CN207200995U - 冗余无线通讯系统、钢铁行业的无人化铁路运输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钢铁行业的无人化铁路运输系统及冗余无线通讯系统。该冗余无线通讯系统包括：一第一交换机(31)；一WiMAX基站(33)；一第二交换机(32)；复数个无线接入点(320)；和至少一车载终端通讯子系统(34)，其包括：一WiMAX车载终端(341)，其能够与所述WiMAX基站(33)进行无线通讯；一WiFI客户端(342)，其能够与所述复数个无线接入点(320)进行无线通讯；一第三交换机(343)，其与所述WiMAX车载终端(341)和所述WiFI客户端(342)通讯连接；和一控制器(344)，其与所述第三交换机(343)通讯连接。

Description

冗余无线通讯系统、钢铁行业的无人化铁路运输系统

技术领域

本实用新型涉及钢铁行业中铁路运输的通讯技术领域，尤其涉及钢铁行业的无人化铁路运输系统，及其中的冗余无线通讯系统。

背景技术

钢铁行业中使用铁路运输系统进行物料的运输。例如，使用牵引车头驱动罐车来运输铁水。高温铁水被装入罐车内。现有的铁路运输系统时有人驾驶和操作的，信息的传输采用的是有线传输。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是提供钢铁行业的无人化铁路运输系统，及其中的冗余无线通讯系统，该冗余无线通讯系统采用WiMAX和WiFI冗余通讯，实现铁路运输系统的无人化，提高通讯的安全性、可靠性。

本实用新型的一个方面提供了冗余无线通讯系统，用于钢铁行业的无人化铁路运输系统，包括：

一第一交换机；

一WiMAX基站，与第一交换机通讯连接；

一第二交换机，其与第一交换机通讯连接；

复数个无线接入点，分别于第二交换机通讯连接；和

至少一车载终端通讯子系统，其包括：

一WiMAX车载终端，其能够与WiMAX基站进行无线通讯；

一WiFI客户端，其能够与复数个无线接入点进行无线通讯；

一第三交换机，其与WiMAX车载终端和WiFI客户端通讯连接；和

一控制器，其与第三交换机通讯连接。

每一个车载终端通讯子系统对应两条无线通讯线路。这两条无线通讯线路构成冗余通讯，即WiMAX和WiFI冗余通讯，提高通讯的安全性、可靠性。

在冗余无线通讯系统的一种示意性的实施方式中，第一交换机和第三交换机均为RNA工业以太网交换机，执行并行冗余协议；第一交换机对从WiMAX基站接收的第一信号和从第二交换机接收的第二信号进行切换，并且基于预设机制对第一信号和第二信号进行筛选；第三交换机对从WiMAX车载终端接收的第三信号和从WiFI客户端接收的第四信号进行切换，并且基于预设机制对第三信号和第四信号进行筛选。RNA工业以太网交换机能够实现在WiMAX信号和WiFI信号之间的0毫秒切换，实现数据传输的实时性。

在冗余无线通讯系统的另一种示意性的实施方式中，冗余无线通讯系统包括2N+1个车载终端通讯子系统，N为正整数；其中的一个车载终端通讯子系统设置于一牵引车头内，2N个车载终端通讯子系统中每两个分别设置于一罐车内的前后两端。设置于同一罐车两端的两个车载终端通讯子系统能够通过冗余无线的方式进行通讯，不受高温铁水的限制和干扰。另外，两端都有车载终端通讯子系统的罐车，任意一端均能够与其他罐车或牵引车头对接，通用性好。

在冗余无线通讯系统的再一种示意性的实施方式中，复数个无线接入点均匀分布于铁路运输线沿线，控制器为PLC。复数个无线接入点320均匀分布于铁路运输线沿线能够确保整个铁路运输线沿线WiFI通讯的顺畅。

在冗余无线通讯系统的又一种示意性的实施方式中，车载终端通讯子系统包括一RFID阅读器，其能够读取位于地上的RFID标签以确定其位置。多个RFID标签均匀分布于铁路运输线沿线，设置于铁轨附近或立柱上。车载终端通讯子系统无论出于铁路运输线的何处，均能够通过读取RFID标签确定其所在的牵引车头或罐车的位置，实现精准定位。

本实用新型的另一个方面提供了钢铁行业的无人化铁路运输系统，包括上述的冗余无线通讯系统。每一个车载终端通讯子系统对应两条无线通讯线路。这两条无线通讯线路构成冗余通讯，即WiMAX和WiFI冗余通讯，提高通讯的安全性、可靠性。

在钢铁行业的无人化铁路运输系统的一种示意性的实施方式中，还包括：

一牵引车头，其能够在一铁轨上运行；和

N个罐车，其能够彼此对接，且能够与牵引车头对接，并在牵引车头的牵引下沿铁轨运行，其中N为正整数；

其中，牵引车头内设置一个车载终端通讯子系统，每一罐车内设置两个车载终端通讯子系统，分别位于罐车的前后两端。设置于同一罐车两端的两个车载终端通讯子系统能够通过冗余无线的方式进行通讯，不受高温铁水的限制和干扰。另外，两端都有车载终端通讯子系统的罐车，任意一端均能够与其他罐车或牵引车头对接，通用性好。

附图说明

下文将以明确易懂的方式通过对优选实施例的说明并结合附图来对本实用新型上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，其中：

图1是本实用新型的一个实施例提供的钢铁行业的无人化铁路运输系统的结构示意图。

标号说明：

10 牵引车头

20 罐车

30 冗余无线通讯系统

31 第一交换机

32 第二交换机

320 无线接入点

33 WiMAX基站

34 车载终端通讯子系统

341 WiMAX车载终端

342 WiFI客户端

343 第三交换机

344 控制器

345 RFID阅读器

40 中央控制器

50 远程监控中心

具体实施方式

为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部分。

下面讨论的各图以及被用来描述在该专利文档中的本公开的原理的各种实施例仅以说明的方式并且无论如何不应该被解释成限制本公开的范围。本领域技术人员将会理解，可以在任何适当布置的设备中实施本公开的原理。将参考示例性非限制实施例来描述本申请的各种创新教导。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地示出了其中的一个，或仅标出了其中的一个。

图1是本实用新型的一个实施例提供的钢铁行业的无人化铁路运输系统的结构示意图。从图1中可以看出，该钢铁行业的无人化铁路运输系统包括：一牵引车头10，其能够在一铁轨(图中未画出)上运行；和N个罐车20，其能够彼此对接，且能够与牵引车头10对接，并在牵引车头10的牵引下沿铁轨运行，其中N为正整数。图中以N＝2为例，但并不以此为限。

该钢铁行业的无人化铁路运输系统还包括一冗余无线通讯系统30。冗余无线通讯系统30用于钢铁行业的无人化铁路运输系统，包括：

一第一交换机31；

一WiMAX基站33，与第一交换机31通讯连接(例如通过光纤或电缆)；

一第二交换机32，其与第一交换机31通讯连接(例如通过光纤或电缆)；

复数个无线接入点320，分别于第二交换机32通讯连接(例如通过光纤或电缆)；和

至少一车载终端通讯子系统34，其包括：

一WiMAX车载终端341，其能够与WiMAX基站33进行无线通讯；

一WiFI客户端342，其能够与复数个无线接入点320进行无线通讯；

一第三交换机343，其与WiMAX车载终端341和WiFI客户端342通讯连接(例如通过光纤或电缆)；和

一控制器344，其与第三交换机343通讯连接(例如通过光纤或电缆)。

这样，每一个车载终端通讯子系统34对应两条无线通讯线路。一条是WiMAX无线通讯线路，其由第一交换机31、WiMAX基站33、WiMAX车载终端341以及第三交换机343构成；且该通讯是双向的。另一条是WiFI无线通讯线路，其由第一交换机31、第二交换机32、无线接入点320、WiFI客户端342以及第三交换机343构成；且该通讯也是双向的。这两条无线通讯线路构成冗余通讯，即WiMAX和WiFI冗余通讯，提高通讯的安全性、可靠性。第一交换机31在WiMAX信号和WiFI信号之间进行选择和切换。该选择基于预定机制。例如，先到达的数据信号被选择，而后到达的数据信号被放弃。在一个示意性的实施方式中，第一交换机31和第三交换机343均为RNA(Redundant network access，冗余网络访问)工业以太网交换机，执行并行冗余协议。第一交换机31对从WiMAX基站33接收的第一信号和从第二交换机32接收的第二信号进行切换，并且基于预设机制对第一信号和第二信号进行筛选。第三交换机343对从WiMAX车载终端341接收的第三信号和从WiFI客户端342接收的第四信号进行切换，并且基于预设机制对第三信号和第四信号进行筛选。RNA(Redundant network access，冗余网络访问)工业以太网交换机能够实现在WiMAX信号和WiFI信号之间的0毫秒切换，实现数据传输的实时性。

该车载终端通讯子系统34设置于牵引车头和罐车中的一个或多个。在一个示意性的实施方式中，牵引车头10内设置一个车载终端通讯子系统34，每一罐车20内设置两个车载终端通讯子系统34，分别位于罐车20的前后两端。换句话说，该冗余无线通讯系统30包括2N+1个车载终端通讯子系统34，N为正整数(图中一N＝2为例)；其中的一个车载终端通讯子系统34设置于一牵引车头10内，2N个车载终端通讯子系统34中每两个分别设置于一罐车20内的前后两端。罐车20用于运输铁水。铁水位于罐车20内前后两端两个车载终端通讯子系统34之间。这样牵引车头10和罐车20彼此之间能够通过各自的车载终端通讯子系统34经WiMAX基站33或WiMAX车载终端341，第一交换机31实现数据交换。车载终端通讯子系统34通过PLC从第三交换机343接收数据并进行处理，然后控制其所在的牵引车托10或罐车的操作。例如，罐车20将其位置发送给牵引车头10，牵引车头10内的PLC控制牵引车头10运动(包括移动速度，制动器等)，找到罐车20后控制挂钩等与其对接。罐车20内的PLC能够控制制动器、挂钩等，与另一罐车20或牵引车头10对接。设置于同一罐车20两端的两个车载终端通讯子系统34能够通过冗余无线的方式进行通讯，不受高温铁水的限制和干扰。另外，两端都有车载终端通讯子系统34的罐车20，任意一端均能够与其他罐车或牵引车头对接，通用性好。

在一个示意性的实施方式中，复数个无线接入点320均匀分布于铁路运输线沿线，控制器344为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)。图中以4个无线接入点320为例，但并不以此为限。无线接入点320为无线路由器。复数个无线接入点320均匀分布于铁路运输线沿线能够确保整个铁路运输线沿线WiFI通讯的顺畅。

在一个示意性的实施方式中，车载终端通讯子系统34包括一RFID(无线射频识别，Radio Frequency Identification Devices)阅读器345，其能够读取位于地上的RFID标签以确定其位置。多个RFID标签均匀分布于铁路运输线沿线，设置于铁轨附近或立柱上。车载终端通讯子系统34无论出于铁路运输线的何处，均能够通过读取RFID标签确定其所在的牵引车头10或罐车20的位置，实现精准定位。在一个示意性的实施方式中，RFID阅读器345为UHF(超高频，Ultra High Frequency)RFID。在一个示意性的实施方式中，同一罐车20中的两个车载终端通讯子系统34中，只有一个设置有RFID。

在一个示意性的实施方式中，该钢铁行业的无人化铁路运输系统还包括：中央控制器40，与第一交换机31通讯(例如通过光纤或电缆)，和远程监控中心50，与中央控制器40通讯(例如通过光纤或电缆)。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施方式描述的，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.冗余无线通讯系统，用于钢铁行业的无人化铁路运输系统，其特征在于，包括：

一第一交换机(31)；

一WiMAX基站(33)，与所述第一交换机(31)通讯连接；

一第二交换机(32)，其与所述第一交换机(31)通讯连接；

复数个无线接入点(320)，分别于所述第二交换机(32)通讯连接；和

至少一车载终端通讯子系统(34)，其包括：

一WiMAX车载终端(341)，其能够与所述WiMAX基站(33)进行无线通讯；

一WiFI客户端(342)，其能够与所述复数个无线接入点(320)进行无线通讯；

一第三交换机(343)，其与所述WiMAX车载终端(341)和所述WiFI客户端(342)通讯连接；和

一控制器(344)，其与所述第三交换机(343)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的冗余无线通讯系统，其特征在于，所述第一交换机(31)和所述第三交换机(343)均为RNA工业以太网交换机，执行并行冗余协议；所述第一交换机(31)对从所述WiMAX基站(33)接收的第一信号和从所述第二交换机(32)接收的第二信号进行切换，并且基于预设机制对所述第一信号和所述第二信号进行筛选；所述第三交换机(343)对从所述WiMAX车载终端(341)接收的第三信号和从所述WiFI客户端(342)接收的第四信号进行切换，并且基于预设机制对所述第三信号和所述第四信号进行筛选。

3.根据权利要求2所述的冗余无线通讯系统，其特征在于，所述冗余无线通讯系统(30)包括2N+1个所述车载终端通讯子系统(34)，N为正整数；其中的一个所述车载终端通讯子系统(34)设置于一牵引车头(10)内，2N个所述车载终端通讯子系统(34)中每两个分别设置于一罐车(20)内的前后两端。

4.根据权利要求1所述的冗余无线通讯系统，其特征在于，所述复数个无线接入点(320)均匀分布于所述铁路运输线沿线，所述控制器(344)为PLC。

5.根据权利要求1所述的冗余无线通讯系统，其特征在于，所述车载终端通讯子系统(34)包括一RFID阅读器(345)，其能够读取位于地上的RFID标签以确定其位置。

6.钢铁行业的无人化铁路运输系统，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的冗余无线通讯系统(30)。

7.根据权利要求6所述的钢铁行业的无人化铁路运输系统，其特征在于，还包括：

一牵引车头(10)，其能够在一铁轨上运行；和

N个罐车(20)，其能够彼此对接，且能够与所述牵引车头(10)对接，并在所述牵引车头(10) 的牵引下沿所述铁轨运行，其中N为正整数；

其中，所述牵引车头(10)内设置一个所述车载终端通讯子系统(34)，每一所述罐车(20)内设置两个所述车载终端通讯子系统(34)，分别位于所述罐车(20)的前后两端。