LTE-R专网公网融合的行车调度网协设备及方法与流程

2021-02-06 19:02:09|

235|

起点商标网

本发明涉及铁路通信技术领域，尤其涉及一种具lte-r专网公网融合的铁路行车调度安全网协设备及其工作方法。

背景技术：

铁路行车调度系统是铁路运输安全保障的重要组成系统，包含机车调度、列车调度、运输其他调度等，主要用于机车、调度、车站、车长等之间的相关车地之间的通信，满足调度指挥畅通及有效，目前在铁路运输安全运营方面发挥着不可替代的作用。

近年来，铁路快速发展，特别地方地铁部分线路率先已完成lte-r专网覆盖建设，但lte-r专网建设无法全线一步到位建设完成，有些线路还是既有传统的450m模拟行车调度通信方式或其他调度通信方式。而机车(火车头)可能涉及不同线路长交路套跑和运用，另外机车有些是长期运用的，有些可能是短期运用的，运用特性涉及铁路具体管理也涉及具体技术，所以目前对于机车长交路运用还缺乏统一的调度通信系统，如有些机车为了满足长交路运用，将安装多套不同制式的机车电台，由于机车安装空间受限实施非常困难，特别是短期运用的机车安装维护工作量大维护效率低，故对于调度通信的设备管理、设备运用、设备维护等产生了繁杂的工作，一定程度上产生了铁路运输安全和运输高效之间的矛盾。所有提出一种具lte-r专网公网融合的铁路行车调度系统安全网协设备，只要既有公网条件，就可以接入lte-r专网，对于不具备lte-r专网接入条件的机车，调度网协设备通过把不同的调度系统衔接起来，解决了目前机车跨通信方式交路套跑运用的问题，特别有利于机车短期行车和作业的行车调度运用场景，此套设备可以不用架设专网或者改造专网设备，投资少，运用效果立竿见影，设备实施和维护简单，容易扩展，同时符合融合通信的发展趋势，故具有显著的经济价值及社会意义。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种具lte-r专网公网融合的铁路行车调度安全网协设备及其工作方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种具lte-r专网公网融合的铁路行车调度安全网协设备，包含控制协议处理单元、lte-r专网接入模块、公网3g/lte/5g接入模块、北斗卫星定位模组、电源电池管理单元及天馈系统。

一种具lte-r专网公网融合的铁路行车调度安全网协设备的工作方法，包括：

步骤0000：公网设备接入公网，专网设备接入lte-r专网，调度网协设备同时接入公网和lte-r专网；

步骤0100：公网设备向公网调度系统进行设备注册，专网设备向lte-r行车调度系统进行设备注册；

步骤0200：调度网协设备安装于可同时有lte-r专网和公网覆盖的场合，调度网络设备通过lte-r专网模块和公网模块分别接入lte-r专网和公网，同时向公网调度系统和lte-r行车调度系统进行设备注册；

步骤0300：满足以上条件后，lte-r专网和公网就达到了融合通信的基础，公网设备或专网设备通过呼叫调度网协设备的对应号码，调度网协设备按规则就可以路由到另一个网下的相应设备。

根据上述技术方案，优选地，步骤0000包括：

步骤0010：调度网协设备工作前先配置lte-r专网行车调度系统和公网调度系统的接入ip地址、账号及安全认证信息；

步骤0020：为保证安全，公网和lte-r专网的接入系统都配置安全防火墙，对于接入lte-r专网行车调度系统前需要连接到调度网协监控管理平台提前认证和监控，调度网协监控管理平台从而可以实时监测、跟踪和管理调度网协设备，当满足调度网协监控管理平台安全鉴权要求则就重定向到行车调度系统。

根据上述技术方案，优选地，步骤0020包括：

步骤0021：异构系统接入的加密鉴权，并运用双向认证安全协议，通过防火墙方式通信端口只开放受限端口号，保障专网公网协议转换安全性；

步骤0022：设备自身具备北斗卫星定位模组，根据动态位置对通信目标进行路由及限制，并把协换转换的关键信令及动态位置传送给调度网协监控管理平台，监控管理平台结合高清gis地图实现对调度网协设备的工作状态监控、管理及呈现；

步骤0023：公网调度系统的服务器搭建于具有公共合法地址的公用云平台上，所以只要满足公网通信的场景下都具备系统接入条件。

根据上述技术方案，优选地，步骤0200包括：

步骤0210：调度网协设备接入lte-r专网行车调度系统和公网调度系统后，对应两侧系统，分别具有两个唯一的呼叫号码，这个两个号分别进行lte-r专网行车调度系统和公网调度系统的注册；

所述呼叫号码为8-15位，以满足设备和系统扩展。

根据上述技术方案，优选地，呼叫号码为8位时，组织代码为前3位，设备身份为后5位。

根据上述技术方案，优选地，步骤0300包括：

步骤0310：公网设备呼叫专网设备；

步骤0320：专网设备呼叫公网设备。

根据上述技术方案，优选地，步骤0310包括：

步骤0311：公网接入的机车台或者手持台先进行公网调度系统的注册，

步骤0312：通过呼叫调度网协设备的公网号码，公网调度系统根据号码的前3位路由特定注册的调度网协设备；

步骤0313：调度网协设备再根据号码的后5位，加上专网的3位号码前缀，按映射规则路由到专网行车调度系统，专网行车调度系统解释号码的唯一性后呼叫到特定专网设备。

根据上述技术方案，优选地，步骤0320包括：

步骤0321：专网接入的机车台或者手持台先进行专网调度系统的注册；

步骤0322：通过呼叫调度网协设备的专网号码，专网调度系统根据号码的前3位路由特定注册的调度网协设备；

步骤0323：调度网协设备再根据号码的后5位，加上公网的3位号码前缀，按映射规则路由到公网行车调度系统，公网调度系统解释号码的唯一性后呼叫到特定公网设备。

本发明的有益效果是：通过特定的技术手段实现了公网调度系统和lte-r专网行车调度系统系统的通信对接，解决了机车长交路套跑、短期行车作业及应急场景运用的现实需求，为不具备lte-r通信条件且有lte-r接入需求的机车或者通信终端实现了统一的铁路行车调度功能，满足了包括铁路火车司机、施工作业人员、应急抢修人员的车地通信联控。

本发明在铁路专网公网融合方面，具有原创性和首创性，填补了铁路专网公网融合通信的空白。由于本发明可以不用架设专网或者改造专网设备，投资少，运用效果立竿见影，设备实施和维护简单，容易扩展，同时符合融合通信的发展趋势，故具有显著的经济价值及社会意义。

附图说明

图1示出了本发明的实施例的设备框图。

图2示出了本发明的实施例的系统框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图所示，本发明一种具lte-r专网公网融合的铁路行车调度安全网协设备，包含控制协议处理单元、lte-r专网接入模块、公网3g/lte/5g接入模块、北斗卫星定位模组、电源电池管理单元及天馈系统。

一种具lte-r专网公网融合的铁路行车调度安全网协设备的工作方法，包括：

步骤0000：公网设备接入公网，专网设备接入lte-r专网，调度网协设备同时接入公网和lte-r专网；

步骤0100：公网设备向公网调度系统进行设备注册，专网设备向lte-r行车调度系统进行设备注册；

根据上述技术方案，优选地，步骤0000包括：

步骤0010：调度网协设备工作前先配置lte-r专网行车调度系统和公网调度系统的接入ip地址、账号及安全认证信息；

根据上述技术方案，优选地，步骤0020包括：

步骤0021：异构系统接入的加密鉴权，并运用双向认证安全协议，通过防火墙方式通信端口只开放受限端口号，保障专网公网协议转换安全性；

步骤0023：公网调度系统的服务器搭建于具有公共合法地址的公用云平台上，所以只要满足公网通信的场景下都具备系统接入条件。

根据上述技术方案，优选地，步骤0200包括：

所述呼叫号码为8-15位，以满足设备和系统扩展。

根据上述技术方案，优选地，呼叫号码为8位时，组织代码为前3位，设备身份为后5位。

根据上述技术方案，优选地，步骤0300包括：

步骤0310：公网设备呼叫专网设备；

步骤0320：专网设备呼叫公网设备。

根据上述技术方案，优选地，步骤0310包括：

步骤0311：公网接入的机车台或者手持台先进行公网调度系统的注册，

步骤0312：通过呼叫调度网协设备的公网号码，公网调度系统根据号码的前3位路由特定注册的调度网协设备；

根据上述技术方案，优选地，步骤0320包括：

步骤0321：专网接入的机车台或者手持台先进行专网调度系统的注册；

步骤0322：通过呼叫调度网协设备的专网号码，专网调度系统根据号码的前3位路由特定注册的调度网协设备；

本发明是一种具lte-r专网公网融合的铁路行车调度安全网协设备(下简称调度网协设备)，设备主要包含控制协议处理单元、lte-r专网接入模块、公网3g/lte/5g接入模块、北斗卫星定位模组、电源电池管理单元及天馈系统等组成(见设备框图1)。其中控制协议处理单元是负责控制接入模块，对两套系统的协议进行对接、转换以及其他控制功能，lte-r专网接入模块具有接入铁路lte-r专网行车调度系统的宽带通信功能(见系统框图2)，公网3g/lte/5g接入模块具有公网调度系统的宽带通信功能，北斗卫星定位模组为调度网协设备提供定位，主要便于管理、诊断、维护等。电源电池管理单元负责各单元和模块的电源转换支持及备用电池管理，天馈系统为各接入模块及北斗卫星天线提供无线电信号合路及雷电防护。调度网协设备基于以上特有的设备构成及控制协议处理，可用于公网调度系统和lte-r专网行车调度系统系统的通信对接，满足不具备lte-r条件且有lte-r接入需求的机车或者其他通信终端完成铁路行车调度功能。

本发明主要适用于铁路火车司机、施工作业人员、应急抢修人员等。

本发明/发明的具体技术方案实现如下：

(一)调度网协设备工作前先配置lte-r专网行车调度系统和公网调度系统的接入ip地址、账号及安全认证信息，为保证安全，接入系统都配置安全防火墙，对于接入lte-r专网行车调度系统前需要连接到调度网协监控管理平台提前认证和监控，调度网协监控管理平台从而可以实时监测、跟踪和管理调度网协设备，当满足调度网协监控管理平台安全鉴权要求则就重定向到行车调度系统。公网调度系统的服务器搭建于具有公共合法地址的公用云平台上，所以只要满足公网通信的场景下都具备系统接入条件。

(二)调度网协设备接入lte-r专网行车调度系统和公网调度系统后，对应两侧系统，分别具有两个唯一的呼叫号码，这个两个号分别进行lte-r专网行车调度系统和公网调度系统的注册。

(三)调度网协设备的路由规则根据本机号码、子号码两部分进行转换及路由。本机号码为便于管理，由8位数字组成，前3位组织代码，后5位为设备身份，技术上不限于8位，最多按15位设计，以满足设备和系统扩展。由于调度网协设备具有两个本机号码，对应两侧网络，所以分为：“专网号码+子号”和“公网号码+子号”。

(四)公网呼叫专网实现,公网接入的机车台或者手持台先进行公网调度系统的注册，通过呼叫调度网协设备的公网号码，公网调度系统根据号码的前3位路由特定注册的调度网协设备，调度网协设备再根据号码的后5位，加上专网的3位号码前缀，按映射规则路由到专网行车调度系统，专网行车调度系统解释号码的唯一性后呼叫到特定专网设备(如调度、车站、机车台)。

(五)专网呼叫公网实现,专网接入的机车台或者手持台先进行专网调度系统的注册，通过呼叫调度网协设备的专网号码，专网调度系统根据号码的前3位路由特定注册的调度网协设备，调度网协设备再根据号码的后5位，加上公网的3位号码前缀，按映射规则路由到公网行车调度系统，公网调度系统解释号码的唯一性后呼叫到特定公网设备(如机车、手持台)。

为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：

(一)系统框图1所示，基础条件需要满足：专网设备接入专网，公网设备接入公网，调度网络设备同时接入专网和公网。

(二)lte-r专网下所有设备上电开机后，接入lte-r专网后，向lte-r行车调度系统进行设备注册。

(三)公网下所有设备上电开机后，接入公网后，向公网调度系统进行设备注册。

(四)调度网络设备应该安装于可同时有lte-r专网和公网覆盖的场合，如车站、线路所等，调度网络设备通过lte-r专网模块和公网模块分别接入lte-r专网和公网，同时分别向lte-r行车调度系统进行设备注册和公网调度系统进行设备注册。

(五)满足以上条件后，专网和公网就达到了融合通信的基础，各网下设备通过呼叫调度网协设备的对应号码，调度网协设备按规则就可以路由到另一个网下的相应设备。

(六)调度网协设备同时接受调度网协监控管理平台监控，监控管理平台结合高清gis地图可实现对调度网协设备的工作状态监控、管理及呈现。

本发明为一种具lte--r专网公网融合的铁路行车调度安全网协设备，通过特定的技术手段实现了公网调度系统和lte-r专网行车调度系统系统的通信对接，解决了机车长交路套跑、短期行车作业及应急场景运用的现实需求，为不具备lte-r通信条件且有lte-r接入需求的机车或者通信终端实现了统一的铁路行车调度功能，满足了包括铁路火车司机、施工作业人员、应急抢修人员的车地通信联控。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整也应视为本发明的保护范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。