CN116318557A - 轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轨道交通通信技术，揭露了一种轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法，其中，所述网关包括：数据采集模块，用于接收轨道交通的交通数据，对交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，将去噪数据传输至数据管理模块；数据管理模块，用于对去噪数据进行分组，得到数据组，对数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码，对数据编码及数据组进行数据融合，得到数据包，计算数据包的响应延迟时间及冗余率；数据传输模块，用于获取频段，对频段进行划分，得到通信信道，基于响应延迟时间及冗余率从通信信道中选取目标通信信道，利用目标通信信道对所述数据包进行传输。本发明可以提高轨道交通通信网关在进行数据传输时的传输效率及传输稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通通信技术领域，尤其涉及一种轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法。
背景技术
轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具，随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。在信息时代背景下，每分钟都会产生几十条甚至几百条的轨道交通数据，其中，轨道交通数据分为两类，一类是城市轨道运行的数据，传输到交通数据中心存储；另一类是轨道交通的突发状况的数据，通过数据运维操作，将信息传递到各个通信点，通信点通过数据参照相应区域，进行交通方案的更改，以此来保证交通出行安全。
然而，在轨道交通数据需要通过通信网关进行数据接收及数据传输，通信网关又称网间连接器、协议转换器，既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。在目前情况下，轨道交通通信网关在进行数据传输的过程中可能存在的问题，一是由于轨道交通通信网关接收的信号可能会出现中断，导致轨道交通数据在传输过程中的不稳定；二是由于突发状况从而导致的大量的突发数据，在传输过程中与轨道交通数据一同进入通信网关，导致通信网关中的通信道路拥挤，从而使得轨道交通数据的传输效率不高。综上所述，现存技术中存在轨道交通通信网关在进行数据传输时的传输效率及传输稳定性差的问题。
发明内容
本发明提供一种轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法，其主要目的在于解决轨道交通通信网关在进行数据传输时的传输效率及传输稳定性差的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种轨道交通通信网关，包括：
数据采集模块，用于接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；
数据管理模块，用于对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码，对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；
数据传输模块，用于获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道，基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
可选地，所述数据采集模块在执行所述对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据的功能时，具体用于：
获取所述交通数据中的一维信号，利用预设的小波分解式对所述一维信号进行分解，得到尺度系数及小波系数；
基于所述尺度系数及所述小波系数从所述小波系数中选取目标小波系数，利用预设的阈值函数对所述目标小波系数进行阈值处理，得到更新系数；
所述阈值函数表示为：
其中，Dj表示第j个更新系数，dj表示第j个目标小波系数，λ表示预设的阈值；
对所述更新系数及所述更新系数对应的尺度系数进行小波重构，得到去噪信号，将所述去噪信号对应的所述交通数据作为去噪数据。
可选地，所述数据采集模块在执行所述利用预设的小波分解式对所述一维信号进行分解，得到尺度系数及小波系数的功能时，具体用于：
所述小波分解式表示为：
其中，A表示所述一维信号，Bk表示第k个尺度系数，Ci表示第i个小波系数，k表示所述尺度系数的总数，I表示所述小波系数的总数，b、c表示预设的计算参数。
可选地，所述数据管理模块在执行所述对所述去噪数据进行分组，得到数据组的功能时，具体用于：
对所述去噪数据进行分类处理，得到数据类别；
根据所述数据类别对所述去噪数据进行划分，得到数据组。
可选地，所述数据管理模块在执行所述对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码的功能时，具体用于：
对所述数据组中的去噪数据进行编号，得到数据编号；
对所述去噪数据进行向量转换，得到去噪向量；
基于所述数据编号利用预设的编码算法对所述去噪向量进行编码，得到数据编码；
所述编码算法表示为：
其中，E表示所述数据编码，qm表示第m个数据编号对应的去噪向量，Qn表示预设的从2开始的连续第n个素数，N表示所述去噪向量的长度。
可选地，所述数据管理模块在执行所述对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包的功能时，具体用于：
根据所述数据编码生成得到编码序列，并基于所述编码序列从所述数据编码中选取一个数据编码作为所述数据组的组编码；
对所述组编码及所述数据组中的去噪数据进行整合，得到数据包。
可选地，所述数据管理模块在执行所述计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率的功能时，具体用于：
获取所述数据包的数据大小，并获取所述轨道交通的信道带宽、信道系数及发射功率；
根据所述数据大小、所述信道带宽、所述信道系数及所述发射功率进行计算，得到所述数据包的响应延迟时间；
利用下述公式计算响应延迟时间：
其中，t表示所述响应延迟时间，s表示所述数据大小，v表示所述信道带宽，p表示所述发射功率，H表示所述信道系数，ε表示预设的计算参数；
统计所述数据包中的去噪数据的冗余次数及数据总数，根据所述冗余次数及所述数据总数进行计算，得到冗余率；
利用下述公式计算冗余率：
其中，R表示所述冗余率，rw表示所述去噪数据对应的冗余次数，pw表示所述去噪数据对应的数据总数，w表示所述去噪数据。
可选地，所述数据传输模块在执行所述对所述频段进行划分，得到通信信道的功能时，具体用于：
获取所述频段的频率，根据所述频率对所述频段进行切分，得到目标频段，并判断所述目标频段之间是否相交；
当所述目标频段之间相交时，返回根据所述频率对所述频段进行切分，得到目标频段的步骤；
当所述目标频段之间不相交时，将所述目标频段作为通信信道。
可选地，所述数据传输模块在执行所述基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道的功能时，具体用于：
从所述通信信道中随机选取一个通信信道作为监测信道，对所述监测信道进行监测，得到监测信号，并基于所述响应延迟时间及所述冗余率设置所述监测信道的频率及扩频因子；
判断所述监测信号与所述频率及所述扩频因子是否一致；
当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子一致时，判定所述监测信道被占用，则返回从所述通信信道中随机选取一个通信信道作为监测信道的步骤；
当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子不一致时，判定所述监测信道未被占用，将所述监测信道作为目标通信信道。
为了解决上述问题，本发明还提供一种通信网关数据传输方法，所述方法包括：
数据采集模块接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；
数据管理模块对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码；
所述数据管理模块对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；
数据传输模块获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道；
所述数据传输模块基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
本发明实施例通过数据采集模块对交通数据进行去噪处理，能够减少噪声的干扰，从而提高去噪数据的准确性；通过数据管理模块对去噪数据进行分组，能够减少需要分析的数据量；通过对数据组中的去噪数据进行编码，能够加快数据处理的效率；通过对数据编码及数据组进行数据融合，能够降低数据包的不确定性，从而提高数据包的准确性及全面性；通过计算数据包的响应延迟时间及冗余率，能够使得数据包在传输过程中的稳定性；通过数据传输模块基于响应延迟时间及冗余率从通信信道中选取目标通信信道，利用目标通信信道对数据包进行传输，能够提高数据传输时的传输效率及稳定性。因此本发明提出的轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法，可以解决进行轨道交通通信网关在进行数据传输时的传输效率及传输稳定性差的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的轨道交通通信网关的功能模块图；
图2为本发明一实施例提供的对交通数据进行去噪处理，得到去噪数据的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的对数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码的流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的通信网关数据传输方法的流程示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种轨道交通通信网关。所述轨道交通通信网关的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述轨道交通通信网关可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
参照图1所示，为本发明一实施例提供的轨道交通通信网关的功能模块图，所述轨道交通通信网关100包括数据采集模块101、数据管理模块102及数据传输模块103。
本发明实施例中，所述数据采集模块101包含接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块。
本发明实施例中，所述数据管理模块102包含对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码，对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率。
本发明实施例中，所述数据传输模块103包含获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道，基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
详细地，本发明实施例中所述轨道交通通信网关100中所述的各模块在使用时采用与附图中所述的轨道交通通信网关一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
下面结合具体实施例，分别针对所述轨道交通通信网关的各个组成部分以及具体工作流程进行说明：
所述数据采集模块101，用于接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块。
本发明实施例中，可以基于所述数据采集模块中的数据接口，利用预设的传输协议接收轨道交通的交通数据，其中，所述传输协议可以为TCP传输控制协议。
本发明实施例中，所述轨道交通指的是运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具，例如，传统铁路(普通铁路、城际铁路和市域铁路)、地铁、轻轨和有轨电车，此外还有磁悬浮轨道系统、单轨系统等新型轨道交通；所述交通数据包括路网基础数据、路况数据、动态交通事件检测数据、呼叫中心数据、收费站拥堵与监测预警数据、路面养护施工数据及路政数据等。
请参阅图2所示，本发明实施例中，所述数据采集模块在执行所述对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据的功能时，具体用于：
S200、获取所述交通数据中的一维信号，利用预设的小波分解式对所述一维信号进行分解，得到尺度系数及小波系数；
S201、基于所述尺度系数及所述小波系数从所述小波系数中选取目标小波系数，利用预设的阈值函数对所述目标小波系数进行阈值处理，得到更新系数；
S202、对所述更新系数及所述更新系数对应的尺度系数进行小波重构，得到去噪信号，将所述去噪信号对应的所述交通数据作为去噪数据。
本发明实施例中，所述一维信号指的是交通数据中具有尺度系数并包含噪声的信号；利用预设的小波分解式对所述一维信号进行分解，得到尺度系数及小波系数，其中，所述小波分解式表示为：
其中，A表示所述一维信号，Bk表示第k个尺度系数，Ci表示第i个小波系数，K表示所述尺度系数的总数，I表示所述小波系数的总数，b、c表示预设的计算参数。
本发明实施例中，由于所述一维信号经过小波分解后被分解为含噪声的高频部分和保留原始特征的低频部分，高频部分留在较低的尺度上，即噪声的小波系数较小，并且噪声的小波系数要小于低频信号的小波系数，因此，可以从所述小波系数中选取尺度较低的所述尺度系数对应的小波系数作为目标小波系数；再通过选取一个合适的阈值函数，其中，所述阈值函数可以为软阈值函数，利用所述软阈值函数对所述目标小波系数进行阈值处理，大于阈值的小波系数被认为是有用信号，予以保留，作为更新系数；小于阈值的则认为是噪声，赋值为零，从而达到消噪的目的。
本发明实施例中，所述阈值函数表示为：
其中，Dj表示第j个更新系数，dj表示第j个目标小波系数，λ表示预设的阈值。
本发明实施例中，可以对所述更新系数及所述更新系数对应的尺度系数进行拼接处理，从而实现小波重构，得到去噪后的一维信号即去噪信号，利用所述去噪信号对所述交通数据中的一维信号进行替换，从而实现所述交通数据的更新，得到更新后的去噪数据。
所述数据管理模块102，用于对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码，对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率。
本发明实施例中，所述数据管理模块在执行所述对所述去噪数据进行分组，得到数据组的功能时，具体用于：
对所述去噪数据进行分类处理，得到数据类别；
根据所述数据类别对所述去噪数据进行划分，得到数据组。
本发明实施例中，利用预设的分类算法对所述去噪数据进行分类，其中，所述分类算法可以为决策树分类算法；所述数据类别包括政务数据类别、运营数据类别、物联网数据类别及互联网数据类别，其中，所述政务数据类别包括交通运输数据、气象数据及城建数据等；所述运营数据类别包括电信数据、客运数据等；所述物联网数据类别包括环境监测数据及监控数据等；所述互联网数据类别包括位置数据、快递数据及聊天数据等；根据所述数据类别对所述去噪数据进行划分，得到多个不同数据类别的去噪数据，将多个所述去噪数据进行整合，得到数据组。
请参阅图3所示，本发明实施例中，所述数据管理模块在执行所述对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码的功能时，具体用于：
S300、对所述数据组中的去噪数据进行编号，得到数据编号；
S301、对所述去噪数据进行向量转换，得到去噪向量；
S302、基于所述数据编号利用预设的编码算法对所述去噪向量进行编码，得到数据编码。
本发明实施例中，所述编码算法表示为：
其中，E表示所述数据编码，qm表示第m个数据编号对应的去噪向量，Qn表示预设的从2开始的连续第n个素数，N表示所述去噪向量的长度。
本发明实施例中，获取所述数据组中的去噪数据的去噪数据大小，根据所述去噪数据大小由小到大的顺序对所述去噪数据进行编号，得到数据编号；本发明可以采用坐标转换法的方式对所述去噪数据进行向量转换，即将所述去噪数据放置到预设的坐标系中，获取所述去噪数据的坐标，利用所述坐标进行向量计算，得到所述去噪向量；按照所述数据编号的顺序利用所述编码算法对所述去噪向量进行编码，能够避免所述去噪向量在编码过程中出现遗失，并且按顺序进行编码能够加快编码的速率，从而提高数据进行传输的效率。
本发明实施例中，所述数据管理模块在执行所述对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包的功能时，具体用于：
根据所述数据编码生成得到编码序列，并基于所述编码序列从所述数据编码中选取一个数据编码作为所述数据组的组编码；
对所述组编码及所述数据组中的去噪数据进行整合，得到数据包。
本发明实施例中，可以利用直接插入排序法对所述数据编码进行排序，得到排序序列；根据所述排序序列的顺序依次对所述数据编码进行遍历，从所述数据编码中随机选取一个所述数据组中的数据编码作为组编码，并将所述组编码赋予到所述数据组中的去噪数据中，将所述去噪数据与所述组编码进行拼接，实现所述数据组的更新，将更新后的所述数据组作为数据包。
本发明实施例中，所述数据管理模块在执行所述计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率的功能时，具体用于：
获取所述数据包的数据大小，并获取所述轨道交通的信道带宽、信道系数及发射功率；
根据所述数据大小、所述信道带宽、所述信道系数及所述发射功率进行计算，得到所述数据包的响应延迟时间。
统计所述数据包中的去噪数据的冗余次数及数据总数，根据所述冗余次数及所述数据总数进行计算，得到冗余率。
本发明实施例中，所述数据大小指的是所述数据包在所述网关中占比的大小；所述信道带宽指的是所述轨道交通中信道所能传送的信号频率宽度；所述信道系数指的是所述轨道交通中信道本身的衰减及衰落特性；所述发射功率指的是在给定频段范围内的能量；所述去噪数据的冗余次数指的是所述去噪数据在所述数据包中出现的相同次数；所述数据总数指的是所述数据包中所有的去噪数据的总数。
本发明实施例中，利用下述公式计算响应延迟时间：
其中，t表示所述响应延迟时间，s表示所述数据大小，v表示所述信道带宽，p表示所述发射功率，H表示所述信道系数，ε表示预设的计算参数。
本发明实施例中，利用下述公式计算冗余率：
其中，R表示所述冗余率，rw表示所述去噪数据对应的冗余次数，pw表示所述去噪数据对应的数据总数，w表示所述去噪数据。
所述数据传输模块103，用于获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道，基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
本发明实施例中，所述频段指的是无线电波的频率范围。
本发明实施例中，所述数据传输模块在执行所述对所述频段进行划分，得到通信信道的功能时，具体用于：
获取所述频段的频率，根据所述频率对所述频段进行切分，得到目标频段，并判断所述目标频段之间是否相交；
当所述目标频段之间相交时，返回根据所述频率对所述频段进行切分，得到目标频段的步骤；
当所述目标频段之间不相交时，将所述目标频段作为通信信道。
本发明实施例中，所述频率包括低频、中频、高频及超高频等，根据所述频率的不同利用预设的频分多址技术(FDMA)对所述频段进行切分，得到多个通信信道，所述通信信道指的是将频段分割为若干更窄的互不相交的频段，由于频率的不同，所以所述通信信道之间互不干扰；所述频分多址技术(FDMA)是采用调频的多址技术，在不同的频段上划分出多个通信信道分配给不同的用户，通过所述通信信道进行传输数据，能够避免信道冲突。
本发明实施例中，所述数据传输模块在执行所述基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道的功能时，具体用于：
从所述通信信道中随机选取一个通信信道作为监测信道，对所述监测信道进行监测，得到监测信号，并基于所述响应延迟时间及所述冗余率设置所述监测信道的频率及扩频因子；
判断所述监测信号与所述频率及所述扩频因子是否一致；
当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子一致时，判定所述监测信道被占用，则返回从所述通信信道中随机选取一个通信信道作为监测信道的步骤；
当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子不一致时，判定所述监测信道未被占用，将所述监测信道作为目标通信信道。
本发明实施例中，利用所述信道活动监测功能即CAD模式对所述监测信道进行监测，得到监测信号；根据所述响应延迟时间及所述冗余率来设定所述监测信道的频率及扩频因子，所述响应延迟时间越长，则设置所述频率应当越高，当所述冗余率越大，则设置的扩频因子越大；当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子一致时，所述监测信道会生成CADDetect中断信号及CADDone中断信号，表示所述监测信道被占用；当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子不一致时，所述监测信道会产生CADDone中断信号，表示所述监测信道未被占用，则所述监测信道可以作为目标通信信道。
本发明实施例中，不同通信信道可以接收不同数据包，例如，可以同时使用多个信道接收多个不同的数据包，当需要接收数据包时，终端的节点会从所述通信信道中随机选取一个监测信道，当所述监测信道已经被占用时，则需要重新选择，从而不断降低信道冲突的概率。
本发明实施例中，由于所述目标通信信道处于空闲状态，所以所述目标通信信道可以进行数据传输，因此，获取所述目标通信信道的数据接口，基于所述数据接口利用预设的数据传输协议及所述目标通信信道对所述数据包进行传输，其中，所述数据传输协议可以为TCP传输控制协议。
本发明实施例通过数据采集模块对交通数据进行去噪处理，能够减少噪声的干扰，从而提高去噪数据的准确性；通过数据管理模块对去噪数据进行分组，能够减少需要分析的数据量；通过对数据组中的去噪数据进行编码，能够加快数据处理的效率；通过对数据编码及数据组进行数据融合，能够降低数据包的不确定性，从而提高数据包的准确性及全面性；通过计算数据包的响应延迟时间及冗余率，能够使得数据包在传输过程中的稳定性；通过数据传输模块基于响应延迟时间及冗余率从通信信道中选取目标通信信道，利用目标通信信道对数据包进行传输，能够提高数据传输时的传输效率及稳定性。因此本发明提出的轨道交通通信网关，可以解决进行轨道交通通信网关在进行数据传输时的传输效率及传输稳定性差的问题。
参照图4所示，为本发明一实施例提供的通信网关数据传输方法的流程示意图。在本实施例中，所述通信网关数据传输方法包括：
S400、数据采集模块接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；
S401、数据管理模块对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码；
S402、所述数据管理模块对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；
S403、数据传输模块获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道；
S404、所述数据传输模块基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
本发明一实施例提供的实现轨道交通通信网关的电子设备，所述电子设备可以包括处理器、存储器、通信总线以及通信接口，还可以包括存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，如轨道交通通信程序。
其中，所述处理器在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器是所述电子设备的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器内的程序或者模块(例如执行轨道交通通信程序等)，以及调用存储在所述存储器内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。
所述存储器至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的移动硬盘。所述存储器在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(Secure Digital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如轨道交通通信程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry Standard Architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器以及至少一个处理器等之间的连接通信。
所述通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信，包括网络接口和用户接口。可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。所述用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
所述电子设备还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备中的所述存储器存储的轨道交通通信程序是多个指令的组合，在所述处理器中运行时，可以实现：
数据采集模块接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；
数据管理模块对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码；
所述数据管理模块对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；
数据传输模块获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道；
所述数据传输模块基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
具体地，所述处理器对上述指令的具体实现方法可参考附图对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
数据采集模块接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；
数据管理模块对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码；
所述数据管理模块对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；
数据传输模块获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道；
所述数据传输模块基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者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者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种轨道交通通信网关，其特征在于，所述网关包括：
数据采集模块，用于接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；
数据管理模块，用于对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码，对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；
数据传输模块，用于获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道，基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
2.如权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述数据采集模块在执行所述对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据的功能时，具体用于：
获取所述交通数据中的一维信号，利用预设的小波分解式对所述一维信号进行分解，得到尺度系数及小波系数；
基于所述尺度系数及所述小波系数从所述小波系数中选取目标小波系数，利用预设的阈值函数对所述目标小波系数进行阈值处理，得到更新系数；
所述阈值函数表示为：
其中，Dj表示第j个更新系数，dj表示第j个目标小波系数，λ表示预设的阈值；
对所述更新系数及所述更新系数对应的尺度系数进行小波重构，得到去噪信号，将所述去噪信号对应的所述交通数据作为去噪数据。
3.如权利要求2所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述数据采集模块在执行所述利用预设的小波分解式对所述一维信号进行分解，得到尺度系数及小波系数的功能时，具体用于：
所述小波分解式表示为：
其中，A表示所述一维信号，Bk表示第k个尺度系数，Ci表示第i个小波系数，K表示所述尺度系数的总数，I表示所述小波系数的总数，b、c表示预设的计算参数。
4.如权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述数据管理模块在执行所述对所述去噪数据进行分组，得到数据组的功能时，具体用于：
对所述去噪数据进行分类处理，得到数据类别；
根据所述数据类别对所述去噪数据进行划分，得到数据组。
5.如权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述数据管理模块在执行所述对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码的功能时，具体用于：
对所述数据组中的去噪数据进行编号，得到数据编号；
对所述去噪数据进行向量转换，得到去噪向量；
基于所述数据编号利用预设的编码算法对所述去噪向量进行编码，得到数据编码；
所述编码算法表示为：
其中，E表示所述数据编码，qm表示第m个数据编号对应的去噪向量，Qn表示预设的从2开始的连续第n个素数，N表示所述去噪向量的长度。
6.如权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述数据管理模块在执行所述对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包的功能时，具体用于：
根据所述数据编码生成得到编码序列，并基于所述编码序列从所述数据编码中选取一个数据编码作为所述数据组的组编码；
对所述组编码及所述数据组中的去噪数据进行整合，得到数据包。
7.如权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述数据管理模块在执行所述计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率的功能时，具体用于：
获取所述数据包的数据大小，并获取所述轨道交通的信道带宽、信道系数及发射功率；
根据所述数据大小、所述信道带宽、所述信道系数及所述发射功率进行计算，得到所述数据包的响应延迟时间；
利用下述公式计算响应延迟时间：
其中，t表示所述响应延迟时间，s表示所述数据大小，v表示所述信道带宽，p表示所述发射功率，H表示所述信道系数，ε表示预设的计算参数；
统计所述数据包中的去噪数据的冗余次数及数据总数，根据所述冗余次数及所述数据总数进行计算，得到冗余率；
利用下述公式计算冗余率：
其中，R表示所述冗余率，rw表示所述去噪数据对应的冗余次数，pw表示所述去噪数据对应的数据总数，w表示所述去噪数据。
8.如权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述数据传输模块在执行所述对所述频段进行划分，得到通信信道的功能时，具体用于：
获取所述频段的频率，根据所述频率对所述频段进行切分，得到目标频段，并判断所述目标频段之间是否相交；
当所述目标频段之间相交时，返回根据所述频率对所述频段进行切分，得到目标频段的步骤；
当所述目标频段之间不相交时，将所述目标频段作为通信信道。
9.如权利要求1所述的轨道交通通信网关，其特征在于，所述数据传输模块在执行所述基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道的功能时，具体用于：
从所述通信信道中随机选取一个通信信道作为监测信道，对所述监测信道进行监测，得到监测信号，并基于所述响应延迟时间及所述冗余率设置所述监测信道的频率及扩频因子；
判断所述监测信号与所述频率及所述扩频因子是否一致；
当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子一致时，判定所述监测信道被占用，则返回从所述通信信道中随机选取一个通信信道作为监测信道的步骤；
当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子不一致时，判定所述监测信道未被占用，将所述监测信道作为目标通信信道。
10.一种通信网关数据传输方法，应用于轨道交通通信网关，其特征在于，所述方法包括：
数据采集模块接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；
数据管理模块对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码；
所述数据管理模块对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；
数据传输模块获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道；
所述数据传输模块基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。
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