自适应铁路专网与公共网络的方法及系统与流程

本发明涉及铁路通信网络切换技术，尤其涉及为铁路移动通信专网和公用移动通信网络之间的网络切换方法和系统。

背景技术：

目前铁路各级单位都对机车途中运用情况、车载设备运行等情况十分关心，对于有利于机车调度及故障诊断的数据，他们迫切的希望将这些数据实时不中断的发回地面，来进行远程分析使用。

国内铁路移动通信专网GSM-R并没有达到完全覆盖所有铁路干线，铁路在途机车实时运用情况数据无法仅仅依靠铁路移动通信专网发回地面。要实现车地数据的不中断、实时性还有必要借助铁路沿线的公用移动网络。

目前车上的数据传输装置大多基于某一种网络，或铁路移动通信专网(GSM-R)或公用移动通信网络。GSM-R网络是基于GSM技术标准，专门服务于铁路应用的，目前国内主要在新建的高铁线路上，以及青藏，大秦等干线铁路上部署。由于是专用网络，在这些铁路线路上GSM-R网络信号比其他的公用移动网络要好，但不排除中间有未部署完全的线路区间，存在信号中断的情况。同时，由于国内铁路网广阔，铁路机车大多会跨线路运用，当机车运用出了部署有GSM-R网络的线路后，将不能够实时将数据回传给机车所属局段地面系统了。

正如前述，随着信息技术的发展，数据传输的速率将越来越快，实时性将得到保证，但是由于基础建设等很多复杂原因很难保证铁路干线一直处于移动通信网络(无论铁路移动通信专网还是公用移动通信网络)基站覆盖范围内，因此数据的连续性，传输的不中断很难得到保证。

技术实现要素：

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种自适应铁路专网与公共网络的方法及系统，结合铁路移动通信专网(GSM-R)网络基站部署少，信号覆盖范围小和公用移动网络基站部署多，信号覆盖范围广的特点，实现车载设备使用两种网络，进行自适应切换，降低数据传输中的中断，保证数据的连续与实时性。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种自适应铁路专网与公共网络的方法，包括：

预设铁路移动通信专网接入所需的配置文件和公用移动通信网络接入所需的配置文件；

检查铁路移动通信专网是否具备接入条件，若具备则接入铁路移动通信专网，否则检查公用移动通信网络是否具备接入条件，若具备则接入公用移动通信网络；

在铁路移动通信专网接入成功后实时监测铁路移动通信专网的通信情况，检查铁路移动通信专网是否具备中断条件，若具备则释放铁路移动通信专网的网络接口，然后检查公用移动通信网络是否具备接入条件，若具备则接入公用移动通信网络；

在公用移动通信网络接入成功后实时监测铁路移动通信专网的通信情况，检查铁路移动通信专网是否具备再接入条件，若具备则断开公用移动通信网络的接口，进行铁路移动通信专网的接入。

根据本发明的自适应铁路专网与公共网络的方法的一实施例，铁路移动通信专网的接入条件包括铁路移动通信专网运营商的SIM插入、铁路移动通信专网的网络注册状态成功、铁路移动通信专网的网络信号强度大于阈值。

根据本发明的自适应铁路专网与公共网络的方法的一实施例，公用移动通信网络的接入条件包括公用移动通信网络的SIM插入、公用移动通信网络的网络注册状态成功、公用移动通信网络的网络信号强度大于阈值。

根据本发明的自适应铁路专网与公共网络的方法的一实施例，铁路移动通信专网的中断条件包括连续监测到铁路移动通信专网的网络信号强度低于阈值且通过网络接口收发数据在限定时间内只有发送而无接收。

根据本发明的自适应铁路专网与公共网络的方法的一实施例，铁路移动通信专网的再接入条件是铁路移动通信专网的网络信号强度大于阈值。

本发明还揭示了一种自适应铁路专网与公共网络的系统，包括：

第一控制模块，设置铁路移动通信专网接入所需的配置文件，设有第一调制解调模块，第一调制解调模块符合铁路移动通信专网接入频段要求，实时输出铁路移动通信专网的网络状态和信号监测情况；

第二控制模块，设置公用移动通信网络接入所需的配置文件，设有第二调制解调模块，第二调制解调模块符合公用移动通信网络多频段接入要求，实时输出公用移动通信网络的网络状态和信号监测情况；

逻辑判断模块，设有存储单元用于存储铁路移动通信专网和公用移动通信网络的阈值数据，还设有：

铁路移动通信专网接入判断单元，基于第一控制模块的反馈检查铁路移动通信专网是否具备接入条件，若具备则选择第一控制模块接入铁路移动通信专网；

公用移动通信网络接入判断单元，基于第二控制模块的反馈检查公用移动通信网络是否具备接入条件，若具备则选择第二控制模块接入公用移动通信网络；

铁路专网转公用网络判断单元，在通过第一控制模块接入铁路移动通信专网成功后实时监测铁路移动通信专网的通信情况，检查铁路移动通信专网是否具备中断条件，若具备则释放铁路移动通信专网的网络接口，然后基于第二控制模块的反馈检查公用移动通信网络是否具备接入条件，若具备则通过第二控制模块接入公用移动通信网络；

公用网络转铁路专网判断单元，在通过第二控制模块接入公用移动通信网络成功后实时监测铁路移动通信专网的通信情况，基于第一控制模块的反馈检查铁路移动通信专网是否具备再接入条件，若具备则断开公用移动通信网络的接口，通过第一控制模块进行铁路移动通信专网的接入。

根据本发明的自适应铁路专网与公共网络的系统的一实施例，铁路移动通信专网接入判断单元中的关于铁路移动通信专网的接入条件包括铁路移动通信专网运营商的SIM插入、铁路移动通信专网的网络注册状态成功、铁路移动通信专网的网络信号强度大于阈值。

根据本发明的自适应铁路专网与公共网络的系统的一实施例，公用移动通信网络接入判断单元中的关于公用移动通信网络的接入条件包括公用移动通信网络的SIM插入、公用移动通信网络的网络注册状态成功、公用移动通信网络的网络信号强度大于阈值。

根据本发明的自适应铁路专网与公共网络的系统的一实施例，铁路专网转公用网络判断单元中的关于铁路移动通信专网的中断条件包括连续监测到铁路移动通信专网的网络信号强度低于阈值且通过网络接口收发数据在限定时间内只有发送而无接收。

根据本发明的自适应铁路专网与公共网络的系统的一实施例，公用网络转铁路专网判断单元中的关于铁路移动通信专网的再接入条件是铁路移动通信专网的网络信号强度大于阈值。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明可以实现在专用网络中断的时候还能使用公用移动通信网络进行数据传输，以及在铁路移动通信专网恢复后重新由公用移动通信网络切换回铁路移动通信专网用于数据传输。详细来说，本发明能对公用移动通信网络接入进行预设置，以及可以实现网络配置的多样性，不局限于单一移动网络运营商。本发明还能对铁路移动通信专网接入进行预设置。此外，本发明能够有效检查运营商SIM卡插入、网络信号查询和输出等，本发明能够实现调制解调模块的控制，掌握网络接口数据收发情况，从而实现网络间的切换。最后，本发明能够实现对铁路移动通信专网信号的实时监测与接入，能够实现对公用移动通信网络信号的监测与接入。

总的老说，本发明实现了铁路干线机车数据传输设备在铁路移动通信专网与公用移动通信网络的互补使用，能够自适应在铁路移动通信专网与公用移动通信网络间的切换，降低车地传输中由于网络中断造成的数据中断，保证数据有较好的连续性。

附图说明

图1示出了本发明的自适应铁路专网与公共网络的方法的较佳实施例的流程图。

图2示出了本发明的自适应铁路专网与公共网络的系统的较佳实施例的原理图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

自适应铁路专网与公共网络的方法的实施例

图1示出了本发明的自适应铁路专网与公共网络的方法的较佳实施例的流程图。请参见图1，本实施例的方法的实施步骤详述如下。

步骤S1：预设铁路移动通信专网接入所需的配置文件和公用移动通信网络接入所需的配置文件。

步骤S2：检查铁路移动通信专网是否具备接入条件，若具备则接入铁路移动通信专网，否则检查公用移动通信网络是否具备接入条件，若具备则接入公用移动通信网络。

在本步骤中，铁路移动通信专网的接入条件包括铁路移动通信专网运营商的SIM插入、铁路移动通信专网的网络注册状态成功、铁路移动通信专网的网络信号强度大于阈值。

而公用移动通信网络的接入条件包括公用移动通信网络的SIM插入、公用移动通信网络的网络注册状态成功、公用移动通信网络的网络信号强度大于阈值。

步骤S3：在铁路移动通信专网接入成功后实时监测铁路移动通信专网的通信情况，检查铁路移动通信专网是否具备中断条件，若具备则释放铁路移动通信专网的网络接口，然后检查公用移动通信网络是否具备接入条件，若具备则接入公用移动通信网络。

在本步骤中，铁路移动通信专网的中断条件包括连续监测到铁路移动通信专网的网络信号强度低于阈值且通过网络接口收发数据在限定时间内只有发送而无接收。

步骤S4：在公用移动通信网络接入成功后实时监测铁路移动通信专网的通信情况，检查铁路移动通信专网是否具备再接入条件，若具备则断开公用移动通信网络的接口，进行铁路移动通信专网的接入。

在本步骤中，铁路移动通信专网的再接入条件是铁路移动通信专网的网络信号强度大于阈值。

自适应铁路专网与公共网络的系统的实施例

图2示出了本发明的自适应铁路专网与公共网络的系统的较佳实施例的原理。请参见图2，本实施例的系统包括：第一控制模块1、第二控制模块2、逻辑判断模块3。

第一控制模块1设置铁路移动通信专网接入所需的配置文件，设有第一调制解调模块10，第一调制解调模块10符合铁路移动通信专网接入频段要求，实时输出铁路移动通信专网的网络状态和信号监测情况。

第二控制模块2设置公用移动通信网络接入所需的配置文件，设有第二调制解调模块20，第二调制解调模块20符合公用移动通信网络多频段接入要求，实时输出公用移动通信网络的网络状态和信号监测情况。

逻辑判断模块3设有存储单元30、铁路移动通信专网接入判断单元31、公用移动通信网络接入判断单元32、铁路专网转公用网络判断单元33以及公用网络转铁路专网判断单元34。

存储单元30用于存储铁路移动通信专网和公用移动通信网络的阈值数据。

铁路移动通信专网接入判断单元31基于第一控制模块1的反馈检查铁路移动通信专网是否具备接入条件，若具备则选择第一控制模块1接入铁路移动通信专网。铁路移动通信专网接入判断单元31中的关于铁路移动通信专网的接入条件包括铁路移动通信专网运营商的SIM插入、铁路移动通信专网的网络注册状态成功、铁路移动通信专网的网络信号强度大于阈值。

公用移动通信网络接入判断单元32基于第二控制模块2的反馈检查公用移动通信网络是否具备接入条件，若具备则选择第二控制模2块接入公用移动通信网络。公用移动通信网络接入判断单元32中的关于公用移动通信网络的接入条件包括公用移动通信网络的SIM插入、公用移动通信网络的网络注册状态成功、公用移动通信网络的网络信号强度大于阈值。

铁路专网转公用网络判断单元33在通过第一控制模块1接入铁路移动通信专网成功后实时监测铁路移动通信专网的通信情况，检查铁路移动通信专网是否具备中断条件，若具备则释放铁路移动通信专网的网络接口，然后基于第二控制模块2的反馈检查公用移动通信网络是否具备接入条件，若具备则通过第二控制模块2接入公用移动通信网络。铁路专网转公用网络判断单元33中的关于铁路移动通信专网的中断条件包括连续监测到铁路移动通信专网的网络信号强度低于阈值且通过网络接口收发数据在限定时间内只有发送而无接收。

公用网络转铁路专网判断单元34在通过第二控制模块2接入公用移动通信网络成功后实时监测铁路移动通信专网的通信情况，基于第一控制模块1的反馈检查铁路移动通信专网是否具备再接入条件，若具备则断开公用移动通信网络的接口，通过第一控制模块1进行铁路移动通信专网的接入。公用网络转铁路专网判断单元34中的关于铁路移动通信专网的再接入条件是铁路移动通信专网的网络信号强度大于阈值。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。