用于基于通信的列车控制的方法和装置与流程

本发明涉及列车控制领域，并且具体地，本发明涉及用于基于通信的列车控制(communicationbasedtraincontrol，cbtc)的方法和装置。

背景技术：

随着无线通信技术的飞速发展，无线通信的可靠性和可用性不断提高，cbtc系统应运而生，已成为列车控制技术发展的重要趋势。cbtc系统利用车地双向数据通信的方式来对列车进行控制和监督。其突出优点在于传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞系统，并且大量减少了敷设电缆以及日常维护工作。

为了保障对列车可靠安全的控制，实现可靠安全的车地数据通信成为cbtc系统的关键点之一。然而，无线通信是开放的，无线信道的特性复杂并且易受干扰，这些干扰可能会严重影响cbtc系统的车地数据通信。例如，当两辆甚至更多辆列车的运行线路接近时，它们的cbtc系统之间可能会相互干扰，严重时可能导致通信中断，由此可能影响列车的正常运行。因此，如何减轻或者避免cbtc系统中的干扰成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

考虑到现有技术的上述问题，本发明的实施例提供了用于cbtc的方法和装置，能够减轻或者避免cbtc系统中的干扰。

一方面，本发明实施例提供了一种用于cbtc的方法，包括：确定第一列车的当前位置；根据所述当前位置，确定要在特定区域中使用的特定网络，其中，在所述特定区域中存在所述第一列车的运行线路和至少一辆第二列车的运行线路，并且在所述特定区域中部署有长期演进(longtermevolution，lte)网络和无线局域网(wirelesslocalareanetwork，wlan)，所述特定网络包括以下各项中的至少一项：所述lte网络或者所述wlan；在所述特定区域中，利用所述特定网络进行cbtc通信，以便对所述第一列车进行控制。

在一个实施例中，在所述特定区域中，所述第一列车的运行线路与所述至少一辆第二列车的运行线路之间的距离使得：用于所述第一列车的cbtc通信与用于所述至少一辆第二列车的cbtc通信相互干扰。

在另一实施例中，所述方法由位于所述第一列车上的cbtc车载通信网关执行；

所述确定第一列车的当前位置包括：从所述第一列车获取所述当前位置。

在另一实施例中，所述方法由位于所述第一列车的运行线路旁的cbtc轨道旁通信网关执行；

所述确定第一列车的当前位置包括：从位于所述第一列车上的cbtc车载通信网关接收位置信息，所述位置信息用于指示所述当前位置，所述当前位置是由所述cbtc车载通信网关从所述第一列车获取的。

在另一实施例中，所述根据所述当前位置，确定所述特定网络，包括：根据所述当前位置，在预先存储的对应信息中查找与所述当前位置相对应的所述特定网络，其中，所述对应信息用于表示所述第一列车的位置与要在所述特定区域中使用的网络之间的对应关系。

在另一方面，本发明实施例提供了一种用于cbtc的装置，包括：

确定模块，其用于：确定第一列车的当前位置；根据所述当前位置，确定要在特定区域中使用的特定网络，其中，在所述特定区域中存在所述第一列车的运行线路和至少一辆第二列车的运行线路，并且在所述特定区域中部署有lte网络和wlan，所述特定网络包括以下各项中的至少一项：所述lte网络或者所述wlan；

通信模块，其用于：在所述特定区域中，利用所述特定网络进行cbtc通信，以便对所述第一列车进行控制。

在一个实施例中，在所述确定模块所针对的所述特定区域中，所述第一列车的运行线路与所述至少一辆第二列车的运行线路之间的距离使得：用于所述第一列车的cbtc通信与用于所述至少一辆第二列车的cbtc通信相互干扰。

在另一实施例中，所述装置是所述第一列车上的cbtc车载通信网关；

所述确定模块在确定所述当前位置时，具体用于：从所述第一列车获取所述当前位置。

在另一实施例中，所述装置是位于所述第一列车的运行线路旁的cbtc轨道旁通信网关；

所述确定模块在确定所述当前位置时，具体用于：从位于所述第一列车上的cbtc车载通信网关接收位置信息，所述位置信息用于指示所述当前位置，所述当前位置是由所述cbtc车载通信网关从所述第一列车获取的。

在另一实施例中，所述确定模块在确定所述特定网络时，具体用于：根据所述当前位置，在预先存储的对应信息中查找与所述当前位置相对应的所述特定网络，其中，所述对应信息用于表示所述第一列车的位置与要在所述特定区域中使用的网络之间的对应关系。

在另一方面，本发明实施例提供了一种用于cbtc的装置，包括：至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器相耦合的存储器。所述存储器存储有可执行指令，所述可执行指令在由所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述方法的步骤。

在另一方面，本发明实施例提供了一种计算机可读介质，其包括用于使计算机执行上述方法的代码。

可见，在本发明实施例中，在存在多条运行线路的特定区域中部署lte网络和wlan，根据列车的位置来选择这两种网络中的至少一种来进行cbtc通信，这样与多条运行线路在该特定区域中仅能使用同一种无线技术进行cbtc通信的情况相比，能够减轻或者避免cbtc通信干扰，从而能够可靠且安全地控制列车。

附图说明

下文将以明确易懂的方式，通过对优选实施例的说明并结合附图来对本发明上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明，其中：

图1a-图1b是可应用本发明实施例的场景的例子的示意图。

图2是根据本发明一个实施例的cbtc系统部署的例子的示意图。

图3是根据本发明一个实施例的用于cbtc的方法的流程图。

图4是根据本发明一个实施例的用于cbtc的装置的示意框图。

图5是根据本发明另一实施例的用于cbtc的装置的示意框图。

附图标记列表：

110a：特定区域110b：特定区域

201：列车202：运行线路

203：cbtc轨道旁子系统204a：基站

204b：基站205a：ap

205b：ap205c：ap

206：cbtc通信骨干网络207：cbtc轨道旁通信网关

208：cbtc车载子系统209：lte客户端设备

210：wlan客户端设备211：cbtc车载通信网关

310：确定第一列车的当前位置320：确定特定网络

330：利用特定网络进行cbtc通信

400：装置410：确定模块

420：通信模块510：处理器

520：存储器

具体实施方式

cbtc系统是基于车地双向、大容量无线通信的列车控制系统，能够实现移动闭塞。目前，cbtc系统主要基于wlan，工作频率为2.4ghz。然而，wlan的有效覆盖距离较短，因此，为了提供持续完整的信号覆盖，需要沿着列车的运行线路大量并且密集地部署热点，但是这些热点可能会导致同频干扰问题。此外，越来越多的其它设备也使用该频段进行通信，这在一定程度上也对基于wlan的cbtc系统造成了干扰。

近年来，基于lte的cbtc系统成为新的研究热点。lte在抗干扰性和移动性方面明显优于wlan，使得对列车的控制更为可靠和稳定。因此，基于lte的cbtc系统成为未来的主流发展方向。

尽管基于lte的cbtc系统相比基于wlan的cbtc系统而言具有明显的优势，但是其也存在一定限制。例如，在lte中，仅有20mhz的带宽被分配用于列车线路，该带宽范围为1785mhz至1805mhz，其中，15mhz由乘客数据系统和cbtc系统共享，而另外5mhz专用于cbtc系统。这样的频率分配对于单条列车运行线路而言是足够的，但是在至少两条列车运行线路需要共享该带宽的情况下，由于带宽的不足，用于这些列车线路的cbtc系统可能会使用相同的频率来进行通信，这样这些cbtc系统之间会产生通信干扰，从而影响列车的正常运行。例如，在多辆列车的运行线路彼此接近的情况下，可能会产生上述问题。

对此，本发明实施例提供了一种用于cbtc的改进的技术方案。概括而言，对于可能存在cbtc通信干扰的特定区域而言，例如，对于可能存在至少两辆列车的运行线路的特定区域而言，可以在该特定区域中部署lte网络和wlan。可以根据列车的位置来确定要在该特定区域中使用的特定网络，例如，特定网络可以包括lte网络或者wlan中的至少一种网络。那么，在该特定区域中，可以利用所确定的特定网络来对列车进行控制。

可见，在本发明实施例中，在存在多条运行线路的特定区域中部署lte网络和wlan，根据列车的位置来选择这两种网络中的至少一种对列车进行控制，这样与多条运行线路在该特定区域中仅能使用同一种无线技术进行cbtc通信的情况相比，能够减轻或者避免cbtc通信干扰，从而能够可靠且安全地控制列车。

下面将参照附图来详细描述本发明的各个实施例。

图1a-图1b是可应用本发明实施例的场景的例子的示意图。应当理解的是，图1a-图1b的例子仅是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明实施例，而非限制本发明实施例的范围。

如上所述，在某个特定区域中，可能存在至少两条列车运行线路，这些运行线路之间可能彼此接近。这样，如果用于这些列车的cbtc系统在该特定区域中使用同一种无线技术来进行cbtc通信，那么这些系统之间可能会存在通信干扰。例如，如果这些cbtc系统在该特定区域中均使用lte技术来进行通信，那么由于lte带宽资源的不足，它们可能会使用相同的频率来进行通信，从而造成相互干扰，并且可能影响对列车的控制。

例如，图1a-图1b示出了两种不同场景的例子。在图1a所示的区域110a中，两条列车运行线路可以处于不同的水平层上，但是在高度方向上彼此接近。例如，在两条地铁线路的换乘站处，第一条地铁线路可以处于第一高度层，而第二条地铁线路可以处于第二高度层。在图1b所示的区域110b中，两条列车运行线路可以处于同一水平层，并且彼此接近。在这些区域110a-110b中，可能会出现如上所述的cbtc通信干扰情况。

应当注意的是，为了简单起见，在图1a-1b中以两条运行线路为例进行了说明，但是本发明实施例并不限于这样的场景。在本发明实施例中，特定区域中可能存在更多条运行线路。

在这样的特定区域中，cbtc通信干扰可能会导致无法可靠地控制列车。对此，本发明实施例提供了有效的解决方案。下面将结合具体实施例来详细描述本发明实施例的技术方案。

图2示出了根据本发明一个实施例的cbtc系统部署的例子的示意图。图2的例子示出了列车201在某一特定区域中的一段运行线路202。在图2中，假设该段运行线路202与至少一辆其它列车的运行线路接近。为了简单起见，在图2中并未示出至少一辆其它列车。

在该特定区域中，如果列车201和至少一辆其它列车各自的cbtc系统均使用同一种无线技术(特别是使用相同的频率)来传输cbtc信号，那么在它们的cbtc系统之间可能会出现干扰。例如，如果列车201和至少一辆其它列车各自的cbtc系统均使用lte技术来传输cbtc信号，那么由于lte带宽的不足，这些cbtc系统很大程度上会采用相同的频率，这样在这些cbtc系统之间可能会出现干扰。为此，可以在该特定区域中部署lte网络和wlan两种网络，这样在列车201进入该特定区域后，列车201的cbtc系统可以根据列车201的位置相应地选择这两种网络中的至少一种来进行cbtc通信，这样与多个cbtc系统在该区域中仅能使用同一种无线技术(特别是在相同的频率的情况下)进行cbtc通信的情况相比，能够减轻或者避免干扰。

cbtc系统可以包括cbtc轨道旁子系统和cbtc车载子系统。cbtc轨道子系统可以部署在列车运行线路旁，而cbtc车载子系统可以部署在列车上。cbtc轨道子系统和cbtc车载子系统可以彼此传输cbtc信号，由此实现对列车的控制。

如图2所示，用于列车201的cbtc轨道旁子系统203可以部署在运行线路209的一侧。在cbtc轨道旁子系统203中，基站204a和204b、接入点(accesspoint，ap)205a、205b和205c、以及cbtc轨道旁通信网关207均可以与cbtc通信骨干网络206相连接。

这样，cbtc轨道旁通信网关207可以通过cbtc通信骨干网络206与基站204a和204b以及ap205a、205b和205c分别进行通信。

此处，基站204a和204b可以是演进型节点b(enodeb，enb)，从而提供lte服务。例如，基站204a和204b可以使用泄露同轴电缆或者天线来提供lte服务。ap205a、205b和205c可以是wlan接入点，从而提供wlan服务。例如，ap205a、205b和205c也可以使用天线或者泄露同轴电缆来提供wlan服务。

此外，用于列车201的cbtc车载子系统208可以部署于列车201上。cbtc车载子系统208可以包括一个或多个lte客户端设备209、一个或多个wlan客户端设备210以及cbtc车载通信网关211。其中，lte客户端设备209和wlan客户端设备210可以连接到cbtc车载通信网关211。

cbtc轨道旁子系统203可以通过lte网络与cbtc车载子系统208进行通信，以对列车201进行控制。例如，cbtc轨道旁通信网关207可以通过cbtc通信骨干网络206向基站204a或204b中的至少一个发送cbtc信号。基站204a或204b可以通过lte网络将从cbtc轨道旁通信网关207接收到的cbtc信号发送给lte客户端设备209，然后lte客户端设备209可以将接收到的cbtc信号发送给cbtc车载通信网关211，以进行进一步处理。

另外，cbtc轨道旁子系统203还可以通过wlan与cbtc车载子系统208进行通信，以对列车201进行控制。例如，cbtc轨道旁通信网关207可以通过cbtc通信骨干网络206向ap205a、205b或者205c中的至少一个发送cbtc信号。ap205a、205b或者205c可以通过wlan将从cbtc轨道旁通信网关207接收到的cbtc信号发送给wlan客户端设备210，然后wlan客户端设备210可以将接收到的cbtc信号发送给cbtc车载通信网关211，以进行进一步处理。

反之亦然，cbtc车载子系统208可以通过lte网络或者wlan与cbtc轨道旁子系统203进行通信，具体过程与以上所描述的过程相反，为了简洁起见，将不再详细描述。

应当理解的是，为了便于描述，在图2的部署场景中示出了某些通信设备的具体数量，例如，示出了两个基站、三个ap、一个lte客户端设备、一个wlan客户端设备等，但是本发明实施例并不限于这样的数量。本发明实施例可以扩展到具有其它数量的通信设备的部署场景。

图3是根据本发明一个实施例的用于cbtc的方法的流程图。例如，图3的方法可以由图2中所述的cbtc轨道旁通信网关207或者cbtc车载通信网关211来执行。

如图3所示，在步骤310中，确定第一列车(例如，图2中所示的列车201)的当前位置。

在步骤320中，根据第一列车的当前位置，确定要在特定区域中使用的特定网络。

其中，在该特定区域中存在第一列车的运行线路和至少一辆第二列车的运行线路。另外，可以在该特定区域中部署有lte网络和wlan。上述特定网络可以包括lte网络或者wlan中的至少一种网络。

在步骤330中，可以在该特定区域中，利用上述特定网络进行cbtc通信，以便对第一列车进行控制。

可见，在本发明实施例中，在存在多条运行线路的特定区域中部署lte网络和wlan，根据列车的位置来选择这两种网络中的至少一种来进行cbtc通信，这样与多条运行线路在该特定区域中仅能使用同一种无线技术进行cbtc通信的情况相比，能够减轻或者避免cbtc通信干扰，从而能够可靠且安全地控制列车。

在一个实施例中，在上述特定区域中，第一列车的运行线路与至少一辆第二列车的运行线路之间的距离使得用于至少一辆第二列车的cbtc通信与第一列车的cbtc通信相互干扰。例如，在图1a-图1b所示的场景中，由于两条运行线路接近，因此用于两条运行线路的cbtc通信可能存在干扰。

在另一实施例中，图3所示的方法可以由位于第一列车上的cbtc车载通信网关来执行。那么，在步骤310中，cbtc车载通信网关可以从第一列车获取其当前位置。例如，在图2所示的部署场景中，cbtc车载通信网关211可以从列车201接收其当前位置。列车201确定其当前位置的具体方式可以采用现有技术中所适用的任何方式。

在另一实施例中，图3所示的方法可以由位于第一列车的运行线路旁的cbtc轨道旁通信网关(例如，图2所示的cbtc轨道旁通信网关207)来执行。那么，在步骤310中，cbtc轨道旁通信网关可以从位于第一列车上的cbtc车载通信网关接收位置信息，该位置信息可以用于指示第一列车的当前位置。而该当前位置可以是由cbtc车载通信网关从第一列车获取的。

例如，在图2所示的部署场景的例子中，cbtc车载通信网关211可以从列车201获取其当前位置。cbtc车载通信网关211可以使用lte网络，通过lte客户端设备209、基站204a或者204b，将关于该当前位置的位置信息发送给cbtc轨道旁通信网关207。或者，cbtc车载通信网关211可以使用wlan，通过wlan客户端设备210、ap205a、205b或205c，将关于该当前位置的位置信息发送给cbtc轨道旁通信网关207。

这样，cbtc车载通信网关和cbtc轨道旁通信网关可以根据第一列车的位置来选择要在特定区域中使用的特定网络，从而保证cbtc车载子系统和cbtc轨道旁子系统之间的正常通信，由此保障对列车的可靠控制。

在另一实施例中，在步骤320中，可以根据第一列车的当前位置，在预先存储的对应信息中查找与当前位置相对应的特定网络。其中，该对应信息可以用于表示第一列车的位置与要在特定区域中使用的网络之间的对应关系。例如，对应信息可以具有表格的形式，其可以被预先存储在cbtc车载通信网关和cbtc轨道旁通信网关处。这样，cbtc车载通信网关和cbtc轨道旁通信网关在获得第一列车的当前位置后，可以快速地确定要在特定区域中使用的特定网络，从而可靠地实现对列车的实时控制。

对应信息可以是基于各种因素来预先配置的，例如，特定区域中的干扰强度、在网络之间切换的时延、特定区域中的运行线路的实际工程情况等等。例如，对应信息可以是根据以下情况来预先配置的：如果第一列车的当前位置相对于至少一辆第二列车的运行线路的距离小于第一预定阈值，则上述特定网络可以为wlan和lte网络二者；如果第一列车的当前位置相对于至少一辆第二列车的距离小于第二预定阈值，则上述特定网络可以为wlan；或者如果第一列车的当前位置相对于至少一辆第二列车的运行线路的距离大于或者等于第一预定阈值，则上述特定网络可以为lte网络。其中，第一预定阈值可以大于第二预定阈值。

可见，在上述实施例中，通过在存在多条运行线路的特定区域中部署lte网络和wlan，并且根据列车位置，从这两种网络中选择要在该特定区域中使用的特定网络，这样与多条运行线路在该特定区域中仅能使用同一种无线技术进行cbtc通信的情况相比，能够减轻或者避免cbtc通信干扰，由此能够可靠地控制列车。

图4是根据本发明一个实施例的用于cbtc的装置的示意框图。图4的装置400可以利用软件、硬件(例如，集成电路或数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)等)或软硬件结合的方式来实现。

如图4所示，装置400可以包括确定模块410和通信模块420。

确定模块410可以确定第一列车的当前位置。确定模块410还可以根据当前位置，确定要在特定区域中使用的特定网络。其中，在特定区域中存在第一列车的运行线路和至少一辆第二列车的运行线路，并且在特定区域中部署有lte网络和wlan。相应地，特定网络可以包括以下各项中的至少一项：lte网络或者wlan。

通信模块420可以在特定区域利用特定网络进行cbtc通信，以便对第一列车进行控制。

可见，在本发明实施例中，在存在多条运行线路的特定区域中部署lte网络和wlan，根据列车的位置来选择这两种网络中的至少一种来进行cbtc通信，这样与多条运行线路在该特定区域中仅能使用同一种无线技术进行cbtc通信的情况相比，能够减轻或者避免cbtc通信干扰，从而能够可靠且安全地控制列车。

在一个实施例中，在确定模块410所针对的特定区域中，第一列车的运行线路与至少一辆第二列车的运行线路之间的距离使得用于第一列车的cbtc通信与用于至少一辆第二列车的cbtc通信相互干扰。

在另一实施例中，装置400可以是第一列车上的cbtc车载通信网关。那么，确定模块410在确定第一列车的当前位置时，可以具体用于从第一列车获取其当前位置。

在另一实施例中，装置400可以是所述第一列车的运行线路旁的cbtc轨道旁通信网关。那么确定模块410在确定第一列车的当前位置时，可以具体用于从位于第一列车上的cbtc车载通信网关接收位置信息，该位置信息用于指示第一列车的当前位置，该当前位置可以是由cbtc车载通信网关从第一列车获取的。

在另一实施例中，确定模块410在确定特定网络时，可以具体用于根据第一列车的当前位置，在预先存储的对应信息中查找与该当前位置相对应的特定网络。其中，对应信息可以用于表示第一列车的位置与要在特定区域中使用的网络之间的对应关系。

装置400的其它功能和操作可以参考前述图2和图3的方法实施例的过程，为了避免重复，此处不再赘述。

图5是根据本发明另一实施例的用于cbtc的装置的示意框图。如图5所示，装置500可以包括至少一个处理器510和存储器520。存储器520可以存储可执行指令，所述可执行指令在被处理器510执行时，可以使得处理器510执行如图2和图3中所示的流程。

本发明实施例还提供一种计算机可读介质。该计算机可读介质可以包括使得计算机执行如图2和图3所示的流程的代码。计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质，例如，其可以包括但不限于u盘、移动硬盘、只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，本领域技术人员从中推导出来的其它方案也在本发明的保护范围之内。