CN108076497A - 一种铁路专网与公用移动网络自动切换的方法与系统 - Google Patents

一种铁路专网与公用移动网络自动切换的方法与系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁路专网与公用移动网络自动切换的方法与系统，能够精确的实现铁路专网和公用移动通信网络之间的网络切换，从而能够高效的通过铁路专网和公用移动通信网络这两种不同途径将车载数据发送至路局地面服务器。其技术方案为：系统通过GPS或者BDS定位信息计算当前位置是否在GSM‑R网络盲区内，如果是在铁路专网(GSM‑R)网络覆盖区，则车载无线数据传输装置优先通过铁路专网服务器(M‑GRIS服务器和GSM‑R服务器)和地面通信服务器建立数据通信。如果是在铁路专网(GSM‑R)网络盲区，则车载无线数据传输装置通过铁路移动传输统一平台服务器(MTUP服务器)和地面通信服务器建立数据通信。

Description

一种铁路专网与公用移动网络自动切换的方法与系统
技术领域
本发明涉及铁路行业信息化管理领域，尤其涉及通过比较实时和预设GPS或BDS定位信息实现铁路专网与公用移动网络自动切换的方法和系统。
背景技术
目前铁路移动通信专网(GSM-R)网络在青藏线、大秦线、武广线、郑西线、京津城际线、京沪高铁线等铁路线路覆盖比较全面，但是仍存在GSM-R网络覆盖盲区，为确保机车(或列车)运行过程中产生的各种数据(如LKJ运行状态数据)传输至地面服务器的连续性与实时性，车载无线数据传输装置需要在铁路专网(GSM-R)和公用移动网络(2G/3G/4G)之间实现自动切换。
传统的技术手段是通过判断网络注册状态是否成功以及网络信号值是否大于等于设置的阈值来进行网络接入，但这样的做法无法精确的进行网络切换，也没有对如何通过这两种不同的网络将车载数据发至路局地面服务器进行部署。
发明内容
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种铁路专网与公用移动网络自动切换的方法与系统，能够精确的实现铁路专网和公用移动通信网络之间的网络切换，从而能够高效的通过铁路专网和公用移动通信网络这两种不同途径将车载数据发送至路局地面服务器。
本发明的技术方案为：本发明揭示了一种铁路专网与公用移动网络自动切换的系统，包括至少一个车载无线数据传输装置、铁路专网服务器、铁路移动传输统一平台服务器、地面通信服务器以及一控制程序，控制程序运行后首先通过实时定位信息与预设的铁路专网盲区信息的比较获知当前位置是在铁路专网盲区还是在铁路专网覆盖区内，如果是在铁路专网覆盖区内，则控制车载无线数据传输装置优先通过铁路专网服务器和地面通信服务器建立数据通信；如果是在铁路专网盲区内，则控制车载无线数据传输装置通过铁路移动传输统一平台服务器和地面通信服务器建立数据通信。
根据本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的系统的一实施例，实时定位信息包括GPS或者BDS北斗定位信息。
根据本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的系统的一实施例，铁路专网是GSM-R网络，铁路专网服务器包括M-GRIS服务器和GSM-R服务器；公用移动网络包括2G、3G、4G、5G在内的移动通信网络，公用移动网络接入的服务器是MTUP服务器。
根据本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的系统的一实施例，控制程序运行后执行以下的步骤：
步骤S1：通过GPS或者BDS定位信息计算当前位置是否在GSM-R网络盲区内，如果是则执行步骤S7，如果不是则执行步骤S2；
步骤S2：判断当前是否已经接入到GSM-R网络，如果是则执行步骤S5，如果不是则执行步骤S3；
步骤S3：断开当前的公用移动网络链路，切换网络至GSM-R网络；
步骤S4：判断接入GSM-R网络是否成功，如果成功则执行步骤S5，如果失败则返回步骤S1；
步骤S5：判断当前链路是否有效，如果有效则返回步骤S5，如果无效则执行步骤S6；
步骤S6：断开GSM-R网络链路；
步骤S7：判断当前是否接入到公用移动网络，如果是则执行步骤S9，如果不是则执行步骤S8；
步骤S8：切换网络至公用移动网络；
步骤S9：判断当前链路是否有效，如果有效则返回步骤S1，如果无效则执行步骤S10；
步骤S10：断开公用移动网络链路。
本发明还揭示了一种铁路专网与公用移动网络自动切换的方法，包括：
车载无线数据传输装置将实时定位信息与预设铁路专网盲区的定位信息进行比较，获知当前是否处于铁路专网盲区中；
如果在铁路专网盲区中，则通过公用移动网络与地面通信服务器建立通讯连接；
如果不在铁路专网盲区中，则通过铁路专网与地面通信服务器建立通讯连接。
根据本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法的一实施例，实时定位信息包括GPS或者BDS北斗定位信息。
根据本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法的一实施例，铁路专网是GSM-R网络，铁路专网服务器包括M-GRIS服务器和GSM-R服务器；公用移动网络包括2G、3G、4G、5G在内的移动通信网络，公用移动网络接入的服务器是MTUP服务器。
根据本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法的一实施例，在铁路专网盲区中的通过公用移动网络与地面通信服务器建立通讯连接的过程进一步包括：
首先判断当前是否已经在公用移动网络，如果当前处于公用移动网络则进一步判断链路是否有效，如果无效则断开链路；如果当前未接入公用移动网络，则将网络切换至公用移动网络。
根据本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法的一实施例，不在铁路专网盲区中的通过铁路专网与地面通信服务器建立通讯连接的过程进一步包括：
首先判断当前是否接入GSM-R网络，如果已经接入GSM-R网络，则由于优先接入GSM-R网络，接入GSM-R网络后则一直判断该链路是否有效，无效则断开链路，重新开始；如果未接入GSM-R网络，则断开当前公用移动网络链路，将网络切换至GSM-R网络，并判断是否接入成功，接入GSM-R网络成功则判断链路是否有效，链路无效则断开链路，重新开始；接入GSM-R网络失败也重新开始。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明利用路局现有的MTUP(铁路移动传输统一平台)接入服务器、M-GRIS(维护信息GPRS接口)服务器以及GSM-R服务器搭建网络传输系统，通过铁路专网(GSM-R)与公用移动网络(2G/3G/4G)这两种不同数据传输途径实现了车载无线数据传输装置与路局地面通信服务器之间的数据交互，且无需针对不同传输途径部署不同的地面通信服务器。在本发明中，通过GPS或BDS(北斗)定位信息与预设GSM-R盲区的GPS定位信息进行比较，实现铁路专网与公用移动网络自动切换，降低了车地传输中由于网络盲区造成的数据中断，保证数据连续性与稳定性。
附图说明
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1示出了本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的系统的一实施例的架构示意图。
图2示出了系统中运行控制程序的流程示意图。
图3示出了本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法的一实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
图1示出了本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的系统的一实施例的架构。请参见图1，本实施例的系统包括：至少一个车载无线数据传输装置、铁路专网服务器(在本实施例中是M-GRIS服务器和GSM-R服务器)、铁路移动传输统一平台服务器(在本实施例中是MTUP服务器)、以及地面通信服务器组成。
如果是在铁路专网(GSM-R)网络覆盖区，则车载无线数据传输装置优先通过铁路专网服务器(M-GRIS服务器和GSM-R服务器)和地面通信服务器建立数据通信。如果是在铁路专网(GSM-R)网络盲区，则车载无线数据传输装置通过铁路移动传输统一平台服务器(MTUP服务器)和地面通信服务器建立数据通信。
具体而言，车载无线数据传输装置在运行过程中，优先采用接入GSM-R网络，与地面的M-GRIS服务器建立通信链路；在没有GSM-R网络的情况下，通过公网(2G/3G/4G以及将来的5G等)与地面的MTUP服务器建立通信链路。地面通信服务器同时从GSM-R服务器和MTUP服务器获取车载发送的数据。地面通信服务器向车载无线数据传输装置发送信息时，判断当前机车的车载无线数据传输装置所处的网络通道，如果是在GSM-R网络内，通过GSM-R服务器将数据发送给车载无线数据传输装置；如果是在包括2G/3G/4G在内的移动公网内，则通过MTUP服务器发送给车载无线数据传输装置。
系统还包括一控制程序，运行控制程序执行如下述的步骤，请参见图2所示。
步骤S1：通过GPS或者BDS定位信息计算当前位置是否在GSM-R网络盲区内。如果是则执行步骤S7，如果不是则执行步骤S2。
步骤S2：判断当前是否已经接入到GSM-R网络。如果是则执行步骤S5，如果不是则执行步骤S3。
步骤S3：断开当前的公用移动网络链路，切换网络至GSM-R网络。
步骤S4：判断接入GSM-R网络是否成功，如果成功则执行步骤S5，如果失败则返回步骤S1。
步骤S5：判断当前链路是否有效。如果有效则返回步骤S5，如果无效则执行步骤S6。
步骤S6：断开GSM-R网络链路。
步骤S7：判断当前是否接入到公用移动网络，如果是则执行步骤S9，如果不是则执行步骤S8。
步骤S8：切换网络至公用移动网络。
步骤S9：判断当前链路是否有效，如果有效则返回步骤S1，如果无效则执行步骤S10。
步骤S10：断开公用移动网络链路。
图3示出了本发明的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法的一实施例的流程。请参见图3，本实施例的方法的实施步骤详述如下。
步骤1：车载无线数据传输装置将实时定位信息与预设GSM-R盲区的定位信息进行比较，获知当前是否处于GSM-R盲区中。
在本步骤中，实时定位信息是车载无线数据传输装置通过GPS或者北斗定位装置(模块)获取的GPS定位信息或者BDS定位信息。预设的GSM-R盲区存储在GPS定位信息配置文件中。
步骤2：如果在GSM-R盲区中，则通过公用移动网络与地面通信服务器建立通讯连接。
具体而言，首先判断当前是否已经在公用移动网络，如果当前处于公用移动网络则进一步判断链路是否有效，如果无效则断开链路；如果当前未接入公用移动网络，则将网络切换至公用移动网络。
步骤3：如果不在GSM-R盲区中，则通过铁路专网(GSM-R)与地面通信服务器建立通讯连接。
具体而言，首先判断当前是否接入GSM-R网络，如果已经接入GSM-R网络，则由于优先接入GSM-R网络，接入GSM-R网络后则一直判断该链路是否有效，无效则断开链路，重新开始；如果未接入GSM-R网络，则断开当前公用移动网络链路，将网络切换至GSM-R网络，并判断是否接入成功，接入GSM-R网络成功则判断链路是否有效，链路无效则断开链路，重新开始；接入GSM-R网络失败也重新开始。
尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。
本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。
结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。
结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (9)

1.一种铁路专网与公用移动网络自动切换的系统，其特征在于，包括至少一个车载无线数据传输装置、铁路专网服务器、铁路移动传输统一平台服务器、地面通信服务器以及一控制程序，控制程序运行后首先通过实时定位信息与预设的铁路专网盲区信息的比较获知当前位置是在铁路专网盲区还是在铁路专网覆盖区内，如果是在铁路专网覆盖区内，则控制车载无线数据传输装置优先通过铁路专网服务器和地面通信服务器建立数据通信；如果是在铁路专网盲区内，则控制车载无线数据传输装置通过铁路移动传输统一平台服务器和地面通信服务器建立数据通信。
2.根据权利要求1所述的铁路专网与公用移动网络自动切换的系统，其特征在于，实时定位信息包括GPS或者BDS北斗定位信息。
3.根据权利要求2所述的铁路专网与公用移动网络自动切换的系统，其特征在于，铁路专网是GSM-R网络，铁路专网服务器包括M-GRIS服务器和GSM-R服务器；公用移动网络包括2G、3G、4G、5G在内的移动通信网络，公用移动网络接入的服务器是MTUP服务器。
4.根据权利要求3所述的铁路专网与公用移动网络自动切换的系统，其特征在于，控制程序运行后执行以下的步骤：
步骤S1：通过GPS或者BDS定位信息计算当前位置是否在GSM-R网络盲区内，如果是则执行步骤S7，如果不是则执行步骤S2；
步骤S2：判断当前是否已经接入到GSM-R网络，如果是则执行步骤S5，如果不是则执行步骤S3；
步骤S3：断开当前的公用移动网络链路，切换网络至GSM-R网络；
步骤S4：判断接入GSM-R网络是否成功，如果成功则执行步骤S5，如果失败则返回步骤S1；
步骤S5：判断当前链路是否有效，如果有效则返回步骤S5，如果无效则执行步骤S6；
步骤S6：断开GSM-R网络链路；
步骤S7：判断当前是否接入到公用移动网络，如果是则执行步骤S9，如果不是则执行步骤S8；
步骤S8：切换网络至公用移动网络；
步骤S9：判断当前链路是否有效，如果有效则返回步骤S1，如果无效则执行步骤S10；
步骤S10：断开公用移动网络链路。
5.一种铁路专网与公用移动网络自动切换的方法，其特征在于，包括：
车载无线数据传输装置将实时定位信息与预设铁路专网盲区的定位信息进行比较，获知当前是否处于铁路专网盲区中；
如果在铁路专网盲区中，则通过公用移动网络与地面通信服务器建立通讯连接；
如果不在铁路专网盲区中，则通过铁路专网与地面通信服务器建立通讯连接。
6.根据权利要求5所述的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法，其特征在于，实时定位信息包括GPS或者BDS北斗定位信息。
7.根据权利要求6所述的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法，其特征在于，铁路专网是GSM-R网络，铁路专网服务器包括M-GRIS服务器和GSM-R服务器；公用移动网络包括2G、3G、4G、5G在内的移动通信网络，公用移动网络接入的服务器是MTUP服务器。
8.根据权利要求7所述的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法，其特征在于，在铁路专网盲区中的通过公用移动网络与地面通信服务器建立通讯连接的过程进一步包括：
首先判断当前是否已经在公用移动网络，如果当前处于公用移动网络则进一步判断链路是否有效，如果无效则断开链路；如果当前未接入公用移动网络，则将网络切换至公用移动网络。
9.根据权利要求8所述的铁路专网与公用移动网络自动切换的方法，其特征在于，不在铁路专网盲区中的通过铁路专网与地面通信服务器建立通讯连接的过程进一步包括：
首先判断当前是否接入GSM-R网络，如果已经接入GSM-R网络，则由于优先接入GSM-R网络，接入GSM-R网络后则一直判断该链路是否有效，无效则断开链路，重新开始；如果未接入GSM-R网络，则断开当前公用移动网络链路，将网络切换至GSM-R网络，并判断是否接入成功，接入GSM-R网络成功则判断链路是否有效，链路无效则断开链路，重新开始；接入GSM-R网络失败也重新开始。
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