轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法与流程

本发明涉及轨道交通通信，尤其涉及一种轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法。

背景技术：

1、轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具，随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。在信息时代背景下，每分钟都会产生几十条甚至几百条的轨道交通数据，其中，轨道交通数据分为两类，一类是城市轨道运行的数据，传输到交通数据中心存储；另一类是轨道交通的突发状况的数据，通过数据运维操作，将信息传递到各个通信点，通信点通过数据参照相应区域，进行交通方案的更改，以此来保证交通出行安全。

2、然而，在轨道交通数据需要通过通信网关进行数据接收及数据传输，通信网关又称网间连接器、协议转换器，既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。在目前情况下，轨道交通通信网关在进行数据传输的过程中可能存在的问题，一是由于轨道交通通信网关接收的信号可能会出现中断，导致轨道交通数据在传输过程中的不稳定；二是由于突发状况从而导致的大量的突发数据，在传输过程中与轨道交通数据一同进入通信网关，导致通信网关中的通信道路拥挤，从而使得轨道交通数据的传输效率不高。综上所述，现存技术中存在轨道交通通信网关在进行数据传输时的传输效率及传输稳定性差的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法，其主要目的在于解决轨道交通通信网关在进行数据传输时的传输效率及传输稳定性差的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种轨道交通通信网关，包括：

3、数据采集模块，用于接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；

4、数据管理模块，用于对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码，对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；

5、数据传输模块，用于获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道，基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。

6、可选地，所述数据采集模块在执行所述对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据的功能时，具体用于：

7、获取所述交通数据中的一维信号，利用预设的小波分解式对所述一维信号进行分解，得到尺度系数及小波系数；

8、基于所述尺度系数及所述小波系数从所述小波系数中选取目标小波系数，利用预设的阈值函数对所述目标小波系数进行阈值处理，得到更新系数；

9、所述阈值函数表示为：

10、

11、其中，dj表示第j个更新系数，dj表示第j个目标小波系数，λ表示预设的阈值；

12、对所述更新系数及所述更新系数对应的尺度系数进行小波重构，得到去噪信号，将所述去噪信号对应的所述交通数据作为去噪数据。

13、可选地，所述数据采集模块在执行所述利用预设的小波分解式对所述一维信号进行分解，得到尺度系数及小波系数的功能时，具体用于：

14、所述小波分解式表示为：

15、

16、其中，a表示所述一维信号，bk表示第k个尺度系数，ci表示第i个小波系数，k表示所述尺度系数的总数，i表示所述小波系数的总数，b、c表示预设的计算参数。

17、可选地，所述数据管理模块在执行所述对所述去噪数据进行分组，得到数据组的功能时，具体用于：

18、对所述去噪数据进行分类处理，得到数据类别；

19、根据所述数据类别对所述去噪数据进行划分，得到数据组。

20、可选地，所述数据管理模块在执行所述对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码的功能时，具体用于：

21、对所述数据组中的去噪数据进行编号，得到数据编号；

22、对所述去噪数据进行向量转换，得到去噪向量；

23、基于所述数据编号利用预设的编码算法对所述去噪向量进行编码，得到数据编码；

24、所述编码算法表示为：

25、

26、其中，e表示所述数据编码，qm表示第m个数据编号对应的去噪向量，qn表示预设的从2开始的连续第n个素数，n表示所述去噪向量的长度。

27、可选地，所述数据管理模块在执行所述对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包的功能时，具体用于：

28、根据所述数据编码生成得到编码序列，并基于所述编码序列从所述数据编码中选取一个数据编码作为所述数据组的组编码；

29、对所述组编码及所述数据组中的去噪数据进行整合，得到数据包。

30、可选地，所述数据管理模块在执行所述计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率的功能时，具体用于：

31、获取所述数据包的数据大小，并获取所述轨道交通的信道带宽、信道系数及发射功率；

32、根据所述数据大小、所述信道带宽、所述信道系数及所述发射功率进行计算，得到所述数据包的响应延迟时间；

33、利用下述公式计算响应延迟时间：

34、

35、其中，t表示所述响应延迟时间，s表示所述数据大小，v表示所述信道带宽，p表示所述发射功率，h表示所述信道系数，ε表示预设的计算参数；

36、统计所述数据包中的去噪数据的冗余次数及数据总数，根据所述冗余次数及所述数据总数进行计算，得到冗余率；

37、利用下述公式计算冗余率：

38、

39、其中，r表示所述冗余率，rw表示所述去噪数据对应的冗余次数，pw表示所述去噪数据对应的数据总数，w表示所述去噪数据。

40、可选地，所述数据传输模块在执行所述对所述频段进行划分，得到通信信道的功能时，具体用于：

41、获取所述频段的频率，根据所述频率对所述频段进行切分，得到目标频段，并判断所述目标频段之间是否相交；

42、当所述目标频段之间相交时，返回根据所述频率对所述频段进行切分，得到目标频段的步骤；

43、当所述目标频段之间不相交时，将所述目标频段作为通信信道。

44、可选地，所述数据传输模块在执行所述基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道的功能时，具体用于：

45、从所述通信信道中随机选取一个通信信道作为监测信道，对所述监测信道进行监测，得到监测信号，并基于所述响应延迟时间及所述冗余率设置所述监测信道的频率及扩频因子；

46、判断所述监测信号与所述频率及所述扩频因子是否一致；

47、当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子一致时，判定所述监测信道被占用，则返回从所述通信信道中随机选取一个通信信道作为监测信道的步骤；

48、当所述监测信号与所述频率及所述扩频因子不一致时，判定所述监测信道未被占用，将所述监测信道作为目标通信信道。

49、为了解决上述问题，本发明还提供一种通信网关数据传输方法，所述方法包括：

50、数据采集模块接收轨道交通的交通数据，对所述交通数据进行去噪处理，得到去噪数据，并将所述去噪数据传输至数据管理模块；

51、数据管理模块对所述去噪数据进行分组，得到数据组，并对所述数据组中的去噪数据进行编码，得到数据编码；

52、所述数据管理模块对所述数据编码及所述数据组进行数据融合，得到数据包，并计算所述数据包的响应延迟时间及冗余率；

53、数据传输模块获取所述轨道交通的频段，对所述频段进行划分，得到通信信道；

54、所述数据传输模块基于所述响应延迟时间及所述冗余率从所述通信信道中选取目标通信信道，利用所述目标通信信道对所述数据包进行传输。

55、本发明实施例通过数据采集模块对交通数据进行去噪处理，能够减少噪声的干扰，从而提高去噪数据的准确性；通过数据管理模块对去噪数据进行分组，能够减少需要分析的数据量；通过对数据组中的去噪数据进行编码，能够加快数据处理的效率；通过对数据编码及数据组进行数据融合，能够降低数据包的不确定性，从而提高数据包的准确性及全面性；通过计算数据包的响应延迟时间及冗余率，能够使得数据包在传输过程中的稳定性；通过数据传输模块基于响应延迟时间及冗余率从通信信道中选取目标通信信道，利用目标通信信道对数据包进行传输，能够提高数据传输时的传输效率及稳定性。因此本发明提出的轨道交通通信网关及通信网关数据传输方法，可以解决进行轨道交通通信网关在进行数据传输时的传输效率及传输稳定性差的问题。