[发明专利]一种获取轨道车辆门系统工作参数的无线组网系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市轨道交通技术领域，具体涉及一种获取轨道车辆门系统工作参数的无线组网系统及方法。

背景技术

近年来，随着我国城市人口以及国民经济的快速增长，国家对公共交通建设政策措施的强力推动，我国城市轨道交通建设已经进入了一个快速发展的阶段。城市轨道车辆内的门系统工作的可靠性与安全性是保证乘客人身安全的重要因素，因此，对轨道车辆门系统的工作状态信息的获取和分析十分关键。

目前，获取轨道车辆门系统的工作状态信息的普遍采用的方法是通过门控器系统内的储存单元对整个门机系统运行的状态信息进行存储，再由现场维护人员通过移动PC机连接门控器上的维护接口（通常是USB或者是RS232接口），进行状态数据的有线下载，然后由系统或相关技术人员对这些状态数据进行分析，分析结果再提供给现场维护人员，以作为他们展开维护工作的基础。但是，这种状态数据的获取方式必须等到列车停止运行的情况下才可以进行，而且，每列车辆内门机系统的数量众多，维护人员必须在现场对各个门机系统分别进行状态数据的下载与分析，这耗费了大量的人力与时间；而且，由于门控系统存储单元的内存有限，所以记录的状态数据也是有限制的，进而导致新的状态数据必须覆盖掉较老的数据才能够存储下来，但是，这些被覆盖掉的历史数据在某种程度上对整个门机系统的状态分析也是非常重要的。

在轨道车辆的门系统中，还采用轨道车辆总线如MVB、CAN等进行控制与监控有线方式，但车辆总线带宽有限并且车辆的空调、照明等系统也是通过总线控制监控，因此门系统不能通过车辆总线传输大量的监控数据，仅能传输一些门控器诊断出的故障代码。因此，通过MVB、CAN等轨道车辆总线来传输门系统的大量的实时工作数据也是不现实的。

目前，轨道车辆也在使用一些无线技术来实现信息的传输，例如，目前使用的基于通信的列车控制系统CBTC (Communication Based Train Control)和乘客信息显示系统PIDS (Passenger Information Displayed System)，以及部分城市轨道交通的屏蔽门控制系统大部分使用了基于2.4G频段的802.11b/g标准的无线局域网技术（也有少数使用基于5.8G的802.11a或私有协议的）。这些实现车地之间的通信方式是通过在地铁线路轨旁相隔一定距离重复建设无线AP来实现的。CBTC系统的无线AP在轨旁的间隔距离约为300-500米，PIDS系统的无线AP在轨旁的间隔距离约为150-200米(以使用2.4G频段为例)。这种建设方式的优势是基于802.11b/g标准的无线局域网技术，其技术成熟度高，而采用AP接入具有成本较低、通信带宽高、可部分使用商用设备、安装调试方案灵活和施工时间短等优点。地铁线路在建设规划阶段，已经按照2.4G频段的三个互不重叠的频点(1、6、11)进行了频率规划，不会形成本系统内的相互干扰。但是，目前市场上大部分的无线路由器，部分医疗设备(例如微波治疗仪等)均工作在ISM频段，并且以802.11b/g为标准的产品占了主流，而802.11b/g均工作在2.4G频段，一旦将它带入地铁列车，它使用的频点与地铁CBTC系统或PIDS系统使用的频点发生重复的可能性就不可避免，其发射出的2.4GHz频段信号可能覆盖该频段的所有信道，极容易对地铁现有2.4GHz无线通信网络造成同频或邻频干扰，这就必然会形成对地铁CBTC系统、PIDS系统和屏蔽门系统的干扰。对CBTC系统而言，会导致地铁列车信号系统故障，表现出来的现象是紧急制动或停车；对PIDS系统来说，会表现出来列车无法正常显示PIDS视频信息，控制中心无法观看列车内的视频监控图像；对屏蔽门系统而言，屏蔽门无法正常开闭。

目前，车辆内无线模块使用的组网方式一般为星型网或者树型网，但由于列车内金属构件较多，人流量大，可能携带的无线设备也较多，因而无线传输的环境十分恶劣，使用星型或树型组网方式常会出现数据丢包甚至无线传输中断现象。

发明内容

本发明所解决的技术问题是现有获取轨道车辆内的门系统的工作状态数据不便的问题。本发明的获取轨道车辆门系统工作参数的无线组网系统及方法，基于ISM频段实现短距离无线通讯，采用门数据采集节点设备和车辆网关节点设备，通过这两种设备在车辆内形成一个多网络跳跃交叉组网方式，相对于传统的星型或树型组网方式，解决了数据丢包、无线传输中断等问题，提供了比较稳定的数据传输通道，很适合复杂环境下的大数据量的传输，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：