CN102158829B - 一种用于列车的列尾信息传输*** - Google Patents
一种用于列车的列尾信息传输*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种用于列车的列尾信息传输***，该***包括：列头车载模块，位于所述列车的头部；列尾车载模块，位于所述列车的尾部；以及地面列尾注册服务器，与所述列头车载模块和列尾车载模块通过WiMAX网络通信，用于在所述列头车载模块与所述列尾车载模块进行通信之前为两者建立该两者之间的唯一对应关系，所述列尾车载模块用于采集列尾信息，并通过WiMAX网络将所述列尾信息发送给所述列头车载模块。本发明首次将基于OFDM/OFDMA分组交换技术的WiMAX网络应用于列尾信息传输，并且能够解决传统的采用无线电台传递列尾风压信息效果受到列车长度影响的问题，同时也为利用WiMAX网络在列车尾部开展其它铁路专属业务创造了条件。
Description
技术领域
本发明涉及网络技术领域，并且尤其涉及一种用于列车的列尾信息传输***。
背景技术
在我国铁路列车的运行过程中，列车尾部的风压值是列车安全运行的重要参考数据，特别是在长大重载列车中，列车尾部的风压信息正常与否，将直接影响列车的制动效果。目前的列尾信息传输***利用400MHz+400KHz无线电台将牵引机车查询设备和列车尾部的风压测试设备一对一地连接起来，从而牵引机车查询设备可实时获取风压测试设备所测得的风压值。该列尾信息传输***对于短距离的列车是比较有效的，但对于长大重载列车，由于列车的头部和尾部之间的距离已经长达1.3km或2.6km甚至更长，再加上列车运行过程中地理环境复杂多变，就会造成无线电台的连接距离过长，并且时断时续，使列尾风压信息不能及时传递到牵引机车上，无法给司机采取控制措施提供帮助。
发明内容
为克服现有技术中列尾信息传输***对于长大重载列车无法及时传输列尾风压信息至牵引机车的缺陷，本发明特提供一种列尾信息的传输不受列车长度以及列车运行过程中地理环境限制的列尾信息传输***。
本发明提供的用于列车的列尾信息传输***包括：列头车载模块，位于所述列车的头部；列尾车载模块，位于所述列车的尾部；以及地面列尾注册服务器，与所述列头车载模块和列尾车载模块通过WiMAX网络通信，用于在所述列头车载模块与所述列尾车载模块进行通信之前为两者建立该两者之间的唯一对应关系，所述列尾车载模块用于采集列尾信息，并通过WiMAX网络将所述列尾信息发送给所述列头车载模块。
本发明首次将基于OFDM/OFDMA分组交换技术的WiMAX网络应用于列尾信息传输，并且能够解决传统的采用无线电台传递列尾风压信息效果受到列车长度影响的问题，同时也为利用WiMAX网络在列车尾部开展其它铁路专属业务创造了条件。
附图说明
图1是本发明提供的列尾信息传输***的结构图；
图2是本发明提供的列尾信息传输***的一实施方式的结构图；
图3是本发明提供的列尾信息传输***中列头车载模块与列尾车载模块之间建立唯一对应关系的流程图；
图4是本发明提供的列尾信息传输***中列头车载模块与列尾车载模块之间传递列尾信息的通信过程的流程图；
图5是本发明提供的列尾信息传输***中列头车载模块与列尾车载模块之间传递列尾信息的另一通信过程的流程图；以及
图6a和图6b是本发明提供的列尾信息传输***中列头车载模块与列尾车载模块之间解除唯一对应关系的流程图。
具体实施方式
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，作详细说明如下。
首先对下文中所出现的术语及缩略语的具体含义解释如下：
机车号：永久标示牵引机车的号码(含型号和编号)，在WiMAX网络内，机车号在全路管辖范围内是唯一的。
列尾主机序列号：标示列车尾部安全防护装置主机的号码，在WiMAX网络内，列尾主机序列号在全路管辖范围内是唯一的。
列尾终端：指部署于机车上的，可对列尾主机发出查询指令并显示列尾查询结果或列尾主机主动报告结果的装置，简称为TET(Terminal forEnd-of-Train)。
机车列尾控制盒：指部署于机车上的，对来自列尾终端的查询命令以及查询结果进行编解码并分别发送给车载通信模块或列尾终端的装置，简称为CBET(Control Box for End-of-Train)。
车载通信模块：指部署于机车上的，承载向WiMAX发送查询指令或从WiMAX接收列尾信息的通信装置，可简称为CML(Communication Moduleon Locomotive)。
列尾主机：指部署于列车尾部，对列车尾部信息进行采集的装置，简称为HET(Host for End-of-Train)。
列尾通信模块：指部署于列车尾部，与列尾主机连接的，用于和WiMAX进行通信以传递列尾信息的装置，简称为CMET(Communication Module forEnd-of-Train)。
地面列尾注册服务器：指利用WiMAX承载列尾信息时，为车载子***和列尾装置提供注册与注销、列尾信息传递及相关通信***日常维护的服务器，简称为ETS(End-of-Train Server)。
图1是本发明提供的列尾信息传输***的结构图。如图1所示，本发明提供的用于列车的列尾信息传输***包括：列头车载模块100，位于所述列车的头部；列尾车载模块200，位于所述列车的尾部；以及地面列尾注册服务器300，与所述列头车载模块100和列尾车载模块200通过WiMAX网络通信，用于在所述列头车载模块100与所述列尾车载模块200进行通信之前为两者建立该两者之间的唯一对应关系，所述列尾车载模块200用于采集列尾信息，并通过WiMAX网络将所述列尾信息发送给所述列头车载模块100。
其中，所述地面列尾注册服务器300可位于列车沿线某一位置，例如可为列车站附近。列车可在行驶之前通过该地面列尾注册服务器300建立起列头车载模块100与列尾车载模块200之间的唯一对应关系，以便该列头车载模块100与列尾车载模块200可在列车行驶过程中进行通信。
其中，所述列头车载模块100可生成列尾信息查询命令，并将该列尾信息查询命令发送至列尾车载模块200；列尾车载模块200接收来自所述列头车载模块100的列尾信息查询命令，根据该查询命令生成列尾信息，并将该列尾信息发送至列头车载模块100。
其中，所述列尾车载模块200可每隔预定时间段生成一列尾信息，并将该列尾信息发送至列头车载模块100。
图2是本发明提供的列尾信息传输***的一实施方式的结构图。如图2所述，所述列头车载模块100包括车载通信模块110、机车列尾控制盒120以及列尾终端130，三者通过CAN总线依次相连。所述列尾车载模块200包括输入装置210、列尾通信模块220以及列尾主机230，其中列尾通信模块220与列尾主机230通过CAN相连，所述车载通信模块110和列尾通信模块220经由WiMAX网络进行通信。其中，所述输入装置210可为红外确认仪，所述列尾主机230具有红外接口，所述红外确认仪可通过红外接口而输入指令至列尾主机230。当然，所述红外确认仪亦可为其他适于输入信息的输入设备，例如键盘、触摸屏等。
在所述列头车载模块100与所述列尾车载模块200进行通信之前，而且必须建立唯一对应关系。所述列尾车载模块200可向地面列尾注册服务器(ETS)300申请获得其自身的IP地址(在该列尾车载模块200自身具有IP地址的情况下，可省略该操作)，并根据输入装置210所输入的机车号向ETS300申请获得与该机车号对应的车载通信模块(CML)110的IP地址，之后存储该IP地址，以利用该IP地址与所述列头车载模块100进行通信。下面结合以上结构及图3，具体描述列头车载模块100与所述列尾车载模块200建立唯一对应关系的过程。
(1)列尾主机(HET)230开机后，列车工作人员可通过输入装置210将机车号输入HET 230。
(2)在获得机车号后，HET 230经由列尾通信模块(CMET)220向WiMAX网络发起网络登记，并以HET 230存储的该HET序列号作为用户名，向地面列尾注册服务器(ETS)300申请获得IP地址；其中，位于机车上的车载通信模块(CML)110具有固定的IP地址，该IP地址及其对应的机车号都存储在ETS 300中，该ETS 300具备DHCP的功能。
其中，所述HET 230亦可具有自身的固有IP地址，在此情况下，可省略上述步骤(2)。
(3)HET 230在获得其自身的IP地址之后，将其所存储的机车号经由CMET 220发送至ETS 300，ETS 300将该机车号转化成为对应CML 110的IP地址并将该IP地址发送到CMET 220，CMET 220将该IP地址发给HET230，HET 230存储该IP地址，以利用该IP地址访问CML 110。
(4)HET 230以其所接收的IP地址作为目的地址，把建立对应关系请求经由CMET 220请求发送给CML 110。
(5)CML 110收到HET 230发起的建立对应关系请求信息后，如果建立对应关系请求信息包含的机车号与CML 110本身的机车号一致，并且CML 110处于未连接或连接中断状态，则向HET 230发送建立对应关系确认信息。
(6)HET 230经由CMET 220收到该确认信息后，如果确认信息包含的机车号与HET 230本身存储的机车号一致，HET 230与CML 110建立唯一的对应关系，并向CML 110回送建立对应关系成功信息。
(7)CML 110收到建立对应关系成功信息后，如果建立对应关系成功信息包含的机车号与本机车号一致，CML 110将建立对应关系成功信息通过机车列尾控制盒(CBET)120发送给列尾终端(TET)130，在TET 130上状态显示为“已连接”，同时CML 110存储HET 230的IP地址。
通过上述步骤(1)～(7)，可建立好列头车载模块100与列尾车载模块200之间的唯一对应关系，只有建立好二者之间的唯一对应关系，二者方可进行通信。
下面参考图4描述列头车载模块100与列尾车载模块200之间通信过程。在所述列头车载模块100与列尾车载模块200之间建立唯一对应关系之后，在所述列头车载模块100内，所述列尾终端130可生成列尾信息查询命令，并将该列尾信息查询命令发送至列头车载模块100的机车列尾控制盒120；机车列尾控制盒120接收来自所述列尾终端130的列尾信息查询命令之后，对该列尾信息查询命令进行编码，并将编码后的列尾信息查询命令发送至车载通信模块110；所述车载通信模块110接收来自所述机车列尾控制盒120的列尾信息查询命令之后，并将列尾信息查询命令经由WiMAX网络发送至所述列尾车载模块200。在所述列尾车载模块200内，所述列尾通信模块220可接收来自所述车载通信模块110的列尾信息查询命令，并将该列尾信息查询命令转发至列尾主机230；列尾主机230接收来自所述列尾通信模块220的列尾信息查询命令之后，根据该查询命令生成列尾信息，并将该列尾信息发送至列尾通信模块220，以由该列尾通信模块220经由WiMAX网络将所述列尾信息发送至所述车载通信模块110。之后，列头车载模块100内的车载通信模块110可经由WiMAX网络接收来自所述列尾车载模块200的列尾信息，并将该列尾信息发送给机车列尾控制盒120；机车列尾控制盒120接收来自所述车载通信模块110的列尾信息，对该列尾信息进行解码，并将解码后的列尾信息发送至列尾终端130；列尾终端130接收来自机车列尾控制盒120的列尾信息，并显示该列尾信息，从而列车上的工作人员可知悉该列尾信息，并根据该列尾信息进行相应的操作。其中，除显示所述列尾信息以外，所述列尾终端130还可以其他方式来将列尾信息表达给列车工作人员，例如通过语音的方式。
另外，如图5所示，所述列尾车载模块200亦可不响应于列头车载模块100的查询命令来发送列尾信息，而是每隔一预定时间段自动生成一列尾信息并将该列尾信息发送至列头车载模块100。所述列尾主机230可每隔一预定时间段生成一列尾信息，并将该列尾信息发送至列尾通信模块220；列尾通信模块220接收来自所述列尾主机230的列尾信息，并将该列尾信息经由WiMAX网络发送至所述列头车载模块100。可选地，如果列尾车载模块200在所述预定时间段期间接收到来自列头车载模块100的列尾信息查询命令，并响应于该命令而将列尾信息发送至列头车载模块100，则可自发送之时起重新计数预定时间段，并在达到预定时间段之后发送下一列尾信息。其中，所述预定时间段可根据实际需要进行设定，例如可为2-3分钟，本发明并不限于此，其他时间范围亦是可行的。
在一种实施方式中，所述列头车载模块100如若在所述预定时间段之后未收到来自所述列尾车载模块200的列尾信息，则可发送列尾信息查询命令至所述列尾车载模块200，以请求获得列尾信息。如果列头车载模块100在随后的某一时间段仍未接收到来自所述列尾车载模块200的列尾信息，则通过列尾终端130提醒列车工作者。
一旦运输完成，列车会解编，即列车头部与列车尾部会分离。如果CML110与HET 230之间的通信联系不做解除处理，仅仅手工在物理上解除，则彼此的通信关系信息仍然保留在CML 110、HET 230中。列车重新编组时，原来的CML 110与HET 230不一定会重编在一起，而且车次的各种信息也会做变动，CML 110很大可能将会与另外的HET 230之间重新建立联系，如果旧的信息不删除(即解除对应关系)，则该HET 230将不能与新的CML 110间的建立通信关系，这样把HET 230与CML 110编在了一个列车中，彼此之间找不到对方信息，不能建立对应的关系。因此，每次运输任务完成后，需要解除列头车载模块100与列尾车载模块200之间的唯一对应关系，以便位于列车头部的列头车载模块100与其他列车尾部编组时建立与该其他列车尾部的列尾车载模块200之间的唯一对应关系。
下面参考图6a描述解除列头车载模块100与列尾车载模块200之间解除唯一对应关系的过程。
(1)TET 130经由CBET 120和CML 110向HET 230发送解除对应关系命令。
(2)HET 230经由CMET 120收到所述解除对应关系命令后，如果解除对应关系命令包含的机车号与该HET 230所存储的机车号一致，则HET230解除对应关系，并经由CMET 220向CML 110发送解除对应关系确认信息，同时删除HET 230中存储的机车号和CML 110的IP地址。
(3)CML 110接收到解除对应关系确认信息后，如果解除对应关系确认信息包含的机车号与本机车号一致，则CML 110解除对应关系，删除所存储的HET 230的IP地址，并经由CBET 120向TET 110发送“对应关系已解除”的信息，TET 110在接收到该信息之后提示列车工作人员“对应关系已解除”。
所述对应关系的解除亦可不由TET 130发起，而由HET 230发起，下面参考图6b描述该对应关系的解除过程。
(1)如果HET 230接收到输入装置210的关机指令，则向经由CMET220向CML 110发起解除对应关系请求。
(2)CML 110接收到解除对应关系请求后，如果解除对应关系请求包含的机车号和本身存储的机车号一致，则删除所存储的HET 230的IP地址，并经由CBET 120向TET 130发送“对应关系已解除”的信息，TET 130在接收到该信息之后提示列车工作人员“对应关系已解除”。
上述对应关系解除的过程是在HET 230处于与CML 110连接的状态的情况下进行的，在HET 230本身处于未连接的状态的情况下，如果接收到来自输入装置210的关机指令，则删除所存储的机车号和CML 110的IP地址。
在上述描述中，所述列尾信息可为风压信息。当然，所述列尾信息还可其他信息，例如列尾的电池电量等，本发明并不限于此。
本发明采用OFDM/OFDMA分组交换技术构建基于WiMAX铁路宽带移动通信网络，可以做到沿线均匀的覆盖，机车之间的通信将通过该移动宽带网络方式进行通信，无论列车有多长，牵引机车与列车尾部的距离是多少，只要是无线信号覆盖区域内，机车和列车尾部装置都可以通过无线网进行连接，而不受通信距离的限制。信息的传递将以IP数据包的形式，网络***的QoS机制确保优先级较高的信息通信的高可靠性，***采用的MIMO(多入多出)、前向纠错(FEC)、正交频分多址接入(OFDMA)和自动调制控制AMC(Automatic Modulation Control)等技术，具有极强的抗多径衰落的能力，从而保证网络***本身的高可用性。
虽然本发明已被上述实施例所公开，然而上述实施例并非用于限定本发明，任何本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以作出各种变动与修改。因此本发明的保护范围应当以所附权利要求书所界定的范围为准。
Claims (4)
1.一种用于列车的列尾信息传输***，该***包括：
列头车载模块（100），位于所述列车的头部；及
列尾车载模块（200），位于所述列车的尾部，
其特征在于，该***还包括：
地面列尾注册服务器（300），与所述列头车载模块（100）和列尾车载模块（200）通过WiMAX网络通信，用于在所述列头车载模块（100）与所述列尾车载模块（200）进行通信之前为两者建立该两者之间的唯一对应关系，
所述列尾车载模块（200）用于采集列尾信息，并通过WiMAX网络将所述列尾信息发送给所述列头车载模块（100），
其中，所述列头车载模块（100）包括车载通信模块（110）、机车列尾控制盒（120）和列尾终端（130），
其中，车载通信模块（110）用于经由WiMAX网络接收来自所述列尾车载模块（200）的列尾信息，并将该列尾信息发送给机车列尾控制盒（120）；
机车列尾控制盒（120）用于接收来自所述车载通信模块（110）的列尾信息，对该列尾信息进行解码，并将解码后的列尾信息发送至列尾终端（130）；及
列尾终端（130）用于接收来自机车列尾控制盒（120）的列尾信息，并显示该列尾信息，
所述列尾终端（130）生成列尾信息查询命令，并将该列尾信息查询命令发送至机车列尾控制盒（120）；
所述机车列尾控制盒（120）接收来自所述列尾终端（130）的列尾信息查询命令，对该列尾信息查询命令进行编码，并将编码后的列尾信息查询命令发送至所述车载通信模块（110）；以及
所述车载通信模块（110）接收来自所述机车列尾控制盒（120）的列尾信息查询命令，并将列尾信息查询命令经由WiMAX网络发送至所述列尾车载模块（200）；
其中，所述列尾车载模块（200）包括输入装置（210）、列尾通信模块（220）和列尾主机（230），其中：
输入装置（210）用于输入机车号至列尾主机（230）；
列尾通信模块（220）用于接收来自所述列头车载模块（100）的车载通信模块（110）的列尾信息查询命令，并将该列尾信息查询命令转发至列尾主机（230）；以及
列尾主机（230），用于接收来自所述列尾通信模块（220）的列尾信息查询命令，根据该查询命令生成列尾信息，并将该列尾信息发送至列尾通信模块（220），以由该列尾通信模块（220）经由WiMAX网络将所述列尾信息发送至所述列头车载模块（100）的车载通信模块（110）；
其中，所述列尾车载模块（200）根据所述输入装置（210）所输入的机车号向所述地面列尾注册服务器（300）申请获得与该机车号对应的所述车载通信模块（110）的IP地址，之后存储该IP地址，以利用该IP地址与所述列头车载模块（100）进行通信；
所述列尾主机（230）以其自身的IP地址作为目的地址，经由所述列尾通信模块（220）发送建立对应关系请求信息至所述车载通信模块（110）；
所述车载通信模块（110）收到所述建立对应关系请求信息后，如果所述建立对应关系请求信息包含的机车号与所述车载通信模块（110）本身的机车号一致，并且所述车载通信模块（110）处于未连接或连接中断状态，则向所述列尾主机（230）发送建立对应关系确认信息；
所述列尾主机（230）收到所述建立对应关系确认信息后，如果该建立对应关系确认信息包含的机车号与所述列尾主机（230）本身存储的机车号一致，所述列尾主机（230）与所述车载通信模块（110）建立唯一的对应关系。
2.根据权利要求1所述的列尾信息传输***，其中，所述输入装置（210）为红外确认仪、键盘或者触摸屏。
3.根据权利要求1所述的列尾信息传输***，其中，所述列头车载模块（100）或所述列尾车载模块（200）向对方发起解除唯一对应关系的请求。
4.根据权利要求1所述的列尾信息传输***，其中，所述列尾信息为风压信息。
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| 吴荣顺 等."WiMAX特点及在铁路方面的应用前景".《铁道技术监督》.2008,第36卷(第2期),41-43. |
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