CN117880330A - 一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，属于轨道交通领域，通过将LTE接口和TETRA接口兼容到同一调度台上，实现双模调度台功能，为用户提供语音、视频、短数据交互等业务。首先在双模调度台发起登录请求；其次根据选择的不同模式进行处理；接着服务器根据登录信息，判断双模调度台的登录权限，连接服务器；双模调度台获取服务器返回的用户及群组信息；再通过操作指令选择要执行的调度任务；最后发起语音、视频、短数据等业务。通过以上步骤，实现了基于TETRA***和LTE***的双模调度台对列车的调度和通信，使其同时支持接入TETRA服务器和LTE服务器，实现了轨道交通***的升级与过渡。
Description
技术领域
本发明涉及数字集群无线通信设备领域，特别涉及一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法。
背景技术
随着城市建设的发展，特别是城市轨道交通行业的发展，许多城市已经开通了多条线路，且未来仍有新线路需求，包括新建延伸线、新旧线路换乘以及跨线运营等。
许多较早发展轨道交通行业的城市，列车调度***多采用窄带TETRA技术实现，但因其带宽狭窄、数据传输速率较低、在高速移动环境下无法提供足够的可靠性和稳定性，已不满足当前轨道交通对高带宽、高可靠性和低时延的需求。
针对这种现状，目前通常有以下几种应对措施：一是增加TETRA***的带宽和数据传输速率，以提高***的性能和可靠性，但这种方式需要对现有的设备和基础设施进行升级改造或替换，需要较大的投资成本，并且TETRA技术本身的局限性会限制其在带宽和数据传输速率方面的提升潜力，无法满足未来轨道交通***对更高性能的需求。二是实施基于多个TETRA信道的并行传输，以增加带宽和传输速率，但是并行传输需要更多的硬件设备和频谱资源，这就增加了***的复杂性和建设成本；同时，不同厂商的设备之间的兼容性可能存在问题，导致设备集成和维护困难。三是引入其他宽带通信技术，与TETRA技术结合使用，以满足高带宽需求，这种方法可以同时兼顾高带宽、高可靠性和低时延的需求，使轨道交通***更加稳定和高效，相比前两种方法避免了改造现有设备和基础设施的高投资成本，也减少了并行传输带来的复杂性和兼容性问题。随着无线通信技术的发展，特别是LTE宽带集群技术具有更高的带宽、更快的数据传输速率和更低的时延的特点，大多数新建设线路列车调度***都采用LTE宽带集群技术实现。
但是，目前较早开通的城市轨道交通面临的主要问题是专用无线通信***中窄带TETRA技术因自身限制而无法向宽带LTE升级。
发明内容
为了解决目前城市轨道交通领域专用无线通信***中窄带TETRA技术因自身限制而无法向宽带LTE升级的问题，本发明提供一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，该方法通过调用基于B-TrunCR2的SDK标准化接口进行二次开发，将LTE接口和TETRA接口兼容到同一调度台上，实现LTE、TETRA双模调度台功能，为用户提供语音、视频、短数据交互等业务，使其同时支持接入TETRA服务器和LTE服务器，实现了轨道交通***的升级与过渡。在新建延伸线、新旧线路换乘以及跨线运营等场景下，既能满足当前轨道交通***对高带宽、高可靠性和低时延的要求，也可与现有TETRA***兼容，实现基于窄带TETRA技术的无线列车调度***网络和基于宽带LTE技术的无线列车调度***网络之间的互联互通，即解决目前城市轨道交通领域专用无线通信***中窄带TETRA技术因自身限制而无法向宽带化升级的问题，又可实现新、旧列车调度***的平稳过渡，简化运营管理成本，保护原有***的投资。
本发明采取的技术方案是：一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，实现方法步骤如下：
步骤1，用户在双模调度台发起登录请求；
步骤2，双模调度台根据选择的不同模式进行处理；选择TETRA模式时，向TETRA服务器发起连接并发送登录请求；选择LTE模式时，向LTE服务器发起连接并发送登录请求；选择双模模式时，同时向TETRA服务器和LTE服务器发起连接同时发送请求登录；
步骤3，TETRA服务器、LTE服务器根据登录信息，判断双模调度台的登录权限，返回双模调度台登录应答，应答通过，连接TETRA服务器、LTE服务器；
步骤4，双模调度台获取TETRA服务器、LTE服务器返回的用户及群组信息；
步骤5，用户通过双模调度台输入指令和操作信息，选择执行的调度任务；
步骤6，双模调度台发起语音、视频、短数据业务，实现业务交互；
通过以上步骤，实现了基于TETRA技术和LTE技术的双模调度台对列车的调度和通信。
所述双模调度台在所属的LTE集群***或TETRA集群***内部进行位置管理以及信息更新，当和相同集群***的终端设备通信时，先将信息发送给本集群服务器，本集群服务器再转发相同集群***的终端设备；当和不同集群***的终端设备通信时，先将信息发送本集群服务器，由本集群服务器通过互联网关设备转发终端设备所在的集群服务器，再下发给终端设备。
所述双模调度台采用模块式开发，具备LTE模式、TETRA模式和双模三种切换模式。
步骤2中所述TETRA模式通过调用TETRA API接口连接到TETRA服务器；LTE模式通过调用LTE API接口连接到LTE服务器；双模模式通过调用TETRA API接口连接到TETRA服务器，同时调用LTE API接口连接到LTE服务器。
所述双模调度台的软件功能模块包括界面交互单元、无线通信单元、CAD调度单元、数据库存储单元；所述界面交互单元用于对列车运行状态、通话信息的监控和操作；所述无线通信单元通过与TETRA服务器和LTE服务器连接，用于与其他终端的通信，支持视频、短数据、语音业务的交互；所述CAD调度单元用于与CAD调度服务器进行交互，支持短信、ATS、时钟同步业务，实现对轨道交通列车运行和调度信息的管理；所述数据库存储单元用于数据的存储和管理。
所述界面交互单元提供界面显示和界面操作，用于对列车运行状态、通话信息的监控和操作；所述无线通信单元包括接口收发模块和事件解析模块，接口收发模块用于管理数据的发送和接收，事件解析模块用于解析终端设备发回的信息和事件；所述CAD调度单元包括消息收发模块和消息解析模块，消息收发模块用于与CAD调度服务器的消息传递，消息解析模块用于解析从CAD调度服务器返回的消息；所述数据库存储单元包括读写模块和连接模块，读写模块用于对数据库进行读取和写入操作，连接模块用于建立并管理双模调度台与数据库的连接。
所述接口收发模块将获取的所属用户及群组信息，包括号码、别名、标识号、类型以及状态信息，存储在数据库存储单元。
本发明的有益效果是：
一、提升通信效率：本发明采用LTE技术提供高带宽通信，相比现有的窄带TETRA技术，具有更大的数据传输能力和更快的通信速度。这可使通信效率显著提升，能够实现实时的列车调度和高效的信息传输。
二、强化调度***稳定性：通过利用LTE的先进调制解调技术，本发明实现了在高速移动环境下的稳定通信连接。相较于窄带TETRA技术在高速移动环境下无法提供足够的可靠性和稳定性的不足，本发明的双模调度台能够保持更稳定的通信连接，确保调度***的可靠性和稳定性。
三、缩短通信时延：采用LTE技术的优化传输协议和信令处理机制，本发明实现了低时延通信。与传统的窄带通信相比，本发明的双模调度台能够显著降低通信时延，实现实时列车调度和快速信息传输。
四、兼容性与简化管理：本发明兼顾对已有TETRA技术的兼容性，保护现有窄带***的投资。通过采用统一的调度***，本发明能够简化管理流程，降低运营成本。这为轨道交通运营管理提供了更灵活、高效的解决方案。
五、多场景应用：借助统一调度平台实现调度层面的融合指挥调度，可以多适用于宽窄***部署带来的线路延伸、新旧线路换乘、跨线运营、共线运营等场景需求。
附图说明
图1为双模调度台集群***互联示意图；
图2为双模调度台接口示意图；
图3为双模调度台程序框架图。
具体实施方式
为了更清楚地理解本发明，以下结合附图对本发明作进一步说明。
列车调度***由多个子***组成，包括信号***、轨道控制***、列车位置跟踪***等。调度台是列车调度***中的核心组成部分之一，是列车调度***的操作中枢，主要负责列车的实时调度和运行管理，通过调度台，用户可以实时监控和控制轨道交通***中的列车运行情况。
本发明实现的双模调度台调用基于B-TrunCR2的SDK标准化接口进行二次开发，将LTE模块和TETRA模块集成到同一调度台上，使其同时支持与TETRA服务器和LTE服务器连接，实现双模调度台功能，为用户提供语音、视频及短数据交互等业务。
本发明的双模调度台实行模块式开发，使调度台能够切换LTE/TETRA/双模三种模式。
图1是本发明双模调度台集群***互联示意图，包括LTE集群***、TETRA集群***和互联网关；由双模调度台Ⅰ、LTE服务器、LTE基站以及终端设备Ⅰ组成LTE集群***；由双模调度台Ⅱ、TETRA服务器，TETRA基站以及终端设备Ⅱ组成TETRA集群***。
双模调度台Ⅰ和双模调度台Ⅱ通过TCP/IP方式分别与LTE服务器、TETRA服务器连接，LTE集群***和TETRA集群***通过互联网关设备连接，实现互联互通。终端设备Ⅰ和终端设备Ⅱ分别注册在LTE基站和TETRA基站中。通过本***，双模调度台Ⅰ和双模调度台Ⅱ可分别在向LTE服务器和TETRA服务器发起连接后通过LTE基站和TETRA基站与终端设备Ⅰ和终端设备Ⅱ实现通信。当双模调度台需要跨***进行通信和调度时，如双模调度台Ⅰ与TETRA服务器进行通信时，由双模调度台Ⅰ先连接LTE服务器，再由LTE服务器通过互联网关连接TETRA服务器，实现双模调度台Ⅰ与TETRA服务器的通信，其中互联网关在LTE服务器和TETRA服务器之间负责转换和中转信息，实现更加灵活和高效的列车运营管理。双模调度台Ⅰ和双模调度台Ⅱ在各自所属集群***进行位置管理以及信息更新，以减少***间不必要的消息交互。当双模调度台需要和终端设备进行通信时，若在同一集群***下，如双模调度台Ⅰ与终端设备Ⅰ通信时，双模调度台Ⅰ会先将信息发送给本集群的LTE服务器，LTE服务器再通过LTE基站转发给同一集群的终端设备Ⅰ；若不在一个集群***，如双模调度台Ⅰ与终端设备Ⅱ通信时，双模调度台Ⅰ会先将信息发送给本集群的LTE服务器，由LTE服务器通过互联网关设备转发给终端设备Ⅱ所在的TETRA服务器，再由TETRA服务器通过TETRA基站下发给终端设备Ⅱ。
图2是本发明双模调度台接口示意图，包括双模（LTE/TETRA）调度台、LTE服务器、TETRA服务器、数据库、语音、短数据和视频。业务信息通过调度台调用API函数向TETRA服务器和LTE服务器申请，TETRA服务器和LTE服务器根据申请信息做出回应；具体接口流程为：在TETRA模式时双模调度台通过调用TETRA API接口连接到TETRA服务器。此时数据库负责存储服务器返回的呼叫信息、视频信息、短数据信息等数据；双模调度台通过语音、视频和短数据的交互，处理TETRA服务器返回的对应业务。当LTE模式时双模调度台通过调用LTEAPI接口，连接到LTE服务器。此时数据库负责存储服务器返回的呼叫信息、视频信息、短数据信息等数据；双模调度台通过语音、视频和短数据的交互，处理LTE服务器返回的对应业务。在双模模式下，即同时需要连接到TETRA服务器和LTE服务器时，可以同时向两个服务器发起连接，兼容以上所有功能。
图3是本发明双模调度台程序框架图，双模调度台采用模块式开发，软件功能模块包括界面交互单元、无线通信单元、CAD调度单元、数据库存储单元。无线通信单元、CAD调度单元、数据库存储单元通过界面交互单元向用户展示信息。界面交互单元提供界面显示和界面操作，显示的信息包括元素信息列表和操作信息，通过直观的界面，用户可以对列车运行状态、通话信息等进行监控和操作。无线通信单元负责通过与TETRA服务器和LTE服务器连接，实现与其他终端设备之间的通信，支持视频、语音、短数据等业务的交互，确保实时、可靠的通信连接。无线通信单元包括接口收发模块和事件解析模块，其中接口收发模块负责管理数据的传输，包括发送和接收；事件解析模块负责解析从终端发回的信息和事件。CAD调度单元负责与CAD调度服务器进行交互，支持短信、ATS（自动列车控制***）、时钟同步等业务，实现对轨道交通列车运行和调度信息的管理。CAD调度单元包括消息收发模块和消息解析模块，其中消息收发模块负责与CAD调度服务器之间的消息传递；消息解析模块负责解析从CAD调度服务器返回的消息。数据库存储单元负责数据的存储和管理，支持资源列表、信息记录等业务的交互，用于列车调度、通信记录和运行管理等方面。数据库存储单元包括读写模块和连接模块，其中连接模块负责建立并管理双模调度台与数据库的连接，读写模块负责对数据库进行读取和写入操作。
结合图1和图3，一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，实现步骤如下：
步骤1，用户在双模调度台发起登录请求。
当用户使用本双模调度台进行业务操作时，首先需要登录双模调度台。用户通过双模调度台的登录界面输入账号和密码信息，发起登录请求。
步骤2，双模调度台根据选择的不同模式进行处理；选择TETRA模式时向TETRA服务器发起连接并发送登录请求；选择LTE模式时向LTE服务器发起连接并发送登录请求；选择双模模式时，同时向TETRA服务器和LTE服务器发起连接同时请求登录。
双模调度台会根据用户选择的不同模式通过无线通信单元的接口收发模块进行处理，判断登录时选择连接的是TETRA***、LTE***还是双***。当选择连接TETRA***即TETRA模式时，双模调度台通过调用TETRA API接口连接到TETRA服务器，并发送登录请求；当选择连接LTE***即LTE模式时，双模调度台通过调用LTE API接口连接到LTE服务器，并发送登录请求，当选择连接双***即双模模式时，双模调度台通过调用TETRA API接口连接到TETRA服务器，同时调用LTE API接口连接到LTE服务器，并且同时发起登录请求。
步骤3，TETRA服务器、LTE服务器根据登录信息，判断双模调度台的登录权限，返回双模调度台登录应答，应答通过，连接TETRA服务器、LTE服务器。
TETRA服务器、LTE服务器收到登录请求后，会根据登录信息，判断该双模调度台的登录权限，并返回给双模调度台对应的登录应答，如果应答通过，则连接相应的TETRA服务器、LTE服务器。
步骤4，双模调度台获取TETRA服务器、LTE服务器返回的用户及群组信息。
双模调度台成功登录并且连接TETRA服务器、LTE服务器后，通过无线通信单元中的接口收发模块和事件解析模块，获取服务器返回的所属的用户及群组信息，包括号码、别名、标识号、类型以及状态等信息，通过数据库存储单元的读写模块存储在数据库中，并从读写模块加载对应模式的参数信息通过界面交互单元显示。
步骤5，用户通过双模调度台输入指令和操作信息，选择执行的调度任务。
用户通过双模调度台界面交互单元与界面进行交互，选择需要执行的调度任务，并输入相关的指令和操作信息。数据库存储单元与界面交互单元进行资源列表、信息记录等业务的交互，完成数据的存储和管理。
步骤6，双模调度台发起语音、视频、短数据业务，实现业务交互。
双模调度台CAD调度单元中消息收发模块和消息解析模块与CAD调度服务器相互连接，通过CAD调度单元与界面交互单元进行ATS、时钟、短信等业务的交互，根据指令与其他终端设备发起语音、视频、短数据等业务。
通过以上步骤，完成了基于TETRA技术和LTE技术的双模调度台对列车的调度和通信。
实施例：为了更清楚地理解本发明，以下结合实施例对本发明作进一步说明。在本实施例中，我们考虑一个城市地铁运营***，该***的双模调度台使用本发明方法来实现列车调度和通信。
双模调度台处于一个地铁无线集群通信调度***中，如图1所示该***包含了双模调度台Ⅰ、双模调度台Ⅱ、LTE服务器、TETRA服务器、LTE基站、TETRA基站、终端设备Ⅰ、终端设备Ⅱ和互联网关。由双模调度台Ⅰ、LTE服务器、LTE基站以及终端设备Ⅰ组成LTE集群***，由双模调度台Ⅱ、TETRA服务器，TETRA基站以及终端设备Ⅱ组成TETRA集群***。两种集群***通过互联网关设备实现互联互通，通过***间互联协议实现相互通信。当双模调度台Ⅰ或双模调度台Ⅱ需要跨***进行通信和调度时，网关设备在LTE服务器和TETRA服务器之间负责转换和中转信息。双模调度台Ⅰ和双模调度台Ⅱ在各自所属***进行位置管理以及信息更新，以减少***间不必要的消息交互。
当用户使用双模调度台Ⅰ进行业务操作时，首先需要登录双模调度台Ⅰ。用户通过双模调度台Ⅰ的登录界面输入账号和密码信息，发起登录请求。双模调度台Ⅰ会根据用户选择的不同模式进行处理。选择连接TETRA***即TETRA模式时双模调度台Ⅰ通过调用TETRAAPI发送登录请求，TETRA服务器会根据登录信息，判断双模调度台Ⅰ的登录权限，并返回给双模调度台Ⅰ对应的登录应答，如果应答通过，则可以连接TETRA服务器，此时为TETRA模式调度台。同样，在选择连接LTE***即LTE模式时调用LTE API发送登录请求，LTE服务器会根据登录信息，判断双模调度台Ⅰ的登录权限，并返回给双模调度台Ⅰ对应的登录应答，如果应答通过，则可以连接LTE服务器，此时为LTE模式调度台。在双模模式下，即同时需要连接到TETRA服务器和LTE服务器时，可以同时向两个服务器发起连接，并兼容以上所有功能。
双模调度台Ⅰ成功登录并且连接TETRA服务器、LTE服务器后，通过图3所示的无线通信单元中的接口收发模块和事件解析模块，获取TETRA服务器、LTE服务器返回的所属的用户及群组信息，包括号码、别名、标识号、类型以及状态等信息。用户通过界面交互单元对界面进行操作，选择需要执行的调度任务，并输入相关的指令和操作信息。CAD调度单元实现与界面交互单元进行ATS、时钟、短信等业务的交互，发起语音、视频、短数据等业务，确保调度任务的顺利执行。数据库存储单元可以与界面交互单元进行资源列表、信息记录等业务的交互，确保数据的存储和管理。
以一次呼叫业务为例，当用户选择界面上列车列表中的某一辆列车并发起呼叫时，双模调度台Ⅰ首先判断呼叫属于哪一种呼叫类型，然后针对相应的呼叫方式构建呼叫参数，将呼叫参数通过调用无线通信单元中的发起呼叫接口发送给当前模式下的TETRA服务器、LTE服务器，呼叫发送之后，根据发送的呼叫类型，在界面上对应加载呼出列表和历史记录列表，并在数据库中存储该条发起呼叫信息。对应的LTE/TETRA/双模模式下的TETRA服务器、LTE服务器将双模调度台Ⅰ发送的数据转发给终端设备Ⅰ或终端设备Ⅱ，然后根据终端设备Ⅰ或终端设备Ⅱ处理后回复的信息再返回给双模调度台Ⅰ。双模调度台Ⅰ收到回调的信息后，通过无线通信单元中的事件解析模块进行解析，判断对方的接收状态，如果解析为对方同意接收呼叫，则双模调度台Ⅰ与终端设备Ⅰ或终端设备Ⅱ建立起呼叫，用户可以与之通话。此时会在界面上对应加载呼叫列表和历史记录列表，并通过数据库存储单元的读写模块存储该条通话信息。通话结束后，用户点击挂断按钮，双模调度台Ⅰ会构建呼叫结束参数，将呼叫结束参数通过调用无线通信单元中的结束呼叫接口发送给TETRA服务器、LTE服务器，由TETRA服务器、LTE服务器转发给终端设备Ⅰ或终端设备Ⅱ通知双模调度台Ⅰ主动结束呼叫，双方一次呼叫业务完成。
Claims (7)
1.一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，其特征在于，实现方法步骤如下：
步骤1，用户在双模调度台发起登录请求；
步骤2，双模调度台根据选择的不同模式进行处理；选择TETRA模式时，向TETRA服务器发起连接并发送登录请求；选择LTE模式时，向LTE服务器发起连接并发送登录请求；选择双模模式时，同时向TETRA服务器和LTE服务器发起连接同时发送请求登录；
步骤3，TETRA服务器、LTE服务器根据登录信息，判断双模调度台的登录权限，返回双模调度台登录应答，应答通过，连接TETRA服务器、LTE服务器；
步骤4，双模调度台获取TETRA服务器、LTE服务器返回的用户及群组信息；
步骤5，用户通过双模调度台输入指令和操作信息，选择执行的调度任务；
步骤6，双模调度台发起语音、视频、短数据业务，实现业务交互；
通过以上步骤，实现了基于TETRA技术和LTE技术的双模调度台对列车的调度和通信。
2.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，其特征在于：所述双模调度台在所属的LTE集群***或TETRA集群***内部进行位置管理以及信息更新，当和相同集群***的终端设备通信时，先将信息发送给本集群服务器，本集群服务器再转发相同集群***的终端设备；当和不同集群***的终端设备通信时，先将信息发送本集群服务器，由本集群服务器通过互联网关设备转发终端设备所在的集群服务器，再下发给终端设备。
3.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，其特征在于，所述双模调度台采用模块式开发，具备LTE模式、TETRA模式和双模三种切换模式。
4.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，其特征在于：步骤2中所述TETRA模式通过调用TETRA API接口连接到TETRA服务器；LTE模式通过调用LTEAPI接口连接到LTE服务器；双模模式通过调用TETRA API接口连接到TETRA服务器，同时调用LTE API接口连接到LTE服务器。
5.根据权利要求1所述的一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，其特征在于，所述双模调度台的软件功能模块，包括界面交互单元、无线通信单元、CAD调度单元、数据库存储单元；所述界面交互单元用于对列车运行状态、通话信息的监控和操作；所述无线通信单元通过与TETRA服务器和LTE服务器连接，用于与其他终端的通信，支持视频、短数据、语音业务的交互；所述CAD调度单元用于与CAD调度服务器进行交互，支持短信、ATS、时钟同步业务，实现对轨道交通列车运行和调度信息的管理；所述数据库存储单元用于数据的存储和管理。
6.根据权利要求5所述的一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，其特征在于：所述界面交互单元提供界面显示和界面操作，用于对列车运行状态、通话信息的监控和操作；所述无线通信单元包括接口收发模块和事件解析模块，接口收发模块用于管理数据的发送和接收，事件解析模块用于解析终端设备发回的信息和事件；所述CAD调度单元包括消息收发模块和消息解析模块，消息收发模块用于与CAD调度服务器的消息传递，消息解析模块用于解析从CAD调度服务器返回的消息；所述数据库存储单元包括读写模块和连接模块，读写模块用于对数据库进行读取和写入操作，连接模块用于建立并管理双模调度台与数据库的连接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于轨道交通的双模调度台实现方法，其特征在于：所述接口收发模块将获取的所属用户及群组信息，包括号码、别名、标识号、类型以及状态信息，存储在数据库存储单元。
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