[發明專利]一種鐵路貨運列車車載無線網絡的構建方法

無效

• 申請號: 201510047731.6
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104590321A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 沈玲玲;李常;劉豐;呂從東
• 申請（專利權）人: 沈玲玲
• 主分類號: B61L23/00
• 分類號: B61L23/00;B61L27/00;H02S10/40;H04W84/18;H04L29/08
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于電子通信技術領域，主要涉及鐵路貨運列車車載網絡的構建、管理以及應用，是一種實現鐵路貨運列車智能化的基礎設施。

背景技術

目前，信息技術已在鐵路機車和客車上得到了較廣泛的應用，但因部分技術和貨運車輛無電源限制，無法安裝車載監測設備，對于貨運車輛的安全監測和其他信息監測分析主要依賴于地面監測和地面系統。隨著物聯網技術的不斷發展，解決了貨運車輛車載安全監測的技術限制。而車載網絡是實現車載安全監控的基礎，對于鐵路客車而言，采用有線連接實現列車各節點的連接建立車載網路。由于貨運車輛需要頻繁編組，采用有線連接缺乏實際的可行性，需要采用無線技術建立車載網絡。列車網絡建立后，一方面可以實時監測貨運車輛運行安全狀態，并將這些數據及時地傳輸到其信息系統；另一方面，可以利用采集的綜合信息、定位系統等提供增值服務，提高服務效率和經濟效益。

而構建鐵路貨運列車車載網絡當前還存在著以下突出的問題：1、列車編組經常發生調整，有線連接方式不適用于貨運列車車載網絡的構建；2、機車與列車車輛之間缺少網絡互聯設施，組網與服務能力受限制多；3、貨運列車車輛一般不具備單獨的供電設施，需要自供電能供給數據采集設備和網絡互聯設備；4、貨運列車的運行環境復雜，為保證可靠性要求車載信息化裝置進行多方面的特殊設計。

發明內容

發明目的：針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供了一種鐵路貨運列車車載無線網絡的構建方法。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：一種鐵路貨運列車車載無線網絡的構建方法，機車和車輛上部署有控制裝置和信息收集裝置，所述控制裝置作為網絡節點組成無線網絡；所述控制裝置控制網絡功能與服務的開啟/關閉，信息收集裝置采集并發送數據；機車和車輛的控制裝置之間、各車輛控制裝置之間、控制裝置與信息收集裝置之間通信與供電均采用無線纜連接；所述控制裝置間、控制裝置與信息收集裝置間的通信具有可信機制，構成的網絡具有安全可靠性保證機制。

所述機車/車輛控制裝置具有以下功能：（1）進行初始化操作；（2）根據列車運行狀態控制運行模式的轉換；（3）根據車輛運行狀態控制車輛上各類信息收集裝置的采樣對象、采樣類別和采樣頻率；（4）通過衛星授時進行時間同步；（5）通過衛星進行定位確定網絡節點的位置；（6）進行硬件檢測；（7）接收遠程命令和參數配置。

所述控制裝置之間以及控制裝置與信息收集裝置之間均具有冗余的信道和路由尋址能力，從而實現動態組網；所述機車/車輛上的控制裝置具有接收數據信號并進行分析和處理的能力。

所述車載無線網絡的組網算法以機車上的控制裝置作為車載網絡的根節點并為車輛上節點提供網絡服務，各節點的控制裝置根據測距、列車運動的傳感信息和身份認證信息控制新節點動態加入/退出車載網絡。

在列車運行一定時間后，控制裝置對前后相鄰節點進行確認，一旦網絡結構穩定后就不再接受新的組網請求，以減少網絡抖動和電力消耗。

所述控制裝置具備車輛號解析和動態IP地址分配的網絡服務功能，實現按車輛號尋址，并可以通過DHCP中繼服務，為網絡中的新節點分配網絡地址。

所述機車/車輛控制裝置的ID與機車號/車輛號進行綁定，控制裝置間的通信通過PKI證書的身份認證，并能夠根據機車號/車輛號識別其接收或發送的數據。

所述機車/車輛控制裝置可以通過控制通信功率，保證并限定控制裝置與信息收集裝置的通信信號范圍，以減少電力消耗、避免可能發生的電磁干擾和接收錯誤控制信號。

所述機車/車輛控制裝置配有多種通信模塊，包括移動通信接入模塊和衛星通信模塊，并支持車載局域網節點間通信以及和遠程地面站間的通信。

所述機車/車輛控制裝置配置有與信息收集裝置通信的冗余芯片，可通過冗余通道與本車輛上的各類信息收集裝置互聯。

所述機車/車輛控制裝置具有大容量存儲和數據管理功能，對信息收集裝置采集數據進行分析處理、存儲和轉發。

所述車輛控制裝置配置有無線纜供電模塊，可為本節點車輛載各類信息收集裝置提供冗余的供電。?

所述機車/車輛控制裝置支持陣列信息收集裝置的應用，并依據陣列之中各個信息收集裝置采集信息的值差判別取值，出現不同值時報警。

所述信息收集裝置包括傳感器芯片、處理器芯片、無線通信芯片，其處理器芯片與控制裝置進行PKI證書的認證，并接收傳感器芯片采集的數據，經無線通信芯片發送。