有軌電車通信系統及方法與流程
2023-07-04 06:48:21
本發明涉及有軌電車技術領域，特別涉及一種有軌電車通信系統及方法。
背景技術：
隨著經濟的發展，軌道交通領域也迎來了蓬勃發展的時機，現代城市有軌電車以其舒適性好、載客量大、建設成本低等優點，在軌道交通領域佔得一席之地。有軌電車安全運行的實現離不開通信網絡的基礎支持，目前的有軌電車通信方式是，有軌電車上布置的車載控制器與地面控制設備通信，地面控制設備也稱為區域控制器，管理一個區域內車輛駛過時的數據傳輸，同時列車控制系統的所有計算都在區域控制器中，區域控制器和列車之間是相互通信，兩個列車同時將信息比如速度、位置信息傳給一個區域控制器，區域控制器計算後再傳回兩個車，從而兩個車的車載控制器得知自己的運行狀況，進行調整，同時控制中心也將數據轉給區域控制器，區域控制器再傳給車載控制器，從而實現對車輛的調整。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種有軌電車通信系統及方法。
為了實現上述發明目的，本發明實施例提供了以下技術方案：
一種有軌電車通信系統，包括一個無線接入控制器、安裝於地面的多個定點無線接入點、至少兩個車載無線接入點及至少兩個車載控制器，一個所述車載無線接入點和一個所述車載控制器安裝於一個有軌電車中，所述車載無線接入點和所述車載控制器連接；所述多個定點無線接入點中的每個定點無線接入點分別通過一根數據傳輸線纜與所述無線接入控制器連接，構建一個區域網路，所述車載無線接入點以無線橋接的方式接入所述區域網路，在所述區域網路中，車載控制器之間相互通信。
根據本發明實施例，所述車載無線接入點在移動過程中與多個定點無線接入點無線橋接。車載無線接入點在移動過程中可以與一個或多個定點無線接入點無線橋接，當與多個定點無線接入點無線橋接時，選擇最佳的傳輸通道進行數據傳輸，且最佳通道在有軌電車移動過程中可以根據情況更改，以確保數據安全可靠傳輸。與多個定點無線接入點無線橋接，這樣可以有效保障數據順利傳輸。
根據本發明實施例，所述有軌電車通信系統還包括控制終端，在所述區域網路中，所述車載控制器與所述控制終端相互通信。
一種基於有軌電車通信系統的有軌電車通信方法，所述有軌電車通信系統包括一個無線接入控制器、安裝於地面的多個定點無線接入點、至少兩個車載無線接入點及至少兩個車載控制器，一個所述車載無線接入點和一個所述車載控制器安裝於一個有軌電車中，所述車載無線接入點和所述車載控制器連接；所述多個定點無線接入點中的每個定點無線接入點分別通過一根數據傳輸線纜與所述無線接入控制器連接，構建一區域網路；所述方法包括：
所述車載無線接入點以無線橋接的方式接入所述區域網路；
在所述區域網路中，通過所述無線接入控制器建立車載控制器之間的通信連接，所述車載控制器之間相互通信。
根據本發明實施例，所述有軌電車通信系統還包括與無線接入控制器連接的控制終端，所述方法還包括：在所述區域網路中，通過所述無線接入控制器建立所述控制終端與車載控制器之間的通信連接，所述車載控制器與所述控制終端相互通信。
與現有技術相比，本發明的有益效果：本發明實施例提供的有軌電車通信系統及方法，在有軌電車領域是一種新形式的通信網絡和通信方法，與傳統的有軌電車通信方式相比，組網方式簡單，通信速度快，可以實現在一個區域網路下的車地通信(車載控制器與控制終端、軌旁設備、車站設備通信)和車車通信(車載控制器之間通信)。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。
圖1為本發明較佳實施例1提供的有軌電車通信系統的示意圖。
圖2為本發明較佳實施例2提供的有軌電車通信系統的示意圖。
主要元件符號說明
無線接入控制器101；光纖102；定點無線接入點103；軌旁設備104；車載控制器105；車載無線接入點106；車站設備107；交換機108；數據服務單元109；控制終端110；有軌電車200；軌道300。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
實施例1
圖1為本實施例中提供的有軌電車通信系統的結構示意圖。如圖1所示，本實施例中提供的有軌電車通信系統，包括一個無線接入控制器(accesscontroller，簡稱ac)101、多個定點無線接入點(accesspoint，簡稱ap)103、多個車載無線接入點106及多個車載控制器105，定點無線接入點103即為安裝於地面固定位置的無線接入點，無線接入控制器101和定點無線接入點103均安裝於地面，一般地，其中，無線接入控制器101安裝於軌道300旁的控制室內，定點無線接入點103安裝於軌道300旁，每個定點無線接入點103分別通過一根數據傳輸線纜與無線接入控制器101連接，構建一獨立的區域網路。車載無線接入點106即為安裝於有軌電車的無線接入點，車載控制器105即為安裝於有軌電車的控制器，車載控制器105和車載無線接入點106安裝於有軌電車200內，一輛有軌電車200安裝一個車載控制器105和一個車載無線接入點106，同一輛有軌電車內的車載控制器105與車載無線接入點106連接。由於在實際使用中，有軌電車沿軌道300運行處於移動狀態，因此，在移動過程中車載無線接入點106以無線橋接的方式與定點無線接入點103無線橋接，優選與一個或多個定點無線接入點103無線橋接。具體的，無線接入控制器101控制管理多個定點無線接入點103覆蓋組成的無線區域網路，通過無線接入控制器101對車載無線接入點106設置後，每個車載無線接入點106以其天線搜索到定點無線接入點103的天線發射的無線信號的方式接入定點無線接入點103覆蓋的無線區域網路中。相鄰兩個定點無線接入點103的輻射範圍有重疊，以便於車載無線接入點106可以與一個或多個定點無線接入點103無線橋接。在本實施例提供的通信系統中，每個定點無線接入點103及車載無線接入點106都有獨立的ip地址，在無線接入控制器101這一個主網關的統一管理下，可以實現列車與列車之間的相互通信，即，在多個定點無線接入點103覆蓋的區域網路中，兩個車載控制器105之間相互通信，例如，告知對方本車的位置信息。
數據傳輸線纜可以是雙線傳輸線、微帶傳輸線、波導管傳輸線、表面波傳輸線等，本實施例中，優選數據傳輸線纜為光纖102，可以更好地保障數據安全、快速地傳輸。
車載無線接入點106在移動過程中與其距離最近的一個定點無線接入點103無線橋接，可以使得相鄰兩個定點無線接入點103的布置距離在天線覆蓋及滿足數據傳輸可靠性的前提下儘可能遠，以減少定點無線接入點103的使用量。為了實現車載無線接入點106可以與距離最近的定點無線接入點103無線橋接，定點無線接入點103的安裝位置需要滿足一定要求，這個要求由定點無線接入點103的輻射範圍決定。例如，以華為公司的一款無線接入點設備作為定點無線接入點103為例，定點無線接入點103的輻射範圍是以定點無線接入點103的外設天線為中心、半徑為300米、輻射角為120°的扇形區域，那麼定點無線接入點103與軌道的垂直距離不大於300*cos60°-軌道寬度，相鄰兩個定點無線接入點103之間的距離不大於2*300*sin60°。
本實施例提供的有軌電車通信系統，在一個無線接入控制器101的管控下，在多個定點無線接入點103覆蓋組成的以無線接入控制器101為中心的區域網路中，車載無線接入點106以無線橋接方式接入該區域網路，所有設備在一個大的區域網路中，與現有的多個無線接入控制器管理多個網絡的通信方式相比，本實施例提供的有軌電車通信系統構建的是一種新形式的有軌電車通信網絡，組網方式更簡單，通信速度更快速，可以實現在一個網絡下車車通信。
基於本實施例提供的有軌電車通信系統實現的通信方法，可以包括步驟：
步驟1：車載無線接入點以無線橋接的方式接入由無線接入控制器管理的多個定點無線接入點覆蓋組成的區域網路；
步驟2：在所述區域網路中，通過無線接入控制器建立任意兩個車載控制器之間的通信連接，該任意兩個車載控制器之間相互通信。
實施例2
請參閱圖2，本實施例中提供的有軌電車通信系統，包括一個無線接入控制器101、多個定點無線接入點103、一個或多個(圖2中畫出了兩個)接口擴展設備、多個(圖2中僅畫了兩個)車載無線接入點106、多個(圖2中僅畫了兩個)車載控制器105、控制終端110，控制終端110與無線接入控制器101連接，無線接入控制器101安裝於軌道300旁的控制室內，定點無線接入點103安裝於軌道300旁，每個定點無線接入點103分別通過一根光纖102與無線接入控制器101連接，一輛有軌電車200安裝一個車載控制器105和一個車載無線接入點106，同一輛有軌電車內的車載控制器105與車載無線接入點106，車載無線接入點106以無線橋接的方式與其距離最近的一個定點無線接入點103無線橋接。無線接入控制器101可以管控多個設備(針對本實施例提供的系統，此處的設備可以是定點無線接入點103，也可以包括其他設備，例如後文提到的軌旁設備104、車站設備107、資料庫伺服器109、控制終端110)，例如華為的一款無線接入控制器設備可以管控256個設備，但是由於無線接入控制器101的接口有限，通常情況下，沿一條軌道安裝的定點無線接入點103的數量大於一個無線接入控制器101可提供的接口的數量，因此在實際使用中，需要對無線接入控制器101的接口進行擴展，如圖2所示，利用接口擴展設備對無線接入控制器101的接口進行擴展，當定點無線接入點103的數量大於無線接入控制器101可提供的接口的數量時，沒有直接與無線接入控制器101連接的定點無線接入點103通過接口擴展設備與定點無線接入點103連接。
本實施例中，接口擴展設備採用交換機108，交換機108通過光纖102與無線接入控制器101連接，當然，接口擴展設備還可以是其他設備，例如路由器、集線器等。
本實施例提供的有軌電車通信系統，在多個定點無線接入點103覆蓋組成的區域網路中，車載控制器105之間不僅可以相互通信，車載控制器105與控制終端110之間也可以相互通信。即，基於本實施例提供的有軌電車通信系統實現的通信方法，還可以包括：通過無線接入控制器建立控制終端與車載控制器之間的通信連接，車載控制器與控制終端相互通信。
軌旁設備104是實現有軌電車安全運行的可靠保障，本實施例中，有軌電車通信系統還可以包括軌旁設備104，軌旁設備104通過接口擴展設備(本實施例中為交換機108)與無線接入控制器101連接，接入區域網，有線通信方式，更安全可靠，保障列車安全運行。軌旁設備104可以包括但不限於列車接近檢測傳感器、道岔控制器、道口控制器、路口優先控制器。列車接近檢測傳感器、道岔控制器、道口控制器、路口優先控制器是保障有軌列車安全運行的常用軌旁設備，其中，列車接近檢測傳感器對列車進行接近檢測，在一定範圍內認為列車已經靠近，將靠近信號傳給其他傳感器。道岔控制器接受整個列控系統的道岔控制命令，在通過列車接近檢測傳感器和電子標籤得到列車接近和進路信息後，根據對應的進路信息的定位/反位操作命令驅動轉轍機轉動並鎖閉道岔，以保證列車安全通過。前車出清道岔後，釋放對道岔的控制權以保證其他列車對道岔的正常使用。道口控制器得到接近檢測傳感器傳來的列車接近信息，車載控制器傳來的位置信息，以及公裡上的路況信息後，路口優先控制器給出優化策略，讓有軌電車優先通過路口，還是讓公路車輛先過，將優先策略發給公路上的交通燈控制器，通過縮短或延長城市車輛紅燈或綠燈的時間，實現整個交通的最優控制，實現不堵車，不發生城市車輛與有軌電車相撞的交通事故，並能夠最大化的實現有軌電車的客流運輸量。
本實施例中，有軌電車通信系統還可以包括資料庫伺服器109，資料庫伺服器109通過交換機108與無線接入控制器101連接入網，資料庫伺服器109用於存取線路圖等信息，線路圖中包括行駛路線、列車時刻表、道岔控制命令等數據信息。線路圖是一個原始的資料庫，每天列車都按照當日時刻表發車，如有異常情況等，列控系統會控制調整，資料庫伺服器服務於整個列控系統。
車站設備可以幫助乘客了解正在運行的有軌電車的情況，本實施例中，有軌電車通信系統還可以包括多個車站設備107，每個車站設備107通過接口擴展設備(本實施例中為交換機108)與無線接入控制器101連接。車站設備107安裝於有軌電車車站內(因此本領域中，車站設備107也稱為車站)，車站設備107可以包括但不限於攝像機、顯示設備。
應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
需要說明的是，在本文中，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包括所述要素的設備中還存在另外的相同要素。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。