CN101754292A - 用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法 - Google Patents

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赵国民
郑国莘
贺辉
沈颖
刘鑫荣
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Abstract

一种用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，由设置于列车上的车载无线收发设备与设置于轨道旁边的轨旁无线收发设备之间建立车地通信，车载无线收发设备都连接设置于同一个车载控制器，车载控制器与车载信息终端连接，轨旁无线收发设备沿轨道线路分布设置，轨旁无线收发设备都连接至轨旁服务器，车载信息终端采集的车载信息数据统一汇集于车载控制器，车载控制器将相同的车载信息数据同时发送至车载无线收发设备，然后传输至车载无线收发设备在列车运行当前时刻各自所连接的轨旁无线收发设备，轨旁无线设备收到来自列车的车载信息数据后统一转发汇集至轨旁服务器，轨旁服务器将车载信息数据排序并去除冗余信息，即可得到连续可靠的车载信息数据。

Description

用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法
技术领域
本发明涉及电学领域，尤其涉及轨道交通中的宽带无线通信领域，特别涉及通信网络的越区切换技术，具体的是一种用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法。
背景技术
由于轨道交通具有运力大、运行准时等特点，已经逐步成为大型城市公共交通核心的组成部分，其运行控制和运行安防都是轨道交通系统设计中的关键技术，这些技术的实施都是基于列车与地面的车地通信系统。
现有技术中，轨道交通系统中的车地通信系统都是采用国外成套的设备，这些国外设备主要是采用了遵循IEEE802.11系列协议的WLAN(无线局域网)技术，但由于IEEE802.11系列协议自身的设计是针对无线覆盖应用提供的，对移动性支持不佳，特别是当列车在行进中进行无线越区切换时，WLAN对切换无法提供无缝漫游，这就造成列车与地面之间的车地通信系统瞬时或短时间内中断，虽然目前国外一些设备厂商通过减产切换中断的时间可以满足列车的基本运行控制需求，但随着列车运行控制要求的不断提高，以及车地通信数据的增量，短时的通信中断就可能对列车的运行控制或是信息服务产生严重影响。
车地通信越区切换问题对轨道交通及公共安全都有着重大的意义，另一方面随时地铁智能化的建设，列车需要与站台固定网络建立宽带的通信链路以实现乘客信息导乘，车载广告投播，车载互动娱乐等众多业务。因此，解决无线局域网的无缝漫游问题，就可以解决列车与轨旁网络或是站台网络之间的宽带通信问题，进而可以提供一个支持多种宽带上行，下行或是互动业务的综合平台。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，所述的这种用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法要解决现有技术越区切换不支持或是越区切换时延较长的技术问题。
为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案：
本发明的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，由设置于列车上的车载无线收发设备与设置于轨道旁边的轨旁无线收发设备之间建立车地通信，其特征在于，在所述的列车上设置有至少两个所述的车载无线收发设备，所述的车载无线收发设备分别设置于列车的车头与车尾两端，所述的车载无线收发设备都连接设置于同一个车载控制器，所述的车载控制器与车载信息终端相连接，所述的轨旁无线收发设备沿轨道线路分布设置，所述的轨旁无线收发设备都连接至轨旁服务器，所述的车载信息终端采集的车载信息数据统一汇集于车载控制器，所述的车载控制器将相同的车载信息数据同时发送至列车上每一个车载无线收发设备，然后进一步传输至车载无线收发设备在列车运行当前时刻各自所连接的轨旁无线收发设备，轨旁无线设备收到来自列车的车载信息数据后统一转发汇集至轨旁服务器，轨旁服务器将车载信息数据排序并去除冗余信息，即可得到连续可靠的车载信息数据。
进一步的，所述的车载控制器将汇集的车载信息数据增设头部信息并重新打包数据包后再同时发送至列车上每一个车载无线收发设备。
进一步的，所述的轨旁服务器内设置有数据缓冲池，所述的轨旁无线收发设备将所接收的所有的数据都存入缓冲池，按数据包的序号进行排序，并去除序号重复或是出现数据错误的数据包。
进一步的，两个相邻的所述的轨旁无线收发设备之间的最大距离为单个轨旁无线收发设备无线信号的有效覆盖半径。
进一步的，两个相邻的所述的轨旁无线收发设备之间的距离可以设置为列车上相距最远的车载无线收发设备之间的距离的两倍。
进一步的，所述的车载无线收发设备和所述的轨旁无线收发设备的通信协议可以采用IEEE802.11g协议规范，也可以采用IEEE802.11a协议规范。
本发明与已有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明充分利用轨道交通中列车运行方向性明确，列车车身长度较长等特点，通过在列车上设置多个车载无线收发设备，使高速移动的移动终端-列车成为一个多发多收的无线终端，通过车载控制器对车载信息数据的处理和传输控制，使得在同一时刻列车与轨旁之间存在的多条车载无线收发设备与相连的轨旁无线收发设备建立的车地通信链路同时传输车载信息数据，从而实现多路重复发送，以保证在任意一对车载无线收发设备和对应的轨旁无线收发设备因列车位置的移动而进行切换操作出现数据中断时，可以在其它与车载无线收发设备有连接关系的轨旁无线收发设备处得到车载信息数据，从而实现列车行驶过程中跨越多个无线覆盖区域时车地通信的无缝漫游。本发明结构简单，设计精巧，可实现高速行进的列车与轨旁无线收发设备之间无缝的越切切换。
附图说明：
图1是本发明一个优选实施例的列车上的车载设备配置示意图。
图2是本发明一个优选实施例的轨旁的设备配置示意图。
图3是本发明一个优选实施例在一个切换前的车地通信示意图。
图4是本发明一个优选实施例在一个切换中的车地通信示意图。
图5是本发明一个优选实施例在一个切换后的车地通信示意图。
具体实施方式：
本发明的一个优选实施例详述如下：
在本实施例中列车以上海地铁1号线车辆为例，每节车厢23米，共6节，整个列车长度约为140米。在本实施例中轨旁无线收发设备采用WLAN无线接入设备AP，其通信协议采用802.11g通信规范，其在隧道内的有效信号覆盖距离大约为100米。
如图1和图2所示，本发明一种用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，由设置于列车上的车载无线收发设备1与设置于轨道旁边的轨旁无线收发设备2之间建立车地通信，其特征在于，在所述的列车上设置有至少两个所述的车载无线收发设备1，所述的车载无线收发设备1分别设置于列车的车头与车尾两端，所述的车载无线收发设备1都通过车载交换机6连接设置于同一个车载控制器3，所述的车载控制器3与车载信息终端4相连接，所述的轨旁无线收发设备2沿轨道线路分布设置，所述的轨旁无线收发设备2都通过轨旁交换机7连接至轨旁服务器5，所述的车载信息终端4采集的车载信息数据统一汇集于车载控制器3，所述的车载控制器3将相同的车载信息数据同时发送至列车上每一个车载无线收发设备1，然后进一步传输至车载无线收发设备1在列车运行当前时刻各自所连接的轨旁无线收发设备2，轨旁无线设备2收到来自列车的车载信息数据后统一转发汇集至轨旁服务器5，轨旁服务器5将车载信息数据排序并去除冗余信息，即可得到连续可靠的车载信息数据。
进一步的，所述的车载控制器3将汇集的车载信息数据增设头部信息并重新打包数据包后再同时发送至列车上每一个车载无线收发设备1。
进一步的，所述的轨旁服务器5内设置有数据缓冲池，所述的轨旁无线收发设备2将所接收的所有的数据都存入缓冲池，按数据包的序号进行排序，并去除序号重复或是出现数据错误的数据包。
本发明的实施过程如下所述：
如图3所示，列车上设置两个车载无线收发设备，分别是设置于车头的无线收发设备22和设置于车尾的无线收设备21，当列车行进至第一时刻T0时刻，车头无线收发设备22与轨旁无线收发设备11保持着无线连接，车尾无线收发设备21与轨旁无线收发设备12保持着无线连接。此时，列车与地面有两条通信链路，列车内的数据同时经这两条通信链路与轨旁设备进行交互。
当列车行驶至T1时刻，如图4所示，车尾无线收发设备21与轨旁无线收发设备12依然保持着无线连接，但车头无线收发设备22刚刚与轨旁无线收发设备11由于信号弱化而断开连接。此时，列车与地面有一条通信链路，列车内的数据经这一条通信链路与轨旁设备进行交互。
当列车行驶至T2时刻，如图5所示，车尾无线收发设备21与轨旁无线收发设备12依然保持着无线连接，但车头无线收发设备22在短时间内已经完成越区切换，已经与轨旁无线收发设备13建立无线连接。此时，列车与地面又存在两条通信链路，列车内的数据同时经这两条通信链路与轨旁设备进行交互。
综上可以看出，通过合理的轨旁无线收发设备的布设，即控制轨旁无线收发设备的有效覆盖距离，利用本发明所涉及的方法，就可以保证列车在行驶过程中始终与轨旁保持通信链路，从而解决了轨道交通中车地通信的无缝漫游问题。
本发明可用于为轨道交通提供一种适合高速移动性的宽带无线通信链路建立的方法，在此基础上可以在列车内部建立起一个集安防、娱乐、广告、智能信息导乘、应急调度、宽带上网等众多宽带业务的综合应用平台。
尽管已经描述了本发明的示例性实施例，但一旦本领域的技术人员了解此基本发明构思，他们可在本实施例的基础之上进行附加变化和修改。因此，旨在所附的权利要求应当被理解为包括以上实施例和所有落在本精神和范围之内的这种变化和修改。
本发明不局限于地铁，铁路，轻轨等轨道交通应用领域，一切本发明可适用的无线通信应用领域中的相关应用都应识为在本发明所包含之列。

Claims (9)

1.一种用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，包括了车载无线收发设备与轨旁无线收发设备之间建立车地通信的过程，所述的车载无线收发设备设置在列车上，所述的轨旁无线收发设备设置在轨道旁，其特征在于：在列车上设置有至少两个所述的车载无线收发设备，任意一个车载无线收发设备都与同一个车载控制器连接，所述的车载控制器与一个车载信息终端连接，所述的轨旁无线收发设备沿轨道线路分布，任意一个轨旁无线收发设备均连接至轨旁服务器，所述的车载信息终端将采集的车载信息数据统一传递汇集到车载控制器，所述的车载控制器将相同的车载信息数据同时发送至列车上所有车载无线收发设备，然后进一步传输至车载无线收发设备当前时刻各自所连接的轨旁无线收发设备，轨旁无线设备收到来自列车的车载信息数据后统一转发汇集至轨旁服务器，轨旁服务器将车载信息数据排序并去除冗余信息，即可得到连续可靠的车载信息数据。
2.如权利要求1所述的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，其特征在于：所述的车载控制器将汇集的车载信息数据增设头部信息并重新打包数据包后再同时发送至列车上每一个车载无线收发设备。
3.如权利要求1所述的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，其特征在于：所述的轨旁服务器内设置有数据缓冲池，所述的轨旁无线收发设备将所接收的所有的数据都存入缓冲池，按数据包的序号进行排序，并去除序号重复或是出现数据错误的数据包。
4.如权利要求1所述的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，其特征在于：在列车内设置两个车载无线收发设备，其中一个车载无线收发设备设置于列车的车头位置，另一个车载无线收发设备设置于列车的车尾位置。
5.如权利要求1所述的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，其特征在于：所有轨旁无线收发设备均通过轨旁网络连接至轨旁数据服务器。
6.如权利要求1所述的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，其特征在于：任意两个相邻的轨旁无线收发设备之间的最大距离为单个轨旁无线收发设备无线信号的有效覆盖半径。
7.如权利要求1所述的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，其特征在于：任意两个相邻的轨旁无线收发设备之间的距离是列车上相距最远的车载无线收发设备之间的距离的两倍。
8.如权利要求1所述的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，其特征在于：所述的车载无线收发设备和所述的轨旁无线收发设备的通信协议都采用IEEE802.11g协议规范。
9.如权利要求1所述的用于轨道交通中车地通信的无缝漫游方法，其特征在于：所述的车载无线收发设备和所述的轨旁无线收发设备的通信协议都采用IEEE802.11a协议规范。
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