一种基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法和系统与流程

1.本发明涉及偏僻区域通讯技术领域，尤其涉及一种基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法和系统。


背景技术：

2.中国的铁路网分布广泛，铁路机车大部分时间行驶在偏远地区，如偏远地区发生一些特殊状况，比如山体滑坡、龙卷风、落石、行人在轨道等，将造成多列机车长时间在偏远地区停留等待，更甚发生交通事故人员伤亡；此时，就需要一种新的方法和系统，对偏远地区的路况、自然条件等行车的安全信息数据进行快速、完整获取分析，及时调整列车行程以应对各种突发状况造成的交通问题。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于针对现有技术中无法快速获取分析机车行驶经过的偏远地区的形成安全信息数据的缺点，提供一种基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法和系统。
4.为实现上述目的，本发明基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法，包括以下步骤：
5.步骤s100：信息孤岛收集监控数据信号，并将监控数据信号与存储的事件特征信号进行比对，比对匹配并确认事件，根据定义的事件等级排序规则，将事件监控数据按等级顺序传输至行驶至信息孤岛的机车；
6.步骤s200：机车根据列车信息表计算会车时的会车机车到达其最近通讯基站的时长t1，及本机车到达最近通讯基站的时长t2，如t1《t2，则本机车将事件监控数据传输给会车机车；
7.步骤s300：机车或会车机车行驶至通讯基站，通过通讯基站将事件监控数据传输给数据中心。
8.优先地，所述方法还包括以下步骤：机车行驶至通讯基站，机车获取数据中心传输的前方信息孤岛的状态数据并更新存储；机车行驶至信息孤岛，机车获取信息孤岛的当前状态数据，并与存储的状态数据进行比对，如有变动，则将变动的状态信息进行存储；机车行驶至通讯基站，机车将变动的状态数据传输给数据中心。
9.优先地，所述方法还包括以下步骤：机车行驶至通讯基站，机车获取对信息孤岛的操作指令数据；机车行驶至信息孤岛，机车将对信息孤岛的操作指令数据传输给信息孤岛。
10.优先地，所述步骤s100中的机车通过设置天线与信息孤岛通讯连接。
11.优先地，所述步骤s100中的信息孤岛是通过多路径冗余连接方式将监控数据传输至机车。
12.此外，为实现上述目的，本发明还提供基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快
速获取系统，包括：机车、数据中心、信息孤岛；
13.所述机车，作为信息数据传输的移动中介，用于接收所述信息孤岛发送的监控数据，用于将监控数据传输至所述数据中心，用于计算会车时的会车机车到达其最近通讯基站的时长t1，及本机车到达最近通讯基站的时长t2，如t1《t2，则本机车将事件监控数据传输给会车机车；
14.所述数据中心，用于接收监控数据；
15.所述信息孤岛，用于收集并发送监控数据；
16.所述信息孤岛包括多个信息节点，多个所述信息节点包括处理单元、存储单元、信号传输单元和监控终端，所述监控终端用于收集监控数据，所述存储单元用于存储事件特征信号和事件等级排序规则，所述处理单元用于对监控数据信号与事件特征信号进行比对匹配，及事件等级排序，所述信号传输单元用于将事件监控数据传输至机车。
17.优选地，所述机车，还用于接收并存储所述数据中心发送的状态数据，还用于接收所述信息孤岛传输的当前状态数据，并与存储的状态数据进行比对，如有变动，则将变动的状态信息进行存储，并将变动的状态数据传输至数据中心。
18.优选地，所述机车，还用于接收并存储所述数据中心发送的操作指令数据，还用于将操作指令传输至所述信息孤岛。
19.优选地，所述数据中心还用于对监控数据和状态数据进行分析处理，并根据分析结果输出对应的操作指令。
20.优选地，所述信息孤岛还包括太阳能供电装置或风能供电装置，所述太阳能供电装置或风能供电装置对所述信息节点进行电力供电。
21.本发明提供的一种基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法具有以下有益效果：信息孤岛收集监控数据信号，并将监控数据信号与存储的事件特征信号进行比对，比对匹配并确认事件，根据定义的事件等级排序规则，将事件监控数据按等级顺序传输至行驶至信息孤岛的机车；确保了影响机车行车安全的优先级更高的监控数据更完整、更快速地传送给信息移动载体机车；机车根据列车信息表计算会车时的会车机车到达其最近通讯基站的时长t1，及本机车到达最近通讯基站的时长t2，如t1《t2，则本机车将事件监控数据传输给会车机车，机车行驶至通讯基站，通过通讯基站将事件监控数据传输给数据中心；实现了在整个铁路网中更快速度将监控数据传回至数据中心，从而实现了更快速度地调整列成行车行程，避免在突发状况中造成的交通问题。
附图说明
22.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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图：
23.图1所示为本发明一个实施例提供的基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法的流程示意图；
24.图2所示为本发明一个实施例提供的基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取系统的系统模块结构示意图；
25.图3所示为本发明一个实施例提供的基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法中的信息节点中继中转示意图；
具体实施方式
26.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
27.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
28.本发明总的思路是：针对现有技术中无法快速分析且完整机车行驶经过的偏远地区的形成安全信息数据的缺点，本发明中的信息孤岛收集监控数据信号，并将监控数据信号与存储的事件特征信号进行比对，比对匹配并确认事件，根据定义的事件等级排序规则，将事件监控数据按等级顺序传输至行驶至信息孤岛的机车；确保了影响机车行车安全的优先级更高的监控数据更完整、更快速地传送给信息移动载体机车；机车根据列车信息表计算会车时的会车机车到达其最近通讯基站的时长t1，及本机车到达最近通讯基站的时长t2，如t1《t2，则本机车将事件监控数据传输给会车机车，机车行驶至通讯基站，通过通讯基站将事件监控数据传输给数据中心；实现了在整个铁路网中更快速度将监控数据传回至数据中心，从而实现了更快速度地调整列成行车行程，避免在突发状况中造成的交通问题。
29.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
30.参照图1，图1所示为本发明一个实施例提供的一种基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法的流程示意图，在本实施例中，一种基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取方法，包括：
31.步骤s100：信息孤岛收集监控数据信号，并将监控数据信号与存储的事件特征信号进行比对，比对匹配并确认事件，根据定义的事件等级排序规则，将事件监控数据按等级顺序传输至行驶至信息孤岛的机车；
32.具体地，在本发明一个实施例中，信息孤岛指的是无法通过无线基站上传数据的偏远区域，偏远区域失去与无线基站通讯连接时成为信息孤岛，在本发明中，信息孤岛为机车轨道沿线附近的无法与无线基站通讯的区域。参考图3，信息孤岛具有多个边缘计算信息节点，以最靠近铁路轨道的信息节点为中继，可以中转其他离铁路较远的信息节点的数据，这样可以延长传输距离，增加信息岛覆盖范围。
33.信息节点具有监控、存储、通讯、处理功能，其通过在各个信息节点设置各种传感器来收集各种监控信号，如大风引起的物体剧烈摇摆和风的啸叫声可能被摄像头、音频传感器所捕捉，又如轨道附近落石引起的振动，可能被振动传感器所述捕捉等，个信息节点存储了各种典型事件监控信号特征，如大风事件为物体剧烈摇摆的图像和风啸叫声的音频，如落石事件为高处掉落的图像、落地的音频及振动的震感波纹等，信息节点将各种传感器
捕捉到的监控数据信号与存储的事件特征信号进行比对匹配并确认事件处理，如摄像头、音频传感器捕捉到了物体剧烈摇摆和风的啸叫声，两种传感器在同一时段发生了相关特征波形即可确认该事件为大风事件，又比如音频传感器、振动传感器、摄像头铺捉到了物体下落引起的振动、音频、图像信号的变化，该三种传感器中两种及以上在同一时段发生的相关特征波形可用于确认落石事件。
34.进一步地，在本发明一个实施例中，在信息节点的存储中还存储了自定义事件等级排序规则，该规则按事件发生对行车安全严重性的大小进行分类，例如影响到正常行车的落石、地基沉降等列为一级严重事件，暴雨、大风等可能影响行车安全的事件列为二级严重事件，小雨、大风等对行车安全影响不大的列为一般事件，一级严重事件的严重性大于二级严重事件的严重性，二级严重事件的严重性大于一般事件的严重性，信息节点根据事件严重性的大小，将事件监控数据按等级顺序传输至行驶至信息孤岛区域的机车，即一级严重事件的监控数据优先传输发送，二级严重事件的监控数据次之，一般事件的监控数据排最后，这样确保了在监控数据量较大、机车在信息孤岛区域内与信息节点通讯连接时间较短的情况下，一级严重事件的监控数据能完整传送完毕，并能在第一时间进行传送。在相同的严重级别的事件中，优先传输更加匹配事件信号特征的事件，例如在轨道附近落石引起振动、音频、图像信号的变化，则三种传感器同时符合信号特征的事件优先级高于两种传感器同时符合信号特征的事件。
35.信息孤岛将监控数据传输给机车，需要机车行驶至信息孤岛区域，与信息节点建立通讯连接，信息节点具有信号传输功能，机车通过设置天线与信息节点建立通讯连接，天线优选设置在机头。
36.为了进一步确保信息孤岛的事件监控数据完整的传输到机车上，优选地，信息孤岛是通过多路径冗余连接方式将事件监控数据传输至机车。也即在传输的整个过程中，当某些通信链路在传输中因行车或遮挡断开时，至少保持一条信息孤岛与机车联通的通信链路，以确保信息的收发能够准确完成。
37.步骤s200：机车根据列车信息表计算会车时的会车机车到达其最近通讯基站的时长t1，及本机车到达最近通讯基站的时长t2，如t1《t2，则本机车将事件监控数据传输给会车机车；
38.具体地，在本发明一个实施例中，机车通过数据中心事先提供的列车时刻表，确定最近将与本机车会车的机车的行程，在会车时，计算会车机车到达其行程中最近的通讯基站的时长t1，同时计算本机车达到其行程中最近的通讯基站的时长t2，如t1《t2，则本机车将事件监控数据传输给会车机车，由会车机车通过通讯基站上传给数据中心。在本发明中，由于机车和会车机车作为整个铁路网中的一个普通机车，会车机车同样可作为携带并存储了事件监控数据的机车，进一步地，如t1》t2，则本机车获取会车机车传输的事件监控数据，由本机车将会车机车的事件监控数据一起上传给数据中心。
39.具体地，在本发明一个实施例中，机车通过数据中心事先提供的列车时刻表，确定最近将与本机车会车的机车的行程，比较本车到达最近的通讯基站时长ta，以及现在到会车时刻的时长tb1与会车后对面机车到达最近的通讯基站的时长tb2之和tb，tb＝tb1+tb2，如tb《ta，则本机车将事件监控数据传输给会车机车，由会车机车通过通讯基站上传给数据中心。在本发明中，由于机车和会车机车作为整个铁路网中的一个普通机车，会车机车同样
可作为携带并存储了事件监控数据的机车，进一步地，如tb≥ta，则本机车获取会车机车传输的事件监控数据，由本机车将会车机车的事件监控数据一起上传给数据中心。以会车传输的方式，实现了在整个铁路网中更快速度将监控数据传回至数据中心，从而实现了更快速度地调整列成行车行程，避免在突发状况中造成的交通问题。
40.步骤s300：机车或会车机车行驶至通讯基站，通过通讯基站将事件监控数据传输给数据中心。
41.当机车到达通讯基站附近，通过通讯基站与数据中心建立通讯连接，将存储的事件监控数据传输给数据中心，成功上传数据后，机车可以释放存储该数据部分的存储空间。
42.为了及时准确地获取信息孤岛的各个信息节点的状态，如监控设备是否打开，信号通讯系统信号发送的频率和功率等，在本发明一个实施例中，还包括以下步骤：机车行驶至通讯基站，机车获取数据中心传输的前方信息孤岛的状态数据并更新存储；机车行驶至信息孤岛，机车获取信息孤岛的当前状态数据，并与存储的状态数据进行比对，如有变动，则将变动的状态信息进行存储；机车行驶至通讯基站，机车将变动的状态数据传输给数据中心。
43.机车达到通讯基站附近，通过通讯基站与数据中心建立连接，从数据中心查询获取前方运行路线附近的信息孤岛状态数据，将信息孤岛状态数据保存到机车内的数据存储器中，机车在于数据中心保持连接的时候，按一定时间间隔定期查询前方运行线路附近的信息孤岛状态数据并更新，存储好状态数据好；机车行驶至信息孤岛处，从信息孤岛获取当前的状态数据，参照存储的信息孤岛的状态数据并与之进行比对，如有变动，则将变动的状态数据进行存储；机车再次行驶至通讯基站，机车将变动的状态数据传输给数据中心，保证了机车保存的信息孤岛的状态数据与数据中心保持的信息孤岛状态数据同步一致。
44.为了根据监控需求，实现对各个信息节点传输操作指令进行远程调节，该操作指令可包括对图像、视频、音频、振动、加速度、光学、力学等传感器及信号传输设备的控制信号。优选地，可包括对监控摄像头拍摄角度的调整、对信息孤岛的信号传输装置发送频率、发射功率进行调整等。在本发明一个实施例中，还包括以下步骤：机车行驶至通讯基站，机车获取对信息孤岛的操作指令数据；机车行驶至信息孤岛，机车将对信息孤岛的操作指令数据传输给信息孤岛。
45.机车行驶至通讯基站处，与通讯基站建立通讯连接，机车从数据中心处获取对信息孤岛的操作指令数据并保存在车内的数据存储器中；机车行驶至信息孤岛处，机车将对信息孤岛的操作指令传输给信息孤岛的各个信息节点，信息节点经过处理，将操作指令传送给具体的每个功能设备，各个功能设备根据操作指令进行调整。实现了远程对信息孤岛的调整和控制。
46.基于以上方式，信息孤岛收集监控数据信号，并将监控数据信号与存储的事件特征信号进行比对，比对匹配并确认事件，根据定义的事件等级排序规则，将事件监控数据按等级顺序传输至行驶至信息孤岛的机车；确保了影响机车行车安全的优先级更高的监控数据更完整、更快速地传送给信息移动载体机车；机车根据列车信息表计算会车时的会车机车到达其最近通讯基站的时长t1，及本机车到达最近通讯基站的时长t2，如t1《t2，则本机车将事件监控数据传输给会车机车，机车行驶至通讯基站，通过通讯基站将事件监控数据传输给数据中心；实现了在整个铁路网中更快速度将监控数据传回至数据中心，从而实现
了更快速度地调整列成行车行程，避免在突发状况中造成的交通问题。
47.相应地，本发明还提供一种基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取系统，参照图2，图2所示为本发明一个实施例提供的一种基于机车行驶经过的信息孤岛信息数据快速获取系统的系统模块结构示意图，该系统通过上面所讲述的快速获取方法对信息孤岛的信息进行快速获取，该系统包括机车、数据中心、信息孤岛；信息孤岛包括多个信息节点，多个信息节点包括处理单元、存储单元、信号传输单元和监控终端，监控终端用于收集监控数据，存储单元用于存储事件特征信号和事件等级排序规则，处理单元用于对监控数据信号与事件特征信号进行比对匹配，及事件等级排序，信号传输单元用于将事件监控数据传输至机车。
48.具体地，机车，还用于接收并存储数据中心发送的状态数据，还用于接收信息孤岛传输的当前状态数据，并与存储的状态数据进行比对，如有变动，则将变动的状态信息进行存储，并将变动的状态数据传输至数据中心。
49.具体地，机车，还用于接收并存储数据中心发送的操作指令数据，还用于将操作指令传输至信息孤岛。
50.具体地，数据中心还用于对监控数据和状态数据进行分析处理，并根据分析结果输出对应的操作指令。
51.偏远地区的信息孤岛一般不方便从远处布置电源线缆连接，由于信息孤岛一般也只需间歇性的出发数据采集，数据通讯也仅仅短时间需要，不进行数据采集和数据通信的时间间歇可以进入休眠状态，节省电力。本发明利用了太阳能或风能就地取电供电方式，这些供电方式刚好能满足非连续工作。具体地，信息孤岛还包括太阳能供电装置或风能供电装置，太阳能供电装置或风能供电装置对信息节点进行电力供电。
52.铁路机车经过的时候信息孤岛需要从休眠状态唤醒进入工作状态，从而能够传输数据，所以间歇工作的信息孤岛优选地能够支持通过无线方式唤醒进入工作状态，信息孤岛同时支持定式唤醒功能，按设定的时间采集数据，等待与机车通讯。
53.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
54.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
55.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任
何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
56.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
57.本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
58.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。