CN105934722B - 列车和轨道站场管理系统 - Google Patents

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Abstract

一种利用安装在轨道站场中和列车组上的基础结构，以允许轨道站场中的列车组的组合、解散和确认的管理的轨道站场管理系统和方法。还提供一种列车管理系统和方法。

Description

列车和轨道站场管理系统
相关申请
本申请要求2013年11月27日提交的美国临时申请的优先权，该申请的公开内容通过引用包含在本文中。
技术领域
本发明涉及感测系统，更具体地，涉及通过利用一个或多个无线网状通信网络，监视轨道站场中的列车编组(train formation)(也称为列车或列车组(train consist))中的轨道车(railcar)和机车，以及轨道站场(rail yard)中的未关联的轨道车(railcar)和机车的各种特性、参数和位置的感测系统。
背景技术
对铁路所有者和运营者来说，能够实时监视和定位资产，包括轨道车(railcar)、机车和列车已变得更重要。
从安全的角度看，重要的是实时监视轨道车的各种运行参数，例如，轴承温度，以便能够预测和阻止即将发生的失效(failure)，所述即将发生的失效会导致严重的后果，比如出轨。另外重要的是能够发出关于这种状况的警报，和把与警报相关的这些运行参数传送给车上操作人员或者远程铁路运行中心，以致能够及时采取减轻任何不安全状况的行动。
从运行的角度看，对铁路运营者来说，重要的是判定轨道车是否在轨道站场之外的列车组中、在轨道站场内的列车组中或者轨道车是处于载货状态还是未载货状态。掌握轨道车的状态的意义在于允许运营者判定在任意给定时刻，轨道车是正被使用还是空闲，使得更易于管理轨道站场运行。
作为目前的行业惯例，铁路运营中的列车组和轨道站场的管理依赖于在路网中的固定点处读取附着到各个轨道车的无源射频识别(RFID)标签。尽管这种方法向铁路运营者提供绩效的显著提高，不过它缺少当不在RFID读取器的范围内时，能够传送信息和数据，比如位置和状况或性能数据的动态无线网络的益处。此外，目前的系统不提供把操作警报提供给机车，允许及时地对所述警报采取行动的机制。
考虑到该需求和铁路列车运行于的严苛环境，任何监视系统必须耐用、可靠并且能够很少或不维护地长时间工作。另外，为了经济有效，不应为安装、维护或运行该系统而增加相当大的成本。由于仅仅在北美就有不止150万货运轨道车，因此非常需要监视使用中的所有轨道车的系统，该系统需要是可扩展的，以处理非常大量的可能设备。
于是，理想的是提供一种监视系统，所述监视系统可在列车在运行时使用，以监视轨道车的各种运行参数，和把报警状况传送给车上操作人员或者车下，所述监视系统也可在列车和/或轨道车在轨道站场中时使用，以使列车组的组合和解散的管理更容易。
发明内容
因而，本发明的一个目的是提供一种轨道车用通信系统，其中轨道车配有通信管理单元和一个或多个无线传感器，所述无线传感器形成覆盖在轨道车上，并且局限于轨道车的基于轨道车的网状网。通信管理单元根据开放标准协议，支持网状网中的多个无线传感器。基于轨道车的网状网体系结构是IEC 62591国际无线标准以及ISA 100.11(国际自动化学会的标准)的基础构件。
通信管理单元提供监视附着于轨道车的各种无线传感器的输出，并根据数据的分析，确定轨道车及其各种组件的行为和状况的装置。无线传感器收集、保存、分析和处理数据，所述数据随后被传送给通信管理单元，以便进一步传送给机车，在所述机车，工程师或自动化系统能够作用于所述数据，以便传送给远程铁路运行中心，或者进行处理和分析，以便建立报警、事件或报告。这提供恰当性能和状况的定期保证，以及及时并且有用地向列车组中的轨道车的运行者和所有者，提供即将发生的或现在的失效的必要报警。
可用于监视的一些运行参数包括(但不限于)滚子轴承温度、运送的货物的温度、手闸的位置、滚子轴承适配器位移、车轮状况、转向架摆动(truck hunting)/扭曲/连接、制动器状态和性能、负荷状态和负荷量、是否已发生部分出轨、和可能有问题的轨道状况。
本发明的另一个目的是提供一种覆盖在列车组上的基于列车的网状网，它由组中的各个轨道车的通信管理单元，和在主位置(host)或控制点(比如机车)上的加电无线网关组成。
每个轨道车配有通信管理单元，所述通信管理单元与部署在轨道车上的各个无线传感器通信。通信管理单元能够从各个无线传感器收集数据，并进行数据的高级分析，以检测即将发生的或者现在的失效。在所述数据分析期间，可以应用试探法，以根据统计模型和经验数据，确定潜在的失效。通信管理单元还能够通过多种通信协议中的任意一种通信协议，把数据和任何分析的结果传送给远离轨道车的另一个系统。
远程接收器可以位于例如列车上、轨道站场中或者在远程铁路运行中心处的车下位置处。通过把试探法和统计模型应用于从位于列车中的不同轨道车上的多个通信管理单元收集的数据、事件和报警，远程接收器也能够进行列车的状况的高级分析。收集的数据的分析可在分布在本发明中的各个组件(包括传感器单元、通信管理单元、基于列车或基于陆地的加电无线网关、或者其它基于陆地的车站)之中的多个不同的事件引擎之中的任意一个事件引擎处进行。事件引擎用于根据系统内部或外部的多个输入，确定状态变化和将对设备进行的动作。用于确定结果的逻辑以可以远程配置和更新的一组规则为基础。
于是，本发明的一个目的是提供一种综合系统，所述系统允许收集数据和分析所述数据，以预测运行失效，和提供这些失效的适当报警，从而允许人或自动化系统在发生灾难性失效之前进行干预。这种报警可按高优先级和一般优先级排序。系统将把高优先级报警移动到报警消息队列的前头，以便传送。一般优先级报警将遵循常规运行报警消息算法。
本发明的另一个目的是提供一种列车组管理系统，其中基于轨道站场的网状网覆盖在轨道站场上，所述网状网由安装在轨道站场中的一个或多个加电无线网关组成，所述加电无线网关充当轨道站场中的各个轨道车的网状网产生和传送的数据的通信点和聚合器。另外，轨道站场中的加电无线网关管理列车组，并进行来自多个被监测资产和系统的数据的分析。
本发明还涉及一种监视轨道站场的方法，其中识别轨道站场内的轨道车的位置，确定并确认轨道车的方向，以及列车组内的轨道车的顺序。可利用几种方法，包括(但不限于)GNSS数据(全球导航卫星系统，比如GPS数据)、运动传感器、罗盘读数、RFID读数、加速度传感器和与附近节点的相对信号强度指示(RSSI)，确定列车组中的轨道车的顺序、轨道车的方向和/或轨道站场中的轨道车的位置。列车组中的轨道车的方向是列车组中的关键要素。本领域中已知，轨道车的端部被识别为“A”或“B”。磁力计或电子罗盘和加速度计的读数可用于识别车的方向。另外，可根据轨道车上的系统组件的放置(placement)，确定方向。
还提供了可由这里说明的系统执行的管理轨道站场的方法，和管理列车的方法。
附图说明
当结合附图阅读时，可更好地理解下面的详细说明。为了举例说明本发明，图中表示了优选实施例。然而，应明白本发明不限于本实施例，或者所示的精确布置。
图1是都配有通信管理单元和安装在轨道车的车轮轴承附近的多个无线传感器节点的两种轨道车(一种轨道车只配有通信管理单元，未附加无线传感器节点，一种轨道车无通信管理单元)，和安装有加电的无线网关设备的机车的透视图，其中安装在轨道车上的通信管理单元和多个无线传感器构成基于轨道车的网状网，并与主位置或控制点(比如机车或其它资产)上的加电的无线网关设备通信，从而形成基于列车的网状网。
图2是按照本发明的实施例的轨道站场通信系统和带有局域网的基于列车的网状网的架构的方框图；
图3是列车组关联的方框图；
图4是基于列车的网状网的建立的方框图；以及
图5是列车组确认的方框图。
具体实施方式
轨道站场114是其中存放、分类机车和轨道车以及把机车和轨道车组合成列车组，解散列车组，机车和轨道车可被供给燃料、处理、装卸货物或维修的地方。
列车组109被定义为连接的一组轨道车103和机车108。
无线传感器节点(“WSN”)104位于轨道车103上，优选部署在独立的保护性外壳中，可包括一个或多个传感器、电源和允许WSN 104与基于轨道车的网状网中的CMU 101通信的通信电路。WSN 104还可包括分析从传感器收集的数据，和判定数据是需要被立即传送，保存以便稍后传送，还是聚合到事件或报警中的智能能力。WSN 104用于感测被监视的参数(例如，轴承或环境空气的温度)或者状态(例如，开口(hatch)或手闸的位置)。一个轨道车103上的所有WSN 104构成由通信管理单元101控制的基于轨道车的网状网105。在公布的美国专利申请2013/0342362中，公开了WSN 104的例子，该申请的公开内容通过引用包含在本文中。
通信管理单元(“CMU”)101位于轨道车103上，控制覆盖在轨道车103上的基于轨道车的网状网105。CMU 101硬件优选地包括处理器、电源(例如，电池、太阳能电池或内部发电能力)、全球导航卫星系统设备(比如全球定位系统(“GPS”)接收器、Wi-Fi、卫星和/或蜂窝能力)、用于维持基于轨道车的网状网105的无线通信能力和可选的一个或多个传感器，包括(但不限于)加速度计或温度传感器。CMU 101利用开放标准协议，比如IEEE 2.4GHz802.15.4无线电标准，支持网状网结构中的一个或多个WSN 104。另外，CMU 101也是基于列车的网状网107的构件，基于列车的网状网107由列车组109中的所有启用的轨道车103的CMU 101构成，由一般位于机车108上的加电无线网关102控制，或者是由分散在轨道站场114内的一个或多个加电无线网关116控制的基于轨道站场的网状网117的构件。CMU 101从而支持4种功能：1)管理覆盖在轨道车103上的低功率的基于轨道车的网状网105；2)整合来自基于轨道车的网状网105中的一个或多个WSN 104的数据，并对收集的数据应用逻辑，以产生给诸如机车108或远程铁路运行中心120之类的主位置的报警；3)支持CMU 101内的内置传感器，比如加速度计，以监视轨道车103的具体属性，比如位置、速度、加速度等；和4)支持上行到主位置或控制点，比如机车108和/或车下的监视设备和远程铁路运行中心120，和下行到位于轨道车上的一个或多个WSN 104的双向通信。CMU 101可以与网状网结构中的PWG 102无线通信，或者可被配置成通过有线连接，比如通过ECP(电子控制气压)制动系统通信。本领域的技术人员会认识到GPS仅仅是全球导航卫星系统(GNSS)的一种形式。其它类型的GNSS包括GLONASS和北斗，以及开发中的其它类型。因而，尽管在这里说明的实施例中使用GPS，不过，可以使用任意类型的GNSS系统或设备。
CMU 101能够从一个或多个WSN 104接收数据和/或报警，能够从所述数据或报警得出关于轨道车103的性能的结论，能够把数据和报警信息传送给远程接收器。CMU 101优选是充当到其它位置(比如移动基站102(例如，机车108)、陆基基站116等)的通信链路的单一单元，具有处理接收的数据的能力。CMU 101还与本地基于轨道车的网状网105中的WSN104通信，并控制和监视所述WSN 104。
加电无线网关(“PWG”)102优选位于机车108上，或者部署成基于轨道站场的网状网117的一部分。它一般包括处理器、GPS接收器、卫星和/或蜂窝通信系统、本地无线收发器(例如，WiFi)、以太网端口、大容量网状网管理器和其它通信装置。PWG 102获得由机车108供给的电力，如果位于加电的资产(比如机车108)上的话，或者从另一个来源(比如从太阳能发电机或者从大容量电池)得到其电力。PWG 102控制覆盖在列车组109上的基于列车的网状网107，基于列车的网状网107由出自列车组109中的各个轨道车103的多个CMU 101、不是列车组的一部分的孤立的CMU 101组成，或者PWG 102控制覆盖在轨道站场114上的基于轨道站场的网状网117，基于轨道站场的网状网117由陆基PWG 116和出自不同时与列车组109相关的各个轨道车103的CMU 101组成。
PWG 102的组件和结构与CMU 101的类似，除了PWG 102从外部来源获得电力，而CMU 102是自供电的之外。另外，与得出关于各个轨道车103和基于轨道车的网状网105或118的性能的结论的CMU 101相反，PWG 102收集数据，并得出关于列车组109和基于列车的网状网107的性能的结论。
暗(dark)轨道车103是配有CMU 101，但是未连接到或者未与基于列车的网状网107或基于轨道站场的网状网117关联的轨道车103，定义见下文。
列车网络ID(“TNID”)113唯一地识别基于列车的网状网107，在组合列车组109时，在基于列车的网状网107的形成过程中被使用。
漫游网络ID(“RNID”)112唯一地识别基于轨道站场的网状网117，用于跟踪轨道站场114中的资产(即，机车108和轨道车103)，不与列车组109关联。
基于轨道车的网状网105由轨道车103上的CMU 101构成，所述CMU 101是多个WSN104的基于轨道车的网状网105的一部分，并管理所述基于轨道车的网状网105，所述多个WSN 104优选地被部署在同一轨道车103上。
基于列车的网状网107由机车108上的加电的PWG 102构成，所述加电的PWG 102是多个CMU 101的基于列车的网状网107的一部分，并管理所述基于列车的网状网107，所述多个CMU 101分别部署在轨道车103上，其中机车108和多个轨道车103构成列车组109，其中基于列车的网状网107由唯一的TNID 113识别。
基于轨道站场的网状网117由部署在轨道站场114中的关键位置处的一个或多个陆基PWG 116，和可选的一个或多个CMU 101构成，所述一个或多个CMU 101分别部署在轨道车103上，可以是或者可以不是基于轨道车的网络105的一部分。配有CMU 101的轨道车103被称为被监视轨道车118，配有CMU 101和一个或多个WSN 104的轨道车103被称为基于轨道车的网状网105。当被监视轨道车118或基于轨道车的网状网105未与具有TNID 113的基于列车的网状网107关联，或者未连接到所述基于列车的网状网107时，它们可利用RNID 112，连接到在范围内的基于轨道站场的网状网117。基于轨道站场的网状网117由RNID 112识别。在任何特定时间，被监视轨道车118或基于轨道车的网状网105只能利用TNID或RNID连接到一个网络。
下面在轨道车103的情况下，说明所述系统，然而，本领域的技术人员会明白相同的方法适用于任何铁路车辆或资产。还应注意上面的定义不是唯一的，因为定义的组件可具有未包含在所述定义中的其它组件或特征。此外，尽管下面的说明利用两个转向架表征轨道车103，不过它适用于具有更多或更少转向架或车轴的任何结构。
基于轨道车的网状网
现在参见附图中的图1，基于轨道车的网状网一般用附图标记105表示。基于轨道车的网状网105包括安装在轨道车103上的CMU 101，和安装在同一轨道车103上的一个或多个WSN 104。基于轨道车的网状网105体系结构是IEC 62591国际无线标准以及ISA100.11(国际自动化学会的标准)的基础构件。
在一个方面，本发明提供如图1中所示，利用覆盖在轨道车103上的基于轨道车的网状网105监视轨道车103的性能和运行，并把所述性能和运行数据传送给主位置或控制点(比如列车组109的机车108)的新颖手段。优选地安装在轨道车103上的CMU 101控制也部署在轨道车103上的一个或多个WSN 104，并从所述一个或多个WSN 104取回数据和报警。如果检测到问题，那么报警由CMU 101转发给安装在优选地可以接入电源的资产上的PWG 102，以便采取进一步的动作，或者视情况，转发给车下监视设备和远程铁路运行中心120。
系统提供从安装在轨道车103上的CMU 101和一个或多个WSN 104，接收事件和状态信息的能力。接口被登记，以异步接收事件，或者可以调用远程过程，以轮询地从CMU 101取回信息。通过web服务或库，展示接口，通过SSL连接，可经局域网110访问接口，并且利用为每个最终用户预留的唯一密钥认证所述接口。
仍然参见图1，通过任何适当的手段，例如利用自攻安装螺钉或者其它金属安装螺钉，CMU 101被直接固定到轨道车103上。另一种把CMU 101附着于轨道车103的方法是利用螺钉或其它金属安装螺钉，直接附着到安装托架上，然后利用自攻螺钉或者其它金属安装螺钉，把所述托架直接附着到轨道车103上。CMU 101能够配置局部网状网中的一个或多个WSN 104，以在精确的时间进行传送、侦听或睡眠。
每个轨道车103上的CMU 101能够支持可选的全球导航卫星系统(GNSS)传感器确定轨道车103的位置、方向和/或速度。另外，每个轨道车103上的CMU 101能够利用内置传感器和/或管理轨道车103上的基于轨道车的网状网105，从而生成需要被发送给主位置或控制点(比如机车108)的消息。
安装在轨道车103上的CMU 101从安装在轨道车103上的一个或多个WSN 104，收集关于轨道车103的运行的数据。WSN 104把数据传送给CMU 101。CMU 101与覆盖在列车组109上的基于列车的网状网107连接，以把数据传送给安装在机车108上的加电的无线网关102。
WSN 104利用为降低电力消耗而设计的连网协议，具有经过认证，供在无许可频段中工作的集成无线电收发器和天线。每个WSN 104配有超低功率的32位微控制器，所述微控制器允许采样和大量的板上(on-board)计算，包括快速傅里叶变换(FFT)、滤波和趋势分析。WSN 104由高能量密度、低自放电锂电池供电。每个WSN 104充当能够与在通信范围内并被分配给基于轨道车的网状网105的任何其它WSN 104通信的路由器，从而在基于轨道车的网状网105内创建冗余的通信路径。
可关于待监视的参数或状况，例如车轮轴承的温度，配置WSN 104，可在为所述监视而选择的位置，把WSN 104放置在轨道车103上。WSN 104可具有感测多个运行参数的一个或多个感测设备。例如，WSN 104可包括监视车轮轴承温度的温度传感器、测量环境温度的温度传感器和加速度计。利用焊接、自攻安装螺钉或其它金属安装螺钉，WSN 104被直接固定到轨道车103上。
作为操作例子，由于通过焊接或其它手段附着到车轮轴承附近，优选地附着在轴承配件(fitting)(它可包括轴承、轴承适配器或者任何其它与轴承相关的附件)上，WSN104可感测车轮轴承的温度。在公布的美国专利申请2013/0342362中，记载了例证的WSN104，该申请通过引用包含在本文中。
每个WSN 104包括用于无线通信的电路。如图1中所示，优选地使轨道车103上的每个WSN 104与同一轨道车103上的其它WSN 104以及与也优选地安装在同一轨道车103上的CMU 101一起形成ad-hoc基于轨道车的网状网105。在优选实施例中，给定轨道车103的各个WSN 104会把数据或报警传送给该轨道车103的CMU 101。数据的这种传送可以直接进行，或者数据可由同一基于轨道车的网状网105中的其它WSN 104转发给CMU 101。优选地利用时间同步网格协议(一种用于无线设备的自组织网络的通信协议)，形成ad-hoc基于轨道车的网状网105。也可以使用其它协议。
WSN 104包括长期电源，优选军用级锂-亚硫酰氯电池。电路包括功率调节和管理功能，可包括节省电池寿命的特征，所述特征使WSN 104保持于待机状态，并定期或异步地唤醒WSN 104，以传递来自车载传感器的读数。
各个WSN 104安装在轨道车104上的各个关注的区域。例如，图1和2表示安装在轨道车103的轴承配件的上述种类的测温WSN 104。在这个特定例子中，WSN 104可附着在轨道车103的各个车轮的所有车轮轴承配件上。另外，环境温度传感器WSN 104也可被安装在轨道车103的不同区域，以感受气流。在典型的轨道车103上，在期望监视车轮轴承温度的情况下，将存在由温度传感器构成的9个WSN 104，每个轴承配件(每个车轮)上一个WSN 104；和一个布置成测量环境温度的传感器。环境温度传感器把环境温度传送给CMU 101，当在轴承配件处的传感器需要该信息时，CMU 101把该信息提供给所述传感器。这允许在轴承配件处的WSN 104确定轴承温度，随后判定是否需要进一步的行动，比如传送高温的报警。
为了传送各个WSN 104收集的数据，各个WSN 104与安装在轨道车103上的CMU 101双向通信，所述CMU 101从各个WSN 104收集数据，还能够向WSN 104发送指令。如前所述，连接到同一轨道车103的CMU 101和各个WSN 104构成局域ad-hoc基于轨道车的网状网105，以便利它们之间的通信。使消息分组交换同步，以致在基于轨道车的网状网105上分组不会冲突，考虑到能量效率，每个分组被调度和同步。利用端到端128位(或者更高的)基于AES的加密、消息完整性检查和设备认证，保护基于轨道车的网状网105上的通信流量。
CMU 101能够利用从多个WSN 104收集的数据，进行高级数据分析，并根据所述分析，应用试探法，以得出结论。下表包含各种WSN 104传感器的例子，以及用于分析数据的试探法的高级描述。
基于列车的网状网
基于列车的网状网一般用图1中的附图标记107表示。基于列车的网状网107覆盖在列车组109上，由安装在主位置或控制点(比如机车108)上或者安装在可以接入电源的另一个资产上的PWG 102，和一个或多个CMU 101构成，每个CMU 101属于基于列车的网状网107和它们各自的基于轨道车的网状网105(如果存在一个或多个WSN 104的话)，或者相应的基于轨道车的网状网118(对于有CMU 101但是无WSN的轨道车来说)。从而，这里，CMU 101可以属于两个网状网，基于轨道车的网状网105(如果轨道车103配有一个或多个WSN 104的话)和基于列车的网状网107，不过只要求属于基于列车的网状网107。每个CMU 101还可视情况管理其各自的基于轨道车的网状网105。基于轨道车的网状网105由CMU 101不断监视，并考虑到移动的轨道车103经历的不断变化的无线环境而被优化。基于列车的网状网107利用覆盖网状网支持列车组109内和与安装在机车108上的PWG 102的低功率双向通信。覆盖的基于列车的网状网107由嵌入各个轨道车103上的CMU 101中的无线收发器构成。每个CMU101能够在基于列车的网状网107上发起消息，或者往来于另一个CMU 101转发消息。覆盖的基于列车的网状网107是独立于由列车组109中的各个轨道车103创建的基于轨道车的网状网105创建的，并且与所述基于轨道车的网状网105无关地工作。
双向PWG 102管理基于列车的网状网107，并把来自安装在各个轨道车103上的CMU101的报警传送给主位置或控制点，比如机车108，其中可通过人为干预或者自动化系统，对报警采取行动。机车108可包括接收和显示基于列车的网状网107或任意各个基于轨道车的网状网105产生的报警消息的用户接口。双向PWG 102能够通过各个轨道车103上的CMU101，从WSN 104接收多个报警、事件或原始数据，可得出关于列车组109的性能的具体方面的结论。
双向PWG 102能够与外部远程铁路运行中心120、数据系统或其它列车管理系统交换信息。图2中，这种通信路径被表示成附图标记122，可包括蜂窝、LAN、Wi-Fi、蓝牙、卫星或其它通信手段。该链路可在列车组109在运行中时，用于向车下发送报警，或者当列车组109在轨道站场114中时，可用于列车管理功能，比如指定应在列车组109中的轨道车103，只允许这些轨道车加入列车组109，和报告不在列车组109中的任何轨道车103或在错误的列车组109中的轨道车103(即，列车组109确认)。如果在轨道站场114中不存在基于轨道站场的网状网117，那么基于列车的网状网107不变化地保持其当前状态，除非发生下述之一：机车108上的用户接口从列车组109中除去车，轨道车103被重新部署在列车组109的范围之外，或者通过经通信路径122，与远程铁路运行中心120或远程服务器的通信。
基于轨道站场的网状网
在本发明的另一个实施例中，并且进一步参考图3，PWG 116和CMU 101可以是基于轨道站场的网状网117的一部分。陆基PWG 116部署在轨道站场114中的各个位置处，以形成覆盖，而与在轨道站场114内的位置无关。轨道站场PWG 116用于组织主位置或可接入电源的资产上的设备，以及在不与列车组109相关的PWG 116的范围内的轨道车103的基于轨道车的网状网105或118。该过程在下面更详细地说明。从而，基于轨道站场的网状网117将由包括陆基PWG 116、基于机车的PWG 102(当机车108与列车组109无关联时)和CMU 101(当它们各自的轨道车103不与列车组109关联时)的节点组成。如果配有CMU 101的轨道车103不与TNID 113关联，那么它关联到RNID 112。配有PWG 102的机车108可感测基于轨道站场的网状网117，但是实际上不是该网络的成员。
应用编程接口(“API”)或者用户接口经远程铁路运行中心120和到PWG 116的通信路径122，向轨道站场PWG 116发送命令，PWG 116将与上面安装有CMU 101的轨道车103无线通信，从而在组合列车组109时，形成适当的基于列车的网状网107。API或用户接口命令还被发送给机车108上的PWG 102，使得能够形成基于列车的网状网107，以匹配列车组109。
图2中，当轨道车103在轨道站场114中，并且逻辑上未附着于列车组109(尽管轨道车103可能物理上附着于列车组109)时，用附图标记122表示的WiFi网络或广域网能够向各个轨道车103上的CMU 101进行传送。
轨道站场管理系统
上面说明的基础结构可用在轨道站场114的环境中，以管理列车组109的组合和解散。轨道车103优选地都配有一个CMU 101，和具有感测方向的加速度计和感测运动或碰撞的加速度计的一个或多个WSN 104。或者，轨道车103上的CMU 101可配有内部加速度计和/或磁力计。
轨道站场管理系统利用4种网络状态。第一种网络状态是“在网络中”，该状态意味配有CMU 101的一个或多个轨道车103和配有PWG 102的一个或多个机车108连接到由TNID113识别的基于列车的网状网107。
第二种网络状态是“在网络外”，该状态意味配有CMU 101的一个或多个轨道车103和/或配有PWG 102的一个或多个机车108未连接到基于列车的网状网107，而是连接到由安装在轨道站场114中的PWG 116传送的RNID 112识别的基于轨道站场的网状网117。
第三种网络状态是“暗”，该状态意味配有CMU 101的一个或多个轨道车103未连接到基于列车的网状网107或基于轨道站场的网状网117，当CMU 101在PWG 102或116的范围之外时会出现这种状态。
第四种网络状态是“未被监视”，该状态意味未配备CMU 101的一个或多个轨道车103不能连接到基于轨道站场的网状网117、基于列车的网状网107或基于轨道车的网状网105，直到该轨道车103配备CMU 101为止。“未被监视”还可涉及未配备PWG 116从而没有基于轨道站场的网状网117的轨道站场114。就“未被监视的”轨道站场来说，轨道站场管理是不可能的，然而，通过下述手段任意之一，能够形成基于列车的网状网107：机车108上的用户接口把轨道车103加入列车组109中，轨道车103在基于列车的网状网107的范围内被重新部署，或者通过经通信路径122，与远程铁路运行中心120或远程服务器的通信。
能够指令安装在轨道车103上的CMU 101从TNID 113变更到RNID 112的方式有4种：
1.第一种并且主要的方法是通过安装在主位置108上的管理CMU 101连接到的基于列车的网状网107的PWG 102。PWG 102可指令一个或多个CMU 101利用RNID 112，从其具有唯一TNID 113的基于列车的网状网107变更到基于轨道站场的网状网。当在进入轨道站场114的时候，PWG 102认识到基于轨道站场的网状网117的存在时，或者当从远程铁路运行中心120或远程服务器通过另一条通信路径122发送时，PWG 102可指令该动作。
2.第二种方法是借助安装在轨道站场114中的PWG 116。PWG 116可传送指令利用RNID 112连接到基于轨道站场的网状网117的一个或多个CMU 101变更到唯一TNID 113的事件消息。
3.第三种方法供不是基于列车的网状网107或者基于轨道站场的网状网117的一部分的CMU 101(也称为“暗轨道车”)识别网络和命令本身任意之一的存在，以连接到检测出的具有RNID 112或TNID 113的网络。
4.最后的第四种选项是通过由在远程铁路运行中心120处的铁路运行者或轨道站场管理员使用的用户接口122。通过用户接口，铁路运行者能够向安装在轨道车103上的CMU101传送事件消息，指令它变更到具有唯一TNID 113的基于列车的网状网107，或者利用RNID 112变更到基于轨道站场的网状网117。该消息可经图2中的路径122通过蜂窝通信或其它通信传送。
列车组形成
图3表示车辆103与基于列车的网状网107逻辑关联的过程。一般通过铁路驼峰轨道站场114或铁路平面切换轨道站场114，使具有CMU 101的轨道车103物理加入列车组109中，然而，轨道车103逻辑上仍然是具有RNID 112的基于轨道站场的网状网117的一部分，如图3中所示。
铁路随后确定哪个机车108将与列车组109连接。当具有PWG 102的机车108被分配给现在物理连接的一组轨道车103时，如图4中所示，PWG 102从远程铁路运行中心120接收消息，以形成基于列车的网状网107。此时，机车108利用该唯一TNID 113，形成基于列车的网状网。此时，通过利用TNID 113，机车108是基于列车的网状网107的一部分，不过仍然能够借助RNID 112，感测基于轨道站场的网状网117。
确定编组创建的一种机制如下所示。安装在所选机车108上的PWG 102可包含测量当机车108物理连接到列车组109时机车108经历的碰撞的加速度计。当机车108物理连接到列车组109时，加速度计将测量碰撞。如果碰撞超过预定阈值，那么PWG 102将传送陈述机车108连接到列车组109的事件消息。了解哪些轨道车是列车组的一部分在逻辑上是重要的，可依据机车108和列车组109的耦接获得。例如，如果载有被认为是吸入毒性危害(TIH)的化学品的轨道车103在错误的列车组109中，那么必须停止该列车组109，从列车组109中除去TIH轨道车103。
分配给列车组109的各个轨道车103上的CMU 101还通过基于轨道站场的网状网117、轨道站场114 WiFi或轨道站场114广域网122，接收消息，以寻找特定TNID 113，所述TNID 113是与由分配的机车108上的PWG 102控制的基于列车的网状网107相关的TNID113，如图4中所示。此时，每个轨道车上的CMU 101将从基于轨道站场的网状网117改变，搜索广播正确的TNID 113的基于列车的网状网107。PWG 102接收来自各个轨道车的CMU 101的消息传输，基于列车的网状网107利用所述消息传输，使各个轨道车103与列车组109相关联。当轨道车103发现具有传送轨道车103正在搜索的TNID 113的PWG 102的机车108时，利用TNID 113，轨道车103变成与基于列车的网状网107关联。
列车组解散
当具有CMU 101的轨道车103作为列车组109的一部分进入轨道站场114时，CMU101和安装在机车108上的PWG 102在具有特定TNID 113的基于列车的网状网107上双向通信。
轨道站场114配有一个或多个陆基PWG 116，所述PWG 116安装在轨道站场114内的固定位置处。陆基PWG 116构成基于轨道站场的网状网117。基于轨道站场的网状网117不断广播分配或指定的RNID 112。
安装在机车108上的PWG 102经基于轨道站场的Wi-Fi或广域网122，或者通过图2中所示的基于管理器的网状网119，从用户接口接收消息，所述消息告诉PWG 102向分配给它正在广播的TNID 113的各个车辆103上的CMU 101传送消息。该消息告诉每个轨道车103上的CMU 101从TNID 113改变到基于轨道站场的网状网117传送的RNID 112。此时，轨道车103和机车108可能仍然物理连接。
作为铁路分类过程的一部分，轨道车103随后从列车组109被物理解耦，并分入一个或多个新的列车组109中。基于轨道站场的网状网117可利用由安装在列车组109中的机车108上的PWG 102或者安装在列车组109中的轨道车103上的CMU 101报告的位置、速度、前进方向、运动、RSSI和当前网络状态中的一种或多种方法，确认列车组109已被解散。
列车组确认
进一步参考图4和5，基于铁路的轨道站场114系统知道需要被转移到其它位置以形成新的列车组109的特定轨道车103。基于列车的网状网107能够收集信息，确认耦接在一起从而形成列车组109的轨道车103。
存在在列车组109中的轨道车103上的CMU 101未收到告诉CMU 101与安装在轨道站场114中的PWG 116传送的RNID 112切断关联，随后重新与由安装在引导机车108上的PWG102传送的TNID 113关联的传输的可能性。
为了确认列车组109，系统必须证实列车组109中的轨道车103、列车组109中的轨道车103的顺序和列车组109中的轨道车103的方向(即，面向列车组109的首端是的车的“A”端还是“B”端)。
通过结合由各个基于轨道车的网状网105中的GPS传感器(比如安装在各个轨道车103上的各个CMU 101中的GPS传感器)确定的GPS位置、速度和前进方向读数，外加下述方法中的一种或多种，完成列车组109确认：
1)创建动态地理围栏(geofence)，其中地理围栏是由一组GPS坐标限定的任意形状的物理区域；
2)监视来自安装在“锤”轨道车103和“砧”轨道车103上的CMU 101中的加速度计的同时冲击；
3)各个轨道车上的设备之间的相对信号强度指示(RSSI)；
4)安装在CMU 101上以检测运动的有无的运动传感器；
5)自动设备识别(AEI)标签读取器127，或者有源RFID标签，这种情况下，CMU 101配有确认有源RFID信号的获取的RFID阅读传感器；
6)安装在轨道车103上的CMU 101主动感测或“嗅探”广播TNID 113的连接源；
7)配有本地或接近度传感器的WSN 104；
8)安装在轨道车103上的CMU 101识别在其附近的一个或多个基于列车的网状网107；或者
9)安装在轨道车103制动压力管路上以监视压力释放的WSN 104随后向安装在轨道车103上的CMU 101传送消息。
例如，系统可利用现有的自动设备识别(AEI)标签读取器127，所述标签读取器127利用RFID读取安装在轨道车103上的AEI标签上的信息。AEI标签读取器127存在于轨道站场114出口点处，固定地布置在轨道站场114中。AEI标签读取器127利用在902至915MHz范围中的激励频率。在通常的铁路运行中，激励信号只用于向安装在轨道车103上的AEI标签给与能量，和提供反向散射信号的能量，所述信号包含标签标识符和编入AEI标签中的任何其它信息。CMU 101包含调谐到901至915MHz频带的射频(“RF”)传感器。当列车组109离开轨道站场114时，它经过有源AEI标签读取器127。CMU 101中的射频传感器识别来自AEI标签读取器127的激励信号。CMU 101处理它接收AEI标签读取器信号的位置，随后创建事件消息。所述事件消息从CMU 101通过基于列车的网状网107，被传送给安装在列车组109中的引导机车108上的PWG 102。基于列车的网状网107分析当轨道车103经过有源AEI标签读取器127时，从安装在轨道车103上的各个CMU 101接收的事件消息的定时。据此，基于列车的网状网107能够推断列车组109中的轨道车103的顺序和方向。这可被确定，因为CMU 101将优选地被安装在轨道车103的已知端部(例如，“B”端)。
各个轨道车103上的CMU 101向传送RNID 112和TNID 113的主位置(例如，机车108)上的PWG 102进行传送。通过2D网络位置或利用安装在轨道车103上的GPS系统，可以知道轨道车103的大概物理位置。
当只利用2D或3D网络来确定轨道车103位置时，会存在定位误差，导致轨道车103被识别在错误的轨道上。为了克服这种错误，可通过物理连接，进行确认轨道车103位置的辅助方法。通过利用耦接的相邻轨道车103上的WSN 104或CMU 101，监视指示轨道车103耦接的加速度，确认物理连接。这些加速度与时间戳同步，时间戳给出网络时间、日期和GPS位置。网络时间精确到毫秒。
CMU 101将分析它从其加速度计接收的加速度。当指示轨道车103耦接的加速度被确定时，将借助RNID 112，从CMU 101向安装在轨道站场114中的PWG 116传送报警，或者如果轨道车103和机车108已被分配给TNID 113，那么也可通过具有TNID 113的基于列车的网状网107，传送报警。当加速度超过预定阈值时，报警被触发，其被用日期、时间和位置加盖时间戳。所述报警被传送给安装在轨道站场114中的PWG 116，被传送给安装在机车108上的PWG 102，并且直接从CMU 101传送。当“锤”轨道车103(即，移动的轨道车103)碰撞“砧”轨道车103(即，静止不动的轨道车103)时，可以确定加速度事件的来源。本领域的技术人员知道，锤轨道车103是碰撞另一个轨道车(被称为砧轨道车103)，以完成耦接过程的轨道车103。分析由各个轨道车103上的CMU 101传送的加速度，以致能够推断锤轨道车103和砧轨道车103被成功耦接。
随后的耦接动作可用于确认轨道车103之间的关联，和各个轨道车103在列车组109中的位置。例如，通过分析声音在不锈钢中的速度(约为6000m/s，分辨率1ms)，可以预期从20米长的轨道车103的一端到另一个轨道车103，会产生3ms的差异。通过利用网络位置或车载GPS，可以进一步确认轨道车103在列车组109中的物理位置。
当各个轨道车103经过安装自动设备识别(“AEI”)读取器127的位置时，能够确认列车组109。当配有AEI无源RFID设备的轨道车103经过AEI读取器127时，创建可以涉及经过同一AEI读取器127的其它轨道车103或机车108的消息。
当离开轨道站场114时，其中每个轨道车103配有CMU 101并且其中引导机车108配有向列车组109中的各个CMU 101传送TNID 113的PWG 102的列车组109可被进一步确认。列车组109中的每个CMU 101识别由安装在机车108上的PWG 102传送的TNID 113，并且如前所述，一起形成基于列车的网状网107。各个CMU 101和PWG 102可在基于列车的网状网107内进行双向传送。
系统还可通过对照由用户接口或远程铁路运行中心120分配和传送的每个轨道车103及相应轨道车103的CMU 101的列表，比较连接到TNID 113的每个轨道车103的CMU 101，确认列车组109。
系统还可利用与安装在引导机车108上的PWG 102配对的列车尾部设备，确认列车组109。
系统还能够根据列车组109的长度、传送的轨道车103识别标记和传送的轨道车103长度，确认列车组109。
如果轨道车103在列车组109中，但是不与由安装在引导机车108上的PWG 102广播的TNID 113关联，那么安装在轨道站场114中的PWG 116传送事件消息，所述事件消息告诉错误轨道车103中的CMU 101从RNID 112改变到它连接到的列车组109的已知TNID 113。在其中列车组109的TNID 113未知的情况下，PWG 116将侦听包含列车组109的TNID 113的周围网络广告，或者PWG 116传送事件消息，所述事件消息指令错误轨道车103中的CMU 101侦听包含所述列车组109的TNID 113的周围网络广告。当获知错误的CMU 101连接到的列车组109的TNID 113时，该CMU 101将自动把它自己改变到列车组109的TNID 113。在CMU 101改变到列车组109的TNID 113之后，错误的CMU 101与具有TNID 113的列车组109的配对必须通过在列车组109确认中讨论的前述方法中的一种或多种方法，确认为正确的TNID 113。可以生成报警，以通知运行人员错误的轨道车103在列车组109中。
暗轨道车
暗轨道车103上的CMU 101按减小的可配置工作循环(duty cycle)或功率循环工作，在所述循环中，CMU 101侦听足够长的时间，以获得当机车108经过暗轨道车103时，来自安装在机车108上的PWG 102的传输。暗轨道车103可在诸如轨道站场114之类的区域中，或者在铁路侧轨或侧线上。机车PWG 102具有电源，从而它可处于搜索要连接的暗轨道车103(即，“嗅探”)的不间断随意侦听模式(意味它将尝试加入任何网络)。
当配有PWG 102的机车108经过暗轨道车103，并且暗轨道车103上的CMU 101向机车108上的PWG 102宣告它的存在时，PWG 102将记录暗轨道车103的当前位置，并在稍后把该信息上传给远程铁路运行中心120。
暗轨道车103上的CMU 101有3种侦听模式。1)CMU 101侦听加入TNID 113的时间百分率或某个工作循环(或工作比)；2)CMU 101侦听加入RNID 112的时间百分率；和3)CMU101侦听加入任意网络的时间百分率。
本发明的系统假定列车组109中的每个轨道车103都配有CMU 101，且每个机车108都配有PWG 102，然而，该系统未考虑并非所有轨道车103都配有CMU 101的可能性。在这种情况下，调整关于列车组109的确认的所有计算，以考虑到启用的轨道车103可能不彼此相邻而是可能被一个或多个未启用的轨道车103隔开的事实。
数据处理平台
数据处理平台负责实现用于根据从WSN 104、CMU 101和PWG 102收集的数据得出结论的智能。数据处理平台优选地分布在所有WSN 104、CMU 101、机车上的PWG 102和安装在轨道站场中的PWG 116之中，还利用基于云的基础结构，所述基于云的基础结构被优化，以便与来自第三方提供者或外部来源的各种数据流结合，紧密地与基于列车的网状网107和基于轨道站场的网状网117一起工作。
数据处理平台优选地具有利用分布式复杂事件处理(DCEP)引擎的可扩展体系结构，所述引擎可被缩放，以支持全球网络内数百万个单独的基于列车的系统。DCEP把决策制定分配给可能的最低层级，以避免否则为了把大量的数据从基于列车的硬件转移到基于云的数据处理系统而需要的过多的电力消耗和带宽利用。
当DCEP与部署有DCEP嵌入式软件的CMU 101或WSN 104一起使用时，平台具有实时地每秒过滤和执行数百万个事件的能力。
根据收集的数据读数实时检测事件的特定软件被嵌入每个CMU 101和/或WSN 104中。
DCEP引擎通过数据流适配器，聚合来自各种来源的数据流，比如事件和元数据，以包括客户数据、环境数据以及来自CMU 101和WSN 104的数据。DCEP包含数据流适配器、时间分析模块、空间分析模块、规则引擎和发布器模块。
时间分析模块处理数据，以确定值随着时间的变化。例如，WSN 104测量轴承的温度。所述模块确定温度读数在一段时间内的变化，以允许进行进一步分析，比如趋势研究。
空间分析模块处理数据，以确定物体(在本发明中，轨道车103)的相对位置。可以比较轨道车的位置和地理围栏，以判定它是在地理围栏之内还是之外，随后可以比较轨道车的位置和路线图，以判定资产是否离开路线或者偏离轨道或者相似类型的应用。此外，可对覆盖许多轨道车的空间方面的机车PWG 102或轨道站场PWG 116进行分析。
规则引擎是应用模块，其中保存详细的运行参数，以致当来自时间和空间模块的数据被发送给所述模块时，它将比较该数据和所述详细的运行参数。根据所述比较，只有被确定为关键的数据才被传送给发布器(在所述发布器，信息被指定给另一个系统或用户)。规则引擎把过滤器和逻辑驱动到可以是CMU 101、WSN 104或PWG 102的源，在那里它检查许多数据点，把数据合并成实际事件，比如报警、报告和仪表盘。
发布器是从规则建立器模块获得关键数据，从而为最终用户或系统创建易于理解的报警、报告和信息仪表盘的应用模块。
通过后面是一组规则引擎过滤器的时间和空间分析模块，处理数据，所述一组规则引擎过滤器根据定义的特定规则集，从非关键信息中确定关键信息。信息被进一步推送给发布器模块，或者被推送给第三方整合平台，在第三方整合平台，可以处理操作决策、企业资源计划(ERP)事务、仪表盘和报警。
例如，CMU 101连同在各个车轮的轴承配件上的WSN 104一起安装在轨道车103上，所述WSN 104用于测量轴承温度。CMU 101把各个轴承WSN 104测量的温度数据发送给整合端点系统(即，基于云的服务器或者本地部署服务器)。该数据也可被称为来自资产或车队的数据流。同时，来自提供轨道车103运单数据的来源的数据流由整合端点系统收集，在该系统，所述数据流与资产数据流聚合，随后通过特定的规则和事件过滤器被处理。在过滤器处理之后生成的数据可被转换成信息消息，同时被推送给最终用户ERP系统。ERP系统可进一步处理数据，把结果推送给诸如铁路的维修部门之类的源，以便采取进一步行动。
在另一个例子中，在轨道站场114中安装一个或多个PWG 116。如上所述，PWG 102从配有CMU 101和一个或多个WSN 104的轨道车103收集数据。
API用于提供管理在轨道站场114之内或之外的轨道车103、机车108和列车组109的方法，在所述轨道站场114，轨道车103和机车108由铁路或其它实体人员管理。
通过利用通过SSL的安全HTTP协议，API方法被展示成web服务，或者通过应用库，API方法被直接展示在系统上。指令和功能可通过有线网络连接在安装在机车108上的PWG上被访问，或者可从轨道站场114被无线访问。相同的API和功能存在于轨道站场PWG 116上，以使系统更灵活。需要这种灵活性，以便如果需要，那么可从一个中心位置(比如远程铁路运行中心120)管理轨道站场PWG 116和安装在机车108上的PWG 102。
应意识到上面说明的是新颖的系统、设备和方法。还应明白本发明不限于上面说明的实施例和示例，并且包括由附加的权利要求提供的整个范围。

Claims (16)

1.一种轨道站场管理系统，所述系统包括：
基于轨道站场的网状网，包括：
作为节点部署在所述轨道站场中的一个或多个加电无线网关，其中所述一个或多个加电无线网关被配置成发送与所述基于轨道站场的网状网相关联的漫游网络标识符RNID；和
基于轨道车的网状网，包括至少一个轨道车和具有用于感测所述至少一个轨道车的工作参数的一个或多个传感器的一个或多个无线传感器节点，所述至少一个轨道车配备有安装到所述至少一个轨道车的通信管理单元，其中所述至少一个轨道车利用所述RNID连接到所述基于轨道站场的网状网，以及
所述系统被配置成执行以下功能：
(a)通过指示所述至少一个轨道车从所述基于轨道站场的网状网断开连接并加入与列车组相关联的基于列车的网状网，逻辑地组合包括所述至少一个轨道车的列车组；
(b)确认组合的列车组；以及
(c)逻辑地解散列车组。
2.按照权利要求1所述的轨道站场管理系统，
其中所述系统还执行确认解散的列车组的功能；
其中所述基于列车的网状网包括加电无线网关，和呈网状网构型的一个或多个所述通信管理单元。
3.按照权利要求2所述的轨道站场管理系统，其中逻辑地组合列车组的所述功能包含：
(a)识别将成为所述列车组的一部分的一个或多个轨道车，其中每个所述轨道车上的所述通信管理单元是所述基于轨道站场的网状网中的节点；
(b)识别要与所述列车组相关联的机车，其中所述机车上的所述加电无线网关正在广播列车网络ID；
(c)向所述机车发送命令，所述命令指示所述机车上的所述加电无线网关把一个或多个轨道车加入基于列车的网状网中；以及
(d)向每个所识别的轨道车的每个所述通信管理单元发送加入由所述列车网络ID识别的所述基于列车的网状网的命令。
4.按照权利要求3所述的轨道站场管理系统，其中当被指示加入由所述列车网络ID识别的所述基于列车的网状网时，每个所述识别的轨道车执行以下功能：
(a)与所述基于轨道站场的网状网断开连接；
(b)搜索由在所述机车上的所述加电无线网关广播的所述列车网络ID；以及
(c)加入广播所述列车网络ID的所述基于列车的网状网。
5.按照权利要求3所述的轨道站场管理系统，其中逻辑地解散所述列车组的所述功能包括：
指令所述机车中的所述加电无线网关逻辑地解散所述列车组；和
当被指令解散所述列车组时，或者当在进入轨道站场时自动感测基于轨道站场的网状网的存在时，所述加电无线网关向所述基于列车的网状网中的每个所述通信管理单元发送从所述基于列车的网状网改变到所述基于轨道站场的网状网的命令。
6.按照权利要求3所述的轨道站场管理系统，其中确认列车组的所述功能包括：
(a)从位于所述列车组中的每个轨道车上的每个通信管理单元中的GNSS接收器获得位置、速度以及前进方向读数；
(b)从位于分配给所述列车组的所述机车中的所述加电无线网关中的GNSS接收器获得位置、速度和前进方向读数；以及
(c)确认所有获得的读数反映大致相同的位置、速度和前进方向信息的组合。
7.按照权利要求2所述的轨道站场管理系统，其中确认列车组的所述功能包括：
(a)从位于邻接的锤轨道车和砧轨道车上的一个或多个加速度计获得加速度读数，并确保所述读数与两个轨道车的耦接一致；以及
(b)确认所述锤轨道车和砧轨道车被分配给所述列车组。
8.按照权利要求2所述的轨道站场管理系统，其中确认列车组的所述功能包括：
(a)创建地理围栏区域；和
(b)确认一个或多个轨道车在所述地理围栏区域之内、在所述地理围栏区域之外或者已穿过所述地理围栏区域。
9.按照权利要求2所述的轨道站场管理系统，其中确认列车组的所述功能包括：
(a)从所述列车组中的每个轨道车上的制动压力管路获得压力读数；和
(b)确认在整个所述列车组内压力读数一致。
10.按照权利要求2所述的轨道站场管理系统，其中确认列车组的所述功能包括：
(a)从所述列车组中的每个轨道车上的通信管理单元获得报告的RSSI值；和
(b)确认所有RSSI值与所述列车组上的其它轨道车一致。
11.按照权利要求2所述的轨道站场管理系统，其中确认列车组的所述功能包括：
(a)从所述列车组中的每个轨道车上的通信管理单元获得运动事件；和
(b)确认运动事件时间与所述列车组上的其它轨道车一致。
12.一种轨道站场管理系统，包括：
(a)包含一个或多个陆基加电无线网关的基于轨道站场的网状网，所述基于轨道站场的网状网广播漫游网络标识符RNID；
(b)一个或多个轨道车，每个轨道车具有覆盖在其上的基于轨道车的网状网，所述基于轨道车的网状网包含通信管理单元；和
(c)一个或多个机车，每个机车上具有加电无线网关；
其中当在逻辑上不是列车组的一部分时，所述一个或多个轨道车上的每个通信管理单元利用所述RNID连接到所述基于轨道站场的网状网并充当所述基于轨道站场的网状网中的节点；并且
其中当在逻辑上是列车组的一部分时，所述一个或多个轨道车上的每个通信管理单元充当由所述一个或多个机车中的一个上的加电无线网关控制的基于列车的网状网中的节点；并且
其中所述系统被配置成执行以下功能：
(a)通过指示所述一个或多个轨道车从所述基于轨道站场的网状网断开连接并加入与列车网络ID相关联的基于列车的网状网，逻辑地组合列车组；
(b)确认组合的列车组；
(c)逻辑地解散列车组；以及
(d)确认解散的列车组。
13.按照权利要求12所述的轨道站场管理系统，其中所述一个或多个通信管理单元中的每个通信管理单元：
(a)收集关于所述一个或多个轨道车运行参数的数据；
(b)针对表示异常运行状况的趋势或事件，分析所收集的数据；以及
(c)当检测到所述趋势或事件时，向同一基于列车的网状网中的所述加电无线网关或者向远程接收器传送报警。
14.按照权利要求12所述的轨道站场管理系统，还包括具有通信管理单元的网状网构型中的轨道车上的一个或多个无线传感器节点，其中所述一个或多个无线传感器节点中的每个无线传感器节点：
收集关于所述一个或多个轨道车运行参数的数据；
针对表示异常运行状况的趋势或事件，分析所收集的数据；以及
当检测到所述趋势或事件时，向同一基于轨道车的网状网中的所述通信管理单元传送报警。
15.按照权利要求14所述的轨道站场管理系统，其中所述基于列车的网状网中的所述一个或多个通信管理单元中的每个通信管理单元：
从其相应的基于轨道车的网状网中的所述无线传感器节点中的一个或多个收集数据和报警；
针对表示异常运行状况的趋势或事件分析所收集的数据和报警；
从所述通信管理单元中的一个或多个传感器收集数据；
针对表示异常运行状况的趋势或事件，与从所述一个或多个无线传感器节点收集的数据和报警结合地分析所收集的数据；以及
当检测到所述趋势或事件时，向远程接收器传送报警。
16.按照权利要求12所述的轨道站场管理系统，其中所述基于列车的网状网中的所述加电无线网关具有感测所述列车组的运行参数的一个或多个传感器，并且进而其中所述基于列车的网状网中的所述加电无线网关：
从所述基于列车的网状网中的所述加电无线网关中的所述一个或多个传感器收集数据；
针对表示异常运行状况的趋势或事件，与从所述基于列车的网状网中的所述一个或多个通信管理单元收集的数据和报警结合地分析所收集的数据；以及
当检测到所述趋势或事件时，向车上用户接口或者向远程接收器传送报警。
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