一種適用于重載機(jī)車(chē)重聯(lián)編組的分布式多跳組網(wǎng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重載機(jī)車(chē)編組技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于重載機(jī)車(chē)重聯(lián)編組的分布式多跳組網(wǎng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鐵路貨運(yùn)的重載化，僅靠單個(gè)機(jī)車(chē)牽引列車(chē)的編組方式存在局限性:單個(gè)機(jī)車(chē)的牽引力不足以牽引更大編組的列車(chē)，另外列車(chē)編組長(zhǎng)度加長(zhǎng)后列車(chē)運(yùn)行的安全系數(shù)降低。因此重載鐵路采用多機(jī)車(chē)牽引開(kāi)行長(zhǎng)大重載組合列車(chē)是發(fā)展的方向，而開(kāi)行重載組合列車(chē)首先需要解決機(jī)車(chē)重聯(lián)編組問(wèn)題。
[0003]機(jī)車(chē)重聯(lián)按重聯(lián)距離可以分為零距離重聯(lián)和遠(yuǎn)距離重聯(lián)。零距離重聯(lián)是指將多個(gè)機(jī)車(chē)直接連接在一起，機(jī)車(chē)與機(jī)車(chē)之間不聯(lián)掛其他車(chē)輛。遠(yuǎn)距離重聯(lián)可以將多個(gè)機(jī)車(chē)組網(wǎng)為分布式列車(chē)，使列車(chē)獲得更好的牽弓I特性和制動(dòng)特性。
[0004]目前重聯(lián)機(jī)車(chē)之間的通信一般采用重聯(lián)電纜實(shí)現(xiàn)，這種方式可靠性較高，但是存在很大的局限性:重聯(lián)電纜在機(jī)車(chē)的運(yùn)行中由于振動(dòng)容易斷線損壞，影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，尤其不適用于遠(yuǎn)距離的機(jī)車(chē)重聯(lián)；另外在車(chē)輛上面連接和固定重聯(lián)電纜或?qū)⑵洳鹦毒M(fèi)時(shí)費(fèi)力，造成機(jī)務(wù)部門(mén)勞動(dòng)力的浪費(fèi)。
[0005]采用無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)多機(jī)車(chē)組網(wǎng)，較有線重聯(lián)易于操作，不用拆卸重聯(lián)線，逐漸引起廣泛關(guān)注。目前無(wú)線重聯(lián)編組可以利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)(GSM-R/W⑶MA/LTE網(wǎng)絡(luò)等)或者基于無(wú)線電臺(tái)完成。基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線重聯(lián)編組方法依賴于固定基礎(chǔ)設(shè)施，受環(huán)境因素影響較大，一旦基站出現(xiàn)故障，整個(gè)編組網(wǎng)絡(luò)就會(huì)癱瘓。基于無(wú)線電臺(tái)的無(wú)線重聯(lián)方法基本采用集中式單跳組網(wǎng)，即由主控機(jī)車(chē)與各個(gè)從控機(jī)車(chē)分別建立通信，主控機(jī)車(chē)發(fā)送編組命令，從控機(jī)車(chē)根據(jù)編組命令進(jìn)行相應(yīng)操作。此種方式存在的隱患是當(dāng)主控機(jī)車(chē)發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)編組過(guò)程都將難以進(jìn)行。
[0006]現(xiàn)有的另一種方式是基于空中接力通信機(jī)制，主控機(jī)車(chē)通過(guò)空間接力方式遍歷所有從控機(jī)車(chē)無(wú)線數(shù)據(jù)，從而保證編組的正確性。這種方式采用的為集中式多跳網(wǎng)絡(luò)，隨著編組機(jī)車(chē)數(shù)量的增大，跳數(shù)增加，該網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)速度會(huì)很慢，而且一旦某一機(jī)車(chē)發(fā)生故障，整個(gè)編組過(guò)程就會(huì)癱瘓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種適用于重載機(jī)車(chē)重聯(lián)編組的分布式多跳組網(wǎng)方法，以有效提高重載機(jī)車(chē)重連編組的效率和通信可靠性。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0009]—種適用于重載機(jī)車(chē)重聯(lián)編組的分布式多跳組網(wǎng)方法，包括以下步驟:
[0010]當(dāng)前機(jī)車(chē)掃描信道；
[0011 ]如果所述當(dāng)前機(jī)車(chē)在第一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)沒(méi)有接收到來(lái)自其他機(jī)車(chē)的NCFG消息，則所述當(dāng)前機(jī)車(chē)自行建網(wǎng)；
[0012]如果所述當(dāng)前機(jī)車(chē)在所述第一預(yù)定時(shí)間段內(nèi)接收到來(lái)自其他機(jī)車(chē)的NCFG消息，且在第二預(yù)定時(shí)間段內(nèi)接收到兩次來(lái)自同一個(gè)其他機(jī)車(chē)的NCFG消息，則所述當(dāng)前機(jī)車(chē)將該其他機(jī)車(chē)設(shè)為贊助機(jī)車(chē)，并加入所述贊助機(jī)車(chē)所在的網(wǎng)絡(luò)。
[0013]優(yōu)選地，所述第一預(yù)定時(shí)間段與所述第二預(yù)定時(shí)間段的起點(diǎn)相同，且所述第二預(yù)定時(shí)間段的時(shí)長(zhǎng)大于所述第一預(yù)定時(shí)間段的時(shí)長(zhǎng)。
[0014]優(yōu)選地，所述當(dāng)前機(jī)車(chē)自行建網(wǎng)的步驟包括:
[0015]所述當(dāng)前機(jī)車(chē)將自身的節(jié)點(diǎn)號(hào)作為網(wǎng)絡(luò)號(hào)，并將所述網(wǎng)絡(luò)號(hào)添加到NCFG消息中；
[0016]所述當(dāng)前機(jī)車(chē)將添加有所述網(wǎng)絡(luò)號(hào)的NCFG消息進(jìn)行周期性廣播。
[0017]優(yōu)選地，所述當(dāng)前機(jī)車(chē)將該其他機(jī)車(chē)設(shè)為贊助機(jī)車(chē)，并加入所述贊助機(jī)車(chē)所在的網(wǎng)絡(luò)的步驟還包括:
[0018]所述當(dāng)前機(jī)車(chē)與所述贊助機(jī)車(chē)之間利用NENT消息完成同步。
[0019]優(yōu)選地，所述當(dāng)前機(jī)車(chē)與所述贊助機(jī)車(chē)之間利用NENT消息完成同步的步驟包括:[°02°] 所述當(dāng)前機(jī)車(chē)向所述贊助機(jī)車(chē)發(fā)送NENT:Request消息請(qǐng)求入網(wǎng)；
[0021 ]所述贊助機(jī)車(chē)判斷其自身是否滿足贊助條件，如果所述贊助機(jī)車(chē)判斷其自身滿足贊助條件，則向所述當(dāng)前機(jī)車(chē)發(fā)送NENT: Open消息，開(kāi)啟贊助；
[0022]所述當(dāng)前機(jī)車(chē)接收到所述NENT:0pen消息后進(jìn)行精同步，并向所述贊助機(jī)車(chē)發(fā)送NENT: Close 消息；
[0023]所述贊助機(jī)車(chē)接收到所述NENT:CloSe消息后向所述當(dāng)前機(jī)車(chē)發(fā)送NENT:ACK消息，確認(rèn)所述當(dāng)前機(jī)車(chē)入網(wǎng)成功。
[0024]優(yōu)選地，當(dāng)所述贊助機(jī)車(chē)判斷其自身不滿足贊助條件時(shí)，向所述當(dāng)前機(jī)車(chē)發(fā)送NENT:RejeCt消息，所述當(dāng)前機(jī)車(chē)接收到所述NENT:RejeCt消息后重新開(kāi)始掃描信道。
[0025]優(yōu)選地，所述方法還包括組網(wǎng)后網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)維護(hù)的步驟，該步驟包括:
[0026]網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)機(jī)車(chē)周期性地發(fā)送NCFG消息，該NCFG消息攜帶發(fā)送機(jī)車(chē)的所有一跳鄰居信息；
[0027]其他機(jī)車(chē)接收到攜帶有發(fā)送機(jī)車(chē)的所有一跳鄰居信息的NCFG消息后，根據(jù)該NCFG消息更新自身的一跳鄰居信息，并根據(jù)鄰居列表信息更新本地一跳或兩跳鄰居信息。
[0028]優(yōu)選地，所述方法還包括組網(wǎng)過(guò)程中資源調(diào)度的步驟，該步驟包括:
[0029 ]資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)在選舉得到的控制消息發(fā)送時(shí)間發(fā)送D S C Η - R e q u e s t消息，所述DSCH-Request消息包括帶寬請(qǐng)求信息和該資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)可用時(shí)隙表；
[0030]資源授權(quán)機(jī)車(chē)接收到所述DSCH-Request消息后，將所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)的可用時(shí)隙表與本地時(shí)隙表進(jìn)行對(duì)比，得到公共時(shí)隙表；
[0031]對(duì)于所述資源授權(quán)機(jī)車(chē):若所述公共時(shí)隙表能夠滿足所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)的帶寬需求，則向所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)回復(fù)DSCH-Grant消息，同時(shí)更新本地時(shí)隙表，所述DSCH-Grant消息包括資源授權(quán)機(jī)車(chē)的授權(quán)時(shí)隙表;若所述公共時(shí)隙表不能滿足所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)的帶寬需求，則向所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)回復(fù)DSCH-Failure消息，此時(shí)所述資源授權(quán)機(jī)車(chē)不做任何處理；
[0032]對(duì)于所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē):若所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)接收到所述DSCH-Grant消息，則根據(jù)所述授權(quán)時(shí)隙表更新本地時(shí)隙表，并向所述資源授權(quán)機(jī)車(chē)回復(fù)DSCH-Confirm消息，所述DSCH-Conf irm消息中攜帶更新后的本地時(shí)隙表，然后所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)按照授權(quán)時(shí)隙表按時(shí)隙發(fā)送數(shù)據(jù);若所述資源請(qǐng)求機(jī)車(chē)接收到DSCH-Fai lure消息，則放棄此次請(qǐng)求，重新發(fā)送新的DSCH-Request 消息。
[0033]優(yōu)選地，所述方法還包括組網(wǎng)后機(jī)車(chē)出現(xiàn)故障時(shí)的重新組網(wǎng)步驟，該步驟包括:
[0034]當(dāng)建網(wǎng)機(jī)車(chē)出現(xiàn)故障時(shí)，將距離所述建網(wǎng)機(jī)車(chē)最近且序號(hào)最小的機(jī)車(chē)作為建網(wǎng)機(jī)車(chē)，重新進(jìn)行建網(wǎng)，使其他機(jī)車(chē)重新接入新的網(wǎng)絡(luò)；
[0035]當(dāng)非建網(wǎng)機(jī)車(chē)出現(xiàn)故障時(shí)，以該機(jī)車(chē)為贊助機(jī)車(chē)的機(jī)車(chē)掉網(wǎng)，掉網(wǎng)的機(jī)車(chē)重新掃描信道，選擇新的贊助機(jī)車(chē)，并加入新的贊助機(jī)車(chē)所在的網(wǎng)絡(luò)。
[0036]優(yōu)選地，所述方法還包括組網(wǎng)后通信鏈路出現(xiàn)故障時(shí)的重新組網(wǎng)步驟，該步驟包括:
[0037]當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某兩個(gè)機(jī)車(chē)之間的一跳通信鏈路發(fā)生故障時(shí)，利用與該兩個(gè)機(jī)車(chē)相鄰的其他機(jī)車(chē)，采用多跳的方式建立通信鏈路以重新組網(wǎng)。
[0038]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0039]本發(fā)明所提供的重載貨車(chē)重聯(lián)編組分布式多跳組網(wǎng)方法不同于傳統(tǒng)重載機(jī)車(chē)編組所采用的重聯(lián)電纜連接的方式以及依靠固定無(wú)線接入基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行通信的方式，而是以各個(gè)機(jī)車(chē)為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，自行完成入網(wǎng)、建網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、資源調(diào)度等過(guò)程，有效提高了重載機(jī)車(chē)重聯(lián)編組的可靠性和可用性，同時(shí)在機(jī)車(chē)出現(xiàn)故障或者鏈路出現(xiàn)故障的情況下實(shí)現(xiàn)魯棒組網(wǎng)，有效提高網(wǎng)絡(luò)抗毀性。
【附圖說(shuō)