CN110677835A - 一种双网融合的列控无线通信系统及方法 - Google Patents

一种双网融合的列控无线通信系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双网融合的列控无线通信系统及方法，系统包括双模电台，所述双模电台包括控制板、第一通信单元和第二通信单元；所述控制板分别与所述第一通信单元和所述第二通信单元连接，用于根据网络切换命令选择所述第一通信单元或所述第二通信单元进行ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；所述第一通信单元用于通过第一无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；所述第二通信单元用于通过第二无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；所述第一无线通信网络、所述第二无线通信网络为两种不同的无线通信网络。本发明实现了列控业务的双网共同承载。

Description

一种双网融合的列控无线通信系统及方法
技术领域
本发明属于铁路通信技术领域，特别涉及一种双网融合的列控无线通信系统及方法。
背景技术
现有技术GSM-R，属于窄带通信技术，速率一般为2400-9600b/s，承载语音业务以及少量的数据业务，这让GSM-R技术发展新的业务变得非常困难。基于LTE网络的通信方式是目前应用最为广泛的通信手段，俗称4G，具有更快的速度，更高业务承载能力，频谱利用率高，LTE设备接入LTE网络的速度也更快。LTE-R网络是专用于铁路通信的LTE网络。随着通信技术的发展，基于GSM-R网络的通信技术必将会在5-10年的时间内逐渐退出使用，CTCS-3(简称C3)以及其他列控系统必须发展现有更为先进的LTE-R网络通信技术，进行更新换代。在相当长时间内，LTE-R将与GSM-R网络共存，在双网共存阶段，如何实现C3列控业务的双网共同承载，是业界亟需解决的重要问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种双网融合的列控无线通信系统，所述列控无线通信系统包括双模电台，所述双模电台包括控制板、第一通信单元和第二通信单元；
所述控制板分别与所述第一通信单元和所述第二通信单元连接，用于根据网络切换命令选择所述第一通信单元或所述第二通信单元来实现ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第一通信单元用于通过第一无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第二通信单元用于通过第二无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第一无线通信网络、所述第二无线通信网络为两种不同的无线通信网络。
进一步地，所述列控无线通信系统还包括无线传输单元；
所述无线传输单元根据网络切换命令控制所述控制板选择所述第一通信单元或所述第二通信单元来实现ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信。
进一步地，所述无线传输单元与所述无线闭塞中心地面设备间的通信协议包括ALE层，所述ALE层用于管理不同的网络连接，在相邻所述无线闭塞中心切换时，所述无线传输单元同时与两个所述无线闭塞中心地面设备连接。
进一步地，所述系统包括两个所述双模电台，分别为第一双模电台、第二双模电台。
进一步地，所述系统包括无线传输单元；
所述无线传输单元用于根据网络切换命令选择所述第一双模电台或第二双模电台建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信。
进一步地，所述第一无线通信网络为GSM-R网络，所述第二无线通信网络为LTE-R网络。
一种双网融合的列控无线通信方法，包括：
接收网络切换命令；
通过控制板选择第一通信单元或第二通信单元作为建立网络连接的通信连接单元；
控制所述通信连接单元建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第一通信单元用于基于第一无线通信网络的ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间建立网络通信；所述第二通信单元用于基于第二无线通信网络的ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间建立网络通信；
所述第一无线通信网络、所述第二无线通信网络为两种不同的无线通信网络。
进一步地，所述通过控制板选择第一通信单元或第二通信单元作为建立网络连接的通信连接单元，包括：
控制无线传输单元接收网络切换命令；
控制所述无线传输单元根据所述网络切换命令发送控制指令到所述控制板；
通过所述控制指令选择所述第一通信单元或所述第二通信单元为通信连接单元。
进一步地，方法还包括：
选择第一双模电台或所述第二双模电台作为通信连接平台；
所述第一双模电台和所述第二双模电台均包括各自的所述第一通信单元、所述第二通信单元和所述控制板。
进一步地，所述选择第一双模电台或所述第二双模电台作为通信连接平台包括：
在所述第一双模电台已经用于第一网络连接时，控制所述第二双模电台根据网络切换命令选择其第一通信单元或第二通信单元建立第二网络连接；和/或
在所述第二双模电台已经用于第一网络连接时，控制所述第一双模电台根据网络切换命令选择其第一通信单元或第二通信单元建立第二网络连接；
所述第一网络连接为ATP车载设备与第一无线闭塞中心地面设备的网络连接；
所述第二网络连接为ATP车载设备与第二无线闭塞中心地面设备的网络连接。
进一步地，所述ATP车载设备与所述第二无线闭塞中心地面设备连接成功后，控制断开所述ATP车载设备与所述第一无线闭塞中心地面设备的连接。
进一步地，所述第一无线通信网络为GSM-R网络，所述第二无线通信网络为LTE-R网络。
本发明的双网融合的列控无线通信系统及方法能够支持LTE-R和GSM-R双重网络，实现了双网共存阶段C3列控业务的双网共同承载，为C3列控系统由GSM-R网络向LTE-R网络的过渡提供了可行的解决方案。
通过两个双模电台的设置，可以实现任意两种网络的相邻RBC之间的网络切换，并能够实现切换过程中出现同时连接，以保证连接下一个RBC后才断开上一个RBC的连接，提高了安全性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据现有技术的基于GSM-R网络的C3列控系统示意图；
图2示出了根据本发明实施例的多网融合的列控无线通信系统示意图；
图3示出了根据现有技术的基于GSM-R网络的列控通信协议栈示意图；
图4示出了根据本发明实施例的基于LTE-R网络的列控通信协议栈示意图；
图5示出了根据本发明实施例的双网融合的列控无线通信方法的流程示意图；
图6示出了根据本发明实施例的相邻两个LTE-R网络切换的场景示意图；
图7示出了根据本发明实施例的相邻GSM-R、LTE-R网络切换的场景示意图；
图8示出了根据本发明实施例的相邻LTE-R、GSM-R网络切换的场景示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，现有基于GSM-R网络的C3列控系统包括列车自动防护系统ATP(automatic train protection)车载设备、无线闭塞中心RBC地面设备和GSM-R(GlobalSystem for Mobile Communications-Railway)网络，ATP车载设备、无线闭塞中心RBC地面设备通过GSM-R网络来实现双向信息传输。其中，ATP车载设备、无线闭塞中心RBC地面设备支持GSM-R网络，ATP车载设备包括主控单元、无线传输单元RTU和电台MT，主控单元作为ATP车载设备的核心控制模块，接收和处理列车安全运行信息，发送列车位置、速度等信息；无线传输单元RTU用于双向传输列控信息；电台MT支持GSM-R网络，具有GSM-R网络频段的天线。GSM-R网络主要由基站BTS、基站控制器BSC、码率速率适配单元TRAU、移动交换中心MSC等设备组成。ATP车载设备通过电台MT进行拨号，通过Um接口将数据发送到基站BTS，然后经过基站控制器BSC、码率速率适配单元TRAU、移动交换中心MSC，最后呼叫无线闭塞中心RBC地面设备进行连接；无线闭塞中心RBC地面设备向ATP车载设备发送数据时，也经过上述GSM-R网络的设备，将数据发送到ATP车载设备。
GSM-R系统包括上述GSM-R网络和电台MT，GSM-R系统与无线传输单元RTU的通信接口为IGSM-R接口，GSM-R系统与无线闭塞中心RBC地面设备的通信接口为PRI接口。其中，IGSM-R接口用于传输电台MT与无线传输单元RTU间的呼叫建立、数据传输、呼叫清除等信息；PRI接口用于传输GSM网络的移动交换中心MSC与无线闭塞中心RBC间的呼叫建立、数据传输、呼叫清除等信息。
对于现有基于GSM-R网络的C3列控系统，ATP车载设备与无线闭塞中心RBC地面设备通过GSM-R网络建立CSD(电路交换数据传送方式)连接。示例性的，ATP车载设备向无线闭塞中心RBC地面设备传输数据时，无线传输单元RTU生成HDLC帧，由电台MT、GSM-R网络进行面向字节流的透明传输，传送至无线闭塞中心RBC地面设备。
本发明提供了一种双网融合的列控无线通信方法及系统，但不限于两种无线通信网络的融合，还可适用于多种无线通信网络下车地通信，本发明实施例以双网融合进行示例性说明。
本发明实施例一种双网融合的列控无线通信系统主要包括ATP车载设备、无线闭塞中心RBC地面设备和无线通信网络，ATP车载设备、无线闭塞中心RBC地面设备可同时支持两种不同网络协议的无线通信网络，包括:第一无线通信网络、第二无线通信网络。示例性的，两种不同网络协议的无线通信网络分别为GSM-R网络、LTE-R网络。在GSM-R覆盖线路，ATP车载设备通过GSM-R网络与接入GSM-R网络的无线闭塞中心RBC地面设备建立连接，在LTE-R覆盖线路，ATP车载设备通过LTE-R网络与接入LTE-R网络的RBC建立连接。ATP车载设备包括主控单元、无线传输单元RTU和多模电台，主控单元作为ATP车载设备的核心控制模块，接收和处理列车安全运行信息，发送列车位置、速度等信息；无线传输单元RTU分别与主控单元、多模电台连接，双向传输列控信息；多模电台是支持多种无线通信网络的电台，具有支持多种无线通信网络频段的天线。无线闭塞中心RBC地面设备与ATP车载设备相适应，分为支持不同无线通信网络的RBC。无线传输单元RTU根据ATP主控单元的请求对多模电台执行控制指令，控制多模电台连接无线闭塞中心RBC或者断开无线闭塞中心RBC。
示例性的，如图2所示，本发明列控无线通信系统中，双网无线通信网络由GSM-R、LTE-R两种无线通信网络组成，多模电台为支持GSM-R、LTE-R网络的两个双模电台，分别为第一双模电台、第二双模电台。无线传输单元RTU通过RS-422接口分别与两个双模电台连接，每个双模电台包括控制板、第一通信单元和第二通信单元。示例性的，第一通信单元和第二通信单元分别为GSM-R通道、LTE-R通道，不限定通道类型与第一、第二等序号的对应关系。在另外的实施例中，也可以根据需要选择其他类型的网络通道，如第一通信单元为LTE-R通道，第二通信单元为基于5G的铁路通信通道等。控制板为包含控制程序的卡板，可以是CPU、集成电路板等。控制板根据无线传输单元RTU的控制命令决定使用GSM-R通道或LTE-R通道，GSM-R通道或LTE-R通道通过相应频段的天线与无线通信网络建立连接。无线闭塞中心RBC地面设备分为支持GSM-R网络的RBC和支持LTE-R的RBC，其中，支持GSM-R网络的RBC采用的是现有技术方案，接入GSM-R网络的通信协议包括数据链路层(HDLC)、网络层(T.70)、传输层(X.244)、安全层和应用层，如图3所示；支持LTE-R的无线闭塞中心RBC通过对等协议以有线的方式接入LTE-R网络，对等协议包括IP层、TCP层、ALE层、安全层和C3应用层，如图4所示。LTE-R网络的无线通信网络信号经过支持LTE-R的基站BTS转换为有线网络信号，以与支持LTE-R的RBC有线连接。
具体的，列车每行驶到下一个无线闭塞中心RBC时，需要将当前连接的无线通信网络切换为下一个无线闭塞中心RBC覆盖的网络。通常在下一个无线闭塞中心RBC边界前方及边界点设置预告应答器和切换应答器等地面应答器，地面应答器是一种能向ATP车载设备发送报文信息的传输设备，一般用来发送线路参数和临时限速等信息。本发明中地面应答器存储无线闭塞中心RBC对应区段所覆盖的无线通信网络信息和网络切换命令，其中，无线通信网络信息包括GSM-R和/或LTE-R网络信息。ATP车载设备的应答器天线接收地面应答器发送的无线通信网络信息，获取网络切换的命令，并将网络切换命令上传到ATP车载设备的主控单元，无线传输单元RTU根据网络切换命令生成相应的控制命令，双模电台的控制板根据上述控制命令选择GSM-R通道或者LTE-R通道。
对应于上述图1所示的现有基于GSM-R网络的C3列控系统，LTE-R系统与无线传输单元RTU的通信接口为IGSM-R接口，LTE-R系统与无线闭塞中心RBC地面设备的通信接口为SGI接口，如图2所示。其中，IGSM-R接口用于传输双模电台与无线传输单元RTU间的呼叫建立、数据传输、呼叫清除等信息；SGI接口用于传输LTE-R网络的移动交换中心MSC与无线闭塞中心RBC间的呼叫建立、数据传输、呼叫清除等信息。
图3是C3列控系统中基于GSM-R网络传输的车地通信协议，包括数据链路层(HDLC)、网络层、传输层(X.224)、安全层和应用层。其中，安全层根据所传输的数据类型，为列控数据增加一个报头和MAC(有的不存在MAC域)；传输层给数据增加一个报头，然后根据数据长度，必要时，对数据进行分段/重组；网络层对数据进行分段，每段最大长度为32字节，然后加上两个字节的报头；数据链路层将根据数据类型及应用的帧格式(HDLC)，对数据进行封装；最后，将封装好的数据提交给GSM-R系统传输。
LTE-R网络连接时ATP车载设备与无线闭塞中心RBC地面设备的协议栈分布如图4所示，连接管理层是协议栈的应用部分，负责整个协议栈的调度，以及GSM-R和LTE-R网络的切换工作；安全层保证车地数据的安全通信；ALE层负责管理不同的网络连接，并且支持在LTE-R网络下相邻无线闭塞中心RBC切换时，同时与两个无线闭塞中心RBC连接；无线传输单元RTU内置LWIP协议栈，支持TCP/IP协议，以及数据链路层的PPP协议；物理层负责RS-422接口数据的接收和发送工作。
发起LTE-R网络连接时，无线传输单元RTU通过预定的AT指令控制双模电台从命令模式转换为数据模式，双模电台转入数据模式后，无线传输单元RTU向双模电台发起PPP连接，PPP连接成功后，双模电台成为数据透传设备，并将从网络侧获取的本地IP地址经PPP链路发给无线传输单元RTU，随后双模电台将转发无线传输单元RTU发起的TCP握手数据包，无线传输单元RTU与对应IP的无线闭塞中心RBC地面设备建立TCP连接，该IP同样来源于地面应答器，后续建立安全层及应用层的连接。整个连接建立的时间约为15s。当需要断开连接时，在收到ATP车载设备或无线闭塞中心RBC地面设备应用的断开请求后进入断开流程。
值得注意的是，基于GSM-R系统的车地通信是建立在CSD连接上的面向字节流的透明数据传输，而基于LTE-R系统的车地通信是建立在TCP连接上的IP数据包的数据传输，与移动通信网的IP化发展方向一致。
本发明多网融合的列控无线通信系统支持LTE-R和GSM-R双重网络，实现了双网共存阶段C3列控业务的双网共同承载，为C3列控系统由GSM-R网络向LTE-R网络的过渡提供了可行的解决方案。
基于上述列控无线通信系统，本发明提出了一种双网融合的列控无线通信方法，包括：
(1)接收网络切换命令；
(2)通过控制板选择第一通信单元或第二通信单元作为建立网络连接的通信连接单元；具体包括：
控制无线传输单元接收网络切换命令；
控制所述无线传输单元根据所述网络切换命令发送控制指令到所述控制板；
通过所述控制指令选择所述第一通信单元或所述第二通信单元为通信连接单元。
(3)控制所述通信连接单元建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
其中，第一通信单元用于基于第一无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；第二通信单元用于基于第二无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第一无线通信网络、所述第二无线通信网络为两种不同的无线通信网络，本发明实施例中，第一无线通信网络为GSM-R网络，第二无线通信网络为LTE-R网络。本发明不限制网络的类型，并且不限制“第一、第二”的次序，这里仅表示两种无线通信网络的类型不同，即在另外的实施例中，也可以是第二无线通信网络为GSM-R网络，第一无线通信网络为LTE-R网络。
优选地，本发明实施例的双网融合的列控无线通信方法还包括：
选择第一双模电台或所述第二双模电台作为通信连接平台；
其中，第一双模电台和第二双模电台均包括各自的所述第一通信单元、所述第二通信单元和所述控制板。
采用两个双模电台的方式进行通信控制时，能够在任意两个相邻RBC之间(无论两个RBC的网络类型是否相同)实现无缝衔接的网络切换，具体地：
在所述第一双模电台已经用于第一网络连接时，控制所述第二双模电台根据网络切换命令选择其第一通信单元或第二通信单元建立第二网络连接；
在所述第二双模电台已经用于第一网络连接时，控制所述第一双模电台根据网络切换命令选择其第一通信单元或第二通信单元建立第二网络连接；
所述第一网络连接为ATP车载设备与第一无线闭塞中心地面设备的网络连接；
所述第二网络连接为ATP车载设备与第二无线闭塞中心地面设备的网络连接。
不失一般性地，第一无线闭塞中心地面设备和第二无线闭塞中心地面设备为两个相邻RBC。
ATP车载设备与所述第二无线闭塞中心地面设备连接成功后，控制断开所述ATP车载设备与所述第一无线闭塞中心地面设备的连接。
下面结合图5，通过列车ATP接收地面应答器命令后的网络切换场景对上述方法做进一步说明。主要包括以下步骤：
步骤一：ATP车载设备通过地面应答器获取网络切换的命令。
具体的，在无线闭塞中心RBC边界前方及边界点设置预告应答器和切换应答器等地面应答器，地面应答器是一种能向ATP车载设备发送报文信息的传输设备，一般用来发送线路参数和临时限速等信息。本发明中地面应答器存储无线闭塞中心RBC对应区段所覆盖的无线通信网络信息和网络切换命令，其中，无线通信网络信息包括GSM-R和/或LTE-R网络信息。ATP车载设备的应答器天线接收地面应答器发送的无线通信网络信息，获取网络切换的命令，并将网络切换命令上传到ATP车载设备的主控单元，主控单元发送网络切换命令到无线传输单元RTU，无线传输单元RTU根据网络切换命令生成相应的控制命令，控制板根据上述控制命令选择第一通信单元或第二通信单元。示例性的，第一通信单元和第二通信单元分别为GSM-R通道、LTE-R通道。
步骤二：双模电台根据网络切换命令选择GSM-R通道或LTE-R通道与第二无线闭塞中心RBC地面设备建立连接。
设相邻两个无线闭塞中心RBC分别为第一无线闭塞中心RBC、第二无线闭塞中心RBC，每个无线闭塞中心RBC区段由GSM-R和/或LTE-R网络覆盖，列车当前运行在第一无线闭塞中心RBC区段，ATP车载设备通过第一双模电台与第一无线闭塞中心RBC地面设备处于网络连接状态。
当列车运行至下一个无线闭塞中心RBC(第二无线闭塞中心RBC)区段时，控制板根据网络切换命令控制第一双模电台或另一个未连接的双模电台(第二双模电台)选择GSM-R通道或LTE-R通道，与第二无线闭塞中心RBC建立GSM-R或LTE-R网络连接。
示例性的，第一无线闭塞中心RBC区段无线覆盖网络为GSM-R网络，ATP车载设备通过第一双模电台的GSM-R通道与第一无线闭塞中心RBC地面设备处于网络连接状态。第二无线闭塞中心RBC区段无线覆盖网络为LTE-R网络，第二无线闭塞中心RBC的地面应答器预设网络切换命令，本发明中网络切换命令是指车载设备切换连接的地面目标RBC的命令，网络切换命令包括目标RBC的网络连接信息，如IP和支持的网络类型。当列车运行至第二无线闭塞中心RBC区段时，第一双模电台的控制板根据上述网络切换命令，控制第一双模电台选择LTE-R通道，LTE-R通道通过LTE-R频段的天线与LTE-R网络的基站BTS建立无线连接。
示例性的，第一无线闭塞中心RBC区段无线覆盖网络为LTE-R网络，ATP车载设备通过第一双模电台的LTE-R通道与第一无线闭塞中心RBC地面设备处于网络连接状态。第二无线闭塞中心RBC区段无线覆盖网络为LTE-R网络，第二无线闭塞中心RBC的地面应答器预设网络切换命令为：切换为LTE-R网络。当列车运行至第二无线闭塞中心RBC区段时，第二双模电台的控制板根据上述网络切换命令，控制第二双模电台选择LTE-R通道，LTE-R通道通过LTE-R频段的天线与LTE-R网络的基站BTS建立无线连接。
示例性的，第一无线闭塞中心RBC区段无线覆盖网络为GSM-R网络，ATP车载设备通过第一双模电台的GSM-R通道与第一无线闭塞中心RBC地面设备处于网络连接状态。第二无线闭塞中心RBC区段无线覆盖网络为LTE-R网络，第二无线闭塞中心RBC的地面应答器预设网络切换命令为：切换为LTE-R网络。当列车运行至第二无线闭塞中心RBC区段时，第二双模电台的控制板根据上述网络切换命令，控制第二双模电台选择LTE-R通道，LTE-R通道通过LTE-R频段的天线与LTE-R网络的基站BTS建立无线连接。
发起LTE-R网络连接时，无线传输单元RTU通过预定的AT指令让双模电台从命令模式转换为数据模式，双模电台转入数据模式后，无线传输单元RTU向双模电台发起PPP连接，PPP连接成功后，双模电台成为数据透传设备，并将从网络侧获取的本地IP经PPP链路发给RTU地面设备，随后双模电台将转发RTU地面设备发起的TCP握手包，无线传输单元RTU与对应IP的无线闭塞中心RBC地面设备建立TCP连接，该IP同样来源于地面应答器，后续建立安全层及应用层的连接。整个连接建立的时间约为15s。
示例性的，第二无线闭塞中心RBC区段同时覆盖GSM-R网络、LTE-R网络，第二无线闭塞中心RBC的地面应答器预设网络切换命令为：切换为GSM-R网络，支持GSM-R和LTE-R网络的第二无线闭塞中心RBC地面设备预设为与本区段无线覆盖网络GSM-R网络保持连接。当列车运行至第二无线闭塞中心RBC区段时，第二双模电台的控制板根据上述网络切换命令，控制第一双模电台选择GSM-R通道，GSM-R通道通过GSM-R频段的天线与GSM-R网络的基站BTS建立无线连接。由此，ATP车载设备与无线闭塞中心RBC地面设备建立起基于第一无线闭塞中心RBC区段无线覆盖网络GSM-R网络的连接。
值得注意的是，基于GSM-R系统的车地通信是面向字节流的透明数据传输，而基于LTE-R系统的车地通信传输的是基于无线传输单元RTU与无线闭塞中心RBC地面设备间TCP连接的IP数据包，与移动通信网的IP化发展方向一致。
步骤三：双模电台断开与第一无线闭塞中心RBC地面设备的连接。
当双模电台与第二无线闭塞中心RBC成功连接后，ATP车载设备向第一无线闭塞中心RBC发送断开请求，双模电台的控制板根据ATP车载设备的网络切换命令断开与第一无线闭塞中心RBC的连接。
综上所述，在GSM-R覆盖线路，ATP车载设备通过GSM-R网络与接入GSM-R网络的无线闭塞中心RBC地面设备建立连接，在LTE-R覆盖线路，ATP车载设备通过LTE-R网络与接入LTE-R网络的RBC建立连接，部分具体网络切换场景如下：
切换场景一：图6示出了相邻两个LTE-R网络切换的场景，相邻两个无线闭塞中心RBC(第一无线闭塞中心RBC、第二无线闭塞中心RBC)对应区段均由LTE-R网络覆盖，列车当前运行在第一无线闭塞中心RBC区段，ATP车载设备通过第一双模电台与第一无线闭塞中心RBC地面设备处于LTE-R网络下TCP连接状态，当列车运行至下一个无线闭塞中心RBC(第二无线闭塞中心RBC)区段的边界前方或边界点时，ATP车载设备从地面应答器接收到切换无线闭塞中心RBC的命令，无线传输单元RTU将控制另一个未连接双模电台(第二双模电台)与第二无线闭塞中心RBC建立LTE-R网络下的TCP连接，第二无线闭塞中心RBC连接成功后，断开第一无线闭塞中心RBC的连接。
切换场景二：图7示出了相邻GSM-R、LTE-R网络切换的场景，相邻两个无线闭塞中心RBC(第一无线闭塞中心RBC、第二无线闭塞中心RBC)对应区段分别由GSM-R、LTE-R网络覆盖，列车当前运行在第一无线闭塞中心RBC区段，ATP车载设备通过第一双模电台与第一无线闭塞中心RBC地面设备处于GSM-R网络下CSD(电路交换数据传送方式)连接状态，当列车运行至下一个无线闭塞中心RBC(第二无线闭塞中心RBC)区段的边界前方或边界点时，ATP车载设备从地面应答器接收到切换无线闭塞中心RBC的命令，无线传输单元RTU将控制另一个未连接双模电台(第二双模电台)与第二无线闭塞中心RBC建立LTE-R网络下的TCP连接，第二无线闭塞中心RBC连接成功后，断开第一无线闭塞中心RBC的连接。
切换场景三：图8示出了相邻LTE-R、GSM-R网络切换的场景，相邻两个无线闭塞中心RBC(第一无线闭塞中心RBC、第二无线闭塞中心RBC)对应区段分别由LTE-R、GSM-R网络覆盖，列车当前运行在第一无线闭塞中心RBC区段，ATP车载设备通过第一双模电台与第一无线闭塞中心RBC地面设备处于LTE-R网络下TCP连接状态，当列车运行至下一个无线闭塞中心RBC(第二无线闭塞中心RBC)区段的边界前方或边界点时，ATP车载设备从地面应答器接收到切换无线闭塞中心RBC的命令，无线传输单元RTU将控制另一个未连接双模电台(第二双模电台)与第二无线闭塞中心RBC建立GSM-R网络下的CSD(电路交换数据传送方式)连接，第二无线闭塞中心RBC连接成功后，断开第一无线闭塞中心RBC的连接。
上述切换场景中，无线传输单元RTU与第二无线闭塞中心RBC的连接，与第一无线闭塞中心的断开是由ATP主控单元决策的，连接和断开的过程是由无线传输单元RTU执行的。
本发明优选地，以两个双模电台为例进行说明，在另外地实施例中，也可以直接采用一个双模电台或者更多个双模电台。采用一个双模电台，则可以有RTU直接控制该双模电台，切换连接RBC的过程可能需要先断开之前连接的RBC，但仍然能够实现对两种网络的RBC的连接的支持。
本发明多网融合的列控无线通信方法支持LTE-R和GSM-R双重网络，实现了双网共存阶段C3列控业务的双网共同承载，为C3列控系统由GSM-R网络向LTE-R网络的过渡提供了可行的解决方案。
通过两个双模电台的设置，可以实现任意两种网络的相邻RBC之间的网络切换，建立连接的双模电台不影响正在使用的双模电台，相互独立，并能够实现切换过程中出现同时连接，以保证连接下一个RBC后才断开上一个RBC的连接，提高了安全性。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种双网融合的列控无线通信系统，其特征在于，所述列控无线通信系统包括双模电台，所述双模电台包括控制板、第一通信单元和第二通信单元；
所述控制板分别与所述第一通信单元和所述第二通信单元连接，用于根据网络切换命令选择所述第一通信单元或所述第二通信单元来实现ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第一通信单元用于通过第一无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第二通信单元用于通过第二无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第一无线通信网络、所述第二无线通信网络为两种不同的无线通信网络。
2.根据权利要求1所述的列控无线通信系统，其特征在于，
所述列控无线通信系统还包括无线传输单元；
所述无线传输单元用于根据网络切换命令控制所述控制板选择所述第一通信单元或所述第二通信单元来实现ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信。
3.根据权利要求2所述的列控无线通信系统，其特征在于，
所述无线传输单元与所述无线闭塞中心地面设备间的通信协议包括ALE层，所述ALE层用于管理不同的网络连接，在相邻所述无线闭塞中心切换时，所述无线传输单元同时与两个所述无线闭塞中心地面设备连接。
4.根据权利要求1或3所述的列控无线通信系统，其特征在于，所述系统包括两个所述双模电台，分别为第一双模电台、第二双模电台。
5.根据权利要求4所述的列控无线通信系统，其特征在于，
所述系统包括无线传输单元；
所述无线传输单元用于根据网络切换命令选择所述第一双模电台或第二双模电台建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信。
6.根据权利要求1或2所述的列控无线通信系统，其特征在于，所述第一无线通信网络为GSM-R网络，所述第二无线通信网络为LTE-R网络。
7.一种双网融合的列控无线通信方法，其特征在于，所述列控无线通信方法包括：
接收网络切换命令；
通过控制板选择第一通信单元或第二通信单元作为建立网络连接的通信连接单元；
控制所述通信连接单元建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第一通信单元用于基于第一无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；所述第二通信单元用于基于第二无线通信网络建立ATP车载设备与无线闭塞中心地面设备间的网络通信；
所述第一无线通信网络、所述第二无线通信网络为两种不同的无线通信网络。
8.根据权利要求7所述的列控无线通信方法，其特征在于，
所述通过控制板选择第一通信单元或第二通信单元作为建立网络连接的通信连接单元，包括：
控制无线传输单元接收网络切换命令；
控制所述无线传输单元根据所述网络切换命令发送控制指令到所述控制板；
通过所述控制指令选择所述第一通信单元或所述第二通信单元为通信连接单元。
9.根据权利要求7所述的列控无线通信方法，其特征在于，还包括：
选择第一双模电台或所述第二双模电台作为通信连接平台；
所述第一双模电台和所述第二双模电台均包括各自的所述第一通信单元、所述第二通信单元和所述控制板。
10.根据权利要求7所述的列控无线通信方法，其特征在于，所述选择第一双模电台或所述第二双模电台作为通信连接平台包括：
在所述第一双模电台已经用于第一网络连接时，控制所述第二双模电台根据网络切换命令选择其第一通信单元或第二通信单元建立第二网络连接；和/或
在所述第二双模电台已经用于第一网络连接时，控制所述第一双模电台根据网络切换命令选择其第一通信单元或第二通信单元建立第二网络连接；
所述第一网络连接为ATP车载设备与第一无线闭塞中心地面设备的网络连接；
所述第二网络连接为ATP车载设备与第二无线闭塞中心地面设备的网络连接。
11.根据权利要求10所述的列控无线通信方法，其特征在于，
所述ATP车载设备与所述第二无线闭塞中心地面设备连接成功后，控制断开所述ATP车载设备与所述第一无线闭塞中心地面设备的连接。
12.根据权利要求7-10任一项所述的列控无线通信方法，其特征在于，所述第一无线通信网络为GSM-R网络，所述第二无线通信网络为LTE-R网络。
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