本发明涉及机车通信领域，尤其涉及一种重联机车信息同步系统和方法。
背景技术：
在当前时代背景下，铁路运输事业呈现飞速发展的全新局面，高速、重载成为当前铁路运输的发展主旋律，重载已成为我国铁路货运重点方向之一。由于列车牵引载重加大或线路坡道情况复杂，往往需要多台机车进行牵引。此种情况下，几个机车的相互协同就显得非常重要，对司机的操纵技术水平提出了更高的要求。而现今多机车运行时，机车间没有有效的通信手段，各机车的实时信息无法互通，实际运行中，可能带来多机操纵不同步的问题。利用三机车间的无线通话功能，效率较低，实时可靠性不高，亟需一套完整的系统，给予司机列车运行操作提示和标准行驶曲线信息，保障多个机车的协调运行，降低或者避免列车非正常停车、脱钩、脱轨等事故的发生，实现重载列车运输安全的目标。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于提供一种重联机车信息同步系统和方法，以解决现有技术存在的问题。
本发明采用以下技术方案：
一种重联机车信息同步系统，包括设置在重联机车每台机车上的双模无线通信系统和设置在隧道内的中继电台，所述双模无线通信系统包括xbee电台和机车电台，在隧道区域行驶时，重联机车以中继电台作为信息中继、使用各机车的双模无线通信系统通信进行信息同步，在非隧道区域行驶时，重联机车的各机车通过各自的双模无线通信系统直接进行通信。
所述中继电台和机车电台均为450兆的电台，所述xbee电台为900兆电台。
所述双模无线通信系统的两个电台均进行信息的接收和发送。
在非隧道区域行驶时，重联机车的各机车通过各自的xbee电台直接进行通信。
一种重联机车信息同步方法，包括：
重联机车的一个机车设备将需要传输的数据分别发送给双模无线通信系统的xbee电台和机车电台；
在隧道区域行驶时，xbee电台和机车电台均将数据传递给中继电台，中继电台将接收的数据发送给其余机车的xbee电台和机车电台，xbee电台和机车电台将信息发送给所在机车的机车设备；
在非隧道区域行驶时，重联机车的一个机车设备将需要传输的数据从一个机车的xbee电台直接发送给其它机车的xbee电台，进而传输给机车设备；或者重联机车的一个机车设备将需要传输的数据从一个机车的xbee电台和机车电台直接传输给其余机车的xbee电台和机车电台，xbee电台和机车电台将信息发送给所在机车的机车设备。
所述从机车设备发送给xbee电台和机车电台的数据为机车设备从机车上采集的机车运行信息和司机的通话信息，且在数据传输中，司机的通话信息为最高级优先级。
所述重联机车的其中一台机车用于使用机车设备采集机车运行信息，并将机车运行信息进行数据源性滤波后，通过双模无线通信系统发送给其他机车；
所述数据源性滤波是指：针对采集的需要在各机车之间传输的机车运行信息，首先对机车运行信息按照信息的种类进行分类，然后针对每一类信息，滤除不需要在各机车之间传输的信息，同时对需要传输的数据设定正常值范围，滤除在正常值范围外的信息。
所述通过机车设备发送给xbee电台和机车电台的机车运行信息，均同时附加发送当前LKJ时间，xbee电台和机车电台将信息发送给其它机车的机车设备后，其它机车的机车设备对分别接收到的xbee电台和机车电台传送的数据进行分析，如果两个电台接收的同一类型的数据，附加的LKJ时间相同，则选择先接收到的数据；如果两个电台接收的同一类型的数据，附加的LKJ时间不同，则选择附加的LKJ时间早的数据或者附加的LKJ时间晚的数据。
所述重联机车的各机车通过xbee电台进行组网，任一机车的双模无线通信系统接收到的数据，均能够通过组网传输给其它机车的双模无线通信系统。
本发明的有益效果：本发明采用双模无线通信手段，结合特有的数据融合及滤波算法，同时利用地面中继及自组网中继方式，实现了重联机车在多隧道的复杂路况情况下的实时数据通信及语音通话。创新性的使用多优先级中继接入技术，使不同优先级的中继接入请求获得不同的中继使用权限，确保了高优先级的通信实时性。
附图说明
图1为本发明的系统图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
重联机车为一种多台机车联合牵引的机车类型，通常为三台机车，一侧设置两台机车，另一侧设置一台机车，在行驶过程中，三个司机需要同时获取行驶中的操作提示，例如给予多少牵引力，给予多少电流等，现有的技术中，需要通过电台喊话的方式进行，由前进方向上的司机向后面司机电台喊话进行操作，安全性低，无法有效的进行联控控制，并且现有方式无法有效进行数据传输，只能根据语音数据进行操作。
本发明提供一种重联机车信息同步系统，包括设置在重联机车的每台机车上的双模无线通信系统和设置在隧道内的中继电台，双模无线通信系统包括xbee电台和机车电台，xbee电台兼具数据通信与通话功能，速度快，容量大。现有的机车电台仅具有通话功能，速度慢，延时比较大，但是因为在现有的技术中，隧道行驶过程中，由于对无线通信影响很大，需要通过中继电台进行转传输，因此，现有的隧道中，均设置有中继电台。
在隧道区域行驶时，如果电台之间传输的信号较弱或者没有信号，那么如果有中继电台信号且强度合适，则直接使用中继电台进行通信，重联机车各机车之间的信息发送给中继电台，再由中继电台将信息传输到其它机车的双模无线通信系统，在非隧道区域行驶时，重联机车的各机车通过各自的双模无线通信系统直接进行通信。
中继电台和机车电台均为450兆的电台，xbee电台为900兆电台。在工作过程中，双模无线通信系统的两个电台均进行信息的接收和发送，此方式不仅能够作为冗余方式使用，而且能够提高数据源的实时性和安全性，多台机车在信息传输中，只要其中任意一台机车收到信息，则通过xbee自组网的功能，将信息传输给其它文件。在非隧道内行驶时，也可以选择仅使用xbee电台进行通信，因为xbee电台为900兆，可自组网，容量大，速度快，不易被干扰，在宽阔地带进行重联的机车之间传输数据会更加准确实时。
本发明提供一种重联机车信息同步方法，它采用上述的系统进行通信与数据传递。具体方法如下所述。
重联机车的一个机车将需要同步传播的数据，分别发送给机车上双模无线通信系统的xbee电台和机车电台，在隧道区域行驶时，xbee电台和机车电台均将数据传递给中继电台，中继电台将接收的数据发送给其余机车的xbee电台和机车电台，xbee电台和机车电台将信息发送给所在的机车设备；而在非隧道的平原地带行驶时，因为xbee模块的容量大，传输速度快，噪音低，通过多台机车的xbee电台自组网系统，将xbee电台作为路由器，将信息从一个机车的xbee电台传递给其它机车的xbee电台，进而传输给机车设备；也可选择xbee电台和机车电台均直接将数据发送给其余机车的xbee电台和机车电台，xbee电台和机车电台将信息发送给所在的机车设备。
从机车设备发送给xbee电台和机车电台的数据为机车设备从机车上采集的机车运行信息和司机的通话信息，且在数据传输中，司机的通话信息为最高级优先级。因为司机请求通话时，通常意味着具有紧急情况，此时，需要将各电台之间传输的数据暂停，进行语音数据的传输。
重联机车的其中一台机车用于通过LKJ机车设备采集机车运行信息的模拟量，该机车为行驶前方的第一台机车，它将采集的机车的电流和牵引力等信息发送给后面的其余机车，使得其余的机车根据发送的操作数据进行机车运行操作，为了防止发送的数据具有错误或者噪声太多造成机车运行错误，采集模拟量信息的机车在采集信息后，对信息进行数据源性滤波后，再通过双模无线通信系统发送给其他机车。
数据源性滤波是指：针对采集的机车运行信息，首先按照信息的种类进行分类，然后针对每一类信息，滤除不需要在各机车之间传输的信息，同时对需要传输的数据设定正常值范围，滤除在正常值范围外的信息。例如针对需要发送的机车运行电流信息，机车设备在采集电流信息过程中，还可能会采集到感应电流，此时，将感应电流从电流信息中滤除后，仅剩机车运行电流信息，而机车运行电流正常值范围是稳定的，如果出现超出该范围的电流值，可以判断为异常值，滤除该异常电流。
因为两个电台的传输速度和延时性均不同，对同一数据，机车接收的时间也可能不同。本发明同时还提供独有的LKJ时间戳融合及输，利用多路数据源提高数据的实时性。即通过机车设备发送给xbee电台和机车电台的机车运行信息，均同时附加发送数据时当前的LKJ时间，即将发送的信息与LKJ时间进行融合，为数据盖上时间为单位的戳。xbee电台和机车电台将信息发送给其它机车的机车设备后，其它机车的机车设备对分别接收到的xbee电台和机车电台传送的数据进行分析，如果两个电台接收的同一类型的数据，附加的LKJ时间相同，则选择先接收到的数据；如果两个电台接收的同一类型的数据，附加的LKJ时间不同，则选择附加的LKJ时间早的数据或者附加的LKJ时间晚的数据，例如可选择时间晚的数据，提高实时性。
本发明中，由于重联机车的各机车通过xbee电台进行组网，因此，任一机车的双模无线通信系统接收到的数据，均能够通过组网传输给其它机车的双模无线通信系统，保证信息传输的安全性。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。