一种利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统及方法，该系统包括LTE车地无线传输系统和PIS车地无线传输系统，轨旁运控系统和车载运控系统通过LTE和PIS两个无线通道进行数据的实时交互，传输数据可采用先到先用得处理逻辑，也可以采用多路数据校核验证的处理方式。由于PIS系统的无线通信采用的技术特性和无线频点资源均与既有得LTE技术制式不同，因此降低整体系统的同频干扰概率；与此同时增加了车地无线通信通道的冗余度，提高了无线系统的整体稳定性和可靠性，提升了线路运营服务水平。营服务水平。营服务水平。

【技术实现步骤摘要】
一种利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统及方法


[0001]本专利技术属于轨道交通列控无线通信
，具体涉及一种利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统及方法。

技术介绍

[0002]在城市轨道交通列车全自动运行
，列车运行控制系统都是保障列车运行安全和效率的关键核心系统。现阶段主流的列车运行控制系统均为基于通信的列车控制系统，即CBTC系统；另一方面，随着通信技术的不断发展，运行控制系统的车地无线数据传输均采用了无线通信（Radio）方式，那么此时的列车运行控制系统被称为CBTC
‑
R。列车运行控制系统中的车载运控子系统和轨旁运控系统需要通过无线数据传输来实现实时数据交互，从而保障列车运行的安全和效率。
[0003]根据国际公共运输联合会 (UITP)的定义，列车自动运行等级分为GoA0、GoA1～GoA4级，共5级，当列车运行处于GoA3或GoA4级时，一般可称为列车全自动运行。列车的全自动运行是通过提高运行控制系统的冗余度来实现的，例如涉及行车安全的ATP系统和联锁系统一般采用2乘2取2、3取2的冗余架构，更有甚者在部分工程的核心系统上采用了双套2乘2取2，或双套3取2的冗余架构方案，从而进一步提高系统的可靠性和可用性。
[0004]目前CBTC
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R系统的车地无线通信普遍采用的是LTE
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M单一技术制式，同时也是利用无线电管理委员会批复的1785MHz～1805MHz（共20MHz）频段资源中的部分频率资源（一般仅为10MHz）。CBTC
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R运控系统的LTE车地无线通信系统一般采用双网热备冗余架构，无线传播媒介采用同轴漏泄电缆，该无线通信系统架构方案可以基本满足GoA3或GoA4级的列车全自动运行场景的需求。
[0005]然而，LTE设备均属于普通商用产品，其自身产品结构不属于安全冗余结构，即使采用了双网冗余的配置方案，其LTE无线部分的平均故障间隔时间MTBF≧5
×
104h，小于信号其他安全相关子系统MTBF的105h级别要求。随着工程应用年限的加长，LTE设备的故障率也会随之上升，从而导致全自动运行系统的稳定性和可靠性下降；另一方面，城市轨道交通所拥有的无线电频率资源较少，一旦出现恶意的特定频率干扰，或者临频干扰，又或者出现轨旁同轴漏泄电缆故障，那么将导致车地无线通信中断，列车将会紧急制动，正常运营将会中断；而且GoA3或GoA4级的列车全自动运行系统，一般不配置专职司机，因此一旦出现上述故障，列车恢复运行耗时较长，从而导致大面积晚点、乘客滞留车内/站台，导致不良的社会影响。
[0006]而且既有的单制式LTE无线网络方案没有进行信息核对，没办法保证在极端情况下网络数据的安全性。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中的至少一种缺陷，提供了一种利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统及方法。
[0008]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术公开了一种利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统，包括LTE车地无线传输系统和PIS车地无线传输系统，所述LTE车地无线传输系统位于车载运控系统与轨旁运控系统之间，用于实现车载运控系统与轨旁运控系统之间的实时数据交互，所述PIS车地无线传输系统位于车载运控系统与轨旁运控系统之间，用于实现车载运控系统与轨旁运控系统之间的实时数据交互,所述PIS车地无线传输系统包括乘客信息系统、PIS无线传输媒介以及安装在列车上的PIS车载无线天线和PIS车载无线设备，所述乘客信息系统与轨旁运控系统连接，所述乘客信息系统与PIS无线传输媒介连接，PIS车载无线天线与PIS车载无线设备连接，所述PIS车载无线设备经车载网络交换机与车载运控系统连接。
[0009]所述PIS无线传输媒介用于实现PIS系统无线数据的发送和接收，PIS车载无线天线用于实现PIS系统无线数据的发送和接收。
[0010]进一步地，所述乘客信息系统与轨旁运控系统之间设有信息安全防护设备。
[0011]进一步地，PIS车载无线设备与车载信息安全防护设备连接，车载信息安全防护设备经车载网络交换机与车载运控系统连接。
[0012]进一步地，所述LTE车地无线传输系统包括LTE网络设备、LTE无线传输媒介以及安装在列车上的LTE车载无线天线和LTE车载无线接入单元，所述LTE网络设备与轨旁运控系统、LTE无线传输媒介连接，所述LTE无线传输媒介用于实现LTE无线数据的发送和接收，所述LTE车载无线天线用于实现LTE无线数据的发送和接收，所述LTE车载无线天线与LTE车载无线接入单元连接，所述LTE车载无线接入单元经车载网络交换机与车载运控系统连接。
[0013]进一步地，车载运控系统内预设有第一程序，使得车载运控系统接收到轨旁运控系统经LTE车地无线传输系统、PIS车地无线传输系统传输的第一数据时，执行第一数据处理步骤或第二数据处理步骤；第一数据信息包括校验数据、时间戳、列车运行控制信息、设备状态信息；第一数据处理步骤，包括：车载运控系统接收到第一条第一数据信息时，解析并校验该第一数据信息，当第一数据信息准确时，采信该第一数据信息作为当前周期的有效数据信息，当车载运控系统每次接收到下一条第一数据信息时，解析该第一数据信息，判断该条第一数据信息与当前采信的第一数据信息是否属于同一周期轨旁运控系统发送的数据，若是，则忽略该条第一数据信息，若否，则校验第一数据信息，当第一数据信息准确时采信该第一数据信息作为下一周期的有效数据信息；第二数据处理步骤，包括：车载运控系统实时接收第一数据信息，在设定的时间范围T1内当车载运控系统收到至少两路第一数据信息时，解析所有收到的第一数据信息，并对第一数据信息进行核对，若满足收到的多路第一数据中有至少两路第一数据信息内容相同时，则车载运控系统采信相同的第一数据信息作为当前周期的有效数据信息，若无法满足收到的多路第一数据中有至少两路第一数据信息内容相同的情况时，则车载运控系统认定本周期内的第一数据信息不可信，进入下一周期；若连续出现N个周期内，均无法出现至少两路第一数据信息核对相同的情况，则车载运控系统认定无线网络出现干扰或者故障，车载运控系统进行故障报警，并控制列车紧急制动停车。
[0014]进一步地，轨旁运控系统内预设有第二程序，使得轨旁运控系统接收到车载运控系统经LTE车地无线传输系统、PIS车地无线传输系统传输的第二数据时，执行第三数据处
理步骤或第四数据处理步骤；第二数据信息包括校验数据、时间戳、轨旁运行控制信息、设备状态信息；第三数据处理步骤，包括：轨旁运控系统接收到第一条第二数据信息时，解析并校验该第二数据信息，当第二数据信息准确时，采信该第二数据信息作为当前周期的有效数据信息，当轨旁运控系统每次接收到下一条第二数据信息时，解析该第二数据信息，判断该条第二数据信息与当前采信的第二数据信息是否属于同一周期车载运控系统发送的数据，若是，则忽略该条第二数据信息，若否，则校验第二数据信息，当第二数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统，其特征在于：包括LTE车地无线传输系统和PIS车地无线传输系统，所述LTE车地无线传输系统位于车载运控系统与轨旁运控系统之间，用于实现车载运控系统与轨旁运控系统之间的实时数据交互，所述PIS车地无线传输系统位于车载运控系统与轨旁运控系统之间，用于实现车载运控系统与轨旁运控系统之间的实时数据交互,所述PIS车地无线传输系统包括乘客信息系统、PIS无线传输媒介以及安装在列车上的PIS车载无线天线和PIS车载无线设备，所述乘客信息系统与轨旁运控系统连接，所述乘客信息系统与PIS无线传输媒介连接，PIS车载无线天线与PIS车载无线设备连接，所述PIS车载无线设备经车载网络交换机与车载运控系统连接。2.如权利要求1所述的利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统，其特征在于：所述乘客信息系统与轨旁运控系统之间设有信息安全防护设备。3.如权利要求1所述的利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统，其特征在于：PIS车载无线设备与车载信息安全防护设备连接，车载信息安全防护设备经车载网络交换机与车载运控系统连接。4.如权利要求1所述的利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统，其特征在于：所述LTE车地无线传输系统包括LTE网络设备、LTE无线传输媒介以及安装在列车上的LTE车载无线天线和LTE车载无线接入单元，所述LTE网络设备与轨旁运控系统、LTE无线传输媒介连接，所述LTE无线传输媒介用于实现LTE无线数据的发送和接收，所述LTE车载无线天线用于实现LTE无线数据的发送和接收，所述LTE车载无线天线与LTE车载无线接入单元连接，所述LTE车载无线接入单元经车载网络交换机与车载运控系统连接。5.如权利要求1所述的利用PIS通道作为冗余的列控无线通信系统，其特征在于：车载运控系统内预设有第一程序，使得车载运控系统接收到轨旁运控系统经LTE车地无线传输系统、PIS车地无线传输系统传输的第一数据时，执行第一数据处理步骤或第二数据处理步骤；第一数据信息包括校验数据、时间戳、列车运行控制信息、设备状态信息；第一数据处理步骤，包括：车载运控系统接收到第一条第一数据信息时，解析并校验该第一数据信息，当第一数据信息准确时，采信该第一数据信息作为当前周期的有效数据信息，当车载运控系统每次接收到下一条第一数据信息时，解析该第一数据信息，判断该条第一数据信息与当前采信的第一数据信息是否属于同一周期轨旁运控系统发送的数据，若是，则忽略该条第一数据信息，若否，则校验第一数据信息，当第一数据信息准确时采信该第一数据信息作为下一周期的有效数据信息；第二数据处理步骤，包括：车载运控系统实时接收第一数据信息，在设定的时间范围T1内当车载运控系统收到至少两路第一数据信息时，解析所有收到的第一数据信息，并对第一数据信息进行核对，若满足收到的多路第一数据中有至少两路第一数据信息内容相同时，则车载运控系统采信相同的第一数据信息作为当前周期的有效数据信息，若无法满足收到的多路第一数据中有至少两路第一数据信息内容相同的情况时，则车载运控系统认定本周期内的第一数据信息不可信，进入下一周期；若连续出现N个周期内，均无法出现...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌力，郑生全，邓志翔，张伟，石先明，陈龙，王成，姜西，邱泽宇，尤嘉成，池春玲，杨安玉，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：