本發(fā)明涉及列車通信控制技術領域，尤其涉及一種軌道交通列車的無線通信覆蓋方法。

背景技術：

在城市軌道交通中,CBTC(Communication Based Train Control，基于通信的列車控制)系統(tǒng)完成對車輛安全行駛的控制功能，對信息傳輸?shù)目煽啃砸蠛芨摺BTC系統(tǒng)的車地無線通信采用2.4GHz的開放頻段或1.8GHz頻段進行數(shù)據(jù)傳輸，并且2.4GHz頻段主要采用WLAN(Wireless Local Area Network，無線局域網(wǎng))技術，1.8GHz頻段采用LTE(Long Term Evolution，長期演進系統(tǒng))技術。

在城市軌道交通的運營場景中，由于列車運行控制系統(tǒng)可靠性的要求，車地無線通信采用雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)，分別稱為A網(wǎng)和B網(wǎng)，現(xiàn)有技術中的一種軌道交通列車運行控制系統(tǒng)車地無線通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其中，有線骨干網(wǎng)絡采用環(huán)型雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)，采用環(huán)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是當車站與車站的一條連接路徑中斷時，車站還可以通過另一條路徑保持連接，不影響系統(tǒng)的正常工作。車地無線網(wǎng)絡采用雙網(wǎng)冗余覆蓋結(jié)構(gòu)，在軌旁的每一個位置同時安裝兩套無線收發(fā)設備，即WLAN系統(tǒng)的AP(Access Point，無線接入點)或LTE系統(tǒng)的RRU(Radio Remote Unit，射頻拉遠單元)，然后通過光纖分別與A網(wǎng)和B網(wǎng)的網(wǎng)絡交換機連接。

在列車的頭部和尾部安裝兩套車載無線設備，兩套車載無線設備使用不同的頻點，分別用于接收A網(wǎng)和B網(wǎng)的數(shù)據(jù)。當單個網(wǎng)絡的地面無線設備或車載無線設備發(fā)生故障時，系統(tǒng)仍可以通過另一個網(wǎng)絡的地面無線設備和車載無線設備發(fā)送/接收數(shù)據(jù)。上述所描述的冗余雙網(wǎng)結(jié)構(gòu)中其A網(wǎng)和B網(wǎng)在物理上是完全隔離的，因而一個網(wǎng)絡的故障完全不影響另一個網(wǎng)絡的正常運行。

因為軌道交通線路是線狀結(jié)構(gòu)，為了在某個方向上發(fā)送或得到較強的能量，擴大無線信號的覆蓋范圍，同時減少其它方向的無線干擾，現(xiàn)有技術中的一種軌道交通車地無線通信系統(tǒng)地面無線通信覆蓋方式如圖2所示，該方式采用定向天線的覆蓋方式。

軌道交通列車的車輪和鋼軌之間會有磨損，為了防止只磨損一邊，列車會定期經(jīng)過燈泡線掉頭以轉(zhuǎn)換車頭和車尾的方向。因此列車的車頭無線設備一段時間連接A網(wǎng)，列車掉頭后連接B網(wǎng)；同時列車的車尾無線設備一段時間連接B網(wǎng)，列車掉頭后連接A網(wǎng)。

為滿足軌道交通列車兩端無線設備可能連接A網(wǎng)或B網(wǎng)的需求，目前地面無線設備需要同時向軌道的兩個方向覆蓋，因此A/B雙網(wǎng)都需要安裝兩個天線分別覆蓋軌道的兩個方向，一個基站位置共需要4個天線。如果為了增加傳輸容量采用MIMO(Multiple-Intput Multiple-Output，多輸入多輸出)技術，那么天線的數(shù)量還需要增加一倍。軌道交通軌旁的安裝空間有限，天線太多會帶來安裝困難。另外軌旁無線設備連接4個天線還需要增加功分器，至少帶來3dB的信號衰減，不利于無線覆蓋。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了一種軌道交通列車的無線通信覆蓋方法，以實現(xiàn)有效地對軌道交通列車進行無線通信覆蓋。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案。

一種軌道交通列車的無線通信覆蓋方法，包括：

建立軌道交通列車運行控制系統(tǒng)的地面無線通信網(wǎng)絡，所述地面無線通信網(wǎng)絡包括覆蓋方向相反的無線通信網(wǎng)絡A和無線通信網(wǎng)絡B；

檢測出軌道交通列車的運行方向，根據(jù)所述軌道交通列車的運行方向和所述無線通信網(wǎng)絡A、無線通信網(wǎng)絡B的覆蓋方向，確定所述軌道交通列車的車頭和車尾的車載無線設備所關聯(lián)的無線通信網(wǎng)絡A或者無線通信網(wǎng)絡B。

進一步地，所述的建立軌道交通列車運行控制系統(tǒng)的地面無線通信網(wǎng)絡，所述地面無線通信網(wǎng)絡包括覆蓋方向相反的無線通信網(wǎng)絡A和無線通信網(wǎng)絡B，包括：

將所述無線通信網(wǎng)絡A和所述無線通信網(wǎng)絡B的地面無線基站設置在軌道旁，所述無線通信網(wǎng)絡A和所述無線通信網(wǎng)絡B的地面無線基站分別采用定向天線沿著軌道交通線路向一個方向發(fā)射無線通信信號，所述無線通信網(wǎng)絡A的無線通信信號的發(fā)射方向和所述無線通信網(wǎng)絡B的無線通信信號的發(fā)射方向相反，所述無線通信網(wǎng)絡A和所述無線通信網(wǎng)絡B工作在不同的頻率、采用不同的參數(shù)配置。

進一步地，所述的地面無線通信網(wǎng)絡包括WLAN網(wǎng)絡或者LTE網(wǎng)絡。

進一步地，所述的檢測出軌道交通列車的運行方向，包括：

通過列車運行控制系統(tǒng)檢測出軌道交通列車的運行方向；

或者；

通過檢測司機室的鑰匙旋轉(zhuǎn)來檢測出軌道交通列車的運行方向。

進一步地，所述的根據(jù)所述軌道交通列車的運行方向和所述無線通信網(wǎng)絡A、無線通信網(wǎng)絡B的覆蓋方向，確定所述軌道交通列車的車頭和車尾的車載無線設備所關聯(lián)的無線通信網(wǎng)絡A或者無線通信網(wǎng)絡B，包括：

將車載無線設備分別安裝在軌道交通列車的車頭和車尾，根據(jù)軌道交通列車運行方向，以及所述無線通信網(wǎng)絡A、無線通信網(wǎng)絡B的覆蓋方向，判斷列車車頭和車尾的無線設備分別關聯(lián)的地面無線通信網(wǎng)絡，列車的車頭和車尾的車載無線設備分別關聯(lián)到不同的地面無線通信網(wǎng)絡，其中，車頭的車載無線設備關聯(lián)覆蓋方向與列車運行方向相同的所述無線通信網(wǎng)絡A或者無線通信網(wǎng)絡B，車尾的車載無線設備關聯(lián)覆蓋方向與列車運行方向相反的所述無線通信網(wǎng)絡B或者無線通信網(wǎng)絡A。

進一步地，所述的方法還包括：

根據(jù)所關聯(lián)的地面無線通信網(wǎng)絡配置車頭和車尾的車載無線設備的工作頻率和參數(shù)，使所述車頭和車尾的車載無線設備的工作頻率和參數(shù)與其關聯(lián)的地面無線通信網(wǎng)絡的工作頻率和參數(shù)相同，所述車頭和車尾的車載無線設備的參數(shù)包括認證密鑰或者SSID。

進一步地，所述的方法還包括：

采用SNMP協(xié)議或Telnet協(xié)議配置車頭和車尾的車載無線設備的工作頻率和參數(shù)。

由上述本發(fā)明的實施例提供的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的軌道交通列車的無線通信覆蓋方法通過地面冗余的兩個無線網(wǎng)絡A/B都采用定向天線向一個方向覆蓋，根據(jù)軌道交通列車的運行方向和無線通信網(wǎng)絡A/B的覆蓋方向，確定軌道交通列車的車頭和車尾的車載無線設備所關聯(lián)的無線通信網(wǎng)絡A/B。本發(fā)明實施例改變地面無線網(wǎng)絡雙向覆蓋為單向覆蓋，從而增強覆蓋強度且減少軌旁天線的數(shù)量，減少了一半軌旁定向天線的數(shù)量，同時增強了無線覆蓋的信號強度，傳輸距離更遠。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術中的一種軌道交通列車運行控制系統(tǒng)車地無線通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖；

圖2為現(xiàn)有技術中的一種軌道交通車地無線通信系統(tǒng)地面無線通信覆蓋方式；

圖3為本發(fā)明軌道交通車地無線通信系統(tǒng)地面無線通信覆蓋方式；

圖4為依照本發(fā)明一種實施方式的軌道交通無線通信覆蓋方法流程圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

本技術領域技術人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關聯(lián)的列出項的任一單元和全部組合。

本技術領域技術人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發(fā)明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現(xiàn)有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

為便于對本發(fā)明實施例的理解，下面將結(jié)合附圖以幾個具體實施例為例做進一步的解釋說明，且各個實施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。

本發(fā)明實施例的目的在于根據(jù)軌道交通列車運行方向，使車載無線設備固定關聯(lián)在A網(wǎng)或B網(wǎng)，從而改變地面無線通信網(wǎng)絡雙向覆蓋為單向覆蓋，從而增強覆蓋強度且減少軌旁天線的數(shù)量。

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種軌道交通車地無線通信網(wǎng)絡覆蓋示意圖，地面無線基站采用一個定向天線沿著軌道交通線路向一個方向進行覆蓋，兩個冗余的無線網(wǎng)絡A/B覆蓋方向相反。列車在軌道上運行，基站布置在軌旁，列車的車頭和車尾的車載無線設備分別與無線網(wǎng)絡A或B關聯(lián)，從而與列車進行雙向的數(shù)據(jù)通信；當列車調(diào)頭后向相反的方向運行時，車載無線設備更換關聯(lián)的無線網(wǎng)絡，即從A網(wǎng)更換為B網(wǎng)，或者從B網(wǎng)更換為A網(wǎng)。

本發(fā)明實施例提供的一種軌道交通無線通信覆蓋方法的處理流程如圖4所示，包括如下步驟：

S1.建立地面無線通信網(wǎng)絡。按照圖1的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)建立軌道交通列車運行控制系統(tǒng)地面網(wǎng)絡，網(wǎng)絡采用雙網(wǎng)冗余結(jié)構(gòu)。其中有線網(wǎng)絡設備位于車站，可以采用SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字序列)等傳輸技術然后再連接網(wǎng)絡交換機；或者直接用網(wǎng)絡交換機連接。地面無線通信網(wǎng)絡可以采用WLAN(Wireless Local Area Networks,無線局域網(wǎng)絡)技術或者LTE(Long Term Evolution，長期演進)技術，WLAN的AP(Access Point,無線訪問節(jié)點)或者LTE的基站連接在有線網(wǎng)絡的網(wǎng)絡交換機上。

當?shù)孛鏌o線通信網(wǎng)絡采用天線覆蓋時，將所述無線通信網(wǎng)絡A和所述無線通信網(wǎng)絡B的地面無線基站設置在軌道旁，所述無線通信網(wǎng)絡A和所述無線通信網(wǎng)絡B的地面無線基站的AP或RRU(Remote Radio Unit，射頻拉遠單元)分別采用定向天線沿著軌道交通線路向一個方向發(fā)射無線通信信號，所述無線通信網(wǎng)絡A的覆蓋方向(即無線通信信號的發(fā)射方向)和所述無線通信網(wǎng)絡B的覆蓋方向相反，所述無線通信網(wǎng)絡A和所述無線通信網(wǎng)絡B工作在不同的頻率、采用不同的參數(shù)配置。無線通信網(wǎng)絡A/B的無線覆蓋如圖2所示。

建立的兩個地面無線通信網(wǎng)絡A/B同時傳輸相同的數(shù)據(jù)，地面無線通信網(wǎng)絡A/B采用不同的配置，可以是不同的工作頻率，或者不同的認證密鑰、SSID(Service Set Identifier，服務集標識)等參數(shù)配置。車載無線設備只有和地面無線通信網(wǎng)絡的配置相同才能關聯(lián)。

S2.檢測軌道交通列車運行方向。軌道交通列車運行方向可以通過兩種方式得到。第一種方式通過列車運行控制系統(tǒng)得到，列車運行控制系統(tǒng)用于指揮列車運行，其中的ATP(Automation Train Protection，自動列車保護)能夠檢測列車運行方式，然后發(fā)送給車載無線設備。

第二種方式通過檢測司機室的鑰匙旋轉(zhuǎn)來得到。司機在軌道交通列車發(fā)車前，把鑰匙插入司機室的鑰匙孔中然后旋轉(zhuǎn)；鑰匙旋轉(zhuǎn)接通電路產(chǎn)生電流，檢測到該電流就知道本側(cè)是列車車頭，對應的另一側(cè)就是車尾。根據(jù)車頭和車尾的位置判斷列車運行方向。

S3.配置車載無線設備。將車載無線設備分別安裝在軌道交通列車的車頭和車尾。根據(jù)軌道交通列車運行方向，以及地面無線通信網(wǎng)絡A/B網(wǎng)的覆蓋方向，判斷列車兩端的無線設備分別應該關聯(lián)的地面無線通信網(wǎng)絡；其中列車的車頭和車尾的車載無線設備應該分別關聯(lián)到地面不同的無線網(wǎng)絡。其中，車頭的車載無線設備關聯(lián)覆蓋方向與列車運行方向相同的地面無線通信網(wǎng)絡，車尾的車載無線設備關聯(lián)覆蓋方向與列車運行方向相反的地面無線通信網(wǎng)絡。

確定列車兩端的車載無線設備關聯(lián)的地面無線通信網(wǎng)絡以后，根據(jù)地面無線通信網(wǎng)絡A/B的不同配置來配置車載無線設備，使車載無線設備和地面無線通信網(wǎng)絡具有相同的配置和參數(shù)。配置車載無線設備可以采用SNMP協(xié)議或者Telnet協(xié)議來進行。

車載無線設備配置完成以后和地面無線通信網(wǎng)絡關聯(lián)，建立車地無線通信傳輸通道，以在列車和地面控制設備間傳輸數(shù)據(jù)，從而控制軌道交通列車運行。

當列車調(diào)頭后向相反的方向運行時，重新檢測軌道交通列車的運行方向后，重新給車頭和車尾的車載無線設備關聯(lián)地面無線通信網(wǎng)絡，即車頭和車尾的車載無線設備更換關聯(lián)的地面無線通信網(wǎng)絡，即從A網(wǎng)更換為B網(wǎng)，或者從B網(wǎng)更換為A網(wǎng)。

上述對車載無線設備進行參數(shù)配置、關聯(lián)到不同的地面無線通信網(wǎng)絡的操作過程可以由車載列車運行控制設備(ATP)通過軟件來完成。

綜上所述，本發(fā)明實施例提供的軌道交通列車的無線通信覆蓋方法通過地面冗余的兩個無線網(wǎng)絡A/B都采用定向天線向一個方向覆蓋，根據(jù)軌道交通列車的運行方向和無線通信網(wǎng)絡A/B的覆蓋方向，確定軌道交通列車的車頭和車尾的車載無線設備所關聯(lián)的無線通信網(wǎng)絡A/B。本發(fā)明實施例改變地面無線網(wǎng)絡雙向覆蓋為單向覆蓋，從而增強覆蓋強度且減少軌旁天線的數(shù)量，減少了一半軌旁定向天線的數(shù)量，節(jié)約了成本，同時增強了無線覆蓋的信號強度，傳輸距離更遠。

本領域普通技術人員可以理解：附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本發(fā)明所必須的。

通過以上的實施方式的描述可知，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置或系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述得比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置及系統(tǒng)實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上。可以根據(jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現(xiàn)本實施例方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，即可以理解并實施。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權(quán)利要求的保護范圍為準。