随着城市轨道交通的快速发展,基于第四代移动通信技术的LTE-M正逐渐取代WLAN成为我国CBTC车地无线通信技术的首选。LTE-M系统承载列车运行控制系统的安全业务和其它业务,是CBTC系统的重要组成部分。在建设和运营过程中对LTE-M系统的工作状态进行监测、并定期对通信网络进行效能评估对于城市轨道交通的顺利开通和安全运营具有重要意义。本文参照中国城市轨道交通协会LTE-M系列标准对LTE-M系统性能的具体要求,设计并实现了LTE-M接口及网络性能监测系统。该系统可对LTE-M系统的CBTC业务数据和LTE-M信令进行监测,并通过监测数据对LTE-M通信网络进行性能评估。本文的工作内容和贡献主要包括:(1)详细介绍了LTE-M系统的网络架构、网元功能、接口功能和综合承载的各项业务,论述了接口监测系统的用途和必要性,并分析了选择SGi和S1接口作为监测接口的原因。(2)结合LTE-M系统的特点以及LTE-M系统在运行和维护时进行实时监测、故障分析和通信网络性能评估等方面的系统需求,详细分析了接口监测系统的设计要求。采用模块化的设计理念将复杂的接口监测系统分解为数据采集模块、实时监测模块、离线分析模块、网络评估模块和支撑模块,实现了LTE-M接口及网络性能监测系统以下功能:1)高效采集并解析SGi和S1接口的数据,实现了数据的采集、过滤与存储功能。2)统计相邻数据包的传输间隔进行CBTC业务的实时监测,并通过存储于车地两端的相同数据的时间戳和数据内容,实现了CBTC业务的离线分析功能。3)从TAU获取列车的物理小区标识,建立列车位置与时间戳的映射实现对LTE-M系统的故障小区定位。4)通过分析信令流程的特点实现了信令的分析和同终端多信令合成功能。5)通过TEID建立CBTC信息与信令的关联,再结合同终端多信令合成功能,实现了数据与信令的一对多关联功能。6)采用模糊综合评价法实现了LTE-M系统通信网络的效能评估功能。(3)在实验室和大兴国际机场线对系统的各项功能和可靠性进行了测试。测试结果表明,接口监测系统各模块工作正常、性能稳定,实现了接口监测系统的设计目标。目前本系统已实际应用于大兴国际机场线,为线路的顺利开通和安全运营发挥了重要作用。