狀況全程跟蹤

(4)   故障分析和處理

(5)   維修知識管理

(6)   系統維護

車載信息采集與傳輸設備需要驗證的主要功能有：

(1)   動車組運行信息周期性采集

(2)   動車組故障信息實時采集

(3)   動車組故障記錄信息采集

(4)   動車組信息通過無線移動網向地面系統發送

系統測試

本解決方案采用黑盒測試方法進行測試。我們在對動車組運行安全監測系統三個系統的整個測試過程采用自底向上，逐個集成的辦法，依次進行單元測試，組裝測試。動車組運行安全監測系統的測試內容主要從動車組在線監測、動車組數據查詢、動車組故障統計、在線動車組流量管理等幾個方面進行測試。

系統現場部署

動車組運行安全監測系統在北京動車段的部屬主要分為：車載端、服務器端和用戶端三部分。動車組運行及安全信息由車載手持終端設備實時采集，通過3G無線通信網絡接入設置在北京動車段的地面通信服務器，地面通信服務器通過內部網絡將接收的數據解析后寫入數據庫，應用服務器以web服務方式，通過互聯網，為各動車組運用、維護和提供動車組在途運行信息、故障信息等服務。數據庫服務器與應用服務器放置在北京動車段主要實現動車組數據接收、動車組運行實時狀態監控、設備狀態監督和車載各類信息管理等，并向用戶提供基于Web的運行維護的信息支持；終端放置在北京動車段以及動車組運用維修管理和設計等人員，可通過瀏覽器訪問應用服務器，可以直接獲得動車組相關信息，及時了解動車組運行狀態，及時排故，也可以及時向司機提供遠程維護幫助，保障列車運行安全。車載設備安全于動車組上，其無線傳輸模塊通過GPRS傳輸實時信息，通過WLAN傳輸批量數據。向地面指定動車基地服務器發送車載信息。同時可以隨時接收地面系統發來指令，并根據指令執行相應的操作。

高鐵車地通信系統解決方案可以提供針對應用的網絡服務和基礎設施服務，安全地連接鐵路交通的各個環節。它們提供了一個讓鐵路運輸單位可以實時地訪問關鍵信息的環境，從而簡化運營、保護資產、加快決策速度和拓展乘客服務，同時充分利用現有的網絡系統投資。這可以提高固定和移動資源的使用效率，將今天鐵路行業的各項業務改造為更加以服務為中心的環境，從而提高鐵路行業的競爭優勢。基于穩定可靠的Linux 2.6內核的中標麒麟高級服務器操作系統V5.0是專門為服務器應用而定制的操作系統，針對用戶的需求在全面提升系統核心能力的同時，在硬件適配、軟件兼容性、安全性、穩定性、服務性能等多方面進行了大量的改進和優化工作，能夠充分滿足鐵路運輸安全監測與管理系統的平臺需求。

客戶收益主要體現以下幾個方面：

（1）通過對中標麒麟高級服務器操作系統的系統參數的調整，調整系統安全策略，優化系統性能，為鐵路運輸安全監測與管理系統的三個業務系統提供了一個穩定、安全、高效地運行環境。

（2）實現對在途動車組運行狀態信息、車載系統工作狀態信息及故障信息和動車段（所）、路局和鐵道部，以及動車生產廠家的信息共享，支撐動車組高效的維修、安全運行。

采用國產基礎軟件平臺符合國家IT產業的大趨勢。本解決方案的實施，一方面實現基于國內安全操作系統的高安全機制、高可用、高可信、多平臺支持、虛擬化支持等功能，達到鐵路應用系統安全、可靠和穩定要求；另一方面，推動了中國國產操作系統和軟件的發展，給國產軟件的發展提供了新的動力。