本发明涉及轨道交通，尤其是涉及一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置及方法。
背景技术：
1、某城市轨道交通线路信号系统改造方案，采用了基于车车通信的列车自主运行(tacs)系统。tacs系统较传统的cbtc系统，其简化了传统cbtc系统的线路控制器(lc)、区域控制器(zc)，采用自主资源管理，采用单一路径全过程控制流实现资源请求、释放和控制；车站层采用目标控制器(oc)实现，轨旁层区间不设置计轴子系统。tacs系统通过车地联锁和车车协同的方式，使列车能够以运行计划和实时位置实现自主资源管理并进行主动间隔防护，从而实现更安全和高效的运行目标，如图1。
2、以往适用于cbtc系统的lte-m接口监测装置已无法适用于tacs系统，信号系统改造方案要求依据《城市轨道交通车地综合通信系统(lte-m)规范》和《城市轨道交通cbtc信号系统行业技术规范》，实现对lte-m系统和信号系统的监测，为tacs系统安全运行提供监控分析保障手段，有助于对导致系统安全可靠运行的问题进行分析。
3、tacs系统采用lte-m技术来承载业务，然而，我们在分析业务问题关联车地通信时遇到了不小的挑战。一是信息涉及品类多，使得故障信息收集时面临复杂化。二是控制信令没有实时保存，而信令分析需要专业人士解读，这就加大了分析难度。更关键的是车地业务数据无法提供对比分析，这使得我们对故障原因的准确判断受到了影响。这些不仅增加了故障分析的难度，而且由于关键数据缺失，严重阻碍了故障处理的顺利开展。
4、如何实现tacs系统应用环境下lte-m接口监测(涵盖车地通信的业务数据和信令)，从而为tacs系统故障分析提供有效支持，成为需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置及方法。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、根据本发明的一个方面，提供了一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，该装置用于监测tacs业务数据和lte-m信令，该装置包括lte-m模块、以及与lte-m模块接口连接的lte-m接口监测模块、tacs业务模块和车载模块；
4、所述lte-m接口监测模块通过lte-m模块实时监测与tacs业务模块交互的tacs业务数据，同时还监测与车载模块交互的lte-m信令；
5、所述lte-m接口监测模块对捕获的tacs业务数据和lte-m信令进行关联同步和分析；
6、所述车载模块包括车载存储设备和车载接入单元tau，所述车载存储设备通过车载接入单元tau实时捕获车载数据。
7、优选地，所述的lte-m接口监测模块包括lte-m接口监测服务器和lte-m接口监测分析终端；所述lte-m接口监测服务器用于实时监测、捕获tacs业务数据和lte-m信令，并归类数据后提供给lte-m接口监测分析终端；所述lte-m接口监测分析终端对收到的数据进行关联同步和分析。
8、优选地，所述lte-m接口监测模块对捕获的地面数据和车载数据进行车地对比分析，其中地面数据和车载数据均包括业务数据和lte-m信令。
9、更加优选地，所述的lte-m接口监测服务器与lte-m模块的lte核心交换机连接。
10、更加优选地，所述lte核心交换机通过镜像端口实时监测tacs业务模块的业务数据和信令，所述镜像端口包括tacs业务镜像端口和lte-m信令镜像端口。
11、更加优选地，所述业务数据包括：
12、a)车载控制器vobc与列车自动监控系统ats交互的数据包；
13、b)车载控制器vobc与资源管理器wrc交互的数据包；
14、c)车载控制器vobc与目标控制器oc交互的数据包；
15、d)车载控制器vobc与列车管理器wtc交互的数据包；
16、以及e)车载接入单元tau数据。
17、更加优选地，所述的列车自动监控系统ats、列车管理器wtc、资源管理器wrc和目标控制器oc与tacs业务模块的tacs核心交换机交互；
18、所述的车载模块包括车载控制器vobc，所述车载控制器vobc通过lte-m模块与tacs业务模块数据交互。
19、更加优选地，所述lte-m信令包括s1接口信令以及s5、s6a和s10的接口信令。
20、更加优选地，所述的lte-m接口监测分析终端还包括对业务数据和信令分析结果进行显示、告警通知和报表统计。
21、优选地，所述的关联同步和分析包括业务指标分析、信令解析、信令分析和关联同步分析。
22、更加优选地，所述的业务指标分析包括序列号检测分析、时间戳监测分析、通信周期监测分析、网络性能质量分析、数据过滤分析和数据对比分析；
23、信令解析用于按时间检索特定时段的lte-m核心网侧信令，提取关键信息，从而定位到指定或异常的信令数据段；
24、信令分析包括信令合成、异常分析与统计；
25、关联同步分析用于关联tacs业务数据和lte-m信令来排查故障。
26、优选地，所述的车载存储设备与车载模块的tau设备连接。
27、根据本发明的另一个方面，提供了一种用于tacs系统的lte-m接口监测方法，所述的方法包括以下步骤：
28、步骤s1，实时捕获tacs地面数据和车载数据，包括业务数据和lte-m信令；
29、步骤s2，将捕获的数据进行存储；
30、步骤s3，对存储的数据进行同步关联和分析；
31、步骤s4，基于同步关联和分析的数据进行展示。
32、优选地，所述业务数据包括tacs系统中vobc与ats、wrc、oc和wtc交互的数据包，以及车载数据；所述lte-m信令包括s1接口信令以及s5、s6a和s10的接口信令。
33、优选地，所述关联同步和分析包括业务指标分析、信令解析、信令分析和关联同步分析；
34、所述接口监测服务器和车载存储设备对捕获的数据进行存储，且储格式相同。
35、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
36、1)本发明在tacs系统以及lte-m网络的架构上，通过增加lte-m接口监测服务器、lte-m接口监测分析终端及车载存储设备，实现实时捕获tacs业务数据、lte-m信令和车载数据，存储后通过关联同步和分析，实现tacs系统lte-m的实时监测，解决了以往故障分析的难度，从而提高了排查故障的效率。
37、2)本发明基于存储的业务数据和信令进行多方面分析，包括序列号检测分析、时间戳监测分析、通信周期监测分析、网络性能质量分析、数据过滤分析和数据对比分析，并进行数据展示、告警通知和统计报表，有助于深入对车地网络通信质量进行诊断，发现潜在问题，也加快了异常问题的分析和解决速度。
1.一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，该装置用于监测tacs业务数据和lte-m信令，其特征在于，该装置包括lte-m模块(2)、以及与lte-m模块(2)接口连接的lte-m接口监测模块(1)、tacs业务模块(3)和车载模块(4)；
2.根据权利要求1所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述的lte-m接口监测模块(1)包括lte-m接口监测服务器(11)和lte-m接口监测分析终端(12)；所述lte-m接口监测服务器(11)用于实时监测、捕获tacs业务数据和lte-m信令，并归类数据后提供给lte-m接口监测分析终端(12)；所述lte-m接口监测分析终端(12)对收到的数据进行关联同步和分析。
3.根据权利要求1所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述lte-m接口监测模块(1)对捕获的地面数据和车载数据进行车地对比分析，其中地面数据和车载数据均包括业务数据和lte-m信令。
4.根据权利要求2所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述的lte-m接口监测服务器(11)与lte-m模块(2)的lte核心交换机(21)连接。
5.根据权利要求2所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述lte核心交换机(21)通过镜像端口实时监测tacs业务模块(3)的业务数据和信令，所述镜像端口包括tacs业务镜像端口和lte-m信令镜像端口。
6.根据权利要求3所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述业务数据包括：
7.根据权利要求6所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述的列车自动监控系统ats、列车管理器wtc、资源管理器wrc和目标控制器oc与tacs业务模块(3)的tacs核心交换机(31)交互；
8.根据权利要求3所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述lte-m信令包括s1接口信令以及s5、s6a和s10的接口信令。
9.根据权利要求2所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述的lte-m接口监测分析终端(12)还包括对业务数据和信令分析结果进行显示、告警通知和报表统计。
10.根据权利要求1所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述的关联同步和分析包括业务指标分析、信令解析、信令分析和关联同步分析。
11.根据权利要求10所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述的业务指标分析包括序列号检测分析、时间戳监测分析、通信周期监测分析、网络性能质量分析、数据过滤分析和数据对比分析；
12.根据权利要求1所述的一种用于tacs系统的lte-m接口监测装置，其特征在于，所述的车载存储设备(41)与车载模块(4)的tau设备连接。
13.一种利用权利要求1所述的用于tacs系统的lte-m接口监测装置的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述业务数据包括tacs系统中vobc与ats、wrc、oc和wtc交互的数据包，以及车载数据；所述lte-m信令包括s1接口信令以及s5、s6a和s10的接口信令。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述关联同步和分析包括业务指标分析、信令解析、信令分析和关联同步分析；
