专利名称：基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法
技术领域：
本发明属于铁路运营安全技术领域，具体涉及一种基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法。
背景技术：
随着我国高速铁路运行规模迅速扩张，高速铁路运营范围已逐渐由经济发达地区迅速在全国范围内铺开。继2008年时速350公里的高速铁路京津城际开通之后，武广、郑西、京沪等高速铁路又先后投入运营。还有哈大、津秦、京石、石武等高速客专线路也将在 2012年全部开通。伴随着列车时速的提高，对铁路运输安全的关注程度也不断加强，对可能的险情发生后的快速处置也提出了更高的要求。铁路应急通信系统已成为高速铁路的基础通信设施。但从目前已经上线运行的各个厂家的应急通信设备来说，卫星定位、导航设施和 GIS (地理信息系统)并没有在铁路应急通信系统中得到应用。如果在应急抢险人员奔赴应急抢险现场的过程中就能够把行进方位、路线实时发回到应急指挥中心的显示大屏上，并且能在定位信息上传的同时实时把路上人员组织情况、救援物资、车辆分布情况等相关的信息在不依靠其它公共网络的情况下发送到指挥中心，同时指挥中心也能够把欲下达的指令、气象信息、正在酝酿的抢险措施等信息在队伍行进的过程中实时发送到应急抢险人员， 无疑对抢险过程有很好的促进作用。无疑能起到提高应急抢险工作效率、节省人力物力的作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种能为铁路应急指挥中心提供直观的事故信息、有助于铁路应急指挥中心进行调度和决策的基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法。本发明所采用的技术方案是
基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法，其特征在于 由以下步骤实现
步骤一将铁路应急指挥中心管辖范围内的所有GSM-R电子地图的基础信息从矢量格式转换为mapinfo格式，输入铁路应急指挥中心的GIS平台；将现场应急设备管辖范围内的 GSM-R电子地图的基础信息从矢量格式转换为mapinfo格式，输入现场无线手机和现场应急接入设备的北斗导航定位模块的存储单元，供现场导航时使用；
步骤二 现场无线手机和现场应急接入设备中的北斗导航定位模块采集现场位置信息，结合存储单元的相应的基础信息一并在其北斗导航定位模块上显示，并将采集的现场位置信息逐一传输到现场应急接入设备的数据处理模块；
步骤三现场应急接入设备的数据处理模块将接收到的现场位置信息与前一次接收到的位置信息进行比较，位置距离大于限值则将该次的现场位置信息传输至现场应急接入设备的串口/网口转换模块；步骤四串口 /网口转换模块将接收到的现场位置信息打包成IP数据，传输给现场应急接入设备的网络交换机，传输至铁路应急指挥中心的中心网络交换机；
步骤五铁路应急指挥中心的GIS平台将中心网络交换机接收到的现场位置信息与 GIS平台存储的相应的基础信息一并显示；
步骤六GIS平台根据接收到的现场位置信息生成相应的导航路径，并将路径导航信息回传给现场应急接入设备的网络交换机，从而传输至现场应急接入设备中的北斗导航定位模块并显示。步骤一中，现场应急设备的管辖范围是现场应急设备所在位置周围200公里范围。步骤一中，现场位置信息指现场应急接入设备当前所处位置的经纬度及海拔信肩、ο步骤二中，现场无线手机和现场应急接入设备中的北斗导航定位模块采集现场位置信息，按20Hz或IHz的间隔时间传输到现场应急接入设备的数据处理模块。步骤三中，限值为5米。步骤三中，现场应急接入设备的数据处理模块将各终端的现场位置信息分别单独存放、单独处理。步骤四中，现场应急接入设备的网络交换机与铁路应急指挥中心接入设备的中心网络交换机之间的数据传输媒介为铁路应急指挥系统既有的专用传输通道，可采用电缆传输、光缆传输或无线传输的形式。本发明具有以下优点
(1)本发明充分利用了既有地图信息构建GIS平台一般卫星导航地图须向专业的电子地图厂家购买，铁路线路运营里程长、且大部分不在城市，重新制作地图工作量巨大。 GSM-R网络规划时用到的电子地图的基础信息(铁路、公路、河流等信息)来自于AutoCAD图纸和现场调查，数据准确。本方法直接将GSM-R网络规划时用到的电子地图的基础信息制作做成mapinfo格式，导入GIS平台进行应用。(2)直观的显示现场终端位置应急指挥中心根据接收到的位置信息结合GIS平台，在屏幕上显示各个现场终端的具体位置、行动轨迹和行动方位。(3)具有智能导航功能GIS可以根据应急现场需要生成导航路径，并可以下发到现场北斗导航模块，为其提供导航服务。(4)具有较高的实时性目前，北斗导航终端通过北斗自身SMS短报文方式回传位置信息，间隔大于等于1次每分钟，无法满足高速运动的车辆等救援设备的实时显示需要。 本方法可将导航模块采集到的位置信息利用既有应急通信系统的有线或无线通道及时回传至信息中心，间隔可小于1次每秒钟。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明进行详细的说明。本发明是一种北斗卫星导航系统辅助的铁路应急通信系统的实现方法，以既有铁路应急通信系统为基础，利用既有的语音、动图、数据等业务的电缆、野战光缆、无线宽带等传输方式，传输导航定位信息。主要为铁路应急指挥中心提供直观的现场人员位置、查看救援物资、车辆分布情况、下发最优行进路线、下达指令等功能，有助于铁路应急指挥中心进行调度和决策，可有效提高救灾效率。GSM-R网络规划时用到的电子地图的基础信息均为矢量格式，只需将其经过格式转换，从矢量格式转换为mapinfo格式，就可应用于北斗GIS平台。本发明所利用到的设备有现场无线手机、现场应急接入设备、传输设备及通道、铁路应急指挥中心GIS平台、中心网络交换机和中心显示器，其中现场无线手机中设置有北斗定位导航模块，现场应急接入设备中设置有北斗定位导航模块、数据处理模块、显示器、 串口/网口转换模块和网络交换机及协议转换器。由以下步骤实现
步骤一将铁路应急指挥中心管辖范围内的所有GSM-R电子地图的基础信息从矢量格式转换为mapinfo格式，输入铁路应急指挥中心的GIS平台。将现场应急设备管辖范围内的GSM-R电子地图的基础信息从矢量格式转换为 mapinfo格式，输入现场无线手机和现场应急接入设备的北斗导航定位模块的存储单元，供现场导航时使用；
步骤二 现场无线手机和现场应急接入设备中的北斗导航定位模块采集现场位置信息，结合存储单元的相应的基础信息一并在北斗导航定位模块的显示器上显示，并将采集的现场位置信息按照一定的时间间隔(如20Hz、IHz等)传输到现场应急接入设备的数据处理模块。现场位置信息指现场无线手机及现场应急接入设备当前所处位置的经纬度及海拔信息。步骤三现场应急接入设备的数据处理模块将接收到的现场位置信息与前一次接收到的位置信息进行比较，数据处理模块将各终端的现场位置信息分别单独存放、单独处理，若每个终端当前的现场位置信息与前一次接收到的现场位置信息进行比较，位置距离大于5米，则将该终端该次的现场位置信息传输至现场应急接入设备的串口 /网口转换模块。步骤四串口 /网口转换模块将接收到的各个终端的现场位置信息打包成IP数据，传输给现场应急接入设备的网络交换机及协议转换器，传输至铁路应急指挥中心接入设备的协议转换器及中心网络交换机。现场应急接入设备与铁路应急指挥中心之间的数据传输媒介为铁路应急指挥系统既有的专用2M传输通道，可采用电缆传输、光缆传输或无线传输的形式。步骤五铁路应急指挥中心的GIS平台将中心网络交换机接收到的现场位置信息与GIS平台存储的相应的基础信息一并在中心显示器上显示。步骤六GIS平台现场位置信息进行修改、标注，并对距离进行测算，根据接收到的现场位置信息生成相应的导航路径，并将路径导航信息回传给现场应急接入设备的网络交换机，从而传输至现场手机和现场应急接入设备中的北斗导航定位模块并通过显示器显
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权利要求
1.基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法，其特征在于 由以下步骤实现步骤一将铁路应急指挥中心管辖范围内的所有GSM-R电子地图的基础信息从矢量格式转换为mapinfo格式，输入铁路应急指挥中心的GIS平台；将现场应急设备管辖范围内的 GSM-R电子地图的基础信息从矢量格式转换为mapinfo格式，输入现场无线手机和现场应急接入设备的北斗导航定位模块的存储单元，供现场导航时使用；步骤二 现场无线手机和现场应急接入设备中的北斗导航定位模块采集现场位置信息，结合存储单元的相应的基础信息一并在其北斗导航定位模块上显示，并将采集的现场位置信息逐一传输到现场应急接入设备的数据处理模块；步骤三现场应急接入设备的数据处理模块将接收到的现场位置信息与前一次接收到的位置信息进行比较，位置距离大于限值则将该次的现场位置信息传输至现场应急接入设备的串口/网口转换模块；步骤四串口 /网口转换模块将接收到的现场位置信息打包成IP数据，传输给现场应急接入设备的网络交换机，传输至铁路应急指挥中心的中心网络交换机；步骤五铁路应急指挥中心的GIS平台将中心网络交换机接收到的现场位置信息与 GIS平台存储的相应的基础信息一并显示；步骤六GIS平台根据接收到的现场位置信息生成相应的导航路径，并将路径导航信息回传给现场应急接入设备的网络交换机，从而传输至现场应急接入设备中的北斗导航定位模块并显示。
2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法，其特征在于 步骤一中，现场应急设备的管辖范围是现场应急设备所在位置周围200公里范围。
3.根据权利要求1或2所述的基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法，其特征在于步骤一中，现场位置信息指现场应急接入设备当前所处位置的经纬度及海拔信息。
4.根据权利要求3所述的基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法，其特征在于 步骤二中，现场无线手机和现场应急接入设备中的北斗导航定位模块采集现场位置信息，按20Hz或IHz的间隔时间传输到现场应急接入设备的数据处理模块。
5.根据权利要求4所述的基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法，其特征在于 步骤三中，限值为5米。
6.根据权利要求5所述的基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法，其特征在于 步骤三中，现场应急接入设备的数据处理模块将各终端的现场位置信息分别单独存放、单独处理。
7.根据权利要求6所述的基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法，其特征在于 步骤四中，现场应急接入设备的网络交换机与铁路应急指挥中心接入设备的中心网络交换机之间的数据传输媒介为铁路应急指挥系统既有的专用传输通道，可采用电缆传输、 光缆传输或无线传输的形式。
全文摘要
本发明涉及一种基于北斗卫星导航辅助的铁路应急通信方法。目前上线运行的各个厂家的铁路应急通信设备并没有充分利用卫星定位、导航设施和GIS的优势。本发明将GSM-R电子地图的基础信息转换为mapinfo格式进行存储，与现场无线手机和现场应急接入设备中的北斗导航定位模块采集的位置信息一并显示，并将现场位置信息传输到数据处理模块进行逐次比较后传输到铁路应急指挥中心的GIS平台进行显示，同时根据需要生成相应的导航路径信息传输至现场应急接入设备中的北斗导航定位模块并显示。本发明充分利用了既有地图信息构建GIS平台，直观的显示现场终端位置，具有智能导航功能，并具有较高的实时性。
文档编号H04M11/00GK102420921SQ20111033149
公开日2012年4月18日 申请日期2011年10月27日 优先权日2011年10月27日
发明者宁娟, 李黎, 王振海, 王鹏, 蹇峡, 颉改菊, 黄庆贵 申请人:中铁第一勘察设计院集团有限公司