【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容一般涉及实现多个基础设施节点和/或一个或多个服务器节点的通信网络，具体涉及铁路基础设施和信号传输。
技术介绍
1、铁路运输系统横跨整个大陆，可在世界各地实现客运和货物运输。铁路基础设施的一个重要组成部分是铺设在各种地理和地形上的铁轨，铁轨的设计旨在抵御最恶劣的环境，并方便机车在整个铁路系统中的调度。由于轨道经常暴露在危险环境中，铁路公司必须时刻警惕维护轨道的完整性；如果某段轨道受到损坏，而又不迅速处理损坏或障碍物，后果可能是灾难性的。此外，分散在轨道附近的铁路设备也需要关注和维护。例如，铁路道口的闸门、传感器、警报器等都必须正常运行，以确保防止在非适当的时间轨道上发生横穿情况。
2、由于铁路网络中铁路资产分布广泛，对某些区域进行充分监控可能极其困难。对于列车主动控制系统(ptc)，例如用于防止列车碰撞的系统，该问题可以通过超长距离通信基础设施解决。当2008年美国联邦政府强制要求实施列车主动控制系统(ptc)时，一种使用220-222mhz无线电频率的新型通信基础设施在铁路上诞生了。然而，220mhz无线电网络的带宽有限，其主要目的是在列车和路边位置之间发送和接收信息，以确保列车安全。
3、因此，为了在不牺牲ptc带宽的情况下解决这个问题，在铁路近代历史上，蜂窝网络被广泛用于远程监控位置。蜂窝网络在某些地区也存在覆盖不足的问题，导致无法使用蜂窝技术监控某些地点。随着越来越多的地点需要使用蜂窝设备进行监控(例如，高速公路平交道口等)，使用成本也随之增加。
技术实现思路<
1、本公开内容作为增强铁路基础设施通信的系统和方法实现了技术优势。该系统通过实施多个配置为通过特定通信协议相互通信的基础设施节点，解决了长期以来无需依赖蜂窝网络功能的远程设备监控需求。该系统可包括基础设施节点的功能，这些节点可在网络中进行自我定义，根据节点可用的配置连接类型自动进行自我配置，以充当中继器节点和/或收集器节点。在一个实施例中，可以根据可用的连接类型来配置节点。该系统实现了显著的技术优势，即可以通过创建mesh网络利用远程通信基础设施进行极其远程的监控，而不会造成通信基础设施拥塞。该系统实现了基础设施节点的分布式处理网络，每个节点能够运行由专门算法组成的集成系统来接收数据和/或数据包，生成数据包，利用一种或多种通信协议，并处理整个网络的确认。该系统可以使用边缘处理来限制使用lora传输的消息的大小，直到找到连接到220mhz网络的收集器。
2、本公开内容解决了实现超长距离通信的技术问题。本公开内容可以包括集中式服务器节点，其配置为通过分布在整个网络中的收集器节点收集数据，并且收集器节点可以配置为从整个网络中的中继器节点接收数据。一系列中继器节点可以相距数百英里，它们可以生成信号和/或数据包，并通过特定的通信协议全方位地传输信息。中继器节点可以包括专门的算法，该算法配置为生成专门设计用于与特定通信协议一起运行的数据包，并且当这样的数据包被一个或多个其他中继器节点接收到时，该数据包可以被连续重复，直到该数据包被收集器节点接收到。收集器节点可以将数据包转发到服务器，并生成和传输确认，通知基础设施节点可以终止数据包的传输。每个基础设施节点都可以配置为对接收到的数据包执行处理，从而减少数据包最终可能需要的总带宽。与大多数无线电设备不同，这可以自动完成。收集器节点可以通过多种通信协议(例如，220mhz协议、蜂窝协议等)进行通信。以此方式，本公开内容可以实现长距离通信而不会使现有通信基础设施过度拥塞，例如因为数据包在收集器节点处被收集，其还可以进一步处理数据包(例如，将带宽需求降至最低)和/或以有序的方式传输数据包，使得所有基础设施节点都不会占用必要通信基础设施的带宽。
3、在一个实施例中，本公开内容可以包括基础设施节点和/或一个或多个服务器节点。基础设施节点可配置专门的算法，用于监控离散数字和模拟输入/输出、应用报警/警报处理应用和/或提供软件定义的mesh无线电网络。服务器节点可以配置专门的算法，用于收集健康指标和警报、提供现场用户门户和/或将警报路由到适当的故障单生成器。
4、本公开内容通过实施专门的算法来提高系统本身的性能和功能，该算法适用于接收、利用和生成与铁路警报相关的数据包，例如可由道口设备、高水位传感器、雪崩传感器、滑动栅栏或任何其他铁路设备生成的警报。该系统可以实现警报阈值来确定接收到的传感器数据是否表明应生成警报，和/或确定从另一个系统组成部分接收到的数据包是否表示警报。该系统可以进一步实现连接适配器、传感器或任何其他适当的硬件，以方便远程设备监控。该系统为某些通信协议(例如，未配置为点对点通信的lora协议)提供了有意义且极具优势的用途。
5、本公开内容的技术优势在于提供了一种能够利用ptc 220mhz可互操作列车控制信息传送(itcm)通信基础设施的系统，而不会过度占用带宽。本公开内容的进一步目的是提供一种点对点的lora mesh无线电网络。本公开内容的另一个目的是提供一种系统，通过完成分布式处理来最小化所需的通信带宽，从而为海量数据提供有意义的用途。这些和其他目的至少由以下实施例提供。
6、在一个实施例中，一种用于铁路基础设施中的警报生成和处理的系统，该系统可以包括：服务器节点，其可操作地耦合到第一存储器和第一计算机处理器，所述第一存储器具有与铁路轨道和资产相关的多个数据、阈值和规范，并且所述第一计算机处理器可操作地耦合到所述第一存储器并且能够执行机器可读指令以执行第一程序步骤；以及第一基础设施节点，其可操作地耦合到第二存储器和第二计算机处理器，所述第二存储器具有与铁路轨道和资产相关的多个数据、阈值和规范，并且所述第二计算机处理器可操作地耦合到所述第二存储器并且能够执行机器可读指令以执行第二程序步骤，所述第二程序步骤包括：接收与铁路资产相关的传感器数据；确定所述传感器数据是否满足警报阈值；如果所述传感器数据满足所述警报阈值，则生成警报；确定至少一种配置的连接类型；如果所述第一基础设施节点上未配置第一连接类型，则将所述第一基础设施节点定义为第一节点类型；如果在第一基础设施节点上配置了第一连接类型，则将第一基础设施节点定义为第二节点类型；如果第一基础设施节点是第一节点类型，则将警报传输到至少第二基础设施节点；并且如果第一基础设施节点是第二节点类型，则将警报传输到服务器节点。其中，第一程序步骤包括：接收警报；生成确认；将确认传输到至少第一基础设施节点；生成请求；以及传输请求。其中，第一程序步骤还包括：判断该请求是否被确认；若该请求未被确认，则重新发送该请求；若该请求被确认，则终止该请求。其中第一个基础设施节点位于铁路轨道附近。其中第一个基础设施节点位于道口房屋。其中铁路资产是铁路道口。其中第一基础设施节点通过lora协议将警报传输至第二基础设施节点。其中第二基础设施节点属于第二节点类型。
7、在另一实施例中，用于监控铁路基础设施的系统可以包括：第一基础设施节点，其可操作地与第一存储器和第一计算机处理器耦合，第一存储器具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于铁路基础设施中的警报生成和处理的系统，该系统包括：
2.权利要求1所述的系统，其中第一程序步骤包括：
3.权利要求2所述的系统，其中第一程序步骤进一步
4.权利要求1所述的系统，其中第一基础设施节点位于铁路轨道附近。
5.权利要求1所述的系统，其中第一基础设施节点位于路口房屋。
6.权利要求1所述的系统，其中铁路资产是铁路道口。
7.权利要求1所述的系统，其中第一基础设施节点通过LoRa协议将警报传输到第二基础设施节点。
8.权利要求1所述的系统，其中第二基础设施节点属于第二节点类型。
9.一种用于监控铁路基础设施的系统，该系统包括：
10.权利要求9所述的系统，其中第一程序步骤还包括如果至少一个基础设施节点属于第二节点类型并且第一连接类型不可用，则经由第三连接类型传输第二数据包。
11.权利要求9所述的系统，其中第一程序步骤还包括：
12.权利要求9所述的系统，还包括可操作地耦合到第二存储器和第二计算机处理器的服务器节点，第二存储器具有
13.权利要求12所述的系统，其中第二程序步骤还包括生成第一请求，并且如果第二有效载荷包括警报则传输第一请求。
14.权利要求13所述的系统，其中第二程序步骤还包括：
15.权利要求9所述的系统，其中第一程序步骤还包括：
16.用于监控铁路基础设施的通信系统，该系统包括：多个基础设施节点，每个基础设施节点包括一个或多个可操作地耦合到节点存储器并能够执行机器可读指令的节点处理器；
17.权利要求16所述的系统，还包括服务器节点，该服务器节点包括一个或多个服务器处理器，该一个或多个服务器处理器可操作地耦合到服务器存储器并且能够执行机器可读指令；
18.一种生成和传输与铁路资产相关的警报的方法，该方法包括以下步骤：
19.权利要求18所述的方法，其中第一通信协议是LoRa协议。
20.权利要求18所述的方法，其中第二通信协议与列车主动控制网络兼容。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于铁路基础设施中的警报生成和处理的系统，该系统包括：
2.权利要求1所述的系统，其中第一程序步骤包括：
3.权利要求2所述的系统，其中第一程序步骤进一步
4.权利要求1所述的系统，其中第一基础设施节点位于铁路轨道附近。
5.权利要求1所述的系统，其中第一基础设施节点位于路口房屋。
6.权利要求1所述的系统，其中铁路资产是铁路道口。
7.权利要求1所述的系统，其中第一基础设施节点通过lora协议将警报传输到第二基础设施节点。
8.权利要求1所述的系统，其中第二基础设施节点属于第二节点类型。
9.一种用于监控铁路基础设施的系统，该系统包括：
10.权利要求9所述的系统，其中第一程序步骤还包括如果至少一个基础设施节点属于第二节点类型并且第一连接类型不可用，则经由第三连接类型传输第二数据包。
11.权利要求9所述的系统，其中第一程序步骤还包括：
12.权利要求9所述的系统，还包括可操作地耦合到第二存储器和第二计算机处理器的服务器节点，第二存储器具有与铁...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·舒，C·阿奎莱拉，M·帕洛特，J·W·施佩希特，P·小佩登，
申请(专利权)人：BNSF铁路公司，
类型：发明
国别省市：
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