CN207560355U - 轨道交通车地通信系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轨道交通车地通信系统，该轨道交通车地通信系统包括轨旁固定网络系统、车载移动模块以及控制中心系统；所述轨旁固定网络系统包括多个轨旁无线单元，所述多个轨旁无线单元沿列车轨道线性排列，每一个所述轨旁无线单元包括轨旁mesh节点、第一轨旁定向天线以及第二轨旁定向天线；所述车载移动模块包括设置于列车车头位置的车头移动单元以及设置于列车车尾位置的车尾移动单元；所述控制中心系统包括移动控制器。本实用新型可以提高列车在高速运行时车地之间通信的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，具体涉及一种轨道交通车地通信系统。
背景技术
近年来，随着经济发展和城市化进程的加速，城市轨道交通在全国各大城市得到了快速的发展，以其方便快捷、安全可靠、承运能力强等突出优点，成为缓解城市交通拥堵、实现畅通出行的最佳解决途径，轨道交通作为流动性高、人员高度集中的公共场所，存在较大的网络需求以及较多不安全因素，因此，如何提高列车在高速运行时车地之间通信的可靠性是目前亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种轨道交通车地通信系统，可以提高列车在高速运行时车地之间通信的可靠性。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案提供了一种轨道交通车地通信系统，包括轨旁固定网络系统、车载移动模块以及控制中心系统；
所述轨旁固定网络系统包括多个轨旁无线单元，所述多个轨旁无线单元沿列车轨道线性排列，每一个所述轨旁无线单元包括轨旁mesh节点、第一轨旁定向天线以及第二轨旁定向天线，其中，所述第一轨旁定向天线与第二轨旁定向天线背向安装，所述第一轨旁定向天线对向列车驶入方向，所述第二轨旁定向天线对向列车驶离方向；
所述车载移动模块包括设置于列车车头位置的车头移动单元以及设置于列车车尾位置的车尾移动单元，所述车头移动单元包括车头mesh节点以及车头定向天线，所述车头定向天线对向所述列车的行驶前方，所述车尾移动单元包括车尾mesh节点以及车尾定向天线，所述车尾mesh 节点与所述车头mesh节点相连，所述车尾定向天线对向所述列车的行驶后方，所述车头移动单元用于与列车前方的轨旁无线单元建立第一通信链路，所述车尾移动单元用于与列车后方的轨旁无线单元建立第二通信链路；
所述控制中心系统包括移动控制器，所述移动控制器用于根据所述第一通信链路的RSSI值以及所述第二通信链路的RSSI值从所述第一通信链路和所述第二通信链路中选择作为数据传输的通信链路。
进一步地，所述第一轨旁定向天线以及所述第二轨旁定向天线均为 2x2MIMO扇区天线。
进一步地，所述车头定向天线以及所述车尾定向天线均为2x2MIMO 扇区天线。
进一步地，所述轨道交通车地通信系统还包括与所述控制中心系统相连的车站网络系统，所述轨旁无线单元通过光纤链路连接所述车站网络系统。
进一步地，所述车站网络系统包括第一交换机以及与所述第一交换机相连的网关服务器。
进一步地，所述控制中心系统还包括与所述移动控制器相连的第二交换机，所述第二交换机通过网线与所述第一交换机相连。
进一步地，所述第一交换机为二层交换机，所述第二交换机为三层交换机。
进一步地，所述车头移动单元还包括与所述车头mesh节点相连的第三交换机，所述车尾移动单元还包括与所述车尾mesh节点相连的第四交换机，所述第三交换机与所述第四交换机之间通过光纤链路相连。
进一步地，所述第三交换机以及第四交换机均连接有车载网络设备。
进一步地，所述车载网路设备包括以下的至少一种：
IP摄像机、网络硬盘录像机、wifi装置。
本实用新型提供的轨道交通车地通信系统，通过车头移动单元可以与列车前方的轨旁无线单元建立第一通信链路，通过车尾移动单元可以与列车后方的轨旁无线单元建立第二通信链路，移动控制器可以实时检测第一通信链路和第二通信链路的RSSI值，并从中选择作为车地之间数据传输的通信链路，从而可以提高列车在高速运行时车地之间通信的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型实施方式提供的一种轨道交通车地通信系统；
图2是本实用新型实施方式提供的另一种轨道交通车地通信系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参见图1，图1是本实用新型实施方式提供的一种轨道交通车地通信系统，该轨道交通车地通信系统包括轨旁固定网络系统100、车载移动模块200以及控制中心系统300；
所述轨旁固定网络系统100包括多个轨旁无线单元，所述多个轨旁无线单元沿列车轨道线性排列，每一个所述轨旁无线单元包括轨旁mesh 节点、第一轨旁定向天线以及第二轨旁定向天线，其中，所述第一轨旁定向天线与第二轨旁定向天线背向安装，所述第一轨旁定向天线对向列车驶入方向，所述第二轨旁定向天线对向列车驶离方向；
所述车载移动模块200包括设置于列车车头位置的车头移动单元以及设置于列车车尾位置的车尾移动单元，所述车头移动单元包括车头 mesh节点以及车头定向天线，所述车头定向天线对向所述列车的行驶前方，所述车尾移动单元包括车尾mesh节点以及车尾定向天线，所述车尾 mesh节点与所述车头mesh节点相连，所述车尾定向天线对向所述列车的行驶后方，所述车头移动单元用于与列车前方的轨旁无线单元建立第一通信链路，所述车尾移动单元用于与列车后方的轨旁无线单元建立第二通信链路；
所述控制中心系统300包括移动控制器，所述移动控制器用于根据所述第一通信链路的RSSI值以及所述第二通信链路的RSSI值从所述第一通信链路和所述第二通信链路中选择作为数据传输的通信链路。
本实用新型实施方式提供的轨道交通车地通信系统，通过车头移动单元可以与列车前方的轨旁无线单元建立第一通信链路，通过车尾移动单元可以与列车后方的轨旁无线单元建立第二通信链路，移动控制器可以实时检测第一通信链路和第二通信链路的RSSI值，并从中选择作为车地之间数据传输的通信链路，从而可以提高列车在高速运行时车地之间通信的可靠性。
例如，在本实用新型实施方式中，所述第一轨旁定向天线以及所述第二轨旁定向天线可以均为2x2MIMO扇区天线。
例如，在本实用新型实施方式中，所述车头定向天线以及所述车尾定向天线可以均为2x2MIMO扇区天线。
优选地，在本实用新型实施方式中，所述轨道交通车地通信系统还包括与所述控制中心系统相连的车站网络系统，所述轨旁无线单元通过光纤链路连接所述车站网络系统。其中，所述车站网络系统包括第一交换机以及与所述第一交换机相连的网关服务器。
优选地，在本实用新型实施方式中，所述控制中心系统还包括与所述移动控制器相连的第二交换机，所述第二交换机通过网线与所述第一交换机相连。
优选地，在本实用新型实施方式中，所述第一交换机为二层交换机，所述第二交换机为三层交换机。由于车站网络系统的网络为二层交换机结构，相对于三层交换机来说其传输层是透明的，因此，支持广播寻址功能。
优选地，在本实用新型实施方式中，所述车头移动单元还包括与所述车头mesh节点相连的第三交换机，所述车尾移动单元还包括与所述车尾mesh节点相连的第四交换机，所述第三交换机与所述第四交换机之间通过光纤链路相连。
优选地，在本实用新型实施方式中，所述第三交换机以及第四交换机均连接有车载网络设备。例如，所述车载网路设备可以包括以下的至少一种：IP摄像机、网络硬盘录像机、wifi装置。
参见图2，图2是本实用新型实施方式提供的另一种轨道交通车地通信系统，该轨道交通车地通信系统包括轨旁固定网络系统、若干个车站网络系统、车载移动模块以及控制中心系统；
其中，轨旁固定网络系统包括多个轨旁无线单元，该多个轨旁无线单元沿列车轨道线性排列，每一个所述轨旁无线单元包括轨旁mesh节点 111、第一轨旁定向天线112以及第二轨旁定向天线113，其中，所述第一轨旁定向天线112与第二轨旁定向天线113背向安装，所述第一轨旁定向天线112对向列车驶入方向，所述第二轨旁定向天线113对向列车驶离方向；
车载移动模块包括设置于列车车头位置的车头移动单元以及设置于列车车尾位置的车尾移动单元，其中，车头移动单元包括车头mesh节点 211、车头定向天线212以及第三交换机213，第三交换机213与车头mesh 节点211相连，所述车头定向天线212对向所述列车的行驶前方，所述车尾移动单元包括车尾mesh节点221、车尾定向天线222以及第四交换机223，第四交换机223与车尾mesh节点221相连，所述车尾定向天线 222对向所述列车的行驶后方，第三交换机213与第四交换机223之间通过光纤链路相连，其中，所述车头移动单元用于与列车前方的轨旁无线单元建立第一通信链路，所述车尾移动单元用于与列车后方的轨旁无线单元建立第二通信链路，其中，第三交换机213与第四交换机223均可以为二层交换机，第三交换机213与第四交换机223可以均连接有IP摄像机和网络硬盘录像机；
每一个车站网络系统用于形成一个子网状网，以管理设定数量的轨旁无线单元，每一个车站网络系统包括第一交换机410以及与第一交换机410相连的网关服务器，第一交换机410通过光纤链路连接车站网络系统所管理的轨旁无线单元，由于所有轨旁mesh节点都通过有线连接，因此每个轨旁mesh节点都是网络网关互联(NGI，Network GatewayInterconnect)节点，网关服务器是通信流进出网状网的唯一出入口，用来防止因多个NGI点没有一个网关而可能会产生的环形交换，为避免出现此种情况，可以每设定数量的(如30个)轨旁mesh节点组成一个子网状网，在网关服务器的控制下进行管理，每个子网状网配置两台网关服务器，包括主网关服务器421和从网关服务器422，从网关服务器422 作为主网关服务器421的冗余备份，网关服务器与所管理的轨旁mesh节点共同连接到车站网络系统的第一交换机410；
控制中心系统包括移动控制器310、第二交换机320以及无线管理服务器330，其中，移动控制器310以及无线管理服务器330连接至第二交换机320，第二交换机320通过网线连接至各车站网络系统的第一交换机 410；
其中，所述移动控制器用于根据所述第一通信链路的RSSI值以及所述第二通信链路的RSSI值从所述第一通信链路和所述第二通信链路中选择作为数据传输的通信链路；例如，移动控制器可以实时检测车载移动模块当前所建立的第一通信链路和第二通信链路的RSSI值，若第一通信链路的RSSI值小于预设值且第二通信链路的RSSI值大于预设值，则控制车载移动模块采用第二通信链路作为车地之间数据传输的通信链路，否则，则采用第一通信链路作为车地之间数据传输的通信链路；
在本实用新型实施方式中，车头mesh节点始终与车尾mesh节点处于通信状态，车头mesh节点收到的数据信息均可以传送给车尾mesh节点，正常情况下车头mesh节点设备处于工作状态，与列车前方的轨旁 mesh节点建立数据传输通道，数据通过车头mesh节点发送至控制中心系统。在此种模式下，所有IP视频数据流都经由车头mesh节点传送，在车头mesh节点工作时，车尾mesh节点处于待机状态；
当车头mesh节点在正常工作(即进行车地之间数据传输)时，车尾 mesh节点则自动进入待机状态，并将所建立的第二通信链路设定为只连接不传输状态，车头mesh节点和车尾mesh节点始终处于互动状态，并随时确认相互的状态以保持其中一个为工作，另外一个为待机状态。
例如，当车头mesh节点建立的第一通信链路的RSSI值小于预设值且车尾mesh节点建立的第二通信链路的RSSI值大于预设值时，车尾 mesh节点马上会转为工作状态并恢复第二通信链路为传输状态；
当车头mesh节点恢复正常状态时(如车头mesh节点建立的第一通信链路的RSSI值大于等于预设值时)，移动控制器控制车载移动模块采用车头mesh节点所建立的第一通信链路作为车地之间数据传输的通信链路，此时，车尾mesh节点自动恢复成待机状态；
通过无线管理服务器330可对所有轨旁mesh节点的各项参数进行设置，显示轨旁mesh节点的连接、运行状态，包括发射功率、频率、信道、发送和接收到的数据包数量，VLAN的设置和划分，QoS的设置，组播、传输优先级、加密设置等；
其中，在本实用新型实施方式中，用户还可以通过移动控制器可以设置上述的预设值，并且通过移动控制器可对进入网络内的所有移动节点进行认证，用来防止未被授权的移动节点进入网络中，例如，移动控制器中可以预存设备认证清单，包含车头mesh节点的身份信息以及车尾 mesh节点的身份信息。
本实用新型实施方式提供的轨道交通车地通信系统，可以减少由于车头移动单元发生故障进而影响车地之间数据传输情况的发生，有效提高列车在高速运行时车地之间通信的可靠性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种轨道交通车地通信系统，其特征在于，包括轨旁固定网络系统、车载移动模块以及控制中心系统；
所述轨旁固定网络系统包括多个轨旁无线单元，所述多个轨旁无线单元沿列车轨道线性排列，每一个所述轨旁无线单元包括轨旁mesh节点、第一轨旁定向天线以及第二轨旁定向天线，其中，所述第一轨旁定向天线与第二轨旁定向天线背向安装，所述第一轨旁定向天线对向列车驶入方向，所述第二轨旁定向天线对向列车驶离方向；
所述车载移动模块包括设置于列车车头位置的车头移动单元以及设置于列车车尾位置的车尾移动单元，所述车头移动单元包括车头mesh节点以及车头定向天线，所述车头定向天线对向所述列车的行驶前方，所述车尾移动单元包括车尾mesh节点以及车尾定向天线，所述车尾mesh节点与所述车头mesh节点相连，所述车尾定向天线对向所述列车的行驶后方，所述车头移动单元用于与列车前方的轨旁无线单元建立第一通信链路，所述车尾移动单元用于与列车后方的轨旁无线单元建立第二通信链路；
所述控制中心系统包括移动控制器，所述移动控制器用于根据所述第一通信链路的RSSI值以及所述第二通信链路的RSSI值从所述第一通信链路和所述第二通信链路中选择作为数据传输的通信链路。
2.根据权利要求1所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述第一轨旁定向天线以及所述第二轨旁定向天线均为2x2MIMO扇区天线。
3.根据权利要求1所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述车头定向天线以及所述车尾定向天线均为2x2MIMO扇区天线。
4.根据权利要求1所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述轨道交通车地通信系统还包括与所述控制中心系统相连的车站网络系统，所述轨旁无线单元通过光纤链路连接所述车站网络系统。
5.根据权利要求4所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述车站网络系统包括第一交换机以及与所述第一交换机相连的网关服务器。
6.根据权利要求5所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述控制中心系统还包括与所述移动控制器相连的第二交换机，所述第二交换机通过网线与所述第一交换机相连。
7.根据权利要求6所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述第一交换机为二层交换机，所述第二交换机为三层交换机。
8.根据权利要求1所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述车头移动单元还包括与所述车头mesh节点相连的第三交换机，所述车尾移动单元还包括与所述车尾mesh节点相连的第四交换机，所述第三交换机与所述第四交换机之间通过光纤链路相连。
9.根据权利要求8所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述第三交换机以及第四交换机均连接有车载网络设备。
10.根据权利要求9所述的轨道交通车地通信系统，其特征在于，所述车载网路设备包括以下的至少一种：
IP摄像机、网络硬盘录像机、wifi装置。
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