一种基于空天车地通信网的应急通信系统技术方案

本实用新型专利技术属于铁路列车通信技术领域，具体提供了一种基于空天车地通信网的应急通信系统，包括铁路既有传输网络结构，还包括地面中心通信设备及至少一个分簇网络结构，分簇网络结构包括至少一个簇，簇包含作为簇成员的地面移动通信节点及作为簇首的空中通信节点，地面中心通信设备与铁路信既有传输网络之间通过以太网通信连接，地面中心通信设备以及地面移动通信节点均与空中通信节点通过无线网通信连接。一方面，当所发生的应急事件导致地面通信设施损坏时，该方式不依赖既有铁路通信手段能单独通信；其次，当发生公共事件时，还可采集智能手持终端的位置数据以获得救援人员的位置及活动路径。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空天车地通信网的应急通信系统
本技术属于铁路列车通信
，具体涉及一种基于空天车地通信网的应急通信系统。
技术介绍
铁路应急通信系统是在铁路发生自然灾害、行车事故或其他突发性公共事件时，为确保救援指挥需要，在突发事件现场与应急救援指挥中心之间、应急救援指挥中心与应急救援指挥分中心之间以及突发事件现场内部建立的话音、数据、图像等通信，同时包括铁路应急指挥应用系统与各相关系统之间的通信。《铁路应急通信接入技术条件》(TB/T3204-2008)中提供了光缆接入、电缆接入、宽带无线接入、宽带卫星接入、海事卫星接入、移动通信网络接入等6种接入方式，并分别介绍了每种接入方式的应用条件。当铁路现有通信系统因事故中断且现场无无线公网信号覆盖时，可选择的只有宽带卫星接入和海事卫星接入，其中宽带卫星接入要求宽带卫星信号覆盖较好，而在大型建筑内或山体等物体遮挡时，信号质量可能会不满足使用需求。海事卫星接入对现场设备要求较低，但由于带宽较低，无法进行质量较高的图像、视频等数据量较大的数据传输。另外，目前铁路应急通信系统无法自动获取赶往突发事件现场人员的位置信息，常常需要救援人员向指挥中心汇报在途位置信息以及现场位置信息，因此不利于对应急救援工作的全局掌控。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中现有铁路应急通信系统效率低下的问题。为此，本技术提供了一种基于空天车地通信网的应急通信系统，包括铁路既有传输网络结构，还包括地面中心通信设备及至少一个分簇网络结构，所述分簇网络结构包括至少一个簇，所述簇包含作为簇成员的地面移动通信节点及作为簇首的空中通信节点，所述地面中心通信设备与所述铁路既有传输网络之间通过以太网通信连接，所述地面中心通信设备以及所述地面移动通信节点均与所述空中通信节点通过无线网通信连接。优选地，所述空中通信节点包括悬停于空中的艇载通信设备，所述地面移动通信节点包括列车节点和/或移动终端节点。优选地，所述簇成员还包括位于所述艇载通信设备与地面之间的无人机群，所述空中通信节点及所述地面移动通信节点均通过无线通信与所述无人机群连接，所述无人机群中的各无人机之间通过无线通信连接。优选地，所述簇还包括备网关节点，所述网关节点为可以同时与两个簇首通信的无人机。优选地，所述簇还包括备用簇首，所述簇首为所述无人机群中稳定性最好的一个无人机。优选地，所述地面移动通信节点与所述空中通信节点通过hello信息进行交互，所述hello信息包含源节点的ID号、所处的簇、节点位置及速度信息。优选地，所述无线通信的方式包括4G网络、5G网络、ZigBee或专用的无线通信网络。本技术的有益效果：本技术提供的这种基于空天车地通信网的应急通信系统，包括铁路既有传输网络结构，还包括地面中心通信设备及至少一个分簇网络结构，分簇网络结构包括至少一个簇，簇包含作为簇成员的地面移动通信节点及作为簇首的空中通信节点，地面中心通信设备与铁路既有传输网络之间通过以太网通信连接，地面中心通信设备以及地面移动通信节点均与空中通信节点通过无线网通信连接。通过建立包括既有铁路既有传输网络结构在内的分簇网络结构，实时监控该网络覆盖范围内的列车及工作人员的相关信息。一方面，当所发生的应急事件导致地面通信设施损坏时，该方式不依赖既有铁路通信手段能单独通信；其次，当发生公共事件时，还可采集智能手持终端的位置数据以获得救援人员的位置及活动路径。以下将结合附图对本技术做进一步详细说明。附图说明图1是本技术空天车地通信网的应急通信系统及方法的组成示意图；图2是本技术空天车地通信网的应急通信系统及方法的下游并网示意图；图3是本技术空天车地通信网的应急通信系统及方法的场景示意图；图4是本技术空天车地通信网的应急通信系统及方法的分簇流程示意图；图5是本技术空天车地通信网的应急通信系统及方法的hello信息内容格式；图6是本技术空天车地通信网的应急通信系统及方法的路由发现流程示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本技术实施例提供了一种基于空天车地通信网的应急通信系统，包括铁路既有传输网络结构，还包括地面中心通信设备及至少一个分簇网络结构，所述分簇网络结构包括至少一个簇，所述簇包含作为簇成员的地面移动通信节点及作为簇首的空中通信节点，所述铁路既有传输网络结构与地面中心通信设备通过以太网通信连接，所述空中通信节点与所述铁路既有传输网络之间通过无线网络通信连接，所述空中通信节点与地面中心通信设备以及所述地面移动通信节点与所述空中通信节点通过无线网通信连接。其中，所述空中通信节点包括悬停于空中的艇载通信设备，所述地面移动通信节点包括列车节点和/或移动终端节点。如图1和图2所示为空天车地通信网的应急通信系统的组成示意图，艇载通信设备指的是搭载在飞艇上的通信设备，包括与各地面移动通信节点连接的移动通信基站、微波通信终端、网关等通信设备。地面移动通信节点包括列车节点和/或移动终端节点，如移动通信终端1、移动通信终端2至移动通信终端n，移动通信终端的数量取决于艇载移动通信基站的设计能力及所选用的通信制式等相关技术限制，但是不影响本技术方案的功能实现。移动通信终端可配置在列车、轨旁监测设施、应急通信现场设备、无人机等位置实现相应设备的空天车地通信网络的接入。地面中心通信设备包括与艇载通信设备中的微波通信终端配对的微波通信终端以及路由器等通信设备。地面中心通信设备可与铁路既有传输网络相连，实现与既有铁路应急通信系统或其他应用系统的互联互通。移动通信终端向下与应急通信现场接入设备分别与其他终端、移动影音设备、话音终端或智能终端实现通信连接，从而便可通过下游的终端设备实时了解该系统内的所有列车及工作人员的相关信息，如位置、速度等信息。通过应急通信现场接入设备便可将下游的各个终端并入系统内。其中，应急通信现场接入设备可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空天车地通信网的应急通信系统，包括铁路既有传输网络结构，其特征在于：还包括地面中心通信设备及至少一个分簇网络结构，所述分簇网络结构包括至少一个簇，所述簇包含作为簇成员的地面移动通信节点及作为簇首的空中通信节点，所述地面中心通信设备与所述铁路既有传输网络之间通过以太网通信连接，所述地面中心通信设备以及所述地面移动通信节点均与所述空中通信节点通过无线网通信连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于空天车地通信网的应急通信系统，包括铁路既有传输网络结构，其特征在于：还包括地面中心通信设备及至少一个分簇网络结构，所述分簇网络结构包括至少一个簇，所述簇包含作为簇成员的地面移动通信节点及作为簇首的空中通信节点，所述地面中心通信设备与所述铁路既有传输网络之间通过以太网通信连接，所述地面中心通信设备以及所述地面移动通信节点均与所述空中通信节点通过无线网通信连接。


2.根据权利要求1所述的基于空天车地通信网的应急通信系统，其特征在于：所述空中通信节点包括悬停于空中的艇载通信设备，所述地面移动通信节点包括列车节点和/或移动终端节点。


3.根据权利要求2所述的基于空天车地通信网的应急通信系统，其特征在于：所述簇成员还包括位于所述艇载通信设备与地面之间的无人机群，所述空中通信节点及所述地面移动通信节点均通过无线通信与所述无人机...

【专利技术属性】
技术研发人员：石先明，曹先彬，王超东，刘立海，王耀国，刘凯，张涛，刘正自，沈志凌，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42