一种用于列车车厢内的无线通信方法及系统与流程

[0001]
本发明涉及轨道交通无线通信技术领域，尤其涉及一种用于列车车厢内的无线通信方法及系统。


背景技术：

[0002]
随着轨道交通行业的快速发展，列车车厢内子系统越来越多，车载网络的组网也越来越复杂。
[0003]
现有的车厢子系统都采用有线组网，各个子系统都有自己的一套组网和技术，通信协议也不尽相同，例如pis、pa、cctv等每个系统是一套独立的组网，导致车厢内线缆急剧增加，各子系统之间通信难度越来越大。
[0004]
因此，需要提出一种新的针对车厢内各子系统之间的通信方法，解决上述存在的问题。


技术实现要素：

[0005]
本发明实施例提供一种用于列车车厢内的无线通信方法及系统，用以解决现有技术中车厢内子系统之间采用有线通信导致组网复杂，以及维护困难的缺陷。
[0006]
第一方面，本发明实施例提供一种用于列车车厢内的无线通信方法，包括：
[0007]
对列车车厢内若干子系统进行无线化改造，获得若干无线化子系统；
[0008]
将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接；
[0009]
所述第一无线组成网和所述第二无线组成网分别接入etb网络，完成所述若干子系统之间的通信。
[0010]
进一步地，所述对列车车厢内若干子系统进行无线化改造，获得若干无线化子系统，具体包括：
[0011]
将所述列车车厢内连接所述第一子系统集合的车载网络线缆替换为无线连接，获取并测试所述第一子系统集合的无线性能指标；
[0012]
待所述无线性能指标满足预设性能指标后，将连接所述第二子系统集合的车载网络线缆替换为无线连接，直至完成所有子系统的无线化改造，得到所述若干无线化子系统。
[0013]
进一步地，所述将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接，具体包括：
[0014]
在每节车厢内部署两个并行冗余备份的etb节点；
[0015]
所述第一无线组成网汇聚所述第一子系统集合的数据，采用预设连接方式并通过5g v2x模组与所述两个并行冗余备份的etb节点分别进行连接；
[0016]
所述第二无线组成网汇聚所述第二子系统集合的数据，采用所述预设连接方式并通过所述5g v2x模组与所述两个并行冗余备份的etb节点中的任一个节点进行连接。
[0017]
进一步地，所述将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接，还包括：
[0018]
在每节车厢内部署两个并行冗余备份的etb节点；
[0019]
所述第一无线组成网汇聚所述第一子系统集合的数据，采用预设连接方式并通过wifi6模块与所述两个并行冗余备份的etb节点分别进行连接；
[0020]
所述第二无线组成网汇聚所述第二子系统集合的数据，采用所述预设连接方式并通过所述wifi6模块与所述两个并行冗余备份的etb节点中的任一个节点进行连接。
[0021]
进一步地，所述将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接，还包括：
[0022]
在每节车厢内部署两个并行冗余备份的etb节点；
[0023]
所述第一无线组成网汇聚所述第一子系统集合的数据，采用预设连接方式并通过5g v2x模组与所述两个并行冗余备份的etb节点分别进行连接；
[0024]
所述第二无线组成网汇聚所述第二子系统集合的数据，采用所述预设连接方式并通过wifi6模块与所述两个并行冗余备份的etb节点中的任一个节点进行连接。
[0025]
进一步地，所述第一子系统集合包括时间敏感子系统，所述第二子系统集合包括时间不敏感子系统；
[0026]
所述第一无线组成网包括安全无线组成网，所述第二无线组成网包括普通无线组成网。
[0027]
进一步地，所述预设连接方式包括直接连接和通过路由器汇聚连接。
[0028]
第二方面，本发明实施例还提供一种用于列车车厢内的无线通信系统，包括：
[0029]
改造模块，用于对列车车厢内若干子系统进行无线化改造，获得若干无线化子系统；
[0030]
第一组网模块，用于将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接；
[0031]
第二组网模块，用于所述第一无线组成网和所述第二无线组成网分别接入etb网络，完成所述若干子系统之间的通信。
[0032]
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述用于列车车厢内的无线通信方法的步骤。
[0033]
第四方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述用于列车车厢内的无线通信方法的步骤。
[0034]
本发明实施例提供的用于列车车厢内的无线通信方法及系统，通过提供的车厢无线通信组网方案，并提供备份组网，实现了关键车载子系统的冗余备份，在确保列车的安全运行的同时，无线通信的应用有效减少了车载线缆的数量，并降低了设备成本和维护难度，提高了系统功能升级的灵活性。
附图说明
[0035]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]
图1是本发明实施例提供的一种用于列车车厢内的无线通信方法的流程示意图；
[0037]
图2是本发明实施例提供的基于5g v2x的无线通信组网结构图；
[0038]
图3是本发明实施例提供的基于wifi6的无线通信组网结构图；
[0039]
图4是本发明实施例提供的基于5g v2x和wifi6的混合无线通信组网结构图；
[0040]
图5是本发明实施例提供的一种用于列车车厢内的无线通信系统的结构示意图；
[0041]
图6是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0042]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0043]
针对城市轨道交通列车内子系统网络拓扑复杂、接口繁多、子系统间互操作性弱、相互影响等问题，本发明实施例首次将无线通信技术应用于车厢内部通信，通过统一的无线网络实现所有车载设备的互联，并通过冗余备份组网设计有效保证了关键字系统和信息的安全可靠的传输，保证车辆安全运行。
[0044]
图1是本发明实施例提供的一种用于列车车厢内的无线通信方法的流程示意图，如图1所示，包括：
[0045]
s1，对列车车厢内若干子系统进行无线化改造，获得若干无线化子系统；
[0046]
对原有的车厢多个子系统的有线车载网络线缆连接方式进行改造，替换成无线连接方式，即各子系统之间全部通过无线方式进行通信。
[0047]
s2，将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接；
[0048]
针对各子系统的特点，分成对时间敏感的第一子系统集合和对时间不敏感的第二子系统，不同类型的子系统对通信指标的要求是有区别的；
[0049]
其中，车厢内无线组网针对非关键子系统采用星型组网，对于关键子系统采用双归属备份无线组网，关键子系统集成2个无线通信模组，与无线骨干网节点构成冗余通信链路。从安全角度出发，时间不敏感子系统只需要集成一个无线通信模组，简称无线终端设备(wled，wireless end device)，时间敏感子系统需要需要集成2个无线通信模组，简称安全无线终端设备(wled-s，wireless end device-safety)，与无线终端设备通信的无线ecn简称无线组成网(wlcn，wireless consist network)，与安全无线终端设备通信的无线ecn简称安全无线组成网(wlcn-s，wireless consist network-safety)。
[0050]
上述两类子系统分别和对应的无线组成网进行连接，再接入骨干通信网。
[0051]
s3，所述第一无线组成网和所述第二无线组成网分别接入etb网络，完成所述若干子系统之间的通信。
[0052]
对应的无线组成网最后分别接入etb骨干网中，使得各子系统之间进行无线通信。
[0053]
本发明实施例通过提供的车厢无线通信组网方案，并提供备份组网，实现了关键车载子系统的冗余备份，在确保列车的安全运行的同时，无线通信的应用有效减少了车载线缆的数量，并降低了设备成本和维护难度，提高了系统功能升级的灵活性。
[0054]
基于上述实施例，该方法中步骤s1具体包括：
[0055]
将所述列车车厢内连接所述第一子系统集合的车载网络线缆替换为无线连接，获取并测试所述第一子系统集合的无线性能指标；
[0056]
待所述无线性能指标满足预设性能指标后，将连接所述第二子系统集合的车载网络线缆替换为无线连接，直至完成所有子系统的无线化改造，得到所述若干无线化子系统。
[0057]
具体地，由于无线改造工程量较大，对各系统的改造按照分步骤来进行，首先对第二子系统集合，即时间不敏感子系统进行无线化改造，待无线通信技术的时延、丢包、抖动等性能逐步稳定并满足时间敏感子系统传输要求后再对第一子系统，即时间敏感子系统进行无线化，这样能确保整体改造能平稳过渡。
[0058]
本发明实施例实现了整车网络的无线化，避免大量线缆的使用，有效降低设备成本和运维难度，提高系统升级的灵活性。
[0059]
基于上述任一实施例，该方法中步骤s2具体包括：
[0060]
在每节车厢内部署两个并行冗余备份的etb节点；
[0061]
所述第一无线组成网汇聚所述第一子系统集合的数据，采用预设连接方式并通过5g v2x模组与所述两个并行冗余备份的etb节点分别进行连接；
[0062]
所述第二无线组成网汇聚所述第二子系统集合的数据，采用所述预设连接方式并通过所述5g v2x模组与所述两个并行冗余备份的etb节点中的任一个节点进行连接。
[0063]
具体地，本发明实施例采用基于5g v2x的无线通信方案，如图2所示，每节车厢里部署2个车载骨干网etb节点，etb采用并行冗余备份，wlcn骨干网络和终端都采用车载5g v2x模组通信。wlcn-s汇聚关键子系统的数据并通过路由器，此处如果子系统多，etb接口不足需要加路由器，分别接入并行冗余的etb骨干网，wlcn汇聚非关键子系统的数据并通过路由器接入一路wltb，由于v2x采用广播机制，每个子系统集成一个v2x模组即可，关键子系统需要做无线网络的冗余备份，需要分别接入2个备份的wlcn-s，普通的子系统只接入一个wlcn即可。
[0064]
本发明实施例采用的5g v2x技术，基于5g网络的低时延、高可靠性等优势，提供良好的网络性能，同时采用专用频点，有效克服干扰问题。
[0065]
基于上述任一实施例，该方法中步骤s2还包括：
[0066]
在每节车厢内部署两个并行冗余备份的etb节点；
[0067]
所述第一无线组成网汇聚所述第一子系统集合的数据，采用预设连接方式并通过wifi6模块与所述两个并行冗余备份的etb节点分别进行连接；
[0068]
所述第二无线组成网汇聚所述第二子系统集合的数据，采用所述预设连接方式并通过所述wifi6模块与所述两个并行冗余备份的etb节点中的任一个节点进行连接。
[0069]
具体地，本发明实施例采用基于wifi6的无线通信方案，如图3所示，每节车厢里部
署2个车载骨干网etb节点，etb采用并行冗余备份，wlcn骨干网络和终端都采用wifi6模块通信。wlcn-s汇聚关键子系统的数据并通过路由器，此处如果子系统多，etb接口不足需要加路由器，分别接入并行冗余的etb骨干网，wlcn汇聚非关键子系统的数据并通过路由器接入一路wltb，关键子系统需要做无线网络的冗余备份，需要分别接入2个备份的wlcn-s，普通的子系统只接入一个wlcn即可。
[0070]
wifi6技术的优势是基于相比前几代的wifi技术可以提供更高的吞吐量、更低的时延和更多的接入终端数量，可以提供良好的网络性能。wifi6可以同时支持上行与下行mu-mimo，这使得多个用户可以同时进行上传与下载，进一步提升了频谱效率，使得上行传输时间大幅度缩短，降低用户使用网络的时间。相对于wifi5的ofdm技术，wifi6采用了更先进的ofdma技术，允许多个用户共享同一个信道，提高了信道使用效率，减少用户排队转发时间，降低传输时间。该特性特别适用于车载模块低数据量、高频率通信，可有效减少频谱冲突与排队等待时间，有效降低传输时延。wifi6同时支持2.4g和5g两个频段，相比传统2.4g干扰问题更好解决，成本更低。
[0071]
基于上述任一实施例，该方法中步骤s2还包括：
[0072]
在每节车厢内部署两个并行冗余备份的etb节点；
[0073]
所述第一无线组成网汇聚所述第一子系统集合的数据，采用预设连接方式并通过5g v2x模组与所述两个并行冗余备份的etb节点分别进行连接；
[0074]
所述第二无线组成网汇聚所述第二子系统集合的数据，采用所述预设连接方式并通过wifi6模块与所述两个并行冗余备份的etb节点中的任一个节点进行连接。
[0075]
具体地，本发明实施例采用基于5g v2x和wifi6的混合组网方案，如图4所示，融合了前述实施例的2种技术，安全子系统考虑到时延、丢包等性能采用5g v2x技术，非安全子系统采用wifi6技术进行无线通信。这样可以充分发挥2种技术的优势，既有效保证了安全子系统的性能，也可以在满足非安全子系统通信的基础上兼顾了成本。
[0076]
每节车厢里部署2个车载骨干网etb节点，etb采用并行冗余备份，wlcn骨干网络和终端都采用wifi6模块通信。wlcn-s汇聚关键子系统的数据并通过路由器通过5g v2x模组接入，此处如果子系统多，etb接口不足需要加路由器，分别接入并行冗余的etb骨干网，wlcn汇聚非关键子系统的数据并通过路由器接入一路wltb，关键子系统需要做无线网络的冗余备份，需要分别接入2个备份的wlcn-s，普通的子系统只接入一个wlcn即可。
[0077]
本发明实施例实现了基于全无线通信的车厢内组网结构，简化了车载网络，实现了车载子系统的接口统一化；同时，实现了无线网络的冗余备份组网方案，有效保证了车载子系统的传输可靠性。
[0078]
下面对本发明实施例提供的用于列车车厢内的无线通信系统进行描述，下文描述的用于列车车厢内的无线通信系统与上文描述的用于列车车厢内的无线通信系统可相互对应参照。
[0079]
图5是本发明实施例提供的一种用于列车车厢内的无线通信系统的结构示意图，如图5所示，包括：改造模块51、第一组网模块52和第二组网模块53；其中：
[0080]
改造模块51用于对列车车厢内若干子系统进行无线化改造，获得若干无线化子系统；第一组网模块52用于将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组
成网相连接；第二组网模块53用于所述第一无线组成网和所述第二无线组成网分别接入etb网络，完成所述若干子系统之间的通信。
[0081]
本发明实施例通过提供的车厢无线通信组网方案，并提供备份组网，实现了关键车载子系统的冗余备份，在确保列车的安全运行的同时，无线通信的应用有效减少了车载线缆的数量，并降低了设备成本和维护难度，提高了系统功能升级的灵活性。
[0082]
图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(communicationinterface)620、存储器(memory)630和通信总线(bus)640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行用于列车车厢内的无线通信方法，该方法包括：对列车车厢内若干子系统进行无线化改造，获得若干无线化子系统；将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接；所述第一无线组成网和所述第二无线组成网分别接入etb网络，完成所述若干子系统之间的通信。
[0083]
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0084]
另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的用于列车车厢内的无线通信方法，该方法包括：对列车车厢内若干子系统进行无线化改造，获得若干无线化子系统；将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接；所述第一无线组成网和所述第二无线组成网分别接入etb网络，完成所述若干子系统之间的通信。
[0085]
又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的用于列车车厢内的无线通信方法，该方法包括：对列车车厢内若干子系统进行无线化改造，获得若干无线化子系统；将所述若干无线化子系统中的第一子系统集合采用双归属备份组网方式与第一无线组成网相连接，剩余的第二子系统集合采用星型组网方式与第二无线组成网相连接；所述第一无线组成网和所述第二无线组成网分别接入etb网络，完成所述若干子系统之间的通信。
[0086]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其
中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0087]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0088]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。