本發(fā)明涉及車地通信，具體涉及一種多重冗余通信系統(tǒng)及通信方法。

背景技術：

1、基于通信的列車自動控制系統(tǒng)(communication?based?train?control?system,cbtc)線路一般采用無線保真(wireless?fidelity，wifi)方案(兩組獨立wifi網(wǎng)絡)或長期演進(long?term?evolution，lte)方案(兩組獨立lte網(wǎng)絡)作為車地通信通道，但也存在部分地鐵線路信號系統(tǒng)車地之間雙網(wǎng)共四組無線鏈路，信號系統(tǒng)的兩個網(wǎng)絡，分別同時通過一組wifi網(wǎng)絡和一組lte網(wǎng)絡進行車地通信。

2、部分既有地鐵線路基于wifi方案進行cbtc車地傳輸時，wifi采用802.11g窄帶方案，此時若未來有線路延伸計劃時，則將車地通信方案改用為lte+wifi方案。此時延伸線單網(wǎng)如果也采用802.11g窄帶方案，則全線只有l(wèi)te和802.11g窄帶wifi兩種無線鏈路，且由于802.11g窄帶wifi產(chǎn)品的生命周期已結束，在延伸線不考慮采用老的802.11g窄帶+lte方案，而是改用最新的wifi6+lte方案，同時既有線在802.11g基礎上增加lte無線鏈路。由于既有線802.11g方案無法和wifi6技術兼容，如延伸線采用wifi6方案，則相當于全線車地無線系統(tǒng)累計使用了802.11g/wifi6/lte三種無線技術，列車每端需安裝三種設備的車載終端，需要解決信號系統(tǒng)車地通信列控數(shù)據(jù)如何在三種無線鏈路間無縫切換的問題。

3、既有網(wǎng)絡設備最多支持同時通過兩條無線鏈路傳輸數(shù)據(jù)并進行選路，為應對上述同時通過三條無線鏈路傳輸?shù)男枨?，同時考慮遠期需要，本發(fā)明提供一種最多支持通過四條無線鏈路同時通信的多重冗余通信系統(tǒng)及通信方法。

4、可以理解的是，上述陳述僅提供與本發(fā)明有關的背景技術，而并不必然地構成現(xiàn)有技術。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種多重冗余車地通信系統(tǒng)及通信方法，提高既有信號系統(tǒng)車地無線通信的可用性和可靠性，使得車地無線通信方案能夠支持至多四條車地無線通信鏈路同時工作。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種多重冗余車地通信系統(tǒng)，包含：多個車載信號設備；多個車載專用通信通道選擇設備，每個所述車載專用通信通道選擇設備分別與其各自對應的車載信號設備通信連接；多個軌旁專用通信通道選擇設備，每個所述軌旁專用通信通道選擇設備分別通過一組車地無線通信鏈路與其各自對應的車載專用通信通道選擇設備通信連接；多個軌旁信號設備，每個所述軌旁信號設備分別與其各自對應的軌旁專用通信通道選擇設備通信連接。

3、優(yōu)選的，每個所述車載信號設備設置在列車的不同位置；且設置在列車不同位置的車載信號設備分別通過一組車地無線通信鏈路組與一個軌旁信號設備進行通信。

4、優(yōu)選的，列車不同位置的多組無線鏈路組之間相互獨立。

5、優(yōu)選的，每組車地無線通信鏈路組包含至多四條車地無線通信鏈路。

6、優(yōu)選的，每個所述車載信號設備與其各自對應的車載專用通信通道選擇設備之間設置有一個車載三層交換機；每個所述軌旁信號設備與其各自對應的軌旁專用通信通道選擇設備之間設置有一個軌旁三層交換機。

7、優(yōu)選的，不同的車地無線通信鏈路組中的各條車地無線通信鏈路均選用不同的傳輸媒介網(wǎng)絡，但每組中的各條車地無線通信鏈路均選擇相同的通道選擇協(xié)議。

8、優(yōu)選的，每條所述車地無線通信鏈路包含：一個無線鏈路車載終端，與該條車地無線通信鏈路組所對應的車載專用通信通道選擇設備通信連接；一個無線鏈路軌旁設備，其一端與其對應的所述無線鏈路車載終端通信連接，另一端與該條車地無線通信鏈路組所對應的軌旁專用通信通道選擇設備通信連接。

9、本發(fā)明提供了一種多重冗余通信方法，采用上述的多重冗余車地通信系統(tǒng)實現(xiàn)，其中，從車載信號設備向軌旁信號設備發(fā)送數(shù)據(jù)包，包含以下步驟：s11、車載信號設備發(fā)送的數(shù)據(jù)包經(jīng)車載三層交換機轉發(fā)后到達車載專用通信通道選擇設備；s21、車載專用通信通道選擇設備將該數(shù)據(jù)包復制為與車地無線通信鏈路數(shù)量相對應數(shù)量的數(shù)據(jù)包，并將各個數(shù)據(jù)包分別對應向各條車地無線通信鏈路的以太網(wǎng)端口發(fā)送；s31、每條車地無線通信鏈路將數(shù)據(jù)包分別經(jīng)各自的無線鏈路傳輸?shù)杰壟詫Ｓ猛ㄐ磐ǖ肋x擇設備；s41、軌旁專用通信通道選擇設備收到各條車地無線通信鏈路轉發(fā)的數(shù)據(jù)包后，判斷得到其中最先到達的數(shù)據(jù)包，將該最先到達的數(shù)據(jù)包轉發(fā)給軌旁三層交換機；s51、軌旁三層交換機將接收到的數(shù)據(jù)包轉發(fā)給軌旁信號設備。

10、優(yōu)選的，所述的s21中，所述車載專用通信通道選擇設備在復制數(shù)據(jù)包時會分別在每個數(shù)據(jù)包上增加通道選擇協(xié)議標簽。

11、優(yōu)選的，所述的s41中，若軌旁專用通信通道選擇設備接收到包含相同通道選擇協(xié)議標簽的后到達的數(shù)據(jù)包，則丟棄。

12、本發(fā)明提供了一種多重冗余通信方法，采用上述的多重冗余車地通信系統(tǒng)實現(xiàn)，其中，從軌旁信號設備向車載信號設備發(fā)送數(shù)據(jù)包，包含以下步驟：s12、軌旁信號設備發(fā)送的數(shù)據(jù)包經(jīng)軌旁三層交換機轉發(fā)后到達軌旁專用通信通道選擇設備；s22、軌旁專用通信通道選擇設備將該數(shù)據(jù)包復制為與車地無線通信鏈路數(shù)量相對應數(shù)量的數(shù)據(jù)包，并將各個數(shù)據(jù)包分別對應向各條車地無線通信鏈路的以太網(wǎng)端口發(fā)送；s32、每條車地無線通信鏈路將數(shù)據(jù)包分別經(jīng)各自的無線鏈路傳輸?shù)杰囕d專用通信通道選擇設備；s42、車載專用通信通道選擇設備收到各條車地無線通信鏈路轉發(fā)的數(shù)據(jù)包后，判斷得到其中最先到達的數(shù)據(jù)包，將該最先到達的數(shù)據(jù)包轉發(fā)給車載三層交換機；s52、車載三層交換機將接收到的數(shù)據(jù)包轉發(fā)給車載信號設備。

13、優(yōu)選的，所述的s22中，所述軌旁專用通信通道選擇設備在復制數(shù)據(jù)包時會分別在每個數(shù)據(jù)包上增加通道選擇協(xié)議標簽。

14、優(yōu)選的，所述的s42中，若車載專用通信通道選擇設備接收到包含相同通道選擇協(xié)議標簽的后到達的數(shù)據(jù)包，則丟棄。

15、本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)上述的多重冗余通信方法。

16、本發(fā)明還提供了一種電子設備，包括處理器和存儲器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)上述的多重冗余通信方法。

17、綜上所述，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的一種多重冗余車地通信系統(tǒng)及通信方法，至少具有以下有益效果：

18、(1)車地通信的可用性更高。車地通信的每個無線網(wǎng)絡最多可選擇配置四條車地無線通信鏈路，且多條車地無線通信鏈路同時用于數(shù)據(jù)通信，一條車地無線通信鏈路故障后實時切換到其它車地無線通信鏈路；

19、(2)車地通信的抗干擾性能更強。cbtc系統(tǒng)的多條車地無線通信鏈路分別采用不同頻段、不同制式的無線鏈路，即每組中的各條車地無線通信鏈路選用不同的傳輸媒介網(wǎng)絡，只有所有車地無線通信鏈路同時受擾才會影響車地通信，車地無線系統(tǒng)的抗干擾性能更好；

20、(3)車地無線通信的傳輸性能更好。由于每個車載信號設備有最多四條車地無線通信鏈路同時可用，且專用通信通道選擇設備會實時選擇傳輸性能更優(yōu)的車地無線通信鏈路進行車地通信，因此本發(fā)明中的車地無線吞吐量、丟包率、時延等傳輸性能指標均優(yōu)于既有的車地無線系統(tǒng)。