CN103826317A

CN103826317A - 一种基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法

Info

Publication number: CN103826317A
Application number: CN201410069497.2A
Authority: CN
Inventors: 周桂法; 李蔚; 雷满生; 周文伟; 吕杰; 雷志芳; 沈红平; 徐富宏; 方鹏; 李铁兵
Original assignee: Zhuzhou CSR Times Electric Co Ltd
Current assignee: Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: CN103826317B

Abstract

一种基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，在同一个编组内的无线重联机车之间，用空中接力机制来进行传送，即：当主车发送指令数据帧时，通过从与之相连的第一个从车转发给第二个从车，再由第二个从车转发给第三个从车，如此依次传递；从车发送状态数据应答帧时，以最后的从车为开始以接力方式依次传递给主机车，最后一个从车把状态数据传送给与之相连的倒数第二个从车，倒数第二个从车把最后一个从车和本车的状态数据一并一起送给倒数第三个从车，倒数第三个从车把最后一个从车、倒数第二个从车和本车的状态数据一并发送给倒数第四个从车，以此类推，直至转发给主车。本发明具有原理简单、安全性好、通信效率高、无线通信可靠性好等优点。

Description

一种基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法

技术领域

本发明主要涉及到机车重联技术领域，特指一种基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法。

背景技术

目前，无线重联重载技术已经在一定范围内得以应用。在现有的机车重联中，有从业者提出无线通信的方式完成重联机车之间的通信，而无线通信又主要通过无线电台来完成。随着越来越多的机车投入无线重联运行，在一个编组站内或运行线上，可能存在多个无线重联通信组。由于无线电台通信是一种开放性通信，多个无线重联组间就会有通信碰撞，但是同一个编组内的无线重联机车间并没有一个通信调度机制，使编组站内无线通信的效率整体下降，数据帧丢帧严重。这就需要一种方法来解决同一个编组内的无线重联机车间无线通信的通信碰撞问题，以增加无线通信的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、安全性好、通信效率高、无线通信可靠性好的基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，在同一个编组内的无线重联机车之间，无线通信数据采用空中接力机制来进行传送，即：当主车发送指令数据帧时，通过从与之相连的第一个从车转发给第二个从车，再由第二个从车转发给第三个从车，如此依次传递；当从车发送状态数据应答帧时，以最后的从车为开始以接力方式依次传递给主机车，最后一个从车把状态数据传送给与之相连的倒数第二个从车，倒数第二个从车把最后一个从车和本车的状态数据一并一起送给倒数第三个从车，倒数第三个从车把最后一个从车、倒数第二个从车和本车的状态数据一并发送给倒数第四个从车，以此类推，直至转发给主车。

作为本发明的进一步改进：在主车与从车之间采用无线空中数据周期轮训机制，即主车周期性的通过空中接力方式遍历所有从车机车无线数据，其要求每个从车的发送时刻不能和其他从车冲突，主车在一个周期未结束时不能发起另一个周期，同一个时刻只能有一个机车在发送数据，其关键在于确定从车在周期T内的发送时刻；所述周期轮训的计算过程为：

（1）每个轮训周期T都是由主车发起，开始时刻记为“0”时刻，每个轮训周期的开始

是通过判断主车本身指令是否变化或者指令无变化时通信间隔时间T_p是否超时开始；每个从车都要根据收到的主车指令的时刻计算本从车无线发送时刻Tsc及Tsa；

（2）主车指令数据转发；主车发送指令数据帧为“0”时刻，则从车发送时刻为:

T_sc=N_x*T_k

其中，T_k为空中命令帧数据单向传输时间，N_x为本车的机车编号（主车是0、从1是1、?从2是2、依次类推），T_ac表示从车转发主车命令帧时刻；

（3）从车状态数据应答接力；如主车发送指令数据帧为“0”时刻，则从车正常发送时刻为：

T_{sa} = \{\begin{matrix} 2 * N_{\max} - N_{x} - 1 * T_{k} + R, & ROJ = FALSE \\ 0, & ROK = TRUE \end{matrix}

其中：T_k为空中命令帧数据单向传输时间，N_x为本车的机车编号，N_y示收到的信息是从哪

个车发过来的，T_sa表示从车应答主车命令帧时刻；N_max为本次编组机车总数，ROK为在计算的T_sa有效数据内是否收到后车的应答帧；R为修正系数，是空中数据帧增加带来的时间消耗。

作为本发明的进一步改进：所述轮训周期间隔时间T_p选取：主要依靠编组站内最大组合列车编组数和本列机车编组的速度而定，速度小于20km/h一般为轮训周期的4倍，速度大于20km/h一般为轮训周期的2倍。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，通过接力传递无线数据，同一个周期内，在同一时刻只有一台机车的无线电台发送数据，同一组机车内可以有效避免空中数据碰撞，增加无线通信的可靠性。

（2）本发明的基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，由于轮训周期根据主车指令是否变化进行的，能够使从车尽快跟随主车的指令的变化来控制，同步性更加可靠。

（3）本发明的基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，通信间隔时间会随着机车速度变化来变化，通过不同的时间间隔，将多组机车间通信碰撞概率大大减小。

附图说明

图1是本发明在具体应用实例中空中接力方式示意图。

图2是本发明在具体应用实例中主车进行周期轮训示意流程图。

图3是本发明在具体应用实例中从车进行周期轮训示意流程图。

图4是本发明在具体应用实例中主车命令数据转发时的原理示意图。

图5是本发明在具体应用实例中从车状态数据转发时的原理示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

本发明的基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，主要原理为：在同一个编组内的无线重联机车之间采用无线数据空中接力机制来解决。同时，对于多个编组机车间主要采用变化的时间轮训的间隔时间，该间隔时间可以随机车速度大小及主车指令变化来调节，通过整体通信空闲时间增加来解决多个无线重联组间通信碰撞问题，同时不会影响通信的质量。通过本发明的空中接力机制配合周期轮训，能够解决同一个编组内的无线重联机车间的无线数据丢帧问题。针对多个编组同时存在情况，通过变化的通信间隔时间进行无线数据周期时间轮训就可以提高无线碰撞概率。

如图1～图5所示，本发明的基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，采用无线空中数据周期轮训机制，即对机车无线数据进行周期轮训；以4个机车进行无线重联为例，机车无线数据周期轮训的过程为：

（1）每个轮训周期T都是由主车发起，其开始时刻记为“0”时刻，每个轮训周期的开始是通过判断主车本身指令是否变化或者指令无变化时通信间隔时间T_p是否超时开始；如图1，每个从车都要根据收到的主车指令的时刻计算本从车无线发送时刻Tsc（转发时刻）及Tsa（应答时刻）。

上述轮训周期间隔时间T_p选取：主要依靠编组站内最大组合列车编组数和本列机车编组的速度而定，速度小于20km/h一般为轮训周期的4倍，速度大于20km/h一般为轮训周期的2倍。

（2）采用空中接力方式；

A：主车指令数据转发接力方式；

当主车发送指令数据帧时，以最可靠方式传递给所有机车。主车数据通过从车1转发给从车2，从车2再转发给从车3，如此依次传递（如图2所示）。主车发送指令数据帧为“0”时刻，则从车1～3发送时刻为:

T_sc=N_x*T_k

其中：T_k为空中命令帧数据单向传输时间，N_x为本车的机车编号（主车是0、从1是1、从2是2、依次类推），T_sa表示从车转发主车命令帧时刻；

B：从车状态数据应答接力方式；

当从车发送状态数据应答帧时，以最后的从车为开始以接力方式依次传递给主机车。如：从车3把状态数据传送给从车2，从车2把从车3和从车2的状态数据一起送给从车1，从车1把机车3、机车2及从车1的状态数据送给主车（如图3所示）。如主车发送指令数据帧为“0”时刻，则从车1～3正常发送时刻为：

T_{sa} = \{\begin{matrix} 2 * N_{\max} - N_{x} - 1 * T_{k} + R, & ROJ = FALSE \\ 0, & ROK = TRUE \end{matrix}

其中：T_k为空中命令帧数据单向传输时间，N_x为本车的机车编号，T_sa表示从车应答主车

命令帧时刻。N_max为本次编组机车总数，ROK为在计算的T_sa有效数据内是否收到后车（N_x+1车）应答帧。R为修正系数，是空中数据帧增加带来的时间消耗，

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，其特征在于，在同一个编组内的无线重联机车之间，无线通信数据采用空中接力机制来进行传送，即：当主车发送指令数据帧时，通过从与之相连的第一个从车转发给第二个从车，再由第二个从车转发给第三个从车，如此依次传递；当从车发送状态数据应答帧时，以最后的从车为开始以接力方式依次传递给主机车，最后一个从车把状态数据传送给与之相连的倒数第二个从车，倒数第二个从车把最后一个从车和本车的状态数据一并一起送给倒数第三个从车，倒数第三个从车把最后一个从车、倒数第二个从车和本车的状态数据一并发送给倒数第四个从车，以此类推，直至转发给主车，同时构成一个完整周期。

2.根据权利要求1所述的基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，其特征在于，在主车与从车之间采用无线空中数据周期轮训机制，即主车周期性的通过空中接力方式遍历所有从车机车无线数据，其要求每个从车的发送时刻不能和其他从车冲突，主车在一个周期未结束时不能发起另一个周期，同一个时刻只能有一个机车在发送数据，其关键在于确定从车在周期T内的发送时刻；所述周期轮训的计算过程为：

（1）每个轮训周期T都是由主车发起，开始时刻记为“0”时刻，每个轮训周期的开始是通过判断主车本身指令是否变化或者指令无变化时通信间隔时间T_p是否超时开始；每个从车都要根据收到的主车指令的时刻计算本从车无线发送时刻Tsc及Tsa；

T_sc=N_x*T_k

其中：T_k为空中命令帧数据单向传输时间，N_x为本车的机车编号（主车是0、从1是1、从2是2、依次类推），T_sc表示从车转发主车命令帧时刻；

T_{sa} = \{\begin{matrix} 2 * N_{\max} - N_{x} - 1 * T_{k} + R, & ROJ = FALSE \\ 0, & ROK = TRUE \end{matrix}

其中：T_k为空中命令帧数据单向传输时间，N_x为本车的机车编号，T_sc表示从车应答主车命令帧时刻；N_max为本次编组机车总数，ROK为在计算的T_sa有效数据内是否收到后车的应答帧；R为修正系数时间，是空中数据帧增加带来的时间消耗。

3.根据权利要求2所述的基于无线电台的无线重联机车的无线通信方法，其特征在于，所述轮训周期间隔时间T_p选取：主要依靠编组站内最大组合列车编组数和本列机车编组的速度而定，速度小于20km/h一般为轮训周期的4倍，速度大于20km/h一般为轮训周期的2倍。