[發明專利]一種基于空天車地通信網的應急通信系統及方法

在審

• 申請號: 201910954414.0
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110602257A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 石先明;曹先彬;王超東;劉立海;王耀國;劉凱;張濤;劉正自;沈志凌
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司;北京航空航天大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W4/02;H04W4/029;H04W4/42;H04W4/90;H04B7/185
• 代理公司: 11228 北京匯澤知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳靜

本發明屬于鐵路列車通信技術領域，具體提供了一種基于空天車地通信網的應急通信系統及方法，包括鐵路既有傳輸網絡結構，還包括地面中心通信設備及至少一個分簇網絡結構，分簇網絡結構包括至少一個簇，簇包含作為簇成員的地面移動通信節點及作為簇首的空中通信節點，地面中心通信設備與鐵路信既有傳輸網絡之間通過以太網通信連接，地面中心通信設備以及地面移動通信節點均與空中通信節點通過無線網通信連接。一方面，當所發生的應急事件導致地面通信設施損壞時，該方式不依賴既有鐵路通信手段能單獨通信；其次，當發生公共事件時，還可采集智能手持終端的位置數據以獲得救援人員的位置及活動路徑。

技術領域

本發明屬于鐵路列車通信技術領域，具體涉及一種基于空天車地通信網的應急通信系統及方法。

背景技術

鐵路應急通信系統是在鐵路發生自然災害、行車事故或其他突發性公共事件時，為確保救援指揮需要，在突發事件現場與應急救援指揮中心之間、應急救援指揮中心與應急救援指揮分中心之間以及突發事件現場內部建立的話音、數據、圖像等通信，同時包括鐵路應急指揮應用系統與各相關系統之間的通信。

《鐵路應急通信接入技術條件》(TB/T 3204-2008)中提供了光纜接入、電纜接入、寬帶無線接入、寬帶衛星接入、海事衛星接入、移動通信網絡接入等6種接入方式，并分別介紹了每種接入方式的應用條件。當鐵路現有通信系統因事故中斷且現場無無線公網信號覆蓋時，可選擇的只有寬帶衛星接入和海事衛星接入，其中寬帶衛星接入要求寬帶衛星信號覆蓋較好，而在大型建筑內或山體等物體遮擋時，信號質量可能會不滿足使用需求。海事衛星接入對現場設備要求較低，但由于帶寬較低，無法進行質量較高的圖像、視頻等數據量較大的數據傳輸。

另外，目前鐵路應急通信系統無法自動獲取趕往突發事件現場人員的位置信息，常常需要救援人員向指揮中心匯報在途位置信息以及現場位置信息，因此不利于對應急救援工作的全局掌控。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中現有鐵路應急通信系統效率低下的問題。

為此，本發明提供了一種基于空天車地通信網的應急通信系統，包括鐵路既有傳輸網絡結構，還包括地面中心通信設備及至少一個分簇網絡結構，所述分簇網絡結構包括至少一個簇，所述簇包含作為簇成員的地面移動通信節點及作為簇首的空中通信節點，所述地面中心通信設備與所述鐵路既有傳輸網絡之間通過以太網通信連接，所述地面中心通信設備以及所述地面移動通信節點均與所述空中通信節點通過無線網通信連接。

優選地，所述空中通信節點包括懸停于空中的艇載通信設備，所述地面移動通信節點包括列車節點和/或移動終端節點。

優選地，所述簇成員還包括位于所述艇載通信設備與地面之間的無人機群，所述空中通信節點及所述地面移動通信節點均通過無線通信與所述無人機群連接，所述無人機群中的各無人機之間通過無線通信連接。

優選地，所述簇還包括備網關節點，所述網關節點為可以同時與兩個簇首通信的無人機。

優選地，所述簇還包括備用簇首，所述簇首為所述無人機群中穩定性最好的一個無人機。

優選地，所述地面移動通信節點與所述空中通信節點通過hello信息進行交互，所述hello信息包含源節點的ID號、所處的簇、節點位置及速度信息。

優選地，所述無線通信的方式包括4G網絡、5G網絡、ZigBee或專用的無線通信網絡。

本發明還提供了一種基于空天車地通信網的應急通信方法，包括步驟：

S1：初始化分簇網絡結構，確認作為簇首的空中通信節點及作為簇成員的地面移動通信節點；

S2：當列車節點收到簇首宣告信息以后，向作為簇首的艇載設備節點發送請求加入信息請求加入以該艇載設備節點為簇首的簇；