CN109677462A - 无线调车机车信号和监控系统地面多电台冗余结构及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无线调车机车信号和监控系统地面多电台冗余结构及方法，该方法为：在地面机柜中增加一个第三电台，第三电台的设备接口一分为二，分别连接第一地面主机和第二地面主机，第三电台的无线频点与第一电台和第二电台的无线频点不一致，这样就可以实现一个地面机柜覆盖两个无线频点的目的，同时满足主备机冗余的需求。与现有技术相比，本发明提供的方法可以解决远距离或有遮挡情况下的无线通信问题，且不需要增加地面机柜，也可以减少中继机柜的投入，保证了地面与车载之间信息交换的实时性与准确性，同时降低了建设成本及后期维护难度。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线调车机车信号和监控系统，尤其是涉及一种无线调车机车信号和监控系统地面多电台冗余结构及方法。
背景技术
无线调车机车信号和监控系统(STP)是一种保证车站调车作业安全的重要行车安全系统。STP系统包括地面和车载两部分，两部分之间通过无线传输的方式实现信息交换：地面部分将站场信息处理变为车载部分所需要的信息，通过无线电台将信息传输给车载部分，车载部分则根据这些实时信息控制机车，从而到达行车安全的目的。
STP系统的地面主机通常为双路冗余主备机，即地面主机由主用机和备用机组成，一个地面机柜配置两个电台，覆盖一个无线频点，电台负责地面和车载之间的无线通信。如图1所示，地面主机A为主用机，地面主机B为备用机，地面主机A通过串口与电台A进行通信连接，地面主机B通过串口与电台B进行通信连接，电台A和电台B的频点一致，均为频点F1，地面主机A与地面主机B之间通过串口和NET网络进行信息同步。地面主机A与电台A之间进行信息的双向收发，地面主机B只从电台B接收信息。
上述技术方案应用在大型车站或者有隧道、建筑物遮挡的车站时，由于单个地面机柜的电台频点覆盖区域范围有限，会产生无线通信信号差的问题，一般有两种常用的解决方法：一种方法是增加地面机柜来控制不同的区域；另一种方法是增加中继机柜来实现远距离信息传输，但有时增加一套中继机柜只适合远距离无遮挡的情况，当有隧道或遮挡建筑物存在时，需要增加两套甚至以上的中继机柜才能解决问题，而且各中继机柜中间还需要增加光纤通道进行连接。
由此可知，目前既有的两种方法不仅会增加建设成本，而且也不利于后期的设备维护。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无线调车机车信号和监控系统地面多电台冗余结构及方法，该技术不需要增加地面机柜，也可以减少中继机柜的投入，通过在原本的单个地面机柜中增加一个电台，即可解决由于无线频点覆盖区域有限导致的无线通信信号差的问题，该方法适用于大型车站以及有隧道或建筑物遮挡的的车站。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种无线调车机车信号和监控系统地面多电台冗余结构，所述的无线调车机车信号和监控系统包括第一地面主机和第二地面主机，其特征在于，所述的冗余结构包括第一电台、第二电台和第三电台，所述的第一电台与第一地面主机连接，所述的第二电台与第二地面主机，所述的第三电台分别连接第一地面主机和第二地面主机，且所述的第一电台和第二电台的无线频点相同，所述的第三电台的无线频点与第一电台和第二电台的无线频点不同。
优选地，所述的第一电台通过RS232串口与第一地面主机连接。
优选地，所述的第二电台通过RS232串口与第二地面主机连接。
优选地，所述的第三电台通过RS485串口与第一地面主机连接。
优选地，所述的第三电台通过RS485串口与第二地面主机连接。
一种无线调车机车信号和监控系统地面多电台冗余方法，该方法为：在地面机柜中增加一个第三电台，第三电台的设备接口一分为二，分别连接第一地面主机和第二地面主机，第三电台的无线频点与第一电台和第二电台的无线频点不一致。
优选地，所述的第一地面主机为主用机，所述第二地面主机为备用机，所述第一地面主机与第二地面主机之间通过串口和NET网络进行连接以实现信息同步；
所述第一电台与所述第一地面主机的第一串口连接，所述第二电台与所述第二地面主机的第一串口连接，所述第三电台分别与所述第一地面主机的第二串口和所述第二地面主机的第二串口连接；
所述第一地面主机与所述第一电台之间是双向信息收发，所述第二地面主机与所述第二电台之间是单向信息接收；
所述第一地面主机与所述第三电台之间是双向信息收发，所述第二地面主机与所述第三电台之间是单向信息接收；
所述第一电台和所述第二电台的无线频点一致，均为第一频点，所述第三电台的无线频点为第二频点。
优选地，所述的方法具体为：
情况1)在机车没有被监控的情况下，只包括地面发送信息的过程；
所述地面发送信息的过程为：第一地面主机每周期通过其第一串口和第二串口发送地面信息给第一电台和第三电台，第一电台将接收到的地面信息发送给第一机车，第三电台将接收到的地面信息发送给第二机车，这种情况下，第二地面主机不发送任何信息；
情况2)在对机车进行监控的情况下，包括地面发送信息、地面车载信息交换以及地面交互同步三个过程；
所述地面发送信息的过程为：第一地面主机每周期通过其第一串口和第二串口发送地面信息给第一电台和第三电台，第一电台将接收到的地面信息发送给第一机车，第三电台将接收到的地面信息发送给第二机车；
所述地面车载信息交换的过程为：第一地面主机通过第一电台将地面信息发送给第一机车，第一机车则通过第一电台和第二电台将车载信息分别发送给第一地面主机和第二地面主机；
第一地面主机通过第三电台将地面信息发送给第二机车，第二机车则通过第三电台将车载信息分别发送给第一地面主机和第二地面主机；
所述地面交互同步的过程为：第一地面主机和第二地面主机接收到各自的车载信息之后，会通过串口及NET网络进行信息交互，以保证第一地面主机与第二地面主机之间的信息同步。
优选地，所述情况1)中的地面信息为站场码位信息；
所述情况2)中的地面信息包括站场码位、入网回执和进路控制信息，所述情况2)中的车载信息包括入网申请和控制回执信息；
所述情况1)中的第一机车位于第一频点覆盖区域内作业，所述情况1)中的第二机车位于第二频点覆盖区域内作业；
所述情况2)中的第一机车位于第一频点覆盖区域内作业，所述情况2)中的第二机车位于第二频点覆盖区域内作业。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明通过增加一个电台的方式，实现了一个地面机柜覆盖两个无线频点的目的，不需要额外增加地面机柜，实施方案简单，且同时兼顾了地面主机的主备机冗余需求；
2)本发明极大的减少了中继设备的投入安装，降低了建设成本，更有利于后期维护；
3)本发明有效的解决了远距离或有遮挡情况下的无线通信问题，提高了系统的可靠性，保证了地面与车载之间信息交换的实时性和准确性。
附图说明
图1为STP系统地面多电台传统冗余设计的结构示意图；
图2为本发明的STP系统地面多电台冗余设计的结构示意图；
图3为本发明的地面与车载之间信息交换示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，地面机柜中包括地面主机A、地面主机B、电台A、电台B和电台C，其中电台C即为新增加的电台。电台A通过R232与地面主机A的串口A-S1连接，电台B通过R232与地面主机B的串口B-S1连接，电台C通过R485分别与地面主机A的串口A-S2和地面主机B的串口B-S2连接，店面主机A与地面主机B之间通过串口和NET网络进行连接。
地面主机A是主用机，能够和电台A进行信息的双向收发，也能和电台C进行信息的双向收发；
地面主机B是备用机，只能接收由电台B和电台C传送的信息，而不发送信息给电台B和电台C；
地面主机A与地面主机B之间能进行信息的交互同步。
电台A与电台B的无线频点均为频点F1；
电台C的无线频点为频点F2。
如图2所示，电台A和电台B的无线频点为频点F1，电台C的无线频点为频点F2，机车1位于区域Z1内作业，机车2位于区域Z2内作业，其中区域Z1为频点F1覆盖的区域范围，区域Z2为频点F2覆盖的区域范围。
地面主机A通过电台A和电台C，实现与机车1、机车2之间的信息交换；
地面主机B则通过电台B和电台C，接收来自机车1和机车2的信息；
地面主机A与地面主机B通过串口和NET网络实现信息交互同步。
具体流程为：
1)在机车没有被监控的情况下，只包括地面发送信息的过程：
地面主机A每周期通过串口A-S1和串口A-S2发送站场码位信息给电台A和电台C，电台A将站场码位信息发送给机车1，电台C将站场码位信息发送给机车2，这种情况下，地面主机B不发送任何信息；
2)在对机车进行监控的情况下，包括地面发送信息、地面车载信息交换以及地面交互同步三个过程。
所述地面发送信息的过程为：地面主机A每周期通过串口A-S1和串口A-S2发送站场码位信息给电台A和电台C，电台A将接收到的站场码位信息发送给机车1，电台C将接收到的站场码位信息发送给机车2；
所述地面车载信息交换的过程为：机车1接收到站场码位信息之后，通过电台A和电台B将入网申请信息1分别发送给地面主机A和地面主机B，地面主机A在判断机车1满足入网条件之后，会通过电台A将入网回执信息1发送给机车1，使机车1被纳入监控，之后地面主机A通过电台A实时发送进路控制信息1给机车1，机车1则通过电台A和电台B将控制回执信息1分别发送给地面主机A和地面主机B；
机车2接收到站场码位信息之后，通过电台C将入网申请信息2发送给地面主机A和地面主机B，地面主机A在判断机车2满足入网条件后，会通过电台C将入网回执信息2发送给机车2，使机车2被纳入监控，之后地面主机A通过电台C实时发送进路控制信息2给机车2，机车2则通过电台C将控制回执信息2分别发送给地面主机A和地面主机B；
所述地面交互同步的过程为：地面主机A和地面主机B接收到机车1和机车2的信息之后，会通过串口及NET网络进行信息交互，以保证地面主机A与地面主机B之间的信息同步。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种无线调车机车信号和监控系统地面多电台冗余结构，所述的无线调车机车信号和监控系统包括第一地面主机和第二地面主机，其特征在于，所述的冗余结构包括第一电台、第二电台和第三电台，所述的第一电台与第一地面主机连接，所述的第二电台与第二地面主机，所述的第三电台分别连接第一地面主机和第二地面主机，且所述的第一电台和第二电台的无线频点相同，所述的第三电台的无线频点与第一电台和第二电台的无线频点不同。
2.根据权利要求1所述的多电台冗余结构，其特征在于，所述的第一电台通过RS232串口与第一地面主机连接。
3.根据权利要求1所述的多电台冗余结构，其特征在于，所述的第二电台通过RS232串口与第二地面主机连接。
4.根据权利要求1所述的多电台冗余结构，其特征在于，所述的第三电台通过RS485串口与第一地面主机连接。
5.根据权利要求1所述的多电台冗余结构，其特征在于，所述的第三电台通过RS485串口与第二地面主机连接。
6.一种无线调车机车信号和监控系统地面多电台冗余方法，其特征在于，该方法为：在地面机柜中增加一个第三电台，第三电台的设备接口一分为二，分别连接第一地面主机和第二地面主机，第三电台的无线频点与第一电台和第二电台的无线频点不一致。
7.根据权利要求1所述的冗余方法，其特征在于，所述的第一地面主机为主用机，所述第二地面主机为备用机，所述第一地面主机与第二地面主机之间通过串口和NET网络进行连接以实现信息同步；
所述第一电台与所述第一地面主机的第一串口连接，所述第二电台与所述第二地面主机的第一串口连接，所述第三电台分别与所述第一地面主机的第二串口和所述第二地面主机的第二串口连接；
所述第一地面主机与所述第一电台之间是双向信息收发，所述第二地面主机与所述第二电台之间是单向信息接收；
所述第一地面主机与所述第三电台之间是双向信息收发，所述第二地面主机与所述第三电台之间是单向信息接收；
所述第一电台和所述第二电台的无线频点一致，均为第一频点，所述第三电台的无线频点为第二频点。
8.根据权利要求7所述的冗余方法，其特征在于，所述的方法具体为：
情况1)在机车没有被监控的情况下，只包括地面发送信息的过程；
所述地面发送信息的过程为：第一地面主机每周期通过其第一串口和第二串口发送地面信息给第一电台和第三电台，第一电台将接收到的地面信息发送给第一机车，第三电台将接收到的地面信息发送给第二机车，这种情况下，第二地面主机不发送任何信息；
情况2)在对机车进行监控的情况下，包括地面发送信息、地面车载信息交换以及地面交互同步三个过程；
所述地面发送信息的过程为：第一地面主机每周期通过其第一串口和第二串口发送地面信息给第一电台和第三电台，第一电台将接收到的地面信息发送给第一机车，第三电台将接收到的地面信息发送给第二机车；
所述地面车载信息交换的过程为：第一地面主机通过第一电台将地面信息发送给第一机车，第一机车则通过第一电台和第二电台将车载信息分别发送给第一地面主机和第二地面主机；
第一地面主机通过第三电台将地面信息发送给第二机车，第二机车则通过第三电台将车载信息分别发送给第一地面主机和第二地面主机；
所述地面交互同步的过程为：第一地面主机和第二地面主机接收到各自的车载信息之后，会通过串口及NET网络进行信息交互，以保证第一地面主机与第二地面主机之间的信息同步。
9.根据权利要求8所述的冗余方法，其特征在于，所述情况1)中的地面信息为站场码位信息；
所述情况2)中的地面信息包括站场码位、入网回执和进路控制信息，所述情况2)中的车载信息包括入网申请和控制回执信息；
所述情况1)中的第一机车位于第一频点覆盖区域内作业，所述情况1)中的第二机车位于第二频点覆盖区域内作业；
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