铁路防灾监测无线传输系统路由及数据压缩自适应优化方法技术方案

本发明专利技术涉及铁路防灾监测无线通信技术领域，特别是涉及一种铁路防灾监测无线传输系统路由及数据压缩自适应优化方法。该方法根据铁路防灾监测线性无线传输系统节点能量受限及数据通信需求差异化等特性，设计一种通信路由及数据压缩率自适应优化方法，充分发挥传感器节点的边缘计算能力对监测数据特征进行预判，并根据数据特征进行路由及数据压缩率的自适应优化设计，在多监测节点、复杂监测环境情况下保证了异常信息传输的实时性和正常信息传输的稳定性，确保为铁路系统的安全运行及决策提供丰富精准致灾要素监测数据和防灾应急决策支持。策支持。策支持。

【技术实现步骤摘要】
铁路防灾监测无线传输系统路由及数据压缩自适应优化方法


[0001]本专利技术涉及铁路防灾监测无线通信
，特别是涉及一种铁路防灾监测无线传输系统路由及数据压缩自适应优化方法。

技术介绍

[0002]随着运行速度大幅提升和运营里程的快速增长，铁路已经成为我国旅客出行和快捷货运的主要方式之一，是我国国民经济和社会发展的重要支柱。然而，我国铁路线路覆盖范围广、运行环境复杂多变，这给铁路系统运行的安全性和可靠性带来很大挑战。致灾要素信息的实时获取、传输、计算等技术在铁路灾害防控中起到越来越重要的作用，为铁路运营系统的风险评估、预警和控制提供了丰富的大数据支撑和有效的技术支持。目前，铁路沿线的防灾监测系统多采用有线通信方式或者4G等移动通信方式对监测信息进行传输。然而，在地形环境复杂地区铁路沿线电力和网络资源部署难度大、成本高、移动网络信号质量差，难以保证防灾监测信息的有效传输。随着无线传输技术的发展，在地形环境复杂地区构建基于无线通信的局部传输系统将有效解决这一难题，在局部无线传输系统中对监测信息进行传输、汇集和转发，然后通过开阔区域的汇聚节点或者本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁路防灾监测无线传输系统路由及数据压缩自适应优化方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：步骤S101：根据铁路防灾监测无线传输系统的架构初始化无线路由矩阵F和节点的数据压缩率矩阵R；步骤S102：获取当前每个防灾监测传感器节点采集的数据，并对数据进行边缘端预处理和特征分析；步骤S103：初步判断防灾监测数据内容是否有异常情况；若存在异常情况，进入步骤S104；如不存在异常情况，进入步骤S105；步骤S104：存在异常情况时，进入异常数据实时优先传输模式：异常节点数据采用低压缩、少分包的模式，以保证异常数据传输的实时性；常规节点数据采用自适应分包压缩；步骤S105：不存在异常情况时，所有常规节点开启常规数据稳定传输模式，均采用自适应分包压缩。2.根据权利要求1所述一种铁路防灾监测无线传输系统路由及数据压缩自适应优化方法，其特征在于，步骤S101中：所述无线路由矩阵F为：其中，N表示铁路防灾监测无线传输系统中传感器节点的数量，B表示防灾监测数据的汇聚节点，或表示铁路沿线的一个基站节点；f
i,j
表示从基站节点i向基站节点j传输的数据量，i＝0,1,2,
…
,N，j＝1,2,
…
,B；假设数据向基站方向单向传输，所述无线路由矩阵F为上三角矩阵；所述数据压缩矩阵R为：其中，r
i,j
表示从基站节点i向基站节点j传输数据链路上采用的数据压缩率，假设数据向基站方向单向传输，所述数据压缩矩阵R为上三角矩阵；其中，压缩率r定义为压缩后的数据量d
com
与压缩前数据量d
ori
的比值，即：3.根据权利要求1所述一种铁路防灾监测无线传输系统路由及数据压缩自适应优化方法，其特征在于，步骤S103中，所述异常情况包括暴风/雨/雪、地震或异物侵限。
4.根据权利要求2所述一种铁路防灾监测无线传输系统路由及数据压缩自适应优化方法，其特征在于，步骤S104具体包括：S104
‑
1确定异常节点的数据传输模式：(1)计算异常节点监测数据不分包不压缩多跳路由传输的能耗和时延；(2)计算时延等级最低的多跳传输方式；(3)选择时延等级相同能耗最均衡的传输方式；(4)计算步骤(3)所选择的传输方式的能耗是否大于剩余能量，如果是，输出异常数据传输最优路由；如果不是，计算延时等级高一级的传输方式，然后进入步骤(3)，直至输出异常数据传输最优路由；S104
‑
2常规节点采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾利民，马小平，王朝静，秦勇，赵静，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：