CN102843647A - 一种基于WiMAX的无线列调机车的定位方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于WiMAX的无线列调机车的定位方法，该方法包括以下步骤：列车运行监控记录装置LKJ实时采集机车的运行信息并发送；LKJ数据接收发送模块接收机车的运行信息并通过WiMAX网络发送至地面的位置服务器；位置服务器根据机车的运行信息得到机车的位置数据。本发明通过列车运行监控记录装置实时记录机车的运行信息，再通过位置服务器解析该机车的运行信息以得到机车的位置数据，得到机车的前后站信息，获取车站辖区和调度辖区中的列车信息，能够实现点到点通信，并动态确定列车运行中前后站信息，能够动态确定车站辖区、调度辖区中的列车信息。

Description

一种基于WiMAX的无线列调机车的定位方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术，具体地，涉及一种基于WiMAX的无线列调机车的定位方法和系统。

背景技术

列车无线调度通信系统（简称无线列调，如图1）是用于指挥列车运营的专用无线通信系统。列车无线调度可以为调度员-车站值班员-司机之间（俗称大三角通信），以及车站值班员-司机-车长（地面其他人员）之间（俗称小三角通信）提供通信手段，已经成为铁路运营的重要安全保障系统，也是行车作业重要的指挥手段，是机车安全行车三大件之一，对提高运营效率，保证列车行车安全具有非常重要的作用。无线列调系统基于VoIP技术，采用SIP（会话初始化协议）来实现列调系统中的信令控制。

现有无线列调系统的通信方式在技术上主要是参照UIC751标准，采用频率为450MHz模拟语音无线通信系统，实现列车调度员（通过调度台）、车站值班员（通过车站台）与进入辖区段内的机车司机（通过机车台）、地面其他人员（通过手持设备）之间的通话。

450MHz情况下，呼叫的范围是通过电磁波覆盖范围来确定的，保密性差。例如机车与车站的通话，会涉及与本次通话无关的用户（车站覆盖范围内的其他机车，部分车站与之相邻的车站有可能收到呼叫），因而对无关用户造成了干扰，占用了信道资源。

当前的身份确认需要通过呼叫应答的方式，有可能因为错误应答而影响工作效率。现在的调度呼叫机车司机，需要通过车站电台来自动转发，占用了车站台的资源。

现有技术也不能直观实时了解调度、车站、机车的状态信息（是否正在通话），必须通过呼叫的方式来确定。

由此可见，模拟通信抗干扰能力低，承载业务能力低，尤其是数据业务，语音和数据业务难以同步。其无线覆盖取决于电台的发射功率，因此难以组成大网，功能孤立，通话范围有限。此外，受限于设备和组网方式的落后，大三角通信的实现和操作复杂。

此外，GSM-R也是近年来用于铁路无线通信的技术标准，GSM-R是数字系统，基于GSM-R的无线列调系统具有模拟通信所不可比拟的优势，例如抗干扰能力强、可靠性更高，采用蜂窝机制能更有效地利用频点资源以扩大覆盖范围。但当前GSM-R的主要业务是话音，数据传输能力较低，使得无线列调的功能限制在话音和低速数据的传输上。因此，难以扩展更加丰富的列调业务，例如视频的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于WiMAX的无线列调机车的定位方法和系统，用于解决定位不准确，不能方便管理各操作台状态的问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种无线列调机车的定位方法，包括以下步骤：列车运行监控记录装置LKJ实时采集机车的运行信息并发送；LKJ数据接收发送模块接收机车的运行信息并通过WiMAX网络将该运行信息发送至地面的位置服务器；位置服务器根据机车的运行信息得到机车的位置数据。

另一方面，本发明提供了一种基于WiMAX的无线列调机车的定位系统，包括：列车运行监控记录装置LKJ，用于实时采集机车的运行信息并发送；LKJ数据接收发送模块，用于接收机车的运行信息并通过WiMAX网络将该运行信息发送至地面的位置服务器；位置服务器，用于根据机车的运行信息得到机车的位置数据。

通过上述技术方案，本发明通过列车运行监控记录装置实时记录机车的运行信息，再通过位置服务器解析该机车的运行信息以得到机车的位置数据，得到机车的前后站信息，获取车站辖区和调度辖区中的列车信息，能够实现点到点通信，并动态确定列车运行中前后站信息，能够动态确定车站辖区、调度辖区中的列车信息。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术提供的列车无线调度电话系统图；

图2为本发明提供的基于WiMAX的无线列调机车的定位方法流程图；

图3为本发明提供的机车定位数据的获取、下发、提取、计算、存储的流程图；以及

图4为本发明提供的基于WiMAX的无线列调机车的定位系统结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2为本发明提供的基于WiMAX的无线列调机车的定位方法流程图，如图2所示，本发明提供了一种基于WiMAX的无线列调机车的定位方法，包括以下步骤：列车运行监控记录装置LKJ实时采集机车的运行信息并发送；LKJ数据接收发送模块接收机车的运行信息并通过WiMAX网络发送至地面的位置服务器；位置服务器根据机车的运行信息得到机车的位置数据。

其中，LKJ实时记录运行中的机车当前的各项信息，包括公里标数据、机车号和上下行状况等。通过这些信息，能够计算出机车当前与各站、各调度台的相对位置。LKJ通过机车运行信息传输接口发送数据，也可周期性地发送数据，机车数据获取模块，即LKJ数据接收发送模块，部署在机车的通讯单元中，通过RS232串口通信模块与LKJ进行通信，得到周期性的机车运行信息。

LKJ数据接收发送模块每隔固定时间间隔通过WiMAX网络用户端接入设备CPE（Client Produce Equipment）向地面的位置服务器发送机车的运行信息，即公里标数据、机车号和上下行状况等。位置服务器接收机车的运行信息并从中解析得到机车的位置信息，位置信息为计算位置数据所需的与机车的位置相关的信息，包括起点公里标、终点公里标、机车当前的公里标和上下行标识，并将位置信息发送至位置计算模块，位置计算模块然后再根据位置机车的信息计算机车的位置数据，该位置数据包括机车的前站、后站、所述车站和所属调度台等，并存入数据库的相应表中。

其中，位置计算模块将机车当前的公里标与起点公里标和终点公里标进行比较，并根据机车的上下行标识得到机车的前站和后站；

位置计算模块将机车的公里标与起点公里标和终点公里标进行比较，得到机车的所属车站和所属调度台。

图3为本发明提供的机车定位数据的获取、下发、提取、计算、存储的流程图，如图3所示：

步骤S301，LKJ每隔200ms周期性地发送机车的运行信息。

步骤S302，RS232串口通信模块将周期性发送的机车的运行信息取出。

步骤S303，信息发送模块将机车的运行信息发往地面位置服务器，信息发送模块可以是UDP（User Datagram Protocol，用户数据包协议）通信模块。

步骤S304，地面位置服务器的UDP通信模块接收机车的运行信息。

步骤S305，数据分析模块解析机车的运行信息，得到机车的位置信息。

步骤S306，将机车的位置信息存放至内存。

步骤S307，位置计算模块根据位置信息每个周期计算一次机车的位置数据，得到当前机车所处位置的前站、后站、所属车站和所属调度台等位置数据。

步骤S308，将计算得到的机车的位置数据存储至数据库中。

图4为本发明提供的基于WiMAX的无线列调机车的定位系统结构图，如图4所示，该系统包括LKJ、LKJ数据接收发送模块和位置服务器。LKJ实时采集机车的运行信息并通过机车运行信息传输TAX接口发送，其中，可以通过TAX接口周期性地发送机车的运行信息，LKJ数据接收发送模块部署在机车的通讯单元中，通过RS232串口与LKJ进行通信，接收机车的运行信息并通过WiMAX网络将该运行信息发送至地面的位置服务器，位置服务器根据机车的运行信息得到机车的位置数据。

其中，LKJ包括LKJ数据记录模块和LKJ数据发送模块，LKJ数据记录模块实时记录运行中的运行信息，该运行信息包括机车的公里标数据、机车号和上下行状况，LKJ数据发送模块向LKJ数据接收发送模块发送机车的运行信息。

LKJ数据接收发送模块包括信息接收模块和信息发送模块，信息接收模块接收机车的运行信息，信息发送模块每隔固定时间间隔通过WiMAX网络用户端接入设备CPE向地面的位置服务器发送机车的运行信息，这里的信息发送模块可以是UDP通信模块。

位置服务器包括LKJ数据接收分析模块和位置计算模块，LKJ数据接收分析模块接收机车的运行信息并对机车的运行信息进行解析，得到机车的位置信息，并将位置信息发送至位置计算模块，位置信息为计算位置数据所需的与机车的位置相关的信息，包括起点公里标、终点公里标、机车当前的公里标和上下行标识，位置计算模块根据位置信息计算机车的位置数据，该位置数据包括当前机车所处位置的前站、后站、所属车站和所属调度台。

其中，位置计算模块将机车当前的公里标与起点公里标和终点公里标进行比较，并根据机车的上下行标识得到机车的前站和后站；

位置计算模块将机车的公里标与起点公里标和终点公里标进行比较，得到机车的所属车站和所属调度台。

其中，LKJ数据接收分析模块包括UDP通信模块和数据分析模块，UDP通信模块接收机车的运行信息，数据分析模块对机车的运行信息进行解析，得到机车的位置信息，并将位置信息发送至位置计算模块。

此外，定位系统还包括数据库操作模块，用于将计算得到的位置数据存储至数据库的相应表中。

WiMAX的网络架构非常扁平，系统端到端的时延短。开放的系统接口和全IP的系统设计使新的业务可以在WiMAX网络上快速地开发和部署。因此，基于WiMAX的无线列调系统采用VoIP技术，可以实现点到点的通信，以及基于位置的寻址。

WiMAX接入技术的高带宽能力及其对移动性的支持，使得机车的移动信息、各用户的状态信息能够以尽可能短的时间在网络中进行传输以更新操作终端，使得无线列调系统更直观、更准确地实现了无线列调的传统功能。

本发明基于WiMAX的通信技术，解决基于位置的寻址，调度台、车站台和机车台的状态管理问题，对用户操作来说，随时都能准确定位移动中机车当前的地理位置，因而能根据实际的调度命令实现调度、车站、机车、地面其他人员的点到点或点到多点的通信需求。避免了不必要的指令干扰，节省了信道资源。操作更为准确、方便。通过WiMAX通信技术实现的基于LKJ公里标数据的列车定位方法，能够实现点到点通信，并动态确定列车运行中前后站信息，能够动态确定车站辖区、调度辖区中的列车信息。同时，机车的移动信息、各用户的状态信息能够以尽可能短的时间在网络中进行传输以更新操作终端，使得无线列调系统更直观、更准确地实现无线列调的传统功能。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种基于WiMAX的无线列调机车的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

列车运行监控记录装置LKJ实时采集机车的运行信息并发送；

LKJ数据接收发送模块接收机车的运行信息并通过WiMAX网络将该运行信息发送至地面的位置服务器；以及

所述位置服务器根据机车的运行信息得到机车的位置数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行信息包括机车的公里标数据、机车号和上下行状况。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，LKJ发送机车的运行信息包括：

所述LKJ周期性地向LKJ数据接收发送模块发送机车的运行信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LKJ数据接收发送模块接收机车的运行信息并发送至地面的位置服务器，包括：

所述LKJ数据接收发送模块接收机车的运行信息；以及

所述LKJ数据接收发送模块每隔固定时间间隔通过WiMAX网络用户端接入设备CPE向地面的位置服务器发送机车的运行信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置服务器根据机车的运行信息得到机车的位置数据，包括：

所述位置服务器通过LKJ数据接收分析模块对机车的运行信息进行解析，得到机车的位置信息，并将所述位置信息发送至位置计算模块，所述位置信息包括起点公里标、终点公里标、机车当前的公里标和上下行标识；以及

所述位置计算模块将所述机车当前的公里标与所述起点公里标和所述终点公里标进行比较，并根据机车的上下行标识得到机车的前站和后站；以及将所述机车当前的公里标与所述起点公里标和所述终点公里标进行比较，得到机车的所属车站和所属调度台。

6.一种基于WiMAX的无线列调机车的定位系统，其特征在于，包括：

列车运行监控记录装置LKJ，用于实时采集机车的运行信息并发送；

LKJ数据接收发送模块，用于接收机车的运行信息并通过WiMAX网络将该运行信息发送至地面的位置服务器；以及

位置服务器，用于根据机车的运行信息得到机车的位置数据。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述LKJ包括：

LKJ数据记录模块，用于实时记录运行中的运行信息，该运行信息包括机车的公里标数据、机车号和上下行状况；以及

LKJ数据发送模块，用于向所述LKJ数据接收发送模块发送机车的运行信息。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述LKJ数据接收发送模块包括：

信息接收模块，用于接收机车的运行信息；以及

信息发送模块，用于每隔固定时间间隔通过WiMAX网络用户端接入设备CPE向地面的位置服务器发送机车的运行信息。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述位置服务器包括：

LKJ数据接收分析模块，用于接收机车的运行信息并对机车的运行信息进行解析，得到机车的位置信息，并将所述位置信息发送至位置计算模块，所述位置信息包括起点公里标、终点公里标、机车当前的公里标和上下行标识；以及

位置计算模块将所述机车当前的公里标与所述起点公里标和所述终点公里标进行比较，并根据机车的上下行标识得到机车的前站和后站；以及将所述机车的公里标与所述起点公里标和所述终点公里标进行比较，得到机车的所属车站和所属调度台。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述LKJ数据接收分析模块包括：

UDP通信模块，用于接收机车的运行信息；以及

数据分析模块，用于对机车的运行信息进行解析，得到机车的位置信息，并将所述位置信息发送至位置计算模块。

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