專利名稱：用于列車通信系統(tǒng)的機(jī)載消息轉(zhuǎn)發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及列車通信系統(tǒng)，尤其涉及供動力分布式列車使用的列車通信系統(tǒng)的機(jī)載消息轉(zhuǎn)發(fā)器，所述動力分布式列車包括引導(dǎo)機(jī)車和一個或多個遠(yuǎn)程機(jī)車。
背景技術(shù)：
動力分布式列車(distributed power railroad train)的操作從弓l導(dǎo)機(jī)車(locomotive)(或引導(dǎo)單元)和一個或多個遠(yuǎn)程機(jī)車(或遠(yuǎn)程單元)提供動力和制動，而遠(yuǎn)程機(jī)車(或遠(yuǎn)程單元)在列車中與引導(dǎo)單元以定距離隔開。在一種配置中，動力分布式列車包括機(jī)車部的引導(dǎo)機(jī)車、列車尾部(EOT)位置的遠(yuǎn)程機(jī)車和布置在機(jī)車部與尾部之間的列車中部的一個或多個中間列車機(jī)車。分布式列車的操作可以更適于長列車編組(consist)，以改進(jìn)列車的操縱和性能，并且尤其更適于翻越山區(qū)的列車。 在動力分布式列車中，每個引導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車提供列車的動力和制動。發(fā)動和制動的命令消息由引導(dǎo)機(jī)車中的操作員發(fā)出，并通過射頻通信系統(tǒng)(例如，紐約斯卡奈塔
第美的通用電氣公司提供的現(xiàn)有技術(shù)的LOCOTROL⑧動力分布式通信系統(tǒng))被提供給遠(yuǎn)
程機(jī)車，而射頻通信系統(tǒng)包括射頻鏈路(信道)和引導(dǎo)單元與遠(yuǎn)程單元的接收與發(fā)射設(shè)備。接收的遠(yuǎn)程機(jī)車響應(yīng)這些命令，給列車施加牽引力或制動力，并向引導(dǎo)單元通知命令的接收和執(zhí)行。引導(dǎo)單元還向遠(yuǎn)程單元發(fā)送其他消息，包括狀態(tài)請求消息。遠(yuǎn)程單元通過向引導(dǎo)單元發(fā)送回狀態(tài)應(yīng)答消息進(jìn)行響應(yīng)。 在具有兩個或更多直接偶聯(lián)的遠(yuǎn)程機(jī)車的列車中，偶聯(lián)的機(jī)車借助于通過它們連接的MU(多單元)線路發(fā)射的控制信號協(xié)調(diào)一致地工作。就動力分布式通信系統(tǒng)而言，其中一個機(jī)車被指定為受控制的遠(yuǎn)程單元。只有受控制的遠(yuǎn)程單元被配置成接收由引導(dǎo)單元發(fā)射的命令，并通過適宜的應(yīng)答消息響應(yīng)引導(dǎo)單元。 列車操作最關(guān)鍵的方面之一是空氣制動系統(tǒng)的可預(yù)測且成功的操作?？諝庵苿酉到y(tǒng)包括每個機(jī)車(包括引導(dǎo)機(jī)車和所有遠(yuǎn)程機(jī)車)中的機(jī)車制動器和每節(jié)列車車廂的車廂制動器。引導(dǎo)單元的機(jī)車制動器響應(yīng)于機(jī)車制動把手的位置，通過機(jī)車操作員進(jìn)行控制，而列車車廂的制動器響應(yīng)于自動制動器把手的位置進(jìn)行控制。機(jī)車制動器還可以通過自動制動器把手進(jìn)行控制。 自動制動器的把手或控制器控制傳送流體的制動管路中的壓力，而制動管路沿列車的長度延伸，并且與車廂制動系統(tǒng)進(jìn)行流體連通，用于響應(yīng)于制動管路中的壓力變化施加或解除每節(jié)列車車廂的車廂制動器。具體而言，每節(jié)列車車廂的調(diào)節(jié)閥(一般包括多個閥和互聯(lián)的管系)響應(yīng)通過施加制動(響應(yīng)于制動管路流體壓力的減小)或通過解除制動(響應(yīng)于制動管路流體壓力的增大)而引起的制動管路流體壓力的變化。制動管路內(nèi)的流體通常包括壓縮空氣。操作員控制引導(dǎo)機(jī)車的自動制動器把手啟動引導(dǎo)單元的壓力下降，而該壓力下降沿制動管路傳送到列車的尾部。每節(jié)列車車廂的調(diào)節(jié)閥感應(yīng)壓力下降，并響 應(yīng)該壓力下降，從本地列車車廂的儲氣器向輪閘儲氣筒提供壓縮空氣，而輪閘儲氣筒隨后 讓閘瓦抱緊列車車廂的車輪。列車車廂的儲氣器在非制動操作間隔期間通過從制動管路中 排出的空氣進(jìn)行再次充氣。 引導(dǎo)操作員還通過控制自動制動器把手影響制動管路中的壓力增大來命令解除
制動。壓力增大在列車車廂被感應(yīng)到，并響應(yīng)于壓力增大，閘瓦松開列車車廂車輪。 在動力分布式列車中，除調(diào)節(jié)制動管路壓力來影響列車車廂制動器的施加和解除
之外，引導(dǎo)單元通過經(jīng)由通信信道向遠(yuǎn)程單元發(fā)送適宜的信號，命令遠(yuǎn)程單元施加和解除
制動。如下面進(jìn)一步描述的，制動的施加和解除由于引導(dǎo)單元和遠(yuǎn)程單元的共同參與，因此
沿列車的長度更加迅速地起作用。由于需要若干對保持列車控制的限制，所以在動力分布
式列車中，命令制動或解除制動還可以通過引導(dǎo)或遠(yuǎn)程機(jī)車來命令。 可以用兩種方式來施加列車車廂制動，即，腳踏制動或緊急制動。在腳踏制動中， 制動力被施加給列車車廂，使列車慢下來或沿鐵軌停在前面的位置。在腳踏制動期間，制動 管路的壓力被慢慢降低，而響應(yīng)于此，逐漸施加制動。操作員控制通過自動制動控制的把手 來減少的壓力的比率。性能惡化的制動是腳踏制動的一種形式，其中，制動管路壓力降為 零，但在預(yù)定的比率出現(xiàn)排空，與如下所述的緊急制動不同，列車車廂在性能惡化的制動期 間不使制動管路排氣。 緊急制動通過引導(dǎo)單元(和動力分布式列車的遠(yuǎn)程單元)的制動管路的快速排空 或排氣，來命令列車車廂制動的快速施加。當(dāng)列車車廂感應(yīng)到指示緊急制動的預(yù)定壓力降 低比率時，列車車廂還使制動管路排氣，以便沿列車加速蔓延制動管路的排空。不幸地，因 為制動管路穿過列車蔓延數(shù)千碼，所以緊急制動不會沿制動管路的整個長度迅速發(fā)生。因 此，制動力不是均勻地施加在使列車停下來的每節(jié)列車車廂上。 在動力分布式列車上，制動通過使引導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車的制動管路排氣來完成，
因此，應(yīng)加速每節(jié)列車車廂的制動管路的排氣和制動器的施加，尤其是接近列車尾部的那
些列車車廂。正如可以理解的，常規(guī)列車中制動管路只在引導(dǎo)單元排氣，需要沿列車長度傳
遞制動管路壓力的下降，因此減緩了遠(yuǎn)離引導(dǎo)單元的列車車廂的制動。對于在引導(dǎo)和遠(yuǎn)程
單元之間具有工作通信鏈路的動力分布式列車，當(dāng)列車操作員通過操作引導(dǎo)單元的自動制
動控制把手來命令制動(例如，腳踏制動或緊急制動)時，制動管路排氣，并且制動應(yīng)用命
令通過射頻通信鏈路向每個遠(yuǎn)程單元發(fā)射。作為響應(yīng)，每個遠(yuǎn)程單元也使制動管路排氣。因
此，遠(yuǎn)程機(jī)車響應(yīng)于通信系統(tǒng)所發(fā)射的信號，跟隨引導(dǎo)單元的制動而進(jìn)行制動。 在引導(dǎo)單元發(fā)出的解除制動也通過射頻鏈路傳送給遠(yuǎn)程單元，從而所有機(jī)車的制
動管路再次充氣到額定壓力，減少了制動管路再次充氣的時間。 如果由列車操作員或響應(yīng)于檢測到的故障條件，在引導(dǎo)機(jī)車啟動了緊急制動應(yīng) 用，則射頻通信系統(tǒng)通過射頻鏈路向每個遠(yuǎn)程機(jī)車發(fā)送緊急制動信號。作為響應(yīng)，遠(yuǎn)程機(jī)車 使制動管路排空。此技術(shù)容許緊急制動應(yīng)用的更加快速執(zhí)行，因為所有機(jī)車的制動管路被 排空，而不僅僅是常規(guī)列車中的引導(dǎo)機(jī)車的制動管路被排空。 圖1和2示意地說明了示例性的動力分布式列車IO，其沿箭頭11指示的方向行 進(jìn)，其中， 一個或多個遠(yuǎn)程單元12A-12C要么由引導(dǎo)單元14 (圖1)進(jìn)行控制，要么由控制塔 16(圖2)進(jìn)行控制。機(jī)車15由引導(dǎo)單元14借助于連接這兩個單元的MU線路17進(jìn)行控
4制。本發(fā)明的教導(dǎo)可以用于動力分布式列車io和如下所述的與之一起工作的通信系統(tǒng)。
應(yīng)該理解的是，圖1和2的系統(tǒng)之間的唯一差別在于命令和消息從圖1的引導(dǎo)單
元14發(fā)布改為由從圖2的控制塔16發(fā)布，并且圖1系統(tǒng)的某些聯(lián)鎖被消除。 一般地，控制
塔16與引導(dǎo)單元14進(jìn)行通信，而引導(dǎo)單元14隨后鏈接遠(yuǎn)程單元12A-12C。 在一個實施例中，通信系統(tǒng)的通信信道包括帶寬為3kHz的單個半雙工通信信道，
其中，消息和命令包括在四個可用載波頻率中的一個上使用頻移鍵控調(diào)制進(jìn)行編碼的串行
二進(jìn)制數(shù)據(jù)流。各種比特位置傳達(dá)與傳輸類型有關(guān)的信息(例如，消息、命令、告警)、實體
消息、命令或告警、接收單元的地址、發(fā)送單元的地址、常規(guī)的開始和停止比特以及誤差檢
測/校正比特。在共同擁有的美國專利號4，582，280中，詳細(xì)地描述了系統(tǒng)所提供的消息
和命令的細(xì)節(jié)和各自消息和命令的傳輸格式，在此引入作為參考。 圖1禾P 2的動力分布式列車10還包括在遠(yuǎn)程單元12A/12B之間和在(圖1的) 遠(yuǎn)程單元12C之間插入的多個列車車廂20。圖1和2中機(jī)車14和12A-12C以及列車車廂 20的布置僅僅是示例性的，因為本發(fā)明可以被用于其他的機(jī)車/列車車廂的布置。列車車 廂20裝備有空氣制動系統(tǒng)(圖1和2中未示出)，空氣制動系統(tǒng)響應(yīng)于制動管路22的壓力 下降，施加列車車廂的空氣制動，并基于制動管路22的壓力升高而解除空氣制動。制動管 路22沿列車的長度布置，用于傳遞弓I導(dǎo)單元14和遠(yuǎn)程單元12A、 12B和12C中的各自空氣 制動控制24所定義的氣壓變化。 在某些應(yīng)用中，場外(off-board)轉(zhuǎn)發(fā)器26進(jìn)一步如下所述，布置在列車10的無 線電通信距離之內(nèi)，用于在引導(dǎo)單元14和遠(yuǎn)程單元12A、12B和12C之間中繼通信信號。
引導(dǎo)單元14，遠(yuǎn)程單元12A、12B和12C，場外轉(zhuǎn)發(fā)器26和控制塔16裝備有收發(fā)機(jī) 28，其可以與天線29 —起工作，用于通過通信信道接收和發(fā)射通信信號。
引導(dǎo)單元的收發(fā)機(jī)28與引導(dǎo)站30相關(guān)聯(lián)，用于產(chǎn)生命令和消息，并從引導(dǎo)單元14 向遠(yuǎn)程單元12A-12C發(fā)布，以及接收響應(yīng)于此的應(yīng)答消息。 響應(yīng)于操作員對原動力的控制和引導(dǎo)單元14內(nèi)的制動控制，如上所述或按照需 要自動地在引導(dǎo)站中生成命令。每個遠(yuǎn)程單元12A-12C和場外轉(zhuǎn)發(fā)器26包括遠(yuǎn)程站32，用 于處理和響應(yīng)來自引導(dǎo)單元14的發(fā)射，并用于發(fā)布中繼消息和命令。 通信系統(tǒng)承載的無線電發(fā)射的四個原始模型包括(1)從引導(dǎo)單元14到每個遠(yuǎn)程 單元12A-12C的鏈路消息，其"鏈接"引導(dǎo)單元14和遠(yuǎn)程單元12A-12C，即配置或設(shè)置通信 系統(tǒng)供引導(dǎo)單元14和遠(yuǎn)程單元12A-12C使用；(2)鏈路應(yīng)答消息，其指示所述鏈路消息的 接收和執(zhí)行；(3)來自引導(dǎo)單元14的命令，其控制一個或多個遠(yuǎn)程單元12A-12C的一個或 多個功能(例如，施加原動力或制動)；以及(4)通過一個或多個遠(yuǎn)程單元12A-12C發(fā)射的 狀態(tài)和告警，其向引導(dǎo)單元14更新或提供與一個或多個遠(yuǎn)程單元12A-12C有關(guān)的必要操作 信息。 從引導(dǎo)單元14發(fā)送的每個消息和命令對所有遠(yuǎn)程12A-12C廣播，并包括引導(dǎo)單元 標(biāo)識符，供遠(yuǎn)程單元12A-12C使用，以便確定正在發(fā)送的引導(dǎo)單元就是同一列車的引導(dǎo)單 元?？隙ǖ拇_定促使遠(yuǎn)程單元12A-12C執(zhí)行接收的命令。 從遠(yuǎn)程單元12A-12C之一發(fā)送的消息和告警還包括發(fā)送單元的地址。作為先前完 成的鏈接過程的結(jié)果，接收單元即引導(dǎo)機(jī)車或另一遠(yuǎn)程機(jī)車，可以通過檢查消息中發(fā)送單 元的標(biāo)識符來確定它是否是所接收的發(fā)射的預(yù)定接收方，并可據(jù)此以響應(yīng)。
這四個消息類型包括每個類型中所包含的地址信息，保證了安全傳輸鏈路，其具 有受到列車10無線電發(fā)射距離內(nèi)干擾信號的破壞的低概率。此消息允許遠(yuǎn)程單元12A-12C 由引導(dǎo)單元14進(jìn)行控制，并向引導(dǎo)14提供遠(yuǎn)程單元的操作信息。 雖然大部分的命令由引導(dǎo)單元14發(fā)布，并被發(fā)射到遠(yuǎn)程單元12A-12C，用于如上 所述的執(zhí)行，但是存在遠(yuǎn)程單元12A-12C向其他遠(yuǎn)程單元和引導(dǎo)單元14發(fā)布命令的一種情 況。如果遠(yuǎn)程單元12A-12C檢測到批準(zhǔn)緊急制動的條件，則該遠(yuǎn)程單元向列車的所有其他 單元發(fā)射緊急制動的命令。該命令包括列車引導(dǎo)機(jī)車的標(biāo)識符，并因此在每個遠(yuǎn)程單元執(zhí) 行，就像命令由弓I導(dǎo)單元發(fā)布的一樣。 貫穿本發(fā)明說明的術(shù)語"無線電鏈路"、"RF鏈路"和"RF通信"以及類似的術(shù)語， 描述了在網(wǎng)絡(luò)中兩條鏈路之間進(jìn)行通信的一種方法。應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中兩個 節(jié)點(機(jī)車)之間的通信鏈路不限于無線電或射頻系統(tǒng)等，并且意味著涉及消息可以從一 個節(jié)點傳送到另一節(jié)點或兩個以上的其他節(jié)點的所有技術(shù)，包括但不限于磁系統(tǒng)、聲系統(tǒng)、 和光系統(tǒng)。同樣，結(jié)合實施例描述了本發(fā)明的系統(tǒng)，其中，在節(jié)點之間使用無線電(RF)鏈 路，并且其中的各種元件兼容這種鏈路；然而，目前優(yōu)選實施例的說明并不意欲將本發(fā)明限 定到特殊的實施例。 在動力分布式列車中，響應(yīng)于操作員發(fā)出的命令，引導(dǎo)單元的通信系統(tǒng)向每個遠(yuǎn) 程單元發(fā)射表示該命令的射頻(RF)消息。這種命令可以包括機(jī)車調(diào)速或牽引的命令和空 氣制動、動力制動和電力制動的命令。就空氣制動的命令而言，一旦接收到消息，制動命令 就在每個遠(yuǎn)程單元執(zhí)行，以便加速列車車廂的命令響應(yīng)，因為遠(yuǎn)程單元在它們感應(yīng)到制動 管路壓力變化之前接收射頻消息。例如，如果操作員命令制動，則制動管路在引導(dǎo)單元排 氣，并將壓力下降沿列車的長度傳送，直到到達(dá)列車尾部的車廂。取決于列車的長度，在壓 力下降到達(dá)最后的列車車廂之前，可能經(jīng)過了若干秒。在引導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車使制動管路 排氣(后者響應(yīng)于RF消息)，加速了每節(jié)列車車廂的制動管路的排氣和制動的施加，尤其是 接近列車尾部的列車車廂。因此，遠(yuǎn)程機(jī)車響應(yīng)于通信系統(tǒng)發(fā)射的RF信號，其制動跟隨引 導(dǎo)單元的制動。 在引導(dǎo)單元發(fā)出的解除制動，還通過射頻鏈路傳遞到遠(yuǎn)程單元，從而所有機(jī)車的 制動管路再次充氣到它的額定壓力，減少了制動管路的再次充氣時間。 如果列車操作員在引導(dǎo)機(jī)車發(fā)出緊急制動應(yīng)用，則通信系統(tǒng)通過射頻鏈路向每個 遠(yuǎn)程機(jī)車發(fā)送緊急制動信號。遠(yuǎn)程機(jī)車使制動管路排空，以便提供對緊急制動的更快速執(zhí) 行，這是因為所有機(jī)車的制動管路都被排空，而不是象常規(guī)列車那樣，只有引導(dǎo)機(jī)車被排空。 總之，通過通信系統(tǒng)發(fā)送的消息允許對列車車廂施加更多均勻的牽引力，并改進(jìn) 了制動性能，因為每個機(jī)車可以以RF信號的速度實行制動應(yīng)用，而不是以空氣制動管路的 制動信號沿列車傳遞的低速實行制動。 當(dāng)動力分布式列車工作在預(yù)計每個遠(yuǎn)程單元接收由引導(dǎo)單元發(fā)送的命令消息的 環(huán)境中時，例如當(dāng)列車沿相對直的軌道長度行進(jìn)、沒有射頻信號的臨近阻塞時，通信系統(tǒng)以 標(biāo)準(zhǔn)模式進(jìn)行工作。在此模式中，可以預(yù)料沒有通信丟失、中斷或重復(fù)消息(由于消息在第 一次發(fā)射時未到達(dá)它的預(yù)計目的地)。根據(jù)固定優(yōu)先級的消息協(xié)議，控制用標(biāo)準(zhǔn)模式發(fā)布的 大部分消息，而根據(jù)該協(xié)議，每個遠(yuǎn)程單元響應(yīng)于引導(dǎo)單元發(fā)布的命令消息，在命令發(fā)射開始的預(yù)定間隔之后發(fā)射狀態(tài)消息。因此，給每個遠(yuǎn)程單元分配時隙，該時隙從引導(dǎo)單元開始 發(fā)射命令消息起測量，每個遠(yuǎn)程單元在該時隙期間發(fā)射它的消息。 圖3的定時圖說明了與用于標(biāo)準(zhǔn)通信的固定優(yōu)先級消息協(xié)議有關(guān)的概念，其中， 針對包括引導(dǎo)單元和四個遠(yuǎn)程單元的列車來描述該系統(tǒng)。結(jié)合圖3描述的概念可以被應(yīng)用 于包含多于或少于四個遠(yuǎn)程機(jī)車的列車。 根據(jù)此方案，在時間t = 650msec時，引導(dǎo)單元發(fā)射命令消息(例如，制動命令、牽 引命令、動力制動命令等)，該命令消息希望被動力分布式列車中的所有遠(yuǎn)程機(jī)車接收。如 可以在圖3中看到的，給每個收發(fā)機(jī)(無線電臺)分配了 30msec的開啟間隔，而示例性的 命令消息長度是193msec。在從引導(dǎo)單元的發(fā)射開始經(jīng)過了預(yù)定間隔之后，例如圖3所示 的50msec，第一遠(yuǎn)程機(jī)車再次發(fā)射命令消息和它的狀態(tài)消息(例如，第一遠(yuǎn)程機(jī)車響應(yīng)于 制動命令而使制動管路排氣)。狀態(tài)消息是用于引導(dǎo)機(jī)車的，從而列車操作員被告知第一遠(yuǎn) 程單元對命令的響應(yīng)。還要注意，每個遠(yuǎn)程單元重發(fā)命令消息和它的狀態(tài)消息，以便最大化 命令被所有遠(yuǎn)程機(jī)車接收的可能性。圖3中例示的開啟時間、消息持續(xù)時間等僅僅是示例 性的，并且可以根據(jù)包括通信系統(tǒng)的元件的應(yīng)用以及規(guī)范進(jìn)行變化。 第二遠(yuǎn)程機(jī)車在預(yù)定延遲之后，例如在從第一個遠(yuǎn)程機(jī)車的發(fā)射結(jié)束50msec之 后，轉(zhuǎn)發(fā)命令消息并發(fā)射它的狀態(tài)消息。持續(xù)命令轉(zhuǎn)發(fā)和狀態(tài)發(fā)射的過程，直到所有的遠(yuǎn)程 機(jī)車已經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)了命令消息，并已經(jīng)發(fā)射了它們各自的狀態(tài)消息。在最后的遠(yuǎn)程機(jī)車已經(jīng)發(fā) 射了其狀態(tài)時出現(xiàn)了消息結(jié)束的條件，在這以后，引導(dǎo)單元能夠自由地向遠(yuǎn)程機(jī)車發(fā)射另 一命令消息。在圖3的實施例中，消息的結(jié)束發(fā)生在t = 2896msec或引導(dǎo)單元初始發(fā)射后 的2271msec。 當(dāng)引導(dǎo)單元發(fā)射命令消息時，引導(dǎo)單元將不知道該消息是否被列車中的所有遠(yuǎn)程 單元接收，直到從每個遠(yuǎn)程單元接收到遠(yuǎn)程狀態(tài)消息(其中，狀態(tài)消息指示了命令消息的 接收方和執(zhí)行方)或未從一個或多個遠(yuǎn)程單元接收狀態(tài)消息(缺少狀態(tài)消息指示了命令消 息未被接收)。因此，根據(jù)通信系統(tǒng)的一個實施例，為了保證每個遠(yuǎn)程單元接收到命令消息， 命令消息被每個遠(yuǎn)程單元轉(zhuǎn)發(fā)。 注意，可能的是一個或多個遠(yuǎn)程狀態(tài)消息未必被引導(dǎo)單元接收。當(dāng)是此情況時，引 導(dǎo)單元重發(fā)命令消息，并等候列車的每個遠(yuǎn)程單元答復(fù)狀態(tài)消息。將在下面描述的本發(fā)明 的一個特征增大了在引導(dǎo)單元接收到所有狀態(tài)消息的可能性，因此降低了重發(fā)概率，而沒 有顯著影響命令和狀態(tài)消息的總傳輸時間。 除如上所述的固定優(yōu)先級協(xié)議之外，某些命令例如緊急制動，被分類為高優(yōu)先級 命令消息，并根據(jù)除固定優(yōu)先級協(xié)議之外的不同優(yōu)先級協(xié)議來發(fā)射。但是其他的命令消息， 例如通信系統(tǒng)檢查，根據(jù)控制這些命令的傳輸以及遠(yuǎn)程單元的應(yīng)答的其他優(yōu)先級協(xié)議進(jìn)行 工作。 因為動力分布式列車穿過某些具有接近的自然或人工阻塞的地形或軌道段，發(fā)送 和接收單元之間的視線通信鏈路可能被中斷。因此，命令和狀態(tài)消息未必可靠地被接收單 元接收，即，對于從遠(yuǎn)程單元發(fā)送的消息而言，引導(dǎo)機(jī)車是接收單元，而對于從引導(dǎo)單元發(fā) 送的消息而言，遠(yuǎn)程機(jī)車是接收單元。雖然大功率、健壯的收發(fā)機(jī)能夠在某些工作條件下成 功地向接收單元發(fā)射信號，但是這種設(shè)備相對較貴。而且，在某些工況下，甚至大功率收發(fā) 機(jī)都無法成功地完成通信，例如在長列車行進(jìn)在鄰近諸如大山之類的自然阻塞的曲線軌道段上，其中引導(dǎo)單元和一個或多個遠(yuǎn)程單元之間的通信路徑受到大山的阻斷。并且，當(dāng)列車 穿過隧道時，某些收發(fā)機(jī)可能不能與機(jī)車上的其他收發(fā)機(jī)進(jìn)行通信。 為了改進(jìn)系統(tǒng)的可靠性，動力分布式列車的通信系統(tǒng)的一個實施例包括場外轉(zhuǎn)發(fā) 器26(見圖l)，用于接收從引導(dǎo)單元14發(fā)送的消息，以及轉(zhuǎn)發(fā)(重發(fā))消息，以便被遠(yuǎn)程 單元12A-12C接收。此實施例例如可以沿穿過隧道的軌道長度實施。在這樣一個實施例 中，場外轉(zhuǎn)發(fā)器26包括天線29(例如，沿隧道長度安裝的漏泄同軸電纜)；以及遠(yuǎn)程站32， 用于接收和重發(fā)引導(dǎo)消息，而引導(dǎo)消息由轉(zhuǎn)發(fā)器天線29的RF通信距離內(nèi)的所有遠(yuǎn)程單元 12A-12C接收。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個實施例，本發(fā)明包括一種用于列車的通信方法，所述列車包括引導(dǎo)機(jī)車 和遠(yuǎn)程機(jī)車。所述方法還包括從引導(dǎo)機(jī)車發(fā)射出站消息，每個遠(yuǎn)程機(jī)車從引導(dǎo)機(jī)車或從另 一遠(yuǎn)程機(jī)車接收出站消息，并發(fā)射出站消息直到出站消息已被最后的遠(yuǎn)程機(jī)車接收，在最 后的遠(yuǎn)程機(jī)車響應(yīng)于出站消息，發(fā)射入站消息，而除最后的遠(yuǎn)程機(jī)車之外的每個遠(yuǎn)程機(jī)車， 從另一遠(yuǎn)程機(jī)車接收入站消息，添加本地的狀態(tài)消息，并發(fā)射修改后的入站消息，直到引導(dǎo) 機(jī)車已經(jīng)接收到修改后的入站消息。 根據(jù)另一實施例，本發(fā)明包括一種用于列車的通信系統(tǒng)，所述列車包括引導(dǎo)機(jī)車 和遠(yuǎn)程機(jī)車。該通信系統(tǒng)還包括通信信道；引導(dǎo)機(jī)車中的無線電臺，用于通過通信信道發(fā) 射由遠(yuǎn)程機(jī)車接收的出站消息；每個遠(yuǎn)程機(jī)車中的無線電臺，用于接收出站消息，以及通過 通信信道發(fā)射由離引導(dǎo)機(jī)車更遠(yuǎn)的遠(yuǎn)程機(jī)車接收的出站消息，其中，每個遠(yuǎn)程機(jī)車中的無 線電臺可以不接收出站消息，而最后的遠(yuǎn)程機(jī)車中的無線電臺用于從引導(dǎo)機(jī)車或從另一遠(yuǎn) 程機(jī)車接收出站消息，并用于響應(yīng)于出站消息，通過通信信道發(fā)射由更靠近引導(dǎo)機(jī)車的遠(yuǎn) 程機(jī)車和引導(dǎo)機(jī)車接收的入站消息，其中，引導(dǎo)機(jī)車中的無線電臺和每個遠(yuǎn)程機(jī)車中的無 線電臺可以不接收入站消息，并且其中，每個遠(yuǎn)程機(jī)車中接收了入站消息的無線電臺給入 站消息添加本地狀態(tài)消息，以形成修改后的入站消息，并通過通信信道發(fā)射由另一遠(yuǎn)程機(jī) 車或引導(dǎo)機(jī)車接收的修改后的入站消息。


在鑒于結(jié)合附圖閱讀下列詳細(xì)說明進(jìn)行思考時，本發(fā)明可以更容易地被理解，并
且它的更多優(yōu)點和用途可以更容易地表觀出來，其中 圖1和2是可以施加本發(fā)明教導(dǎo)的動力分布式列車的簡圖。
圖3是用于通信系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)消息優(yōu)先級協(xié)議的定時圖。 圖4是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的、供包括四個遠(yuǎn)程單元的列車使用的機(jī)載(on-board)消
息優(yōu)先級協(xié)議的定時圖。 圖5是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的機(jī)載消息優(yōu)先級協(xié)議的定時參數(shù)的說明表。 圖6是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的、供包括四個遠(yuǎn)程單元的列車使用的機(jī)載消息優(yōu)先級協(xié)
議的另一實施例的定時圖。 圖7是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的、供包括三個遠(yuǎn)程單元的列車使用的機(jī)載消息優(yōu)先級協(xié) 議的定時圖。
圖8是用于根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的場外消息轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的定時圖。 圖9是標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)先級消息協(xié)議、轉(zhuǎn)發(fā)器消息優(yōu)先級協(xié)議和場外轉(zhuǎn)發(fā)器消息優(yōu)先級協(xié) 議的時間參數(shù)比較的說明表。 圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的動力分布式列車的簡圖。 圖11和12是描述根據(jù)本發(fā)明兩個實施例的處理步驟的流程圖。 根據(jù)常規(guī)，各種所述特征未按比例繪制，但被繪制成強(qiáng)調(diào)與本發(fā)明有關(guān)的特定特
征。參考符號表示了所有附圖和全文的類似元件。
具體實施例方式
在詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的用于機(jī)載消息轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)先級消息協(xié)議的具體方法 和設(shè)備以前，應(yīng)當(dāng)注意的是，本發(fā)明主要在于與所述方法和設(shè)備相關(guān)的硬件和軟件元件的 新穎組合中。因此，硬件和軟件元件在附圖中用常規(guī)元件表示，只示出了與本發(fā)明有關(guān)的那 些細(xì)節(jié)，免得混淆公開內(nèi)容和結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，而得益于在此的說明，結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)對本領(lǐng)域技術(shù)人員 是非常顯而易見的。 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，包括用于動力分布式列車中機(jī)載消息轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)先 消息協(xié)議，例如圖1的動力分布式列車IO，從引導(dǎo)單元14發(fā)射的消息沿列車從頭部跳躍前 進(jìn)(leapfrog)到列車尾部，同時每個連續(xù)的遠(yuǎn)程單元12A-12C接收和轉(zhuǎn)發(fā)消息。
而且，當(dāng)列車進(jìn)入引導(dǎo)機(jī)車單元不能成功地與每個遠(yuǎn)程單元直接通信的環(huán)境(例 如，當(dāng)列車進(jìn)入隧道時)，通信系統(tǒng)可以自動地切換到根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的用于機(jī)載消息轉(zhuǎn)發(fā) (0BMR)的優(yōu)先級協(xié)議。這種切換發(fā)生在例如在通信系統(tǒng)感到中斷超過預(yù)定的固定持續(xù)時間 (例如一分鐘)時。 一旦激活，在一個實施例中，0BMR協(xié)議就有效十五分鐘，在這之后，通信 系統(tǒng)恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)先消息協(xié)議操作，即，如結(jié)合圖3描述的。在另一實施例中，通信系統(tǒng)可 以配置為持續(xù)不斷的OBMR操作，或者OBMR操作可以由引導(dǎo)機(jī)車的操作員手工激活。
圖4說明了用于包括引導(dǎo)單元和四個遠(yuǎn)程單元的列車的示例性0BMR協(xié)議。在此 模式中，引導(dǎo)單元發(fā)射命令消息(即，命令遠(yuǎn)程單元新功能的消息，或請求遠(yuǎn)程單元狀態(tài)消 息并且還包括最近發(fā)射的命令的狀態(tài)更新消息)。第一遠(yuǎn)程單元接收出站命令消息，并轉(zhuǎn)發(fā) 該消息，供列車中其他的遠(yuǎn)程單元接收。 如圖4所示，引導(dǎo)單元的發(fā)射從時間t = 0后的625msec開始。這間隔僅僅是示 例性的，表示在引導(dǎo)單元接收消息與后面從引導(dǎo)單元發(fā)射命令之間的預(yù)定最小間隔。注意 在消息發(fā)射結(jié)束和消息重發(fā)之間的示例性的50msec延遲間隔以及分配的示例性的30msec 無線電臺(收發(fā)機(jī))開啟時間。通常，由引導(dǎo)單元發(fā)送的命令消息、由遠(yuǎn)程單元發(fā)送的消息 和消息傳輸之間的間隔長度是固定的。然而，這些長度可以針對本發(fā)明的特殊應(yīng)用隨需要 而變化，并且在不同的鐵路操作員之間可以是不同的。 不同于如上所述的標(biāo)準(zhǔn)通信模式，第一遠(yuǎn)程單元在接收到出站消息后不發(fā)射回復(fù) 的狀態(tài)消息。相反，第一遠(yuǎn)程單元(和每個后續(xù)的遠(yuǎn)程單元)轉(zhuǎn)發(fā)出站消息，藉此允許出 站消息沿列車的長度傳送，不招致從每個遠(yuǎn)程單元發(fā)射狀態(tài)消息的時間損失。如可以從圖 4中看見的，每個遠(yuǎn)程單元在其各自的預(yù)定時隙內(nèi)重發(fā)出站消息。因此，消息沿列車跳躍前 進(jìn)，供每個遠(yuǎn)程單元接收。此時，沒有狀態(tài)消息被返回給引導(dǎo)機(jī)車。 最后的遠(yuǎn)程單元(第n個遠(yuǎn)程單元)接收命令消息時，最后的遠(yuǎn)程單元將其狀態(tài)
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消息(即，入站消息)發(fā)送回前面的第(n-1)個遠(yuǎn)程單元。根據(jù)常規(guī)作法，在配置通信系統(tǒng) 或鏈接引導(dǎo)和遠(yuǎn)程單元時，離引導(dǎo)單元最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)程單元被配置為最后的遠(yuǎn)程單元，即最后 的遠(yuǎn)程單元"知道"它就是列車中最后的遠(yuǎn)程單元。因此，當(dāng)最后的遠(yuǎn)程單元接收出站消息 時，它利用其狀態(tài)消息進(jìn)行響應(yīng)。遠(yuǎn)程單元3 (在n = 4的情況下)接收遠(yuǎn)程單元4的狀態(tài) 消息，并存儲接收的狀態(tài)消息一直到它的指定時隙，而在該時隙，遠(yuǎn)程單元3轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程單元 4的狀態(tài)消息并添加它自己的狀態(tài)消息，朝引導(dǎo)單元的方向即朝第二遠(yuǎn)程單元的方向發(fā)射 這兩個狀態(tài)消息。遠(yuǎn)程單元2接收遠(yuǎn)程單元4和3的狀態(tài)消息，然后加上它自己的狀態(tài)消 息，朝引導(dǎo)單元的方向發(fā)射這些狀態(tài)消息。該過程一直進(jìn)行，直到每個遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息
作為串聯(lián)的消息到達(dá)引導(dǎo)單元，所述串聯(lián)的消息包括每個遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息。 如從圖4中可以看見的，這發(fā)生在t 二4377msec，或從出站命令消息開始發(fā)射到引
導(dǎo)單元接收到所有狀態(tài)消息的總耗費時間為3752msec。 根據(jù)動力分布式列車通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序，在出站消息最初從引導(dǎo)單元發(fā)射 或通過遠(yuǎn)程單元連續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)時遠(yuǎn)程單元未接收到出站消息的事件中，未接收的遠(yuǎn)程單元將不 會具有報告返回引導(dǎo)單元的狀態(tài)消息。引導(dǎo)單元期待每個遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息，并可以從 接收的狀態(tài)消息(每個遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息包括遠(yuǎn)程單元的標(biāo)識符)中確定哪個遠(yuǎn)程單元 未接收命令消息(如果有的話)。因此，如果引導(dǎo)單元未接收到一個或多個遠(yuǎn)程單元的狀態(tài) 消息，則引導(dǎo)單元重發(fā)命令。根據(jù)一個實施例，引導(dǎo)操作員通過引導(dǎo)單元顯示器上的適宜指 示，被告知此遠(yuǎn)程單元錯過接收。 如本領(lǐng)域技術(shù)人員能理解的，遠(yuǎn)程單元發(fā)射的狀態(tài)消息可以被除預(yù)計接收的遠(yuǎn)程 單元之外的遠(yuǎn)程單元接收，即，預(yù)計接收的遠(yuǎn)程單元是在朝列車引導(dǎo)單元的方向上接近發(fā) 射的遠(yuǎn)程單元的遠(yuǎn)程單元。例如，在圖4中，動力分布式列車具有四個遠(yuǎn)程單元，遠(yuǎn)程單元 2和3可以接收遠(yuǎn)程單元4發(fā)射的狀態(tài)消息。遠(yuǎn)程單元2存儲遠(yuǎn)程單元4的狀態(tài)消息一直 到它的指定時隙，并且可以在遠(yuǎn)程單元4的狀態(tài)消息由遠(yuǎn)程單元3重發(fā)時第二次接收遠(yuǎn)程 單元4的狀態(tài)消息。多次接收狀態(tài)消息的能力提高了概率，即引導(dǎo)單元接收到每個接收到 命令消息的遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息的概率。 回溯為了提供可靠的系統(tǒng)操作，此工作方式假設(shè)遠(yuǎn)程單元可以只與相鄰的遠(yuǎn)程單 元進(jìn)行有效地通信。然而，此限制不是此模式中用于操作動力分布式列車的先決條件。
圖5是指示用于列車機(jī)載消息轉(zhuǎn)發(fā)的消息優(yōu)先級協(xié)議的有關(guān)發(fā)射時間和消息內(nèi) 容的表，該列車如圖4所示，包括一個引導(dǎo)機(jī)車和四個遠(yuǎn)程機(jī)車。 圖5的時間延遲欄指示了在一個發(fā)射的結(jié)束和另一發(fā)射的開始之間的時間延 遲，例如，所示實施例中在第一遠(yuǎn)程單元發(fā)射的結(jié)束和第二遠(yuǎn)程單元發(fā)射的開始之間的 50msec。然而，50msec間隔是可調(diào)的間隔，即每當(dāng)遠(yuǎn)程單元發(fā)射信號時，下一遠(yuǎn)程單元在啟 動它的發(fā)射以前、從發(fā)射的結(jié)束開始等待50msec。如果一個遠(yuǎn)程單元不發(fā)射信號，則每個隨 后發(fā)射的遠(yuǎn)程單元從它的發(fā)射時間減去50msec。時間延遲欄是如果所有的遠(yuǎn)程單元不發(fā) 射時每個遠(yuǎn)程單元在發(fā)射之前延遲的時間延遲量。例如，如果遠(yuǎn)程單元1在其分配的時隙 中不發(fā)射，則遠(yuǎn)程單元2在引導(dǎo)單元發(fā)射結(jié)束后的100msec發(fā)射。遠(yuǎn)程單元3在遠(yuǎn)程單元 2發(fā)射結(jié)束后的50msec發(fā)射。 根據(jù)結(jié)合圖4和5描述的OBMR協(xié)議的變型，在狀態(tài)消息通過遠(yuǎn)程單元朝引導(dǎo)單 元方向發(fā)射的期間，出站的命令消息也通過遠(yuǎn)程單元發(fā)射，以便最大化每個遠(yuǎn)程單元接收
10命令消息的可能。此情況在圖6加以說明，延長了命令消息從引導(dǎo)單元發(fā)射與在引導(dǎo)單元 接收遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息之間的時間，具有提高每個遠(yuǎn)程單元接收到出站消息的概率的益 處。 圖7是用于列車機(jī)載消息轉(zhuǎn)發(fā)器的消息優(yōu)先級協(xié)議的定時圖，所述列車包括引導(dǎo) 機(jī)車和三個遠(yuǎn)程機(jī)車。用于包括三個遠(yuǎn)程單元的動力分布式列車的實施原理與上面結(jié)合圖 4描述的用于四個遠(yuǎn)程單元的動力分布式列車的實施原理相同。如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理 解的，圖6所述的遠(yuǎn)程單元重發(fā)命令消息的實施例，也可以用于包含引導(dǎo)單元和三個遠(yuǎn)程 機(jī)車的列車(或包含任意數(shù)量遠(yuǎn)程單元的列車)。 圖8是標(biāo)準(zhǔn)通信定時協(xié)議在與上面結(jié)合圖1描述的場外消息轉(zhuǎn)發(fā)器26 —起工作 時的定時圖。引導(dǎo)單元在時間間隔200期間發(fā)射命令消息，而該命令消息在時間間隔202 期間被消息轉(zhuǎn)發(fā)器26接收并重發(fā)。四個遠(yuǎn)程單元的每一個都接收轉(zhuǎn)發(fā)的命令消息，并在它 的分配時隙期間通過它的狀態(tài)消息進(jìn)行響應(yīng)。轉(zhuǎn)發(fā)器26接收所有遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息，并 重發(fā)所有遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息，引導(dǎo)單元14在時間間隔206期間接收所述消息，在這之后 消息間隔結(jié)束。 圖8中引用的效用(utility)消息210是通過轉(zhuǎn)發(fā)器26向轉(zhuǎn)發(fā)器26的無線電射 程中的所有引導(dǎo)單元發(fā)送的消息，促使所有接收的引導(dǎo)單元延遲發(fā)射。例如，效用消息防止 隧道外的引導(dǎo)單元與隧道內(nèi)的遠(yuǎn)程單元同時發(fā)射。 圖9比較了現(xiàn)有技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)消息協(xié)議、本發(fā)明的OBMR協(xié)議和與場外消息轉(zhuǎn)發(fā)器一 起工作時的標(biāo)準(zhǔn)消息定時協(xié)議的消息延遲時間。 在其他的實施例中，本發(fā)明的通信系統(tǒng)還包括天線/無線電臺的分集特征和/或 信號選擇特征，其對于克服例如由多路徑信號傳播、信號反射和信號阻塞(例如由于機(jī)車 安裝了用于從總動力電纜給機(jī)車提供電能的受電弓(pantograph))所引起的信號傳輸路 徑損傷是有利的。 兩個機(jī)車的每個編組包括前向機(jī)車250A/250B/250C和后向機(jī)車 252A/252B/252C(見圖10)，每個機(jī)車還包括前向無線電臺260A/260B/260C和后向無線電 臺262A/262B/262C，每個前向無線電臺和天線266A/266B/266C—起工作，并且每個后向無 線電臺和天線268A/268B/268C—起工作，分別用于接收從列車270的其他機(jī)車發(fā)送的消 息。編組機(jī)車通過MU(多單元)電纜253A/253B/253C被偶聯(lián)。根據(jù)常規(guī)鐵路用語，前向機(jī) 車250A/250B/250C被指定控制機(jī)車252A/252B/252C的"A"單元或"B"單元，"B"單元借 助于"A"單元里的列車操作員發(fā)出的控制信號并將其通過MU電纜253A/253B/253C施加給 "B"單元。 當(dāng)通信系統(tǒng)被激活時，每個機(jī)車的前向無線電臺260A/260B/260C和后向無線電 臺262A/262B/262C被激活。因此，每個編組的兩個無線電臺都接收列車270中其他單元發(fā) 射的消息。前向無線電臺260A/260B/260C和后向無線電臺262A/262B/262C都確定每個接 收的消息的信號質(zhì)量度量(例如信號強(qiáng)度、誤碼率、或有效數(shù)據(jù)的接收)。在比較器/處理 器276A/276B/276C中比較信號質(zhì)量度量，并且具有良好信號質(zhì)量度量的消息被選為供機(jī) 車編組使用的工作消息。 根據(jù)優(yōu)選實施例，確定在前向無線電臺260A/260B/260C和后向無線電臺 262A/262B/262C接收的所有消息的信號質(zhì)量度量，以便選擇用于該編組的工作消息。例如，通過使消息經(jīng)受誤差檢測與校正算法，隨后通過根據(jù)本發(fā)明的處理來確定在編組的每個無 線電臺接收的信號的信號質(zhì)量量度，可以檢驗每個接收的無線電消息是正確的，從中選擇 用于該編組的工作信號。 可替換地，作為處理整個信號用于確定信號質(zhì)量度量的替代，只分析第一組消息 比特來確定消息的信號質(zhì)量度量。具有良好信號質(zhì)量度量的消息被選為用于該編組的工作 消息。 —般地，出站消息從引導(dǎo)編組的天線/無線電臺268A/262A發(fā)射，而狀態(tài)消息從遠(yuǎn) 程編組的天線/無線電臺266B/260B和266C/260C發(fā)射。在另一實施例中，為了使可以破 壞接收信號的精確接收的串?dāng)_最小化，其中一個天線266A/266B/266C(和對應(yīng)的無線電臺 260A/20B/260C)或其中一個天線268A/268B/268C (和對應(yīng)的無線電臺262A/262B/262C)被 選為適應(yīng)發(fā)射信號所需方向的發(fā)射天線。注意，天線266A/266B/266C鄰近所關(guān)聯(lián)的機(jī)車編 組的前端布置(假設(shè)行進(jìn)方向由箭頭11指示)和天線268A/268B/268C布置在所關(guān)聯(lián)的機(jī) 車編組的后端。 無線電臺260A/20B/260C/262A/262B/262C確定發(fā)射的信號的預(yù)計方向(例如， 基于信號和/或信號中所包含的消息的類型為入站或出站)，并選擇最靠近預(yù)計接收的天 線/無線電臺的發(fā)射天線/無線電臺。例如，如果包括機(jī)車250A和252A的機(jī)車編組是引 導(dǎo)編組，并且期望向包括機(jī)車250B和252B的機(jī)車編組發(fā)射出站消息，則天線/無線電臺 268A/262A被選為工作的天線。在每個機(jī)車包括用于從總電源(圖10未示出)向機(jī)車提 供電流的受電弓280時，該特征尤其有利。根據(jù)此實施例，這樣選擇天線(和對應(yīng)的無線電 臺)，即期望的信號方向為遠(yuǎn)離受電弓。作為更進(jìn)一步的示例，如果包括機(jī)車250B和252B 的遠(yuǎn)程機(jī)車編組將要向包括機(jī)車250A和252A的機(jī)車編組發(fā)送信號，則天線/無線電臺 266B/260B被選為工作的天線/無線電臺。 圖11是說明根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的用于實現(xiàn)信號選擇功能的方法的流程圖。在一個 實施例中，圖11的方法在列車機(jī)車內(nèi)例如機(jī)車260A/260B/260C/262A/262B/262C內(nèi)的微處 理器和關(guān)聯(lián)的存儲元件中實現(xiàn)。在這種實施例中，圖11的步驟表示在存儲元件中存儲以及 可在微處理器中工作的程序。當(dāng)在微處理器中實現(xiàn)時，程序代碼配置微處理器，以創(chuàng)建處理 流程圖步驟的邏輯和算術(shù)操作。本發(fā)明還可以以用任何已知計算機(jī)語言編寫的計算機(jī)程序 代碼的形式來體現(xiàn)，包括用有形的介質(zhì)體現(xiàn)的指令，例如軟盤、CD-ROM、硬盤、DVD、可移動的 介質(zhì)或任何其他計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。當(dāng)程序代碼通過微處理器控制的通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C(jī) 加載和執(zhí)行時，計算機(jī)變成用于實施本發(fā)明的設(shè)備。本發(fā)明還可以以計算機(jī)程序代碼的形 式體現(xiàn)，例如，無論其存儲在由計算機(jī)加載和/或執(zhí)行的存儲介質(zhì)中還是通過傳輸介質(zhì)發(fā) 射，例如通過電線或電纜、通過光纖、或經(jīng)由電磁輻射，其中，當(dāng)計算機(jī)程序代碼通過計算機(jī) 加載并執(zhí)行時，計算機(jī)變?yōu)橛糜趯嵤┍景l(fā)明的設(shè)備。 圖11的流程圖從步驟300開始，而通信系統(tǒng)在步驟300被激活，所以每個 機(jī)車中的前向無線電臺(圖10中的260A/260B/260C)和后向無線電臺(圖10中的 262A/262B/262C)也被激活。如步驟302所示，每個編組的兩個無線電臺都接收列車270 中其他單元發(fā)射的消息。如步驟304所示，前向無線電臺260A/260B/260C和后向無線電臺 262A/262B/262C都確定每個接收的消息的信號質(zhì)量度量(例如信號強(qiáng)度、誤碼率、或有效 數(shù)據(jù)的接收)。在步驟306比較信號質(zhì)量度量，并且具有良好信號質(zhì)量度量的消息被選為(見步驟310)供機(jī)車編組使用的工作消息。 圖12的流程圖描繪了本發(fā)明一個實施例的天線/無線電臺分集特征。在步驟330， 產(chǎn)生了向列車中另一機(jī)車發(fā)射的信號。在步驟332，發(fā)射的信號的預(yù)計方向(例如，基于信 號和/或信號所包含的消息的類型為入站或出站)被確定。在步驟334，最靠近意欲接收的 天線/無線電臺的天線/無線電臺被選為發(fā)射的天線/無線電臺。 盡管已經(jīng)參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在不脫離本 發(fā)明范圍的前提下，可能作出各種變化，本發(fā)明的元件可用等效元件來代替。本發(fā)明的范圍 還包括源自于此闡述的各種實施例的元件的任何組合。另外，在不脫離本發(fā)明實質(zhì)范圍的 前提下，可以進(jìn)行更改，以使具體情況適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，意圖是本發(fā)明不限于意欲 作為實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式而描述的具體實施例，而是本發(fā)明將包括落在所附權(quán)利要求范 圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
一種用于列車的通信系統(tǒng)，所述列車具有引導(dǎo)編組和遠(yuǎn)程編組，而遠(yuǎn)程編組包括前向機(jī)車與后向機(jī)車，所述通信系統(tǒng)包括通信信道；引導(dǎo)編組中的無線電臺，用于通過所述通信信道發(fā)射由遠(yuǎn)程編組接收的出站消息；在前向和后向機(jī)車的每個中的無線電臺，都用于接收出站消息，其中，前機(jī)車中的無線電臺確定前向接收信號的信號質(zhì)量度量，并且其中后向機(jī)車中的無線電臺確定后向接收信號的信號質(zhì)量度量；比較器，用于比較前向和后向接收信號的信號質(zhì)量度量；處理器，用于處理具有較好信號質(zhì)量度量的前向接收信號或后向接收信號。
2. —種用于列車的通信系統(tǒng)，所述列車包括引導(dǎo)機(jī)車和至少兩個遠(yuǎn)程編組，而每個遠(yuǎn) 程編組包括前向機(jī)車和后向機(jī)車，所述通信系統(tǒng)包括通信信道；位于前向機(jī)車、后向機(jī)車和引導(dǎo)機(jī)車的每個中的天線；位于前向機(jī)車、后向機(jī)車和引導(dǎo)機(jī)車的每個中的無線電臺，其中，所述無線電臺與相關(guān)聯(lián)的天線一起工作，用于通過所述通信信道發(fā)射和接收信號；位于一個遠(yuǎn)程編組的站，用于產(chǎn)生向另一遠(yuǎn)程編組或向引導(dǎo)機(jī)車發(fā)射的信號；以及 處理器，用于確定接收信號的預(yù)定無線電臺，以及用于響應(yīng)于接收信號的預(yù)定無線電臺來選擇前向機(jī)車或后向機(jī)車的無線電臺來發(fā)送信號。
全文摘要
一種用于列車通信系統(tǒng)的機(jī)載消息轉(zhuǎn)發(fā)器。所述列車具有引導(dǎo)編組和遠(yuǎn)程編組，而遠(yuǎn)程編組包括前向機(jī)車與后向機(jī)車，所述通信系統(tǒng)包括通信信道；引導(dǎo)編組中的無線電臺，用于通過所述通信信道發(fā)射由遠(yuǎn)程編組接收的出站消息；在前向和后向機(jī)車的每個中的無線電臺，都用于接收出站消息，其中，前機(jī)車中的無線電臺確定前向接收信號的信號質(zhì)量度量，并且其中后向機(jī)車中的無線電臺確定后向接收信號的信號質(zhì)量度量；比較器，用于比較前向和后向接收信號的信號質(zhì)量度量；處理器，用于處理具有較好信號質(zhì)量度量的前向接收信號或后向接收信號。
文檔編號B61L15/00GK101791987SQ20101000353
公開日2010年8月4日 申請日期2005年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月26日
發(fā)明者D·M·佩茨, E·A·小史密斯, R·C·帕蘭蒂 申請人:通用電氣公司