CN114189943A - 一种铁路数字列车无线调度通信方法、系统和可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种铁路数字列车无线调度通信方法、系统和可读存储介质，构建了一种基于数字移动无线通信(DigitalMobile Radio，DMR)双时隙的400MHz铁路数字列车无线调度通信系统，实现语音和数据业务并发，并扩展实现了基于位置寻址的语音个呼、寻呼等通信业务，与传统450MHz模拟无线列调相比，能有效提升无线列调通信能力。本发明在铁路不同的运用场景下，用户可根据工程需要选配。能够有效降低设备投资和维护成本。

Description

一种铁路数字列车无线调度通信方法、系统和可读存储介质

技术领域

本发明涉及数据通信领域，更具体的，涉及一种铁路数字列车无线调度通信方法、系统和可读存储介质。

背景技术

在当前支线、地方铁路主要基于450MHz模拟无线通信技术，实现无线列调车机联控大、小三角通信，存在频率资源利用率低、抗干扰能力差、设备老化等问题，大量线路面临更新改造但没有合适的技术装备的难题。由于国家对无线电频率重新做了规划和调整，铁路使用的450-470频段将被收回。450M模拟无线累到已不再允许新设台站。支线、地方铁路受到投资、维护、经济效益等因数影响，大量线路面临更新改造但没有合适的技术装备的难题。

因此，现有技术存在缺陷，急需改进。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种铁路数字列车无线调度通信方法、系统和可读存储介质。实现语音业务和数据业务传输信道分离，实现了语音和数据业务并发，能有效提升无线列调通信能力，满足铁路无线列调应用。

本发明第一方面提供了一种铁路数字列车无线调度通信方法，包括：

接收通信请求信息；

根据所述通信请求信息确定通信模式，得到通信模式信息；

将所述通信模式信息发送至列车终端，以进行数据通信；

其中，所述通信模式为通过两个时隙进行数据通信，第一时隙用于传输数据信息，第二时隙用于传输语音数据信息；所述通信模式根据通信请求信息确定第一时隙和第二时隙的占比。

本方案中，还包括：

接收设备启动或跨区切换请求信息；

所述启动或跨区切换请求信息包括列车所在车站、邻站名称、呼叫号码、工作频率信息中的一种或几种。

本方案中，还包括：

统计当前时间段内通信请求信息，判断当前业务种类与信道资源的占比；

根据当前业务种类与信道资源的占比，确定信道资源的分配和与列车的通信模式，得到第一通信模式信息；

将所述第一通信模式发送至预设终端。

本方案中，还包括：

列车端实时监测相邻频点的信号强度，得到每个频点的信号值；

判断当前通信频点的信号强度是否小于预设的信号阈值；

若小于，则将所述每个频点的信号值由大到小进行排序；

将信号值最大的频点作为切换频点，进行切换；

发送切换信息至预设终端。

本方案中，还包括：

在预设区域内设置一个车站站台为主站；

设置区别于主站的N个车站电台为从站；

配置主站和从站的通信模式，作为第二通信模式；

将所述第二通信模式发送至主站和从站。

本方案中，还包括：

获取历史通信数据信息；

对所述历史通信数据进行分析，得到通信神经网络模型；

将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息，作为第三通信模式；

将所述第三通信模式发送至预设终端，以进行通信模式的切换。

本发明第二方面提供了一种铁路数字列车无线调度通信系统，包括存储器和处理器，所述存储器中包括铁路数字列车无线调度通信方法程序，所述铁路数字列车无线调度通信方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

接收通信请求信息；

根据所述通信请求信息确定通信模式，得到通信模式信息；

将所述通信模式信息发送至列车终端，以进行数据通信；

其中，所述通信模式为通过两个时隙进行数据通信，第一时隙用于传输数据信息，第二时隙用于传输语音数据信息；所述通信模式根据通信请求信息确定第一时隙和第二时隙的占比。

本方案中，还包括：

接收设备启动或跨区切换请求信息；

所述启动或跨区切换请求信息包括列车所在车站、邻站名称、呼叫号码、工作频率信息中的一种或几种。

本方案中，还包括：

统计当前时间段内通信请求信息，判断当前业务种类与信道资源的占比；

根据当前业务种类与信道资源的占比，确定信道资源的分配和与列车的通信模式，得到第一通信模式信息；

将所述第一通信模式发送至预设终端。

本方案中，还包括：

列车端实时监测相邻频点的信号强度，得到每个频点的信号值；

判断当前通信频点的信号强度是否小于预设的信号阈值；

若小于，则将所述每个频点的信号值由大到小进行排序；

将信号值最大的频点作为切换频点，进行切换；

发送切换信息至预设终端。

本方案中，还包括：

在预设区域内设置一个车站站台为主站；

设置区别于主站的N个车站电台为从站；

配置主站和从站的通信模式，作为第二通信模式；

将所述第二通信模式发送至主站和从站。

本方案中，还包括：

获取历史通信数据信息；

对所述历史通信数据进行分析，得到通信神经网络模型；

将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息，作为第三通信模式；

将所述第三通信模式发送至预设终端，以进行通信模式的切换。

本发明第三方面公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括一种铁路数字列车无线调度通信方法程序，所述一种铁路数字列车无线调度通信方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的一种铁路数字列车无线调度通信方法的步骤。

本发明公开的一种铁路数字列车无线调度通信方法、系统和可读存储介质，构建了一种基于双时隙的400MHz铁路数字列车无线调度通信系统，实现语音和数据业务并发，并扩展实现了基于位置寻址的语音个呼、寻呼等通信业务，与传统450MHz模拟无线列调相比，能有效提升无线列调通信能力。本发明在铁路不同的运用场景下，用户可根据工程需要选配。能够有效降低设备投资和维护成本。

附图说明

图1示出了本发明一种铁路数字列车无线调度通信方法的流程图；

图2示出了本发明通信系统的原理框图；

图3示出了本发明一种铁路数字列车无线调度通信系统的框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了本发明一种铁路数字列车无线调度通信方法的流程图。

如图1所示，本发明第一方面公开了一种铁路数字列车无线调度通信方法，包括：

接收通信请求信息；

根据所述通信请求信息确定通信模式，得到通信模式信息；

将所述通信模式信息发送至列车终端，以进行数据通信；

其中，所述通信模式为通过两个时隙进行数据通信，第一时隙用于传输数据信息，第二时隙用于传输语音数据信息；所述通信模式根据通信请求信息确定第一时隙和第二时隙的占比。

需要说明的是，在列车进站或者切换区域时，往往会进行数据通信，以方便站台或者控制台获取列车的实时信息，在进行通信时，列车会发送通信请求信息，其中的通信请求信息包含建立连接请求、语音通话请求、数据传输请求、越区切换请求等。图2示出了本发明通信系统的原理框图，如图2所示，移动设备可以是机车电台、无线列调对讲设备、维护设备等，移动设备需要与站台或者中心系统进行数据通信，以便汇报和数据传输。无线接入设备包括了车站值班台，还可以包括车站电台、光纤直放站等，主要是与移动设备进行无线通信连接。中心系统包括中心设备、调度操作台，可以分配和确定通信模式，下发至无线接入设备和移动设备进行通信。局间互联包括其他铁路局的共用接口设备，以方便不同的铁路局进行数据互联互通。其中，机车位置管理功能，CIR(或机车电台)附着到新车站电台后，将位置更新信息发送给新车站电台；新车站电台更新归属机车列表，并同步给中心服务器、共用接口设备，通知原车站电台归属机车列表删除此机车CIR(或机车电台)位置信息。共用接口设备与相邻路局的共用接口设备互联，交互局间分界站的车站电台信息及归属CIR(或机车电台)信息。车站电台信道机工作在基站模式，采用双时隙工作方式，时隙1，也就是第一时隙，传输数据及控制信令；时隙2，也就是第二时隙，传输语音及与通话相关的控制信令。CIR(或机车电台)、无线列调对讲设备开机扫描所在频组的3个下行频点，以场强最优频点作为守候频点；空闲状态时周期侦测其他频点，当其他频点场强高于当前守候频点时，切换守候频点。当守候频点场强低于阈值时，扫描其他频点，以场强最优频点作为守候频点；CIR(或机车电台)、无线列调对讲设备连续X个周期扫描不到当前频组的频率时进入应急模式，使用应急频点通信；在应急模式下，扫描工作频组和应急频点，工作频组有信号，回到正常工作模式。CIR(或机车电台)、无线列调对讲设备单工工作方式。通话优先级分为两级，调度员通告优先级最高，其他通话优先级最低。高优先级通话可打断低优先通话；同优先级通话不能被打断。车站电台被占用时，除调度员通告外，其他业务不能打断该车站电台通话业务；车站值班员具有强拆占用通话功能。组呼通话建立后，车站电台在数据时隙周期发送通话信令，直到通话结束,支持迟后加入。个呼通话建立后，车站电台不在数据时隙周期发送通话信令。CIR(或机车电台)个呼通话时，正常执行越区位置更新，越区位置更新完成后，CIR(或机车电台)重新建立与原通话对象的通话。通话结束后，车站电台在语音时隙持续发送30秒通话结束信令，以保障未收到通话结束信令的用户及时结束通话。车站电台双工工作方式，下行频点常发；车站电台主动发送数据时，先发送前导码，保证移动设备扫描状态下接收到完整信令。

中心系统或者无线接入设备可以直接或者间接的确定通信模式，在确定通信模式时，是根据通信请求信息确定的。在确定了通信模式之后，可以发送至列车终端，也就是移动设备端，从而采用此时通信模式进行数据通信。其中，所述通信模式为通过两个时隙进行数据通信，第一时隙用于传输数据信息，第二时隙用于传输语音数据信息；所述通信模式根据通信请求信息确定第一时隙和第二时隙的占比。也就是说，第一时隙可以用于传输数据，包括调度命令、进路预告、无线车次号校核信息、状态信息等信息及控制信令；第二时隙可以传输语音及与通话相关的控制信令。本发明中，语音业务和数据业务分离，实现语音业务和数据业务并发，能有效提升无线列调通信能力，满足铁路无线列调应用。

根据本发明实施例，还包括：

接收设备启动或跨区切换请求信息；

所述启动或跨区切换请求信息包括列车所在车站、邻站名称、呼叫号码、工作频率信息中的一种或几种。

需要说明的是，当列车设备启动或者跨区切换时，往往新的区域要更新通信设备列表以及建立通信连接，本发明能够进行自动寻址和基于位置的一键呼叫。具体为，当设备启动或越区切换时，与地面中心系统进行数据交互，更新机车所在位置，同时获取列车所在车站、邻站名称、呼叫号码、工作频率等信息，实现呼叫自动寻址和基于位置的一键呼叫。

根据本发明实施例，还包括：

统计当前时间段内通信请求信息，判断当前业务种类与信道资源的占比；

根据当前业务种类与信道资源的占比，确定信道资源的分配和与列车的通信模式，得到第一通信模式信息；

将所述第一通信模式发送至预设终端。

需要说明的是，在大的车站或者通信资源不丰富的时候，可能会因为占用通信资源过多，导致无法正常通信的情况，本发明针对这种情况，可以采用扩展信道的方式。所述第一通信模式为分配了新的信道资源后的模式，其中，每个信道中的第一时隙和第二时隙也重新进行了分配。首先，先统计当前时间段内通信请求信息，判断当前业务种类与信道资源的占比，如果占比较大则说明此时网络拥挤，可能会导致通信中断，影响业务正常运行。其中，预设终端可以是中心系统、无线接入设备、移动设备中的一种或几种，当然，本领域技术人员也可以根据实际需要设置预设的终端。例如，用户设备或者列车移动设备空闲状态守候在数据信道，检测到与自身相关的通话业务信令时，跳转到语音信道通话，通话结束自动跳转到数据信道。支持业务信道扩展，在话务量较大区段，如大站、枢纽等繁忙区段，通过增加信道单元，实现业务信道扩展。控制系统自动检测业务信道数量，根据话务情况灵活分配通话信道。

根据本发明实施例，还包括：

列车端实时监测相邻频点的信号强度，得到每个频点的信号值；

判断当前通信频点的信号强度是否小于预设的信号阈值；

若小于，则将所述每个频点的信号值由大到小进行排序；

将信号值最大的频点作为切换频点，进行切换；

发送切换信息至预设终端。

需要说明的是，本发明中，CIR(或机车电台)，也就是移动设备，可以场强最优频点作为守候频点；空闲状态周期侦测其他频点，当其他频点场强高于当前守候频点时，切换守候频点，实现越区切换。当守候频点场强低于阈值时，扫描其他频点，以场强最优频点作为守候频点，实现越区切换，同时更新归属站的机车列表，并同步给中心服务器、共用接口服务器。

根据本发明实施例，还包括：

在预设区域内设置一个车站站台为主站；

设置区别于主站的N个车站电台为从站；

配置主站和从站的通信模式，作为第二通信模式；

将所述第二通信模式发送至主站和从站。

需要说明的是，所述第二通信模式为主站和从站之间的协同通信模式，其中可以采用从站多协同的通信模式，从站不光可以直传数据，也可以辅助进行监测和与其他从站一起并行传输数据。系统配置一个车站电台为主站，指定另外1～10个车站电台为从站，从站受主站控制，由主站的车站操作台实现车机联控，正在接入的从站车站操作台具有监听、插话功能。当通信中断或人工操作降级(支持某站降级，网管设置降级)使用时，该车站电台恢复到普通模式。

根据本发明实施例，还包括：

获取历史通信数据信息；

对所述历史通信数据进行分析，得到通信神经网络模型；

将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息，作为第三通信模式；

将所述第三通信模式发送至预设终端，以进行通信模式的切换。

需要说明的是，历史通信数据信息可以是多个地区或者多个车站的通信数据信息，包含了移动设备、无线接入设备、中心系统等的通信信息，通过对这些历史通信数据信息的分析，可以得到通信神经网络模型，得到的通信神经网络模型能够自动得到预测的结果。将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息，作为第三通信模式；所述的第三通信模式为经过通信神经网络预测之后的移动设备、无线接入设备、中心系统等设置之间的通信模式。然后将所述第三通信模式发送至预设终端，以进行通信模式的切换。通过神经网络的使用，可以更加快速的确定通信模式，并且能够快速切换通信模式，以适应当前的环境变化。

根据本发明实施例，还包括：

将预设铁路线路划分为N个不同的子线路段；

计算每个子线路段的网络吞吐量和列车吞吐量的特征值，得到每个子线路的特征值；

比较每个子线路的特征值差别率；

将小于特征值差别率阈值的车站归于同类别子线路段；

获取同类别子线路段的历史通信数据信息，作为通信神经网络模型的训练组数据。

需要说明的是，在通信神经网络模型的训练中，往往会进行同类别数据的训练，通过同类别数据的训练会使得通信神经网络模型的预测结果更加准确。在同类别数据中，本发明将每个铁路线路划分为N个不同的子线路段，通过计算网络吞吐量和列车吞吐量的特征值，从而确定同类别的子线路段，然后将同类别的子线路段的历史数据作为通信神经网络模型的训练组数据。其中，N为大于等于2的正整数，通常会将一条完整铁路按照地区或者按照经纬度划分，因为每个地区段可能地理环境和物理环境存在差异，将铁路线按照地区划分能够解决此类问题。其中，所述特征值差别率阈值为20％。

根据本发明实施例，所述通信神经网络模型的训练，具体为：

获取训练数据，进行预处理，得到训练数据集；

将所述训练数据集输入至初始化的神经网络模型中进行训练，得到通信神经网络模型；

获取通信神经网络模型的预测准确率；

将所述预测准确率与预设的准确率阈值进行比较，若超过准确率阈值，则停止训练。

需要说明的是，训练数据可以为同类别子线路段的历史通信数据信息，也可以是其他的训练数据，数量越大则神经网络模型训练的准确率就越高。首先，获取了训练数据后，需要进行预处理，例如，对数据进行归一化处理或者进行格式转换处理，以方便进行神经网络的训练，预处理之后，得到训练数据集。然后将训练数据集输入至初始化的神经网络模型中进行训练，所述的训练是自动化的训练，最终得到敏感神经网络模型。然后输入测试数据，判断敏感神经网络信息输出的预测结果的准确率。并且将预测准确率与预设的准确率阈值进行比较，如果超过了准确率阈值，则说明通信神经网络模型已经能够达到较好的预测效果，则可以停止训练。其中，所述准确率阈值可以为80-95％。

根据本发明实施例，还包括：

车站站台实时发送响应数据至通信列表中的列车端；

若在预设时间段内未接收到列车端的反馈响应信号；

则将未反馈的列车端的标识码和通信模式置于通信数据段的预设位置，将通信数据进行广播；

其他列车端在接收到广播的通信数据后，进行广播发送通信数据，直至接收到未反馈列车端的反馈响应信号为止。

需要说明的是，列车端往往在一些极端环境或者出现问题时，无法与中心系统或者无线接入设备中的车站站台进行通信。为了防止列车端掉线，车站站台将实时发送响应数据至通信列表中的列车端，通信列表为当前车站站台与其他列车端进行数据通信的列表，列表中存在的列车端即代表与当前的车站站台进行通信。若在预设时间段内未接收到列车端的反馈响应信号，则可能会存在列车端掉线的可能性，所以则将未反馈的列车端的标识码和通信模式置于通信数据段的预设位置，将通信数据进行广播。其中标识码可以是列车通信设备的硬件MAC地址，也可以是列车的ID码。其他列车端在接收到广播的通信数据后，通过检测数据段的预设位置的通信模式，可以判断为广播方式发送数据，则进行广播发送通信数据，直至接收到未反馈列车端的反馈响应信号为止。在车站站台接收到未反馈列车端的反馈响应信号之后，会发送停止广播的信令至其他列车端。通过每个列车端的广播转发，能够扩大通信的区域，降低了列车端的掉线概率。

根据本发明实施例，还包括：

在列车端切换通信模式之后，监测当前业务的流畅度；

若所述流畅度小于流畅度阈值，则将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息；

比较所述预测通信参数与当前的通信参数的差值；

若差值大于预设的差值阈值，则按照下述公式确定通信参数：

最终通信参数＝当前通信参数+动态系数*预测的通信参数。

需要说明的是，在列车端切换了通信模式之后，可能会由于各种原因导致通信效果不佳，所以需要监测切换后的业务的流畅度，如果流畅度小于流畅度阈值，则说明当前的通信效果不好，然后将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数。比较所述预测通信参数与当前的通信参数的差值，如果差值过大，说明当前的通信模式与预测的结果相差较大，为了增加通信的效果，可以借鉴一部分预测的通信参数，采用最终通信参数＝当前通信参数+动态系数*预测的通信参数的公式得到最终通信参数。其中动态参数是动态的，也就是说，不是固定不变的，可以随着时间和环境状态进行变化，动态参数可以通过历史数据的模拟和分析得到，通常动态参数为0.3-0.6。本发明中，还可以遍历不同动态参数下，最终通信参数的数值，然后进行模拟分析，选取通信效果最佳的动态参数作为公式计算的参数值，并且设置预设时间段内都使用此参数值，预设时间段可以是1-5分钟，如果时间过长则无法快速响应环境的变化，如果时间过短，则会增加动态参数的模拟和计算时间，影响计算速度。

图3示出了本发明一种铁路数字列车无线调度通信系统的框图。

如图3所示，一种铁路数字列车无线调度通信系统3，包括存储器31和处理器32，所述存储器中包括铁路数字列车无线调度通信方法程序，所述铁路数字列车无线调度通信方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

接收通信请求信息；

根据所述通信请求信息确定通信模式，得到通信模式信息；

将所述通信模式信息发送至列车终端，以进行数据通信；

其中，所述通信模式为通过两个时隙进行数据通信，第一时隙用于传输数据信息，第二时隙用于传输语音数据信息；所述通信模式根据通信请求信息确定第一时隙和第二时隙的占比。

需要说明的是，在列车进站或者切换区域时，往往会进行数据通信，以方便站台或者控制台获取列车的实时信息，在进行通信时，列车会发送通信请求信息，其中的通信请求信息包含建立连接请求、语音通话请求、数据传输请求、越区切换请求等。图2示出了本发明通信系统的原理框图，如图2所示，移动设备可以是机车电台、无线列调对讲设备、维护设备等，移动设备需要与站台或者中心系统进行数据通信，以便汇报和数据传输。无线接入设备包括了车站值班台，还可以包括车站电台、光纤直放站等，主要是与移动设备进行无线通信连接。中心系统包括中心设备、调度操作台，可以分配和确定通信模式，下发至无线接入设备和移动设备进行通信。局间互联包括其他铁路局的共用接口设备，以方便不同的铁路局进行数据互联互通。其中，机车位置管理功能，CIR(或机车电台)附着到新车站电台后，将位置更新信息发送给新车站电台；新车站电台更新归属机车列表，并同步给中心服务器、共用接口设备，通知原车站电台归属机车列表删除此机车CIR(或机车电台)位置信息。共用接口设备与相邻路局的共用接口设备互联，交互局间分界站的车站电台信息及归属CIR(或机车电台)信息。车站电台信道机工作在基站模式，采用双时隙工作方式，时隙1，也就是第一时隙，传输数据及控制信令；时隙2，也就是第二时隙，传输语音及与通话相关的控制信令。CIR(或机车电台)、无线列调对讲设备开机扫描所在频组的3个下行频点，以场强最优频点作为守候频点；空闲状态时周期侦测其他频点，当其他频点场强高于当前守候频点时，切换守候频点。当守候频点场强低于阈值时，扫描其他频点，以场强最优频点作为守候频点；CIR(或机车电台)、无线列调对讲设备连续X个周期扫描不到当前频组的频率时进入应急模式，使用应急频点通信；在应急模式下，扫描工作频组和应急频点，工作频组有信号，回到正常工作模式。CIR(或机车电台)、无线列调对讲设备单工工作方式。通话优先级分为两级，调度员通告优先级最高，其他通话优先级最低。高优先级通话可打断低优先通话；同优先级通话不能被打断。车站电台被占用时，除调度员通告外，其他业务不能打断该车站电台通话业务；车站值班员具有强拆占用通话功能。组呼通话建立后，车站电台在数据时隙周期发送通话信令，直到通话结束,支持迟后加入。个呼通话建立后，车站电台不在数据时隙周期发送通话信令。CIR(或机车电台)个呼通话时，正常执行越区位置更新，越区位置更新完成后，CIR(或机车电台)重新建立与原通话对象的通话。通话结束后，车站电台在语音时隙持续发送30秒通话结束信令，以保障未收到通话结束信令的用户及时结束通话。车站电台双工工作方式，下行频点常发；车站电台主动发送数据时，先发送前导码，保证移动设备扫描状态下接收到完整信令。

中心系统或者无线接入设备可以直接或者间接的确定通信模式，在确定通信模式时，是根据通信请求信息确定的。在确定了通信模式之后，可以发送至列车终端，也就是移动设备端，从而采用此时通信模式进行数据通信。其中，所述通信模式为通过两个时隙进行数据通信，第一时隙用于传输数据信息，第二时隙用于传输语音数据信息；所述通信模式根据通信请求信息确定第一时隙和第二时隙的占比。也就是说，第一时隙可以用于传输数据，包括调度命令、进路预告、无线车次号校核信息、状态信息等信息及控制信令；第二时隙可以传输语音及与通话相关的控制信令。本发明中，语音业务和数据业务分离，实现语音业务和数据业务并发，能有效提升无线列调通信能力，满足铁路无线列调应用。

根据本发明实施例，还包括：

接收设备启动或跨区切换请求信息；

所述启动或跨区切换请求信息包括列车所在车站、邻站名称、呼叫号码、工作频率信息中的一种或几种。

需要说明的是，当列车设备启动或者跨区切换时，往往新的区域要更新通信设备列表以及建立通信连接，本发明能够进行自动寻址和基于位置的一键呼叫。具体为，当设备启动或越区切换时，与地面中心系统进行数据交互，更新机车所在位置，同时获取列车所在车站、邻站名称、呼叫号码、工作频率等信息，实现呼叫自动寻址和基于位置的一键呼叫。

根据本发明实施例，还包括：

统计当前时间段内通信请求信息，判断当前业务种类与信道资源的占比；

根据当前业务种类与信道资源的占比，确定信道资源的分配和与列车的通信模式，得到第一通信模式信息；

将所述第一通信模式发送至预设终端。

需要说明的是，在大的车站或者通信资源不丰富的时候，可能会因为占用通信资源过多，导致无法正常通信的情况，本发明针对这种情况，可以采用扩展信道的方式。所述第一通信模式为分配了新的信道资源后的模式，其中，每个信道中的第一时隙和第二时隙也重新进行了分配。首先，先统计当前时间段内通信请求信息，判断当前业务种类与信道资源的占比，如果占比较大则说明此时网络拥挤，可能会导致通信中断，影响业务正常运行。其中，预设终端可以是中心系统、无线接入设备、移动设备中的一种或几种，当然，本领域技术人员也可以根据实际需要设置预设的终端。例如，用户设备或者列车移动设备空闲状态守候在数据信道，检测到与自身相关的通话业务信令时，跳转到语音信道通话，通话结束自动跳转到数据信道。支持业务信道扩展，在话务量较大区段，如大站、枢纽等繁忙区段，通过增加信道单元，实现业务信道扩展。控制系统自动检测业务信道数量，根据话务情况灵活分配通话信道。

根据本发明实施例，还包括：

列车端实时监测相邻频点的信号强度，得到每个频点的信号值；

判断当前通信频点的信号强度是否小于预设的信号阈值；

若小于，则将所述每个频点的信号值由大到小进行排序；

将信号值最大的频点作为切换频点，进行切换；

发送切换信息至预设终端。

需要说明的是，本发明中，CIR(或机车电台)，也就是移动设备，可以场强最优频点作为守候频点；空闲状态周期侦测其他频点，当其他频点场强高于当前守候频点时，切换守候频点，实现越区切换。当守候频点场强低于阈值时，扫描其他频点，以场强最优频点作为守候频点，实现越区切换，同时更新归属站的机车列表，并同步给中心服务器、共用接口服务器。

根据本发明实施例，还包括：

在预设区域内设置一个车站站台为主站；

设置区别于主站的N个车站电台为从站；

配置主站和从站的通信模式，作为第二通信模式；

将所述第二通信模式发送至主站和从站。

需要说明的是，所述第二通信模式为主站和从站之间的协同通信模式，其中可以采用从站多协同的通信模式，从站不光可以直传数据，也可以辅助进行监测和与其他从站一起并行传输数据。系统配置一个车站电台为主站，指定另外1～10个车站电台为从站，从站受主站控制，由主站的车站操作台实现车机联控，正在接入的从站车站操作台具有监听、插话功能。当通信中断或人工操作降级(支持某站降级，网管设置降级)使用时，该车站电台恢复到普通模式。

根据本发明实施例，还包括：

获取历史通信数据信息；

对所述历史通信数据进行分析，得到通信神经网络模型；

将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息，作为第三通信模式；

将所述第三通信模式发送至预设终端，以进行通信模式的切换。

需要说明的是，历史通信数据信息可以是多个地区或者多个车站的通信数据信息，包含了移动设备、无线接入设备、中心系统等的通信信息，通过对这些历史通信数据信息的分析，可以得到通信神经网络模型，得到的通信神经网络模型能够自动得到预测的结果。将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息，作为第三通信模式；所述的第三通信模式为经过通信神经网络预测之后的移动设备、无线接入设备、中心系统等设置之间的通信模式。然后将所述第三通信模式发送至预设终端，以进行通信模式的切换。通过神经网络的使用，可以更加快速的确定通信模式，并且能够快速切换通信模式，以适应当前的环境变化。

根据本发明实施例，还包括：

将预设铁路线路划分为N个不同的子线路段；

计算每个子线路段的网络吞吐量和列车吞吐量的特征值，得到每个子线路的特征值；

比较每个子线路的特征值差别率；

将小于特征值差别率阈值的车站归于同类别子线路段；

获取同类别子线路段的历史通信数据信息，作为通信神经网络模型的训练组数据。

需要说明的是，在通信神经网络模型的训练中，往往会进行同类别数据的训练，通过同类别数据的训练会使得通信神经网络模型的预测结果更加准确。在同类别数据中，本发明将每个铁路线路划分为N个不同的子线路段，通过计算网络吞吐量和列车吞吐量的特征值，从而确定同类别的子线路段，然后将同类别的子线路段的历史数据作为通信神经网络模型的训练组数据。其中，N为大于等于2的正整数，通常会将一条完整铁路按照地区或者按照经纬度划分，因为每个地区段可能地理环境和物理环境存在差异，将铁路线按照地区划分能够解决此类问题。其中，所述特征值差别率阈值为20％。

根据本发明实施例，所述通信神经网络模型的训练，具体为：

获取训练数据，进行预处理，得到训练数据集；

将所述训练数据集输入至初始化的神经网络模型中进行训练，得到通信神经网络模型；

获取通信神经网络模型的预测准确率；

将所述预测准确率与预设的准确率阈值进行比较，若超过准确率阈值，则停止训练。

需要说明的是，训练数据可以为同类别子线路段的历史通信数据信息，也可以是其他的训练数据，数量越大则神经网络模型训练的准确率就越高。首先，获取了训练数据后，需要进行预处理，例如，对数据进行归一化处理或者进行格式转换处理，以方便进行神经网络的训练，预处理之后，得到训练数据集。然后将训练数据集输入至初始化的神经网络模型中进行训练，所述的训练是自动化的训练，最终得到敏感神经网络模型。然后输入测试数据，判断敏感神经网络信息输出的预测结果的准确率。并且将预测准确率与预设的准确率阈值进行比较，如果超过了准确率阈值，则说明通信神经网络模型已经能够达到较好的预测效果，则可以停止训练。其中，所述准确率阈值可以为80-95％。

根据本发明实施例，还包括：

车站站台实时发送响应数据至通信列表中的列车端；

若在预设时间段内未接收到列车端的反馈响应信号；

则将未反馈的列车端的标识码和通信模式置于通信数据段的预设位置，将通信数据进行广播；

其他列车端在接收到广播的通信数据后，进行广播发送通信数据，直至接收到未反馈列车端的反馈响应信号为止。

需要说明的是，列车端往往在一些极端环境或者出现问题时，无法与中心系统或者无线接入设备中的车站站台进行通信。为了防止列车端掉线，车站站台将实时发送响应数据至通信列表中的列车端，通信列表为当前车站站台与其他列车端进行数据通信的列表，列表中存在的列车端即代表与当前的车站站台进行通信。若在预设时间段内未接收到列车端的反馈响应信号，则可能会存在列车端掉线的可能性，所以则将未反馈的列车端的标识码和通信模式置于通信数据段的预设位置，将通信数据进行广播。其中标识码可以是列车通信设备的硬件MAC地址，也可以是列车的ID码。其他列车端在接收到广播的通信数据后，通过检测数据段的预设位置的通信模式，可以判断为广播方式发送数据，则进行广播发送通信数据，直至接收到未反馈列车端的反馈响应信号为止。在车站站台接收到未反馈列车端的反馈响应信号之后，会发送停止广播的信令至其他列车端。通过每个列车端的广播转发，能够扩大通信的区域，降低了列车端的掉线概率。

根据本发明实施例，还包括：

在列车端切换通信模式之后，监测当前业务的流畅度；

若所述流畅度小于流畅度阈值，则将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息；

比较所述预测通信参数与当前的通信参数的差值；

若差值大于预设的差值阈值，则按照下述公式确定通信参数：

最终通信参数＝当前通信参数+动态系数*预测的通信参数。

需要说明的是，在列车端切换了通信模式之后，可能会由于各种原因导致通信效果不佳，所以需要监测切换后的业务的流畅度，如果流畅度小于流畅度阈值，则说明当前的通信效果不好，然后将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数。比较所述预测通信参数与当前的通信参数的差值，如果差值过大，说明当前的通信模式与预测的结果相差较大，为了增加通信的效果，可以借鉴一部分预测的通信参数，采用最终通信参数＝当前通信参数+动态系数*预测的通信参数的公式得到最终通信参数。其中动态参数是动态的，也就是说，不是固定不变的，可以随着时间和环境状态进行变化，动态参数可以通过历史数据的模拟和分析得到，通常动态参数为0.3-0.6。本发明中，还可以遍历不同动态参数下，最终通信参数的数值，然后进行模拟分析，选取通信效果最佳的动态参数作为公式计算的参数值，并且设置预设时间段内都使用此参数值，预设时间段可以是1-5分钟，如果时间过长则无法快速响应环境的变化，如果时间过短，则会增加动态参数的模拟和计算时间，影响计算速度。

本发明第三方面公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括一种铁路数字列车无线调度通信方法程序，所述一种铁路数字列车无线调度通信方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的一种铁路数字列车无线调度通信方法的步骤。

本发明公开的一种铁路数字列车无线调度通信方法、系统和可读存储介质，构建了一种基于双时隙的400MHz铁路数字列车无线调度通信系统，实现语音和数据业务并发，并扩展实现了基于位置寻址的语音个呼、寻呼等通信业务，与传统450MHz模拟无线列调相比，能有效提升无线列调通信能力。本发明在铁路不同的运用场景下，用户可根据工程需要选配。能够有效降低设备投资和维护成本。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (10)

1.一种铁路数字列车无线调度通信方法，其特征在于，包括：

接收通信请求信息；

根据所述通信请求信息确定通信模式，得到通信模式信息；

将所述通信模式信息发送至列车终端，以进行数据通信；

其中，所述通信模式为通过两个时隙进行数据通信，第一时隙用于传输数据信息，第二时隙用于传输语音数据信息；所述通信模式根据通信请求信息确定第一时隙和第二时隙的占比。

2.根据权利要求1所述的一种铁路数字列车无线调度通信方法，其特征在于，还包括：

接收设备启动或跨区切换请求信息；

所述启动或跨区切换请求信息包括列车所在车站、邻站名称、呼叫号码、工作频率信息中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种铁路数字列车无线调度通信方法，其特征在于，还包括：

统计当前时间段内通信请求信息，判断当前业务种类与信道资源的占比；

根据当前业务种类与信道资源的占比，确定信道资源的分配和与列车的通信模式，得到第一通信模式信息；

将所述第一通信模式发送至预设终端。

4.根据权利要求1所述的一种铁路数字列车无线调度通信方法，其特征在于，还包括：

列车端实时监测相邻频点的信号强度，得到每个频点的信号值；

判断当前通信频点的信号强度是否小于预设的信号阈值；

若小于，则将所述每个频点的信号值由大到小进行排序；

将信号值最大的频点作为切换频点，进行切换；

发送切换信息至预设终端。

5.根据权利要求1所述的一种铁路数字列车无线调度通信方法，其特征在于，还包括：

在预设区域内设置一个车站站台为主站；

设置区别于主站的N个车站电台为从站；

配置主站和从站的通信模式，作为第二通信模式；

将所述第二通信模式发送至主站和从站。

6.根据权利要求1所述的一种铁路数字列车无线调度通信方法，其特征在于，还包括：

获取历史通信数据信息；

对所述历史通信数据进行分析，得到通信神经网络模型；

将当前列车端的通信参数输入至通信神经网络模型中，得到预测的通信参数信息，作为第三通信模式；

将所述第三通信模式发送至预设终端，以进行通信模式的切换。

7.一种铁路数字列车无线调度通信系统，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中包括铁路数字列车无线调度通信方法程序，所述铁路数字列车无线调度通信方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：

接收通信请求信息；

根据所述通信请求信息确定通信模式，得到通信模式信息；

将所述通信模式信息发送至列车终端，以进行数据通信；

其中，所述通信模式为通过两个时隙进行数据通信，第一时隙用于传输数据信息，第二时隙用于传输语音数据信息；所述通信模式根据通信请求信息确定第一时隙和第二时隙的占比。

8.根据权利要求7所述的一种铁路数字列车无线调度通信系统，其特征在于，还包括：

接收设备启动或跨区切换请求信息；

所述启动或跨区切换请求信息包括列车所在车站、邻站名称、呼叫号码、工作频率信息中的一种或几种。

9.根据权利要求7所述的一种铁路数字列车无线调度通信系统，其特征在于，还包括：

统计当前时间段内通信请求信息，判断当前业务种类与信道资源的占比；

根据当前业务种类与信道资源的占比，确定信道资源的分配和与列车的通信模式，得到第一通信模式信息；

将所述第一通信模式发送至预设终端。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中包括一种铁路数字列车无线调度通信方法程序，所述一种铁路数字列车无线调度通信方法程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6中任一项所述的一种铁路数字列车无线调度通信方法的步骤。

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