一种用于铁路运输的无线通信系统的制作方法

专利名称：一种用于铁路运输的无线通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于铁路运输的无线通信系统，具体地，涉及一种使用全球微波 互联接入(WiMAX)技术的无线通信系统。
背景技术：
在铁路运输中，为了提高运输效率，采取了万吨级重载列车、移动闭塞、可视化安 全监控等技术手段，这对铁路无线通信的安全性、可靠性提出了更高的要求。目前在铁路上 采用的解决重载列车运输的通信手段有GSM-R(GSM for Railways)，这种技术属于窄带的 通信系统。GSM-R是在通用的公共无线通信系统GSM平台的基础上专门为满足铁路应用而 开发的数字式的无线通信系统。GSM-R汲取了 GSM十多年来的发展成果，又专门针对铁路各 种不同的需求开发了许多功能。从集群通信的角度来看，GSM-R是一种数字式的集群系统， 能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。
但是GSM-R是一种窄带的无线通信系统，尽管在列车控制、应急通信、同步操控等 得以应用，但由于该系统的通信带宽极为有限，不能满足对移动列车的众多业务的通信需 求，制约了将来新信息技术在铁路无线通信上的应用和发展。另外，GSM-R用到的基站密度 大，使得造价较高，且不是基于IP技术，结构比较复杂，对将来的技术升级、新技术应用带 来难度。发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种能够满足列车各种通信需求的宽带 无线通信系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于铁路运输的无线通信系统，其中，该无线 通信系统包括移动终端；WiMAX网络实体，包括至少一个基站，所述基站与核心网络设备 通信，该基站用于无线接收所述移动终端发出的信息，并将该信息传送到该核心网络设备， 核心网络设备，用于接收来自基站的所述信息，将该信息传送到应用服务器；以及至少一个 应用服务器，用于从接收到的所述信息中提取与业务相关联的业务数据，响应于该业务数 据而生成响应信息，并经由所述核心网络设备将该响应信息传送到基站；基站还用于接收 所述响应信息，并将该响应信息无线传送到所述移动终端。
本发明提供的用于铁路运输的无线通信系统，移动终端与应用服务器之间采用 WiMAX网络进行通信，由于WiMAX网络通信带宽较宽、抗干扰性强以及稳定性高，能够很好 地适应移动列车的各种业务的通信需求，从而保障铁路运输的高效率、可靠性。


下面以附图的形式示出了本发明的一些实施方式，应当理解，这些附图是示例性 而非限定性的，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件，其中
图1是根据本发明的一个实施方式的用于铁路运输的无线通信系统的结构示意图2是根据本发明的一个实施方式的基站的结构框图3是根据本发明的一个实施方式的无线通信系统应用于机车同步控制的示意 图4是根据本发明的一个实施方式的无线通信系统应用于列尾通信的示意图5是根据本发明的一个实施方式的列尾通信应用结构图6是根据本发明的一个实施方式的列头车载模块与列尾车载模块之间建立唯 一对应关系的流程图7是根据本发明的一个实施方式的列头车载模块与列尾车载模块之间传递列 尾信息的通信过程的流程图8是根据本发明的一个实施方式的列头车载模块与列尾车载模块之间传递列 尾信息的另一通信过程的流程图9a和图9b是根据本发明的一个实施方式的列头车载模块与列尾车载模块之间 解除唯一对应关系的流程图10是根据本发明的一个实施方式的无线通信系统应用于列车移动闭塞的结构 图；以及
图11示出了列车的速度曲线和安全间距。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式做进一步描述。
图1是根据本发明的一个实施方式的用于铁路运输的无线通信系统的结构示意 图。如图1所示，根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于铁路运输的无线通信系统， 其中，该无线通信系统包括移动终端(未示出)；WiMAX网络实体，包括至少一个基站20， 该基站20与核心网络设备10通信，用于无线接收移动终端发出的信息，并将该信息传送 到该核心网络设备10，核心网络设备10，用于接收来自基站20的所述信息，将该信息传送 到应用服务器30 ；以及应用服务器30，从接收到的所述信息中提取与业务相关联的业务数 据，响应于该业务数据而生成响应信息，并经由所述核心网络设备10将该响应信息传送到 基站20 ；基站20还用于接收该响应信息，并将该响应信息无线传送到所述移动终端。
这里，核心网络设备10和基站20 —起统称为WiMAX网络。核心网络设备10是 WiMAX网络的中枢，其主要可以包括交换机11 ；接入网络(ASN)网关，所述基站20经由该 接入网络网关12与该交换机11通信；AAA服务器13，与该交换机11通信，用于对与核心网 络设备10通信的所述移动终端进行许可、授权和计费；以及域名服务器14 (DNS)，与该交换 机11通信，用于标识所述移动终端；所述应用服务器30与该交换机11通信。
此外，核心网络管理设备还可以包括网管服务器15，该网管服务器15与该交换机 11通信，用于对整个网络的资源调配、故障与性能监测。
以上所述的核心网络设备10中的各个组件的结构以及应用的基本相关协议为本 领域技术人员所公知，这里不再赘述。其中AAA服务器13、网管服务器、DNS以及应用服务 器30与交换机11的相应端口连接，其连接方式可以是以太网连接。
核心网络设备10可以部署在合适的位置。例如，如果需要对一段铁路运输段应用该无线通信系统，则核心网络设备10可以部署在起点站、终点站或起点站与终点站之间的 任意位置(例如中间的火车站)。
铁路是一个狭长的线状线路，因此，基站20的部署也应当依据铁路线路来部署。 无线通信系统可以包括多个基站20，该多个基站20沿铁路线被部署，且相邻两个基站20在 地理位置上间隔一定距离。相邻两个基站20之间间隔的距离与选用的基站20的覆盖能力 有关。一般来说，如果采用HataRural (乡村)无线信道模型，则覆盖半径至少达到5km，因 此相邻两个基站20之间的距离可以接近10km。但是为了保证无线信号强度，可以采用小区 部分重叠，即相邻两个基站20的覆盖范围发生重叠，因此依据实际情况，可以将相邻两个 基站20之间的距离设定在5-6km，这样，在移动终端实现小区切换时，能有效降低丢包率。 基站20通过有线的方式与核心网络设备10通信。
进一步地，如果起点站与终点站之间的距离比较远，也就意味着部署的基站20数 增多，有些基站20离核心网络设备10也会越远。这种情况下可以使用一个或多个交换机， 这些基站20通过交换机或交换机组与核心网络设备10进行通信。基站20与交换机、交换 机与核心网络设备10以及交换机之间的通信方式可以例如是光纤通信的有线通信方式。
图2是根据本发明的一个实施方式的基站20的结构框图。如图2所示，除了在典 型的基站20中可以找到的组件外，基站20还包括处理器22、收发信机M以及天线沈。处 理器与收发信机通信，收发信机与处理器和天线通信，天线可以是多输入多输出(MIMO)天 线，用于促进无线通信的发射与接收。处理器可以被配置成与核心网络设备10通信(具体 地，通过ASN网关与交换机11通信)，接收经由收发信机和天线接收到的移动终端发送的与 业务相关联的信息，将该信息发送到核心网络设备10，并接收核心网络设备10发送的业务 响应信息，经由收发信机和天线传送到移动终端。
在建立了用于铁路运输的无线通信系统后，可以将其应用到铁路运输中。因此，应 用服务器30可以提供的业务有很多，例如但不限于机车同步操控业务、移动闭塞业务、列 尾通信业务、无线列调业务、视频监控业务等。以下将详细说明其中的几种业务。
机车同步控制
随着铁路运输的不断发展，在铁路干线电力牵引运行中，一台机车牵引往往满足 不了运输的要求，因此需要采用多机牵引。采用多机牵引可以使线路的通过能力大大增加， 提高铁路运输的经济指标。在使用多机牵引时，目前最常见的运行方式为重联运行方式，即 由一个司机操纵一台主车主控机车实现对多台从车从控机车的同步控制。机车无线同步操 纵技术是重联机车的核心技术之一。目前，开发有机车同步控制系统。在重联运行模式下， 主车通过机车同步控制系统将机车控制命令以无线信号方式传输至各列从车，以实现多台 机车的无线同步控制。
目前铁路干线运输使用的机车同步控制系统主要采用GSM-R网络作为通信手段。 GSM-R属于窄带通信系统，提供9. 6kbp/s的接入速率，尽管为重联运输提供了列车控制、编 组调车通信、应急通信、同步操控等功能，但由于其通信带宽极为有限，在通信网络出现不 稳定情况如弱场、切换失败等时，数据重传将导致较大的传输延时，实时性低，不能很好地 满足列车安全运行及监控的需求，且其技术较为复杂，在今后的技术升级、新技术应用方面 难度较高。
图3是根据本发明的一个实施方式的基于WiMAX无线通信系统应用于机车同步控制的示意图。参考图3，在该实施方式中，移动终端可以例如是主车车载控制单元3和至少 一个从车车载控制单元4，所述主车车载控制单元3和所述至少一个从车车载控制单元4通 过基站20和核心网络设备10 (WiMAX网络)进行通信。所述主车车载控制单元3用于在机 车重联运行期间采集来自主车的同步控制信号并将该同步控制信号发送到机车编组中的 所有从车车载控制单元4 ；所述至少一个从车车载控制单元4用于在接收到所述同步控制 信号的情况下执行从车同步控制操作。
为了获取操作完成信息，以便进行下一项机车同步控制操作，优选情况下，所述至 少一个从车车载控制单元4还用于在完成从车同步控制操作之后，发送操作完成信息到所 述主车车载控制单元3。
主车车载控制单元3与至少一个从车车载控制单元4之间采用WiMAX网络作为通 信手段。这里所述的WiMAX的全名为全球微波互联接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，是基于IEEE 802. 16标准的无线城域网技术，是继WCDMA、CDMA2000和 TD-SCDMA之后的第四个全球3G标准，采用了 OFDMA、ΜΙΜΟ、HARQ等多种技术，能够实现更远 的传输距离以及提供更高速的宽带接入。在铁路干线运输中采用WiMAX作为机车重联运行 通信手段，在网络出现问题的情况下能够快速重传，保证了同步控制信令的实时性。
这里要说明的是，以下提到的应用服务器30与主车车载控制单元3和所述至少一 个从车车载控制单元4之间的通信都是通过WiMAX网络来通信的，为描述简要，以下不再特 别指出。
优选情况下，本发明提供的机车同步控制系统还可以包括主车和至少一列从车， 所述主车车载控制单元3和所述至少一个从车车载控制单元4分别设置在所述主车和所述 至少一列从车上。
车载控制单元是指设置在机车上，用于发送或接收机车同步控制信号，并根据该 同步控制信号执行对机车的同步控制的控制组件。为了实现机车的重联运行，机车可以按 照运行的实际要求进行机车编组，机车编组中的主控机车上设置有主车车载控制单元3，以 对主控机车的动作进行控制，机车编组中的从控机车上设置有从车车载控制单元4，以对从 车的动作进行控制。
在机车重联运行期间，当主车司机通过操作主控机车上的控制手柄来改变主车 工况、如对主车进行加速、减速、制动等控制时，主车车载控制单元3通过设置在主控机车 上的、用于探测控制手柄的动作并将其转换为信号输出的传感器来采集主车的同步控制信 号，并将其发送机车编组内的所有从车的从车车载控制单元4，以实现对从车的同步控制。 在机车编组内的所有从车完成了同步控制操作之后，机车编组内的从车的从车车载控制单 元4将操作完成信息发送到主车车载控制单元3，由此，主车司机可以从主车车载控制单元 3读取操作完成信息，以便进行下一项同步操作。
为了实现机车的重联运行，需要在机车运行之前对主控机车和从控机车进行注 册、风管测试及机车编组。因此，根据本发明的一个实施方式，所述主车车载控制单元3和 所述至少一个从车车载控制单元4通过核心网络设备10和基站20与所述应用服务器30 通信；所述主车车载控制单元3还用于向所述应用服务器30发送主车注册信息，所述至少 一个从车车载控制单元4还用于向所述应用服务器30发送从车注册信息；所述应用服务器 30用于根据接收到的所述主车注册信息和所述从车注册信息判断主车和所述从车注册信息所对应的从车是否已经注册，并在主车和所述从车注册信息所对应的从车尚未注册的情 况下，对主车和所述从车注册信息所对应的从车进行注册和预编组，并将主车注册成功信 息发送到预编组内的主车车载控制单元3，将从车注册成功信息发送到预编组内的所有从 车车载控制单元4，同时将接收到的所述主车注册信息和所述从车注册信息发送到预编组 内的主车车载控制单元3和所有从车车载控制单元4。
所述应用服务器30包括地面编组服务器和监测与查询分析子系统，所述地面编 组服务器是指专用于铁路干线运输的、用于为机车同步控制系统中的车载控制单元提供注 册与注销、预编组、编组与解编组、通信链路维护的服务器；所述监测与查询分析子系统是 指用于与所述地面编组服务器进行信息交互、对同步控制信息传递过程进行监测与统计查 询、分析的子系统。
根据本发明的一个实施方式，所述主车车载控制单元3包括主车控制模块1和主 车通信模块2，每个从车车载控制单元4包括从车控制模块5和从车通信模块6。主、从车 控制模块设置在主、从车车载控制单元中，为用于发送和接收机车同步控制信号，并根据同 步控制信号执行对机车的同步控制的组件，所述主、从车通信模块为用于转发所述机车同 步控制信号的组件，所述主、从车控制模块通过通信接口与所述主从车通信模块连接，所述 主车车载控制单元3和所述至少一个从车车载控制单元4分别通过主车通信模块2和至少 一个从车通信模块6来发送和接收信号。
根据本发明的一个实施方式，对主车和从车的注册和预编组流程为首先由机车 司机通过主车控制模块1和从车控制模块5填入主车注册信息和从车注册信息，所述主车 注册信息和从车注册信息包括本车车型、本车车号、主车车型、主车车号、从车车型、从车车 号、主从设置以及车辆数。填写完成后，分别由主车控制模块1或从车控制模块5将主车注 册信息或从车注册信息发送到主车通信模块2或车通信模块6 ；所述主车通信模块2或车 通信模块6中设置有定时器，用于对主车或从车的注册过程进行计时；在接收到注册信息 之后，所述主车通信模块2或从车通信模块6首先对接收到的信息进行数据类型判断，在确 定数据类型为注册数据的情况下，向应用服务器30发送建立通信链路请求；
如果在注册过程中，主车通信模块2或从车通信模块6与应用服务器30发生了通 信中断，则主车通信模块2或从车通信模块6开启其定时器，通过所述定时器进行中断时间 判断。如果在定时器额定时间期限内通信恢复正常，则按照注册流程继续进行注册，并在注 册成功后由应用服务器30向主车通信模块2或从车通信模块6返回注册成功信息，同时主 车通信模块2或从车通信模块6在接收到注册成功信息后关闭其定时器；如果在定时器额 定时间期限内通信中断没有恢复正常，或者主车通信模块2或从车通信模块6没有接收到 来自应用服务器30的反馈信息，则主车通信模块2或从车通信模块6向主车控制模块1或 从车控制模块5发送超时告警提示，并关闭其定时器；如果主车通信模块2或从车通信模块 6接收到来自应用服务器30的注册失败信息，则向主车控制模块1或从车控制模块5发送 该注册失败信息并关闭其定时器。优选情况下，所述定时器的额定时间期限设置为13秒。
在与应用服务器30建立通信链路之后，所述主车通信模块2向应用服务器30发 送主车注册信息，以对主车进行注册和预编组，同时主车通信模块2还向应用服务器30发 送主车认证信息；在接收到主车通信模块2发送的主车注册信息和认证信息之后，应用服 务器30判断所述主车认证信息是否合法以及根据所述主车注册信息中的编组序号判断该预编组是否已经存在；如果主车认证信息不合法且该预编组已经存在，则拒绝对主车进行 预编组，并将拒绝预编组信息通过主车通信模块2发送至主车控制模块1 ；如果主车认证信 息合法且该预编组不存在，则查询该主车注册信息中的主、从车是否在其他预编组内存在； 如果该主车注册信息中的主、从车在其他预编组内不存在，则对该主车进行预编组，并将主 车注册成功信息发送到该预编组内的主车车载控制单元3;如果该主车注册信息中的主、 从车在其他预编组内存在，则将拒绝预编组信息通过所述主车通信模块2发送至主车控制 模块1。
在与应用服务器30建立通信链路之后，所述从车通信模块6向应用服务器30发 送从车注册信息，以对从车进行注册和预编组，同时从车通信模块6还向应用服务器30发 送从车认证信息；在接收到从车通信模块6发送的从车注册信息和认证信息之后，应用服 务器30判断所述从车认证信息是否合法以及根据所述从车注册信息中的编组序号判断该 预编组是否已经存在；如果从车认证信息不合法且该预编组不存在，则拒绝对该从车进行 预编组，并将拒绝预编组信息通过从车通信模块6发送至从车控制模块2 ；如果从车认证信 息合法且该预编组存在，则查询该从车注册信息中的从车信息是否与该预编组内的从车信 息一致且主、从车是否在其他预编组内存在；如果所述从车信息与该预编组内的从车信息 一致且主、从车在其他预编组内不存在，则对该从车进行预编组，并将从车注册成功信息发 送到该预编组内的所有从车车载控制单元4 ；如果所述从车信息与该预编组内的从车信息 不一致或主、从车在其他预编组内存在，则将注册错误信息通过所述从车通信模块6发送 至从车控制模块2。
根据本发明的技术方案，所述应用服务器30还用于进行预编组内机车是否全部 完成注册的判断，应用服务器30还用于在发送了所述主车注册成功信息和所述从车注册 成功信息之后，判断预编组内的机车是否全部完成注册，在发送完成主车注册成功信息和 所有的从车注册成功信息之后，判断预编组内的机车全部完成注册，由此向预编组内的主 车车载控制单元3和所有从车车载控制单元4发送注册全部完成信息；如果未发送完成主 车注册成功信息和所有的从车注册成功信息，所述应用服务器30判断预编组内的机车没 有全部完成注册，则继续等待下一列机车注册。
如本领域技术人员所公知，如果主车与从车在同一个编组列车内，则主车与所有 从车的风管压力值应当一致，如果不一致，则说明主车和从车没有连接上，或者注册过程有 错误。为了判断预编组内的主车和从车是否真正地在一列编组里，需要对主车和从车进行 风管压力测试。
因此，在本发明的一个实施方式中，所述主车控制模块1还用于向预编组内的所 有从车车载控制单元4发送风管压力测试命令并用于对主车执行风管压力测试。主车司机 可以通过操作主车上的控制按钮通过主车控制模块1发出风管压力测试命令，以执行对主 车和从车的风管压力测试。
所述至少一个从车车载控制单元4还用于根据接收到的风管压力测试命令对所 对应的从车执行风管压力测试，并将风管压力测试结果发送到所述主车车载控制单元3。所 述风管压力测试的过程为本领域技术人员所公知。
在风管压力测试结果为预编组内的主、从车风管压力值一致的情况下，表明预编 组内的主、从车是真正地编在了一列编组内。由此，可以对预编组内的主、从车进行正式的机车编组。
根据本发明的一个实施方式，所述主车控制模块1还用于通过主车通信模块2向 所述应用服务器30发送机车编组请求。主车司机可以通过操作主车上的控制按钮通过主 车控制模块1发出机车编组请求，以对预编组内的主车和从车执行机车编组。所述应用服 务器30还用于根据接收到的机车编组请求对预编组内的主、从车进行机车编组，并将编组 完成信息和编组相关信息发送到该机车编组内的主车车载控制单元3和从车车载控制单 元4。
在列车重联运行过程中，为了了解当前通信链路的状况，及时发现故障以进行处 理，优选情况下，所述主车通信模块2和所述至少一个从车通信模块6还用于在机车重联运 行期间分别以预定时间周期发送通信链路探测信息到所述应用服务器30 ；所述应用服务 器30还用于在接收到所述通信链路探测信息后将链路正常应答信息分别发送到所述主车 通信模块2和所述从车通信模块6。
所述预定时间周期可以根据实际操作的需要进行设置，通常将所述预定时间周期 设置为3秒-10秒中的任一值，优选情况下，所述预定时间周期为5秒。可以根据接收到的 链路正常应答信息判断链路通信正常。
所述主车通信模块2和所述至少一个从车通信模块6还用于在机车重联运行期间 向所述应用服务器30发送解除机车编组和注销请求；所述应用服务器30还用于根据接收 到的解除机车编组和注销请求对该机车编组内的主车和所有从车执行解除机车编组和注 销。当机车重联运行期间出现不能恢复的异常情况(例如系统死机、某机车通信中断、机车 断电等)时，主车或从车司机可以通过操作主车或从车上的控制按钮来向应用服务器30发 送解除机车编组和注销请求，应用服务器30根据接收到的解除机车编组和注销请求对该 机车编组内的主车和从车执行解除机车编组和注销。
对于重联运行过程中通信链路暂时中断(可以恢复)的情况，由于在预定时间段 内通信链路恢复后，应用服务器30仍发送链路正常应答信息到主车通信模块2和从车通信 模块6，因此不需要对主车和从车进行解除机车编组和注销。
所述预定时间段可以根据实际操作的需要进行设置，通常将所述预定时间段设置 为3秒-10秒中的任一值，优选情况下，所述预定时间段为5秒。
在机车同步控制的应用中，由于采用了 WiMAX作为信号传输手段，技术简单，在网 络出现问题的情况下能够快速重传，保证了同步控制信令的实时性，能够满足列车安全运 行及监控的需求。
列尾通信
在我国铁路列车的运行过程中，列车尾部的风压值是列车安全运行的重要参考数 据，特别是在长大重载列车中，列车尾部的风压信息正常与否，将直接影响列车的制动效 果。目前的列尾信息传输系统利用400MHz+400KHz无线电台将牵引机车查询设备和列车尾 部的风压测试设备一对一地连接起来，从而牵引机车查询设备可实时获取风压测试设备所 测得的风压值。该列尾信息传输系统对于短距离的列车是比较有效的，但对于长大重载列 车，由于列车的头部和尾部之间的距离已经长达1. 3km或2. 6km甚至更长，再加上列车运行 过程中地理环境复杂多变，就会造成无线电台的连接距离过长，并且时断时续，使列尾风压 信息不能及时传递到牵引机车上，无法给司机采取控制措施提供帮助。
而本发明提供的无线通信系统能够克服现有技术中列尾信息传输系统对于长大 重载列车无法及时传输列尾风压信息至牵引机车的缺陷。图4是根据本发明的一个实施 方式的基于WiMAX无线通信系统应用于列尾通信的示意图；图5是根据本发明的一个实施 方式的列尾通信应用结构图；图6是根据本发明的一个实施方式的列头车载模块与列尾车 载模块之间建立唯一对应关系的流程图；图7是根据本发明的一个实施方式的列头车载模 块与列尾车载模块之间传递列尾信息的通信过程的流程图；图8是根据本发明的一个实施 方式的列头车载模块与列尾车载模块之间传递列尾信息的另一通信过程的流程图；以及图 9a和图9b是根据本发明的一个实施方式的列头车载模块与列尾车载模块之间解除唯一对 应关系的流程图。
首先对下文中所出现的术语及缩略语的具体含义解释如下
机车号永久标示牵引机车的号码(含型号和编号)，在WiMAX网络内，机车号在 全路管辖范围内是唯一的。
列尾主机序列号标示列车尾部安全防护装置主机的号码，在WiMAX网络内，列尾 主机序列号在全路管辖范围内是唯一的。
列尾终端指部署于机车上的，可对列尾主机发出查询指令并显示列尾查询结果 或列尾主机主动报告结果的装置，简称为TET (Terminal for End-of-Train)。
机车列尾控制盒指部署于机车上的，对来自列尾终端的查询命令以及查询结果 进行编解码并分别发送给车载通信模块或列尾终端的装置，简称为CBET(Contrc)I Box for End-of-Train)。
车载通信模块指部署于机车上的，承载向WiMAX发送查询指令或从WiMAX接收列 尾信息的通信装置，可简称为 CML(Communication Module on Locomotive)
列尾主机指部署于列车尾部，对列车尾部信息进行采集的装置，简称为HET (Host for End-of-Train)0
列尾通信模块指部署于列车尾部，与列尾主机连接的，用于和WiMAX进行通信以 传递列尾信息的装置，简称为 CMET (Communication Module for End-of-Train)。
地面列尾注册服务器指利用WiMAX承载列尾信息时，为车载子系统和列 尾装置提供注册与注销、列尾信息传递及相关通信系统日常维护的服务器，简称为 ETS (End-of-Train Server)0
图4是根据本发明的一个实施方式的基于WiMAX无线通信系统应用于列尾通信的 示意图。如图4所示，在应用于列尾通信的实施方式中，所述移动终端可以包括列头车载 模块100，位于所述列车的头部；列尾车载模块200，位于所述列车的尾部；应用服务器30 可以例如是地面列尾注册服务器300，与所述列头车载模块100和列尾车载模块200通过 WiMAX网络通信，用于在所述列头车载模块100与所述列尾车载模块200进行通信之前为 两者建立该两者之间的唯一对应关系，所述列尾车载模块200用于采集列尾信息，并通过 WiMAX网络将所述列尾信息发送给所述列头车载模块100。
其中，所述地面列尾注册服务器300可位于列车沿线某一位置，例如可为列车站 附近。列车可在行驶之前通过该地面列尾注册服务器300建立起列头车载模块100与列尾 车载模块200之间的唯一对应关系，以便该列头车载模块100与列尾车载模块200可在列 车行驶过程中进行通信。
其中，所述列头车载模块100可生成列尾信息查询命令，并将该列尾信息查询命 令发送至列尾车载模块200 ；列尾车载模块200接收来自所述列头车载模块100的列尾信 息查询命令，根据该查询命令生成列尾信息，并将该列尾信息发送至列头车载模块100。
其中，所述列尾车载模块200可每隔预定时间段生成一列尾信息，并将该列尾信 息发送至列头车载模块100。
图5是根据本发明的一个实施方式的列尾通信应用的结构图。如图5所述，所述 列头车载模块100包括车载通信模块110、机车列尾控制盒120以及列尾终端130，三者通 过CAN总线依次相连。所述列尾车载模块200包括输入装置210、列尾通信模块220以及列 尾主机230，其中列尾通信模块220与列尾主机230通过CAN相连，所述车载通信模块110 和列尾通信模块220经由WiMAX网络进行通信。其中，所述输入装置210可为红外确认仪， 所述列尾主机230具有红外接口，所述红外确认仪可通过红外接口而输入指令至列尾主机 230。当然，所述红外确认仪亦可为其他适于输入信息的输入设备，例如键盘、触摸屏等。
在所述列头车载模块100与所述列尾车载模块200进行通信之前，而且必须建立 唯一对应关系。图6是根据本发明的一个实施方式的列头车载模块与列尾车载模块之间建 立唯一对应关系的流程图。如图6所示，所述列尾车载模块200可向地面列尾注册服务器 (ETS) 300申请获得其自身的IP地址(在该列尾车载模块200自身具有IP地址的情况下， 可省略该操作)，并根据输入装置210所输入的机车号向ETS 300申请获得与该机车号对应 的车载通信模块(CML) 110的IP地址，之后存储该IP地址，以利用该IP地址与所述列头车 载模块100进行通信。下面结合以上结构，具体描述列头车载模块100与所述列尾车载模 块200建立唯一对应关系的过程。
(1)列尾主机(HET) 230开机后，列车工作人员可通过输入装置210将机车号输入 HET 230。
(2)在获得机车号后，HET 230经由列尾通信模块(CMET) 220向WiMAX网络发起网 络登记，并以HET 230存储的该HET序列号作为用户名，向地面列尾注册服务器(ETS) 300 申请获得IP地址；其中，位于机车上的车载通信模块(CML)IlO具有固定的IP地址，该IP 地址及其对应的机车号都存储在ETS 300中，该ETS 300具备DHCP的功能。
其中，所述HET 230亦可具有自身的固有IP地址，在此情况下，可省略上述步骤 ⑵。
(3) HET 230在获得其自身的IP地址之后，将其所存储的机车号经由CMET 220发 送至ETS 300, ETS 300将该机车号转化成为对应CML 110的IP地址并将该IP地址发送到 CMET 220，CMET 220将该IP地址发给HET230，HET 230存储该IP地址，以利用该IP地址 访问 CML 110。
(4) HET 230以其所接收的IP地址作为目的地址，把建立对应关系请求经由CMET 220请求发送给CML 110。
(5) CML 110收到HET 230发起的建立对应关系请求信息后，如果建立对应关系请 求信息包含的机车号与CML 110本身的机车号一致，并且CML 110处于未连接或连接中断 状态，则向HET 230发送建立对应关系确认信息。
(6) HET 230经由CMET 220收到该确认信息后，如果确认信息包含的机车号与HET 230本身存储的机车号一致，HET 230与CML 110建立唯一的对应关系，并向CML 110回送建立对应关系成功信息。
(7)CML 110收到建立对应关系成功信息后，如果建立对应关系成功信息包含的机 车号与本机车号一致，CML 110将建立对应关系成功信息通过机车列尾控制盒(CBET) 120 发送给列尾终端(TET) 130，在TET 130上状态显示为“已连接”，同时CML 110存储HET 230 的IP地址。
通过上述步骤(1) (7)，可建立好列头车载模块100与列尾车载模块200之间的 唯一对应关系，只有建立好二者之间的唯一对应关系，二者方可进行通信。
下面参考图7描述列头车载模块100与列尾车载模块200之间通信过程。在所述 列头车载模块100与列尾车载模块200之间建立唯一对应关系之后，在所述列头车载模块 100内，所述列尾终端130可生成列尾信息查询命令，并将该列尾信息查询命令发送至列头 车载模块100的机车列尾控制盒120 ；机车列尾控制盒120接收来自所述列尾终端130的 列尾信息查询命令之后，对该列尾信息查询命令进行编码，并将编码后的列尾信息查询命 令发送至车载通信模块110 ；所述车载通信模块110接收来自所述机车列尾控制盒120的 列尾信息查询命令之后，并将列尾信息查询命令经由WiMAX网络发送至所述列尾车载模块 200。在所述列尾车载模块200内，所述列尾通信模块220可接收来自所述车载通信模块110 的列尾信息查询命令，并将该列尾信息查询命令转发至列尾主机230 ；列尾主机230接收来 自所述列尾通信模块220的列尾信息查询命令之后，根据该查询命令生成列尾信息，并将 该列尾信息发送至列尾通信模块220，以由该列尾通信模块220经由WiMAX网络将所述列尾 信息发送至所述车载通信模块110。之后，列头车载模块100内的车载通信模块110可经 由WiMAX网络接收来自所述列尾车载模块200的列尾信息，并将该列尾信息发送给机车列 尾控制盒120 ；机车列尾控制盒120接收来自所述车载通信模块110的列尾信息，对该列尾 信息进行解码，并将解码后的列尾信息发送至列尾终端130 ；列尾终端130接收来自机车列 尾控制盒120的列尾信息，并显示该列尾信息，从而列车上的工作人员可知悉该列尾信息， 并根据该列尾信息进行相应的操作。其中，除显示所述列尾信息以外，所述列尾终端130还 可以其他方式来将列尾信息表达给列车工作人员，例如通过语音的方式。
另外，如图8所示，所述列尾车载模块200亦可不响应于列头车载模块100的查询 命令来发送列尾信息，而是每隔一预定时间段自动生成一列尾信息并将该列尾信息发送至 列头车载模块100。所述列尾主机230可每隔一预定时间段生成一列尾信息，并将该列尾 信息发送至列尾通信模块220 ；列尾通信模块220接收来自所述列尾主机230的列尾信息， 并将该列尾信息经由WiMAX网络发送至所述列头车载模块100。可选地，如果列尾车载模 块200在所述预定时间段期间接收到来自列头车载模块100的列尾信息查询命令，并响应 于该命令而将列尾信息发送至列头车载模块100，则可自发送之时起重新计数预定时间段， 并在达到预定时间段之后发送下一列尾信息。其中，所述预定时间段可根据实际需要进行 设定，例如可为2-3分钟，本发明并不限于此，其他时间范围亦是可行的。
在一种实施方式中，所述列头车载模块100如若在所述预定时间段之后未收到来 自所述列尾车载模块200的列尾信息，则可发送列尾信息查询命令至所述列尾车载模块 200，以请求获得列尾信息。如果列头车载模块100在随后的某一时间段仍未接收到来自所 述列尾车载模块200的列尾信息，则通过列尾终端130提醒列车工作者。
一旦运输完成，列车会解编，即列车头部与列车尾部会分离。如果CMLllO与HET230之间的通信联系不做解除处理，仅仅手工在物理上解除，则彼此的通信关系信息仍然保 留在CML 110、HET 230中。列车重新编组时，原来的CML 110与HET 230不一定会重编在 一起，而且车次的各种信息也会做变动，CML 110很大可能将会与另外的HET 230之间重新 建立联系，如果旧的信息不删除(即解除对应关系)，则该HET 230将不能与新的CML 110 间的建立通信关系，这样把HET 230与CML 110编在了一个列车中，彼此之间找不到对方信 息，不能建立对应的关系。因此，每次运输任务完成后，需要解除列头车载模块100与列尾 车载模块200之间的唯一对应关系，以便位于列车头部的列头车载模块100与其他列车尾 部编组时建立与该其他列车尾部的列尾车载模块200之间的唯一对应关系。
下面参考图9a描述解除列头车载模块100与列尾车载模块200之间解除唯一对 应关系的过程。
(I)TET 130经由CBET 120和CML 110向HET 230发送解除对应关系命令。
(2) HET 230经由CMET 120收到所述解除对应关系命令后，如果解除对应关系命 令包含的机车号与该HET 230所存储的机车号一致，则HET230解除对应关系，并经由CMET 220向CML 110发送解除对应关系确认信息，同时删除HET 230中存储的机车号和CML 110 的IP地址。
(3) CML 110接收到解除对应关系确认信息后，如果解除对应关系确认信息包含的 机车号与本机车号一致，则CML 110解除对应关系，删除所存储的HET 230的IP地址，并经 由CBET 120向TET 110发送“对应关系已解除”的信息，TET 110在接收到该信息之后提示 列车工作人员“对应关系已解除”。
所述对应关系的解除亦可不由TET 130发起，而由HET 230发起，下面参考图9b 描述该对应关系的解除过程。
(1)如果HET 230接收到输入装置210的关机指令，则向经由CMET220向CML 110 发起解除对应关系请求。
(2) CML 110接收到解除对应关系请求后，如果解除对应关系请求包含的机车号和 本身存储的机车号一致，则删除所存储的HET 230的IP地址，并经由CBET 120向TET 130 发送“对应关系已解除”的信息，TET 130在接收到该信息之后提示列车工作人员“对应关 系已解除”。
上述对应关系解除的过程是在HET 230处于与CML 110连接的状态的情况下进行 的，在HET 230本身处于未连接的状态的情况下，如果接收到来自输入装置210的关机指 令，则删除所存储的机车号和CML 110的IP地址。
在上述描述中，所述列尾信息可为风压信息。当然，所述列尾信息还可其他信息， 例如列尾的电池电量等，本发明并不限于此。
本发明提供的基于WiMAX的无线通信系统是采用0FDM/0FDMA分组交换技术构 建的基于WiMAX铁路宽带移动通信网络，可以做到沿线均勻的覆盖，机车之间的通信将通 过该移动宽带网络方式进行通信，无论列车有多长，牵引机车与列车尾部的距离是多少，只 要是无线信号覆盖区域内，机车和列车尾部装置都可以通过无线网进行连接，而不受通信 距离的限制。信息的传递将以IP数据包的形式，网络系统的QoS机制确保优先级较高的 信息通信的高可靠性，系统采用的MIMO(多入多出)、前向纠错(FEC)、正交频分多址接入 (OFDMA)和自动调制控制AMC (Automatic Modulation Control)等技术，具有极强的抗多径衰落的能力，从而保证网络系统本身的高可用性。
移动闭塞
在轨道交通中，为保证列车运行安全，需要保证列车间以一定的安全间隔运行。用 于移动闭塞的车载设备和地面控制中心(应用服务器30)不间断的双向通信，列车不间断 向地面控制中心传输其位置、方向和速度，地面控制中心根据来自列车的信息计算、确定列 车的安全行车间隔，并将相关信息(如先行列车位置，移动授权等)传递给列车，控制列车 运行，从而使得列车能够置身于一个受保护的区域内，即当列车车载设备发生故障或列车 前方出现障碍物而使得列车紧急制动后，列车在这个区域内能够安全地停车，一定不会与 任何障碍物(包括其他列车)相撞。这个安全区间会随着列车的移动而移动，所以称为移 动闭塞。
目前的基于WiFi通信技术的移动闭塞技术，在城铁上得到了广泛的应用，但还不 能直接照搬到铁路运输上，主要原因是传输带宽及质量不可控制，城铁列车的长度短、重量 轻，刹车制动距离较短，WiFi通信的较短的通信距离(约200m左右需要设置一个AP基站 20)可以满足城铁的移动闭塞控制的需求；而大铁路的万吨及以上重载货运列车长度超过 1200m,组合列车列车的间距在500 600m左右，行驶速度约80 100km/h，因此，基站20 的跃区切换频繁、制动距离远大于城铁，而城铁采用的移动闭塞系统中WiFi通信的通信距 离较短，因此，在技术和工作效率上远不能满足铁路重载运输的要求。
基于现有技术中的一些缺陷，本发明提出了用于移动闭塞的新的通信方式。图10 是根据本发明的实施方式的基于WiMAX的无线通信系统应用于列车移动闭塞的结构图。
参考图10，在移动闭塞的应用中，所述移动终端可以包括车载控制单元7和接口 单元8，所述车载控制单元7和所述接口单元8设置在列车上并互相连接，所述车载控制单 元7通过所述核心网络设备10和基站20 (WiMAX网络)与所述应用服务器30进行通信，所 述车载控制单元7用于采集所述列车的实时速度和位置信息，并将该实时速度和位置信息 发送到所述应用服务器30，所述应用服务器30用于根据所接收的实时速度和位置信息来 计算列车的安全间距。
根据本发明的一个实施方式，应用服务器30和车载控制单元7之间采用WiMAX网 络作为通信手段。基于WiMAX网络的通信平台的信息传输通道是一个可控的系统，QoS (服 务质量)有良好的保证，并且有可靠的安全机制，保证信息的可靠传输，并且基于WiMAX网 络的通信平台的传输距离可以达到几千米，避免了频繁的越区切换，缩短了通信时延，在铁 路干线运输中采用WiMAX作为应用服务器30和车载控制单元7之间的通信手段，确保了用 于移动闭塞的通信控制的实时性和可靠性。
所述应用服务器30用于根据所接收的列车的实时速度和位置信息来计算列车的 安全间距。优选地，应用服务器30接收到列车的实时速度和位置信息后，计算出列车的速 度曲线，例如图11所示，根据速度曲线得到最大制动距离，即列车当前位置与制动点之间 的距离，然后将该最大制动距离加上预定的安全防护距离得到安全间距，也可以根据具体 情况设定为其他数值。
优选地，所述应用服务器30还可以用于在计算出列车的安全间距后，通过WiMAX 网络向所述车载控制单元7发送列车的控制命令以对列车进行远程自动控制。该列车的控 制命令例如加速、惰行、减速和停站等，其可以由中央调度员根据安全间距向应用服务器30输入，也可以由应用服务器30根据安全间距来自动生成。从而可以在不需要列车司机手动 操作的情况下，由应用服务器30对列车进行远程自动控制，保证了列车前后的安全距离， 使得列车能够以较高的速度和较小的安全间隔运行。
可替换地，所述应用服务器30还可以用于在计算出列车的安全间距后，通过 WiMAX网络向所述车载控制单元7发送列车的安全间距信息；所述车载控制单元7还可以 用于接收该安全间距信息，并发出列车的控制命令。该控制命令例如加速、惰行、减速和停 站等，其可以由列车司机根据接收的安全间距信息向所述车载控制单元7输入，从而对列 车的操作进行控制，保证了列车前后的安全距离，使得列车能够以较高的速度和较小的安 全间隔运行。
所述移动终端还可以包括接口单元8设置在列车上，并与所述车载控制单元7连 接，用于实现所述车载控制单元7与WiMAX网络的接入。该接口单元8需要保证车载控制 单元7在列车的恶劣环境下能够可靠接入WiMAX网络，因此应该满足抗震动、抗电磁干扰的 要求。优选地，该接口单元8可以采用WiMAX 6250芯片。
下面，结合附图详细描述根据本发明的优选实施方式的列车移动闭塞通信的工作 过程。
首先，车载控制单元7采集所述列车的实时速度和位置信息等信息，并将采集的 信息通过WiMAX网络发送到应用服务器30。应用服务器30接收到所述实时速度和位置信 息后，计算出列车的速度曲线，根据该速度曲线得到最大制动距离，然后将该最大制动距离 加上预定的安全保护距离得到安全间距。根据本发明的一个实施方式，应用服务器30计算 出列车的安全间距后，通过WiMAX网络向车载控制单元7发送列车的控制命令，该列车的控 制命令例如加速、惰行、减速和停站等，其可以由中央调度员根据安全间距向应用服务器30 输入，也可以由应用服务器30根据安全间距来生成，从而可以在不需要列车司机手动操作 的情况下，由应用服务器30对列车进行远程自动控制，保证了列车前后的安全距离，使得 列车能够以较高的速度和较小的安全间隔运行。根据本发明的另一个实施方式，应用服务 器30计算出列车的安全间距后，也可以通过WiMAX网络向车载控制单元7发送列车的安全 间距等信息，车载控制单元7收到该安全间距信息后，列车司机可以根据该安全间距信息 对列车进行控制，例如控制列车加速、惰行、减速和停站等，从而保证了列车前后的安全距 离，使得列车能够以较高的速度和较小的安全间隔运行。
根据本发明的实施方式，将WiMAX网络应用于列车移动闭塞系统，解决了传统的 基于WiFi通信技术的移动闭塞系统通信距离较短、不能适用于铁路重载运输的要求的问 题，确保了铁路重载运输中的列车上的车载设备和地面控制中心的信息交互实时畅通，使 得移动闭塞系统可以安全可靠地应用于铁路重载运输中。
虽然本发明已通过上述实施方式所公开，然而上述实施方式并非用以限定本发 明，任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作各 种更动与修改。因此本发明的保护范围应当以所附权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种用于铁路运输的无线通信系统，其特征在于，该无线通信系统包括 移动终端；WiMAX网络实体，包括至少一个基站(20)，所述基站00)与核心网络设备(10)通信，该基站00)用于无线 接收所述移动终端发出的信息，并将该信息传送到该核心网络设备(10)；核心网络设备(10)，用于接收来自基站00)的所述信息，将该信息传送到应用服务器 (30)；以及至少一个应用服务器(30)，用于从接收到的所述信息中提取与业务相关联的业务数 据，响应于该业务数据而生成响应信息，并经由所述核心网络设备(10)将该响应信息传送 到基站(20)；所述基站00)还用于接收所述响应信息，并将该响应信息无线传送到所述移动终端。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述核心网络设备(10)包括 交换机(11)，所述应用服务器(30)与该交换机(11)通信；接入网络网关(12)，所述基站00)经由该接入网络网关(1 与该交换机(11)通信； AAA服务器(13)，与该交换机(11)通信，用于对与核心网络设备(10)通信的所述移动 终端进行许可、授权和计费；以及域名服务器(14)，与该交换机(11)通信，用于标识所述移动终端。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，多个所述基站00)沿铁路线被部署。
4.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述移动终端包括主车车载控制单元 (3)和至少一个从车车载控制单元G)，所述主车车载控制单元C3)与所述至少一个从车车 载控制单元(4)通过所述核心网络设备(10)和基站00)进行通信；所述主车车载控制单元C3)用于在机车重联运行期间采集来自主车的同步控制信号 并将该同步控制信号发送到机车编组中的所有从车车载控制单元；所述至少一个从车车载控制单元(4)用于在接收到所述同步控制信号的情况下执行 从车同步控制操作。
5.根据权利要求4所述的无线通信系统，其中，所述至少一个从车车载控制单元(4)还 用于在完成所述从车同步控制操作之后，发送操作完成信息到所述主车车载控制单元(3)。
6.根据权利要求5所述的无线通信系统，其中，所述主车车载控制单元(3)和所述至 少一个从车车载控制单元(4)通过所述核心网络设备(10)和基站00)与所述应用服务器 (30)通信；所述主车车载控制单元C3)还用于向所述应用服务器(30)发送主车注册信息，所述至 少一个从车车载控制单元(4)还用于向所述应用服务器(30)发送从车注册信息；所述应用服务器(30)用于根据接收到的所述主车注册信息和所述从车注册信息判 断主车和所述从车注册信息所对应的从车是否已经注册，并在主车和所述从车注册信息所 对应的从车尚未注册的情况下，对主车和所述从车注册信息所对应的从车进行注册和预编 组，并将主车注册成功信息发送到预编组内的主车车载控制单元(3)，将从车注册成功信息 发送到预编组内的所有从车车载控制单元(4)，同时将接收到的所述主车注册信息和所述 从车注册信息发送到预编组内的主车车载控制单元( 和所有从车车载控制单元(4)； 所述应用服务器(30)还用于在发送了所述主车注册成功信息和所述从车注册成功信息之后，判断预编组内的机车全部完成注册，并向预编组内的主车车载控制单元C3)和所 有从车车载控制单元(4)发送注册全部完成信息。
7.根据权利要求6所述的无线通信系统，其中，所述主车注册信息和从车注册信息包 括本车车型、本车车号、主车车型、主车车号、从车车型、从车车号、主从设置以及车辆数。
8.根据权利要求6所述的无线通信系统，其中，所述主车车载控制单元(3)还用于向预 编组内的所有从车车载控制单元(4)发送风管压力测试命令并用于对主车执行风管压力 测试；所述至少一个从车车载控制单元(4)还用于根据接收到的风管压力测试命令对所对 应的从车执行风管压力测试，并将风管压力测试结果发送到所述主车车载控制单元(3)。
9.根据权利要求8所述的无线通信系统，其中，所述主车车载控制单元(3)还用于向所 述应用服务器(30)发送机车编组请求；所述应用服务器(30)还用于根据接收到的机车编组请求对预编组内的主、从车进行 机车编组，并将编组完成信息和编组相关信息发送到该机车编组内的主车车载控制单元 (3)和从车车载控制单元(4)。
10.根据权利要求5-9中任一项权利要求所述的无线通信系统，其中，所述主车车载控 制单元( 包括主车通信模块O)，每个从车车载控制单元(4)包括从车通信模块(6)；所述主车车载控制单元( 和所述至少一个从车车载控制单元(4)分别通过主车通信 模块( 和至少一个从车通信模块(6)来发送和接收信号；所述主车通信模块( 和所述至少一个从车通信模块(6)还用于在机车重联运行期间 分别以预定时间周期发送通信链路探测信息到所述应用服务器(30)；所述应用服务器(30)还用于在接收到所述通信链路探测信息后将链路正常应答信息 分别发送到所述主车通信模块( 和所述至少一个从车通信模块(6)。
11.根据权利要求10所述的无线通信系统，其中，所述预定时间周期为3秒-10秒中的 任一值。
12.根据权利要求10所述的无线通信系统，其中，所述主车通信模块(2)和所述至少一 个从车通信模块(6)还用于在机车重联运行期间向所述应用服务器(30)发送解除机车编 组和注销请求；所述应用服务器(30)还用于根据接收到的解除机车编组和注销请求对该机车编组内 的主车和所有从车执行解除机车编组和注销。
13.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中所述移动终端包括列头车载模块(100)，位于所述列车的头部；列尾车载模块000)，位于所述列车的尾部；所述应用服务器(30)包括地面列尾注册服务器(300)，通过所述核心网络设备(10) 和基站00)与所述列头车载模块(100)和列尾车载模块(200)通信，用于在所述列头车载 模块(100)与所述列尾车载模块(200)进行通信之前为两者建立该两者之间的唯一对应关 系，所述列尾车载模块(200)用于采集列尾信息，并通过所述核心网络设备(10)和基站 (20)将所述列尾信息发送给所述列头车载模块(100)。
14.根据权利要求13所述的无线通信系统，其中，所述列头车载模块(100)生成列尾信 息查询命令，并将该列尾信息查询命令发送至列尾车载模块O00)；列尾车载模块(200)接 收来自所述列头车载模块(100)的列尾信息查询命令，根据该查询命令生成列尾信息，并 将该列尾信息发送至列头车载模块(100)。
15.根据权利要求13所述的无线通信系统，其中，所述列头车载模块(100)或所述列尾 车载模块O00)向对方发起解除唯一对应关系的请求。
16.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述移动终端包括车载控制单元(7) 和接口单元(8)，所述车载控制单元(7)和所述接口单元(8)设置在列车上并互相连接，所 述车载控制单元(7)通过所述核心网络设备(10)和基站00)与所述应用服务器(30)进 行通信；所述车载控制单元(7)用于采集所述列车的实时速度和位置信息，并将该实时速度和 位置信息发送到所述应用服务器(30)，所述应用服务器(30)用于根据所接收的实时速度和位置信息来计算列车的安全间 距，以及所述接口单元(8)用于实现所述车载控制单元(7)与基站00)的接入。
17.根据权利要求16所述的无线通信系统，其中，所述应用服务器(30)在接收到所述 实时速度和位置信息后，计算出列车的速度曲线，根据该速度曲线得到最大制动距离，然后 将该最大制动距离加上预定的安全保护距离得到安全间距。
18.根据权利要求16或17所述的无线通信系统，其中，所述应用服务器(30)还用于 在计算出列车的安全间距后，通过核心网络设备(10)和基站00)向所述车载控制单元(7) 发送列车的控制命令以对列车进行远程自动控制。
19.根据权利要求16或17所述的无线通信系统，其中，所述应用服务器(30)还用于 在计算出列车的安全间距后，通过核心网络设备(10)和基站00)向所述车载控制单元(7) 发送列车的安全间距信息；所述车载控制单元(7)还用于接收该安全间距信息，并发出列车的控制命令。
全文摘要
一种用于铁路运输的无线通信系统，其特征在于，该无线通信系统包括移动终端；WiMAX网络实体，包括至少一个基站，所述基站与核心网络设备通信，该基站用于无线接收所述移动终端发出的信息，并将该信息传送到该核心网络设备，核心网络设备，用于接收来自基站的所述信息，将该信息传送到应用服务器；以及至少一个应用服务器，用于从接收到的所述信息中提取与业务相关联的业务数据，响应于该业务数据而生成响应信息，并经由所述核心网络设备将该响应信息传送到基站；所述基站还用于接收所述响应信息，并将该响应信息无线传送到所述移动终端。本发明采用WiMAX网络进行通信，能够很好地适应移动列车的各种业务的通信需求。
文档编号H04W80/04GK102036423SQ20101058894
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者何占元, 倪兴凯, 刘峰, 刘强, 孙延涛, 张崑, 张志国, 张 杰, 曹广河, 李晓建, 李洪人, 杜彬, 杨芳南, 王迎春, 王远波, 薛继连, 贾晋中, 赵翼飞, 陈海滨, 马卓英 申请人:中国神华能源股份有限公司, 北京中北通信息技术有限公司, 朔黄铁路发展有限责任公司