CN116723484A - 一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法，该系统包括：地上服务端、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站以及地下服务端；地上服务端、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站以及地下服务端依次连接；地下服务端用于实时采集城市轨道交通地下空间内的地下应急信息，并将应急信息发送给通信距离内的通信传输基站；间隔预设距离设置的若干个通信传输基站用于依次从下往上传输地下应急信息；地上服务端用于接收地下应急信息后生成地上应急反馈信息，并将地上应急反馈信息发送给通信距离内的通信传输基站。本发明可以通过通信传输基站实现地上服务端和地下服务端的无线传输，线路铺设灵活性好，且可以传输的距离更远。

Description

一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法

技术领域

本发明涉及地下空间通信技术领域，尤其涉及一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法。

背景技术

地铁作为一种现代化城市轨道交通工具，给人们的日常出行带来了极大的便捷，其运营安全成为关系国计民生的大事，当地铁隧道一旦发生事故时，为了确保救援人员和事故人员的人身安全，应急通信必须第一时间保证畅通，以确保应急指挥中心能够与现场指挥部实时联系、并针对现场事故状况下达准确的救援指令，例如是否需要扩大应急、寻求协助、信息发布等。

传统的地下空间通信系统一般由固定式的应急通信设备通过有线链路进行连接，通过传输线路在地下空间布置通信系统，需要通信的用户基于布置的通信系统实现地下空间的应急通信。

但是，在地下空间的地铁交通运行环境中，由于封闭性高、地下环境结构复杂、事故类型较多等特点，传统的地下空间通信系统只能通过有线传输，存在传输距离短、线路铺设灵活性差等诸多缺陷，不足以为作业提供充足的信息可视化能力。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法，用以解决现有技术中地下空间通信系统通过有线通信时存在传输距离短、线路铺设灵活性差的问题。

为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种城市轨道交通地下空间应急通信系统，包括：地上服务端、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站以及地下服务端；其中，地上服务端、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站以及地下服务端在地理位置上依次从地上延伸至地下连接；

其中，地下服务端用于实时采集城市轨道交通地下空间内的地下应急信息，并将应急信息发送给通信距离内的通信传输基站；

间隔预设距离设置的若干个通信传输基站用于依次从下往上传输地下应急信息；

地上服务端用于接收地下应急信息后生成地上应急反馈信息，并将地上应急反馈信息发送给通信距离内的通信传输基站；

间隔预设距离设置的若干个通信传输基站还用于依次从上往下传输地上应急反馈信息；

地下服务端还用于接收地上应急反馈信息，并根据地上应急反馈信息生成应急方案。

在一些可能的实现方式中，通信传输基站包括工业级车载一体化无线网桥和工业级天线一体化智能车载网桥。

在一些可能的实现方式中，工业级车载一体化无线网桥包括两个预设角度的平板天线。

在一些可能的实现方式中，工业级天线一体化智能车载网桥包括预设角度的双极化扇区天线。

在一些可能的实现方式中，工业级车载一体化无线网桥和工业级天线一体化智能车载网桥采用TDMA通信协议进行通信。

在一些可能的实现方式中，工业级车载一体化无线网桥的最大发射功率为800mw。

在一些可能的实现方式中，工业级天线一体化智能车载网桥的最大发射功率为1000mw。

在一些可能的实现方式中，地上服务端为计算机。

在一些可能的实现方式中，地下服务端为手机。

第二方面，本发明还提供了一种城市轨道交通地下空间应急通信系统的布置方法，基于如上述任一项实现方式中的城市轨道交通地下空间应急通信系统，该方法包括：

根据地下空间的场景地图获取地下环境信息；

根据地下环境信息确定地下空间布置路线；

基于地下空间布置路线，铺设城市轨道交通地下空间应急通信系统。

采用上述实施例的有益效果是：本发明涉及一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法，该系统包括：地上服务端、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站以及地下服务端；其中，间隔预设距离设置的若干个地上服务端、所述通信传输基站以及所述地下服务端在地理位置上依次从地上延伸至地下连接；其中，所述地下服务端用于实时采集城市轨道交通地下空间内的地下应急信息，并将所述应急信息发送给通信距离内的通信传输基站；所述间隔预设距离设置的若干个通信传输基站用于依次从下往上传输所述地下应急信息；所述地上服务端用于接收所述地下应急信息后生成地上应急反馈信息，并将所述地上应急反馈信息发送给通信距离内的通信传输基站；所述间隔预设距离设置的若干个通信传输基站还用于依次从上往下传输所述地上应急反馈信息；所述地下服务端还用于接收所述地上应急反馈信息，并根据所述地上应急反馈信息生成应急方案。本发明提供的一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法，可以通过通信传输基站实现地上服务端和地下服务端的无线传输，在地下空间发生事故时能快速的实现线路的铺设，线路铺设灵活性好，且可以传输的距离更远。

附图说明

图1为本发明提供的城市轨道交通地下空间应急通信系统的一实施例的结构示意图；

图2为本发明提供的城市轨道交通地下空间应急通信方法的一实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的应急通信系统布置的一实施例的场景示意图；

图4为本发明提供的应急通信系统故障的一实施例的场景示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明提供了一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法，以下分别进行说明。

请参阅图1，图1为本发明提供的城市轨道交通地下空间应急通信系统的一实施例的结构示意图，本发明的一个具体实施例，公开了一种城市轨道交通地下空间应急通信系统，包括：地上服务端100、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200以及地下服务端300；其中，地上服务端100、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200以及地下服务端300在地理位置上依次从地上延伸至地下连接；

其中，地下服务端300用于实时采集城市轨道交通地下空间内的地下应急信息，并将应急信息发送给通信距离内的通信传输基站200；

间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200用于依次从下往上传输地下应急信息；

地上服务端100用于接收地下应急信息后生成地上应急反馈信息，并将地上应急反馈信息发送给通信距离内的通信传输基站200；

间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200还用于依次从上往下传输地上应急反馈信息；

地下服务端300还用于接收地上应急反馈信息，并根据地上应急反馈信息生成应急方案。

在上述实施例中，地上服务端100和地下服务端300可以通过通信传输基站200，实现WIFI信号的通信，以5.8GHz的WIFI信号作为媒介的无线交接模式，此方法对布置空间的要求更低，不在过多的依赖铺设线路，而且相比传统有线通信系统的传输距离也更长，信号也更加稳定，可以达到公里级。

与现有技术相比，本实施例提供的一种城市轨道交通地下空间应急通信系统，该系统包括：地上服务端100、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200以及地下服务端300；其中，间隔预设距离设置的若干个地上服务端100、所述通信传输基站200以及所述地下服务端300在地理位置上依次从地上延伸至地下连接；其中，所述地下服务端300用于实时采集城市轨道交通地下空间内的地下应急信息，并将所述应急信息发送给通信距离内的通信传输基站200；所述间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200用于依次从下往上传输所述地下应急信息；所述地上服务端100用于接收所述地下应急信息后生成地上应急反馈信息，并将所述地上应急反馈信息发送给通信距离内的通信传输基站200；所述间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200还用于依次从上往下传输所述地上应急反馈信息；所述地下服务端300还用于接收所述地上应急反馈信息，并根据所述地上应急反馈信息生成应急方案。本发明提供的一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法，可以通过通信传输基站200实现地上服务端100和地下服务端300的无线传输，在地下空间发生事故时能快速的实现线路的铺设，线路铺设灵活性好，且可以传输的距离更远。

在本发明的一些实施例中，通信传输基站200包括工业级车载一体化无线网桥和工业级天线一体化智能车载网桥。

在上述实施例中，工业级车载一体化无线网桥为5.8GHz 300M工业级车载一体化无线网桥设备，只需要一台5.8GHz 300M工业级车载一体化无线网桥设备，安装在事故现场。

工业级天线一体化智能车载网桥是5.8GHz 300M工业级天线一体化智能车载网桥设备，可以根据实际使用的需要使用多台5.8GHz 300M工业级天线一体化智能车载网桥设备，可以安装在城市轨道交通的出入口以及中继局域。

在本发明的一些实施例中，工业级车载一体化无线网桥包括两个预设角度的平板天线。

在上述实施例中，预设角度为120度，工业级车载一体化无线网桥内置双极化全频段全向天线，设备前后设计2个13dBi的120度大角度平板天线。

在本发明的一些实施例中，工业级天线一体化智能车载网桥包括预设角度的双极化扇区天线。

在上述实施例中，工业级天线一体化智能车载网桥集成了13dBi的120°双极化扇区天线。

在本发明的一些实施例中，工业级车载一体化无线网桥和工业级天线一体化智能车载网桥采用TDMA通信协议进行通信。

在上述实施例中，TDMA通信协议即为时分多址通信协议，是一种为实现共享传输介质(一般是无线电领域)或者网络的通信技术。它允许多个用户在不同的时间片(时隙)来使用相同的频率。用户迅速的传输，一个接一个，每个用户使用他们自己的时间片。这允许多用户共享同样的传输媒体(例如：无线电频率)。

在本发明的一些实施例中，工业级车载一体化无线网桥的最大发射功率为800mw。

在上述实施例中，工业级车载一体化无线网桥的最大发射功率800mw，最高带宽可达300Mbps，与覆盖基站通信距离可达1500～2000米，全程智能切换、不丢包。

在本发明的一些实施例中，工业级天线一体化智能车载网桥的最大发射功率为1000mw。

在上述实施例中，工业级天线一体化智能车载网桥采用了2T2R的构架最大发射功率可达1000mw，最高带宽可达300Mbps，有效提高点对多点并发带宽同时减少延迟，与基站通信距离最远可达1500米以上，支持漫游切换功能，可自动实现多个基站间的快速漫游切换。

在本发明的一些实施例中，地上服务端100为计算机。

在上述实施例中，地上服务端100主要是为了接收地下服务端300发送的信号，根据地下服务端300发送的信号来分析，了解地下的状况，并进一步确定地下的救援安排，实现与地下服务端300的信息交互，还具有一定的控制功能，能够对通信过程进行控制，并能够了解通信传输基站200的状况，在通信传输基站200出现故障时可以及时调整，避免通信过程中断。

可以理解的是，地上服务端100也可以是单片机等其他具有控制功能以及信号处理单元的装置或设备，本发明对此不做进一步限制，只要能满足与地下服务端300的信息交互即可。

在本发明的一些实施例中，地下服务端300为手机。

在上述实施例中，在城市轨道交通地下空间中因为事故而需要与外界进行通信交互时，地下服务端300为手机则可以很好的满足受困人员与外界的交互，通过建立的通信传输基站200，手机可以通过WIFI的传输方式与地上服务端100完成信息交互。

可以理解的是，地下服务端300也可以是城市地下轨道交通工具中内置的通信装置，通过该通信装置与地下服务端300完成通信交互，本发明对此不做进一步限制。

请参阅图2，图2为本发明提供的城市轨道交通地下空间应急通信方法的一实施例的流程示意图，第二方面，本发明还提供了一种城市轨道交通地下空间应急通信系统的布置方法，基于如上述任一项实现方式中的城市轨道交通地下空间应急通信系统，该方法包括：

S201、根据地下空间的场景地图获取地下环境信息；

S202、根据地下环境信息确定地下空间布置路线；

S203、基于地下空间布置路线，铺设城市轨道交通地下空间应急通信系统。

在上述实施例中，根据地下空间的场景地图获取地下环境信息包括确定地下空间的出入口位置和数量、地下空间的布置信息以及尺寸信息，进一步根据地下空间的出入口位置和数量选择地下空间进行布置系统的出入口。

地下空间的布置信息以及尺寸信息包括地下空间的结构以及对应的标高参数，如表1所示：

表1

序号	名称	相对标高	单位	备注
					1	站台层地面标高	±0.000	m
2	地面标高	15.895	m
					3	站厅层地面标高	5.000	m
4	轨顶标高	-1.080	m
					5	道床标高	-1.640	m
6	2号出入口到站厅层距离	92.3	m	平面图距离

需要说明的是，表1仅为本发明给出的一个具体实施例中的标高参数信息，具体的标高参数可以根据实际需要进行调整，本发明对此不做进一步限制。

根据表1可以进一步确定地下空间布置路线，确定从选择的出入口到事故现场的路线，该路线不仅可以用于布置应急通信系统，还可以进行救援，因此，需要基于地下环境信息选择从地上出入口到地下事故现场的最短路径。

请参阅图3，图3为本发明提供的应急通信系统布置的一实施例的场景示意图，事故现场前端点设备(7号点)有两个射频接口，一个为5.8G和主干无线链路通信，另一个为2.4G WIFI信号，实现可便携WIFI设备通信，配合定向天线可达100米以上通信距离。而骨干链路(图3中标注的1、2、3、4、5、6、7点)全部为5.8G双射频设计。

设备中继任意位置：基站1到基站6顺序任意摆放、任意先后开机，设备启动后，多倍通独有链路修复技术会在10秒内自动修复主干无线链路，保证链路的畅通。

请参阅图4，图4为本发明提供的应急通信系统故障的一实施例的场景示意图，本发明提供的应急通信系统可以增加或减少基站，例如：当基站3故障或无电情况下，可以用备用基站8放置代替，无需调试，链路自动在15秒内代替原来3号基站作用。当5号基站意外断电，如果6号的信号能达到4号的位置上，6号可以自动连接到4号基站保证主干无线链路畅通，当5号基站恢复通电后，系统又将在10秒内修复5号基站功能，保证主干无线链路畅通。

多倍通应急救援通信方案解决了救援人员与地面指挥系统通信问题，同时也是他们救援行动中生命安全的一个保障；在隧道日常救援演习、真实事故救援中发挥着巨大作用。

综上，本实施例提供的一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法，该系统包括：地上服务端100、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200以及地下服务端300；其中，间隔预设距离设置的若干个地上服务端100、所述通信传输基站200以及所述地下服务端300在地理位置上依次从地上延伸至地下连接；其中，所述地下服务端300用于实时采集城市轨道交通地下空间内的地下应急信息，并将所述应急信息发送给通信距离内的通信传输基站200；所述间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200用于依次从下往上传输所述地下应急信息；所述地上服务端100用于接收所述地下应急信息后生成地上应急反馈信息，并将所述地上应急反馈信息发送给通信距离内的通信传输基站200；所述间隔预设距离设置的若干个通信传输基站200还用于依次从上往下传输所述地上应急反馈信息；所述地下服务端300还用于接收所述地上应急反馈信息，并根据所述地上应急反馈信息生成应急方案。本发明提供的一种城市轨道交通地下空间应急通信系统及其布置方法，可以通过通信传输基站200实现地上服务端100和地下服务端300的无线传输，在地下空间发生事故时能快速的实现线路的铺设，线路铺设灵活性好，且可以传输的距离更远。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，包括：地上服务端、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站以及地下服务端；其中，所述地上服务端、间隔预设距离设置的若干个通信传输基站以及所述地下服务端在地理位置上依次从地上延伸至地下连接；

其中，所述地下服务端用于实时采集城市轨道交通地下空间内的地下应急信息，并将所述应急信息发送给通信距离内的通信传输基站；

所述间隔预设距离设置的若干个通信传输基站用于依次从下往上传输所述地下应急信息；

所述地上服务端用于接收所述地下应急信息后生成地上应急反馈信息，并将所述地上应急反馈信息发送给通信距离内的通信传输基站；

所述间隔预设距离设置的若干个通信传输基站还用于依次从上往下传输所述地上应急反馈信息；

所述地下服务端还用于接收所述地上应急反馈信息，并根据所述地上应急反馈信息生成应急方案。

2.根据权利要求1所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述通信传输基站包括工业级车载一体化无线网桥和工业级天线一体化智能车载网桥。

3.根据权利要求2所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述工业级车载一体化无线网桥包括两个预设角度的平板天线。

4.根据权利要求3所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述工业级天线一体化智能车载网桥包括所述预设角度的双极化扇区天线。

5.根据权利要求2所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述工业级车载一体化无线网桥和所述工业级天线一体化智能车载网桥采用TDMA通信协议进行通信。

6.根据权利要求3所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述工业级车载一体化无线网桥的最大发射功率为800mw。

7.根据权利要求4所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述工业级天线一体化智能车载网桥的最大发射功率为1000mw。

8.根据权利要求1所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述地上服务端为计算机。

9.根据权利要求1所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述地下服务端为手机。

10.一种城市轨道交通地下空间应急通信系统的布置方法，基于如权利要求1-9任一项所述的城市轨道交通地下空间应急通信系统，其特征在于，所述方法包括：

根据地下空间的场景地图获取地下环境信息；

根据所述地下环境信息确定地下空间布置路线；

基于所述地下空间布置路线，铺设所述城市轨道交通地下空间应急通信系统。