一种基于车车及车地通信的列车运行控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于车车及车地通信的列车运行控制系统及方法。包括：判断是否存在地面网络；存在地面网络时，车车、车地之间均通过地面通信系统进行通信；无地面网络时，车地之间通过车地双向通信基站和车地通信单元进行通信，车车之间通过车地通信单元和自组网车车通信单元进行通信。本发明专利技术的一种基于车车及车地通信的列车运行控制系统及方法，提升了车车通信的效率与准确性，极大的增加了车车通信的通信距离，在原有的C1、C2以及C3列控技术的基础上，直接进行车车间的通信。在无核心网和地面接入网覆盖的且需长距离通信的重载运输铁路上效果显著，保障了追踪列车间的信息交互效率，兼容使用GSM‑R、LTE‑M和wifi等既有通信基础设施。

【技术实现步骤摘要】
一种基于车车及车地通信的列车运行控制系统及方法
本专利技术属于轨道交通控制
，特别涉及一种基于车车及车地通信的列车运行控制系统及方法。
技术介绍
目前，重载列车在无基础通信设施覆盖的区段行驶时，两列车距离较远时无法准确的得到彼此的实时信息，列车只能根据轨道电路信息进行追踪，区间仅有列调通信系统覆盖。重载列车朔黄铁路采用LTE-M通信系统全线覆盖，该通信系统承载语音列调电话、无线重联业务和综合列尾等业务信息交互，图9示出了重载列车主从机连接方式示意图。目前高铁CTCS-3级列控系统采用GSM-R（GlobalSystemforMobileCommunications–Railway）通信系统承载列控信息交互，GSM-R是一项用于铁路通信及应用的国际无线通信标准。欧洲铁路交通管理系统的子系统使用GSM-R完成列车和调度中心的通信。GSM-R系统由车载通信电台、无线接入网、传输网和核心网设备组成。车载列控信息使用9.6kbps通信速率，采用车地双向通信方式，通过GSM-R网络与RBC（无线承载控制）实时交互。GSM-R网络同时承载部分列调语音电话业务。CBTC地铁控制系统采用LTE-M或wifi通信方式与地面控制中心进行列控信息交互，LTE-M或wifi系统同时承载车内监控回传和PIS（旅客信息系统）的信息交互与回传。重载列车指的是一种由双机或者多机牵引的超长、超重的货物列车。重载列车运行的区段通常没有地面基础网络的覆盖，如何完成重载列车在无通信基础设施覆盖地区实时信息的交互，增加重载列车之间点对点通信的可靠性和有效性尤为重要。目前重载列车技术中采用400M、800M和电力线耦合的通信方式，这些方案中链路预算较低、抗干扰能力较差、传输距离较短。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种基于车车及车地通信的列车运行控制方法，所述方法包括：判断是否存在地面网络；存在地面网络时，车车、车地之间均通过地面通信系统进行通信；无地面网络时，车地之间通过车地双向通信基站和车地通信单元进行通信，车车之间通过车地通信单元和自组网车车通信单元进行通信进而控制列车运行。进一步的，车地之间进行通信时，列车通过所述车地通信单元采用IP寻址，经过车地双向通信基站向群组控制服务器发起链接，通过用户数据报协议的方式与所述群组控制服务器交互，获得列车自动驾驶的计划数据和群组信息；经过车地双向通信基站向密钥服务器发起链接，通过用户数据报协议的方式与所述密钥服务器交互，获得密钥信息。进一步的，车车之间通过自组网车车通信单元进行通信时，前车列首的自组网车车通信单元将列车信息发送给地补设备，所述地补设备将前车的所述列车信息发送给后车列首的自组网车车通信单元，前车列首与后车列首通过地补设备作为中继通信。进一步的，车车之间通过自组网车车通信单元进行通信时，前车列首的自组网车车通信单元将列车信息发送给列尾的车车通信单元，所述列尾的车车通信单元将所述列车信息发送给后车列首的自组网车车通信单元，前车列首与后车列首通过列尾的车车通信单元作为中继通信。进一步的，车车之间通过车地通信单元进行通信时，前车列首的车地通信单元和后车列首的车地通信单元依次经过车地双向通信基站获得列车自动驾驶的计划数据、群组信息和密钥信息进行通信。进一步的，车车、车地之间通过地面通信系统进行通信时，车地双向通信基站、车地通信单元和自组网车车通信单元不工作。进一步的，所述地面通信系统包括LTE-M地面设备，所述LTE-M地面设备包括核心网设备、LTE-M基站设备；群组控制服务器和密钥服务器通过数据网与LTE-M核心网连接，列车自动防护系统使用LTE-M电台通过服务器的IP地址和群组控制服务器和密钥服务器建立用户数据报协议连接，列车通过群组控制服务器获得列车自动驾驶的计划数据和群组信息，通过密钥服务器获得密钥信息。本专利技术还提供一种基于车车及车地通信的列车运行控制系统，所述系统包括：地面网络判断单元，用于判断是否存在地面网络；存在地面网络时，车车、车地之间均通过地面通信系统进行通信；无地面网络时，车地之间通过车地双向通信基站和车地通信单元进行通信，车车之间通过车地通信单元和自组网车车通信单元进行通信。进一步的，车地之间进行通信时，列车通过所述车地通信单元采用IP寻址，经过车地双向通信基站向群组控制服务器发起链接，通过用户数据报协议的方式与所述群组控制服务器交互，获得列车自动驾驶的计划数据和群组信息；经过车地双向通信基站向密钥服务器发起链接，通过用户数据报协议的方式与所述密钥服务器交互，获得密钥信息。进一步的，所述地面通信系统包括LTE-M地面设备，所述LTE-M地面设备包括核心网设备、LTE-M基站设备；群组控制服务器和密钥服务器通过数据网与LTE-M核心网连接，列车自动防护系统使用LTE-M电台通过服务器的IP地址和群组控制服务器和密钥服务器建立用户数据报协议连接，列车通过群组控制服务器获得列车自动驾驶的计划数据和群组信息，通过密钥服务器获得密钥信息。本专利技术的一种基于车车及车地通信的列车运行控制系统及方法，提升了车车通信的效率与准确性，极大的增加了车车通信的通信距离，在原有的C1、C2以及C3列控技术的基础上，直接进行车车间的通信。在无核心网和地面接入网覆盖的且需长距离通信的重载运输铁路上效果显著，保障了追踪列车间的信息交互效率，设计了重载铁路上新的通信系统，兼容使用GSM-R、LTE-M和wifi等既有通信基础设施。同时，本专利技术列首采用多功能电台融合，多个电台协同工作，将通信流融合在了一起，列首通信速率和周期根据距离不同可发生变化。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例中的基于车车及车地通信的列车运行控制系统结构示意图；图2示出了本专利技术实施例中基于车车及车地的列车运行控制系统总体架构图；图3示出了本专利技术实施例中地补设备单系框图；图4示出了本专利技术实施例中C1广播基站单系系统框图；图5示出了本专利技术实施例中车地通信系统地面设备单系框图；图6示出了本专利技术实施例中LTE-M覆盖区段地面侧通信系统框图；图7示出了本专利技术实施例中列首通信系统框图；图8示出了本专利技术实施例中列尾通信系统框图；图9示出了重载列车主从机连接方式示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于车车及车地通信的列车运行控制方法，其特征在于，所述方法包括：/n判断是否存在地面网络；/n存在地面网络时，车车、车地之间均通过地面通信系统进行通信；/n无地面网络时，车地之间通过车地双向通信基站和车地通信单元进行通信，车车之间通过车地通信单元和自组网车车通信单元进行通信进而控制列车运行。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于车车及车地通信的列车运行控制方法，其特征在于，所述方法包括：
判断是否存在地面网络；
存在地面网络时，车车、车地之间均通过地面通信系统进行通信；
无地面网络时，车地之间通过车地双向通信基站和车地通信单元进行通信，车车之间通过车地通信单元和自组网车车通信单元进行通信进而控制列车运行。


2.根据权利要求1所述的基于车车及车地通信的列车运行控制方法，其特征在于，车地之间进行通信时，列车通过所述车地通信单元采用IP寻址，
经过车地双向通信基站向群组控制服务器发起链接，通过用户数据报协议的方式与所述群组控制服务器交互，获得列车自动驾驶的计划数据和群组信息；
经过车地双向通信基站向密钥服务器发起链接，通过用户数据报协议的方式与所述密钥服务器交互，获得密钥信息。


3.根据权利要求1所述的基于车车及车地通信的列车运行控制方法，其特征在于，车车之间通过自组网车车通信单元进行通信时，
前车列首的自组网车车通信单元将列车信息发送给地补设备，所述地补设备将前车的所述列车信息发送给后车列首的自组网车车通信单元，前车列首与后车列首通过地补设备作为中继通信。


4.根据权利要求1所述的基于车车及车地通信的列车运行控制方法，其特征在于，车车之间通过自组网车车通信单元进行通信时，
前车列首的自组网车车通信单元将列车信息发送给列尾的车车通信单元，所述列尾的车车通信单元将所述列车信息发送给后车列首的自组网车车通信单元，前车列首与后车列首通过列尾的车车通信单元作为中继通信。


5.根据权利要求2所述的基于车车及车地通信的列车运行控制方法，其特征在于，车车之间通过车地通信单元进行通信时，
前车列首的车地通信单元和后车列首的车地通信单元依次经过车地双向通信基站获得列车自动驾驶的计划数据、群组信息和密钥信息进行通信。


6.根据权利要求1所述的基于车车及车地通信的列车运行控制方法，其特征在于，车车、车地之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙博伦，刘亦伟，曹海滨，周宇晖，师进，石江，韦文，赵国强，丁百一，曹帅，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11