[发明专利]铁路防灾监测系统信息分级回传方法

说明书

本发明涉及铁路防灾监测无线通信技术领域，特别是涉及一种铁路防灾监测系统信息分级回传方法。该方法充分利用防灾监测节点的计算能力对监测数据进行边缘侧预处理和特征分级，对安全相关的异常信息采用状态驱动的信息回传策略，保障了安全相关信息回传的实时性；对处于正常状态的数据信息，根据防灾监测节点的状态，采用变周期信息回传策略，保证常规信息回传的周期性完整性。结合状态驱动和变周期两种信息回传策略的优势，在保障安全相关信息实时传输的前提下，有效降低了冗余信息回传造成的能量和带宽资源浪费，提升了监测系统的生命周期和服役能力。

技术领域

本发明涉及铁路防灾监测无线通信技术领域，特别是涉及一种铁路防灾监测系统信息分级回传方法。

背景技术

随着运行速度大幅提升和运营里程的快速增长，铁路已经成为我国旅客出行和快捷货运的主要方式之一，是我国国民经济和社会发展的重要支柱。然而，我国铁路线路覆盖范围广、运行环境复杂多变，这给铁路系统运行的安全性和可靠性带来很大挑战。致灾要素信息的实时获取、传输、计算等技术在铁路灾害防控中起到越来越重要的作用，为铁路运营系统的风险评估、预警和控制提供了丰富的大数据支撑和有效的技术支持。目前，铁路沿线的防灾监测系统多采用有线通信方式或者4G等移动通信方式对监测信息进行传输。然而，在地形环境复杂地区铁路沿线电力和网络资源部署难度大、成本高、移动网络信号质量差，难以保证防灾监测信息的有效传输。随着无线传输技术的发展，在地形环境复杂地区构建基于无线通信的局部传输系统将有效解决这一难题，在局部无线传输系统中对监测信息进行传输、汇集和转发，然后通过开阔区域的汇聚节点或者基站将信息发送到数据中心进行分析和处理。

目前，铁路沿线防灾监测数据大多采用固定的采样频率进行数据的感知和传输，这样可以最大程度的保持监测数据回传的完整性，然而该传输方式的采样频率对监测效果有决定性作用。一方面，大的采样频率会增加冗余数据的传输量及其相应的能量资源浪费；另一方面，小的采样频率会导致某些安全相关数据传输实时性降低，甚至发生漏传现象，引发安全隐患。

因此，需要本领域的技术人员解决的一个技术问题是：如何利用铁路防灾监测系统的边缘计算能力，对监测数据状态进行预处理和辨识，从而根据信息安全等级对数据进行分级回传。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种铁路防灾监测系统信息分级回传方法，充分利用铁路防灾监测节点的边缘计算能力，对不同安全等级状态的数据采用分级回传方法，最大程度的保持安全相关信息回传的实时性，以及监测系统整体生命周期的最大化。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种铁路防灾监测系统信息分级回传方法，所述方法具体包括如下步骤：

步骤S101：为铁路防灾监测系统中的每个监测节点分配相应的标号[1,2,3,…,N]，并初始化各个节点的状态；第一轮所有节点的初始状态均为正常；从第二轮开始，根据节点状态和数据状态对节点进行分类并进行标注；

步骤S102：利用铁路防灾监测系统各监测节点的感知能力，实时获取监测区域的致灾要素数据；其中，所述致灾要素包括风、雨、雪、地震和异物侵限；

步骤S103：利用铁路防灾监测系统各监测节点的计算能力，对获取的所述致灾要素数据进行边缘端预处理，实现数据分析的特征提取；

步骤S104：根据步骤S101节点状态标识结果，分别判断每个节点的状态是否正常；如果节点标识状态为正常，进入步骤S105；如果节点标识状态为异常，进入步骤S109；

步骤S105：对于节点标识状态为正常的节点，根据步骤S103提取的数据特征，对照系统预设的致灾要素风险等级判断节点监测数据是否正常；如果监测数据正常，即监测数据风险等级为0，进入步骤S106；如果监测数据异常，即监测数据风险等级不为0，进入步骤S107；