高一凡　馬小平　陳小英　劉曉光

摘 要：通過(guò)研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及空天車(chē)地一體化網(wǎng)絡(luò)的理論和應(yīng)用現(xiàn)狀，分析列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建需求，搭建基于空天車(chē)地一體化列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體框架;分別建立艇載、機(jī)載、車(chē)載、區(qū)域監(jiān)測(cè)和地面中心監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)，闡述系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu);提出基于空天車(chē)地一體化的列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)物理架構(gòu)設(shè)計(jì)及信息傳輸?shù)汝P(guān)鍵問(wèn)題。為進(jìn)一步研究服務(wù)于列車(chē)群監(jiān)測(cè)和通信的空天車(chē)地一體化網(wǎng)絡(luò)的理論和應(yīng)用研究起到指導(dǎo)和啟發(fā)作用。

關(guān)鍵詞：軌道交通;列車(chē)群;車(chē)聯(lián)網(wǎng);空天車(chē)地;總體架構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào)：U285.5+5

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)作為新的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，正在逐漸興起。物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，將網(wǎng)絡(luò)延伸和擴(kuò)展到任何物與物、物與人之間進(jìn)行的信息交換和通信[1]。車(chē)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在智能交通領(lǐng)域的運(yùn)用，車(chē)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了車(chē)、軌與人的互聯(lián)互通，促進(jìn)了車(chē)、交通和信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)向更加現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化方向發(fā)展[2-4]。車(chē)聯(lián)網(wǎng)利用裝載在車(chē)輛上的電子標(biāo)簽通過(guò)無(wú)線射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）等技術(shù)獲取車(chē)輛的行駛屬性和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息，通過(guò)GPS等全球定位技術(shù)獲取車(chē)輛行駛位置等參數(shù)[5]，通過(guò)3G/4G等無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳輸和共享[6]，通過(guò)RFID和傳感器獲取軌道、橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施的使用狀況[7]，最后通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的運(yùn)行監(jiān)控以及提供各種交通綜合服務(wù)。目前，車(chē)輛移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)主要應(yīng)用在汽車(chē)上，鐵路車(chē)輛移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)尚無(wú)應(yīng)用。列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)是鐵路車(chē)輛移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用，利用車(chē)載電子傳感裝置，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成信息交換，使車(chē)與軌、車(chē)與車(chē)、車(chē)與人之間的信息互聯(lián)互通，對(duì)車(chē)輛和交通狀況進(jìn)行有效的智能監(jiān)控[8]。與傳統(tǒng)的鐵路智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transport System， RITS）相比，列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)更注重車(chē)與車(chē)、車(chē)與人之間的交互通信，通過(guò)提取更多車(chē)輛行駛參數(shù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)來(lái)保障列車(chē)行駛安全、提高出行舒適度[9]。列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)概念的著陸點(diǎn)，將具體的物理世界限定到車(chē)、軌和人上?；诳仗燔?chē)地一體化的列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體框架的建立，解決了列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研究的關(guān)鍵問(wèn)題，從而為該領(lǐng)域理論和應(yīng)用研究提供指導(dǎo)。

1 列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究

1.1 列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體描述

面向軌道交通安全運(yùn)營(yíng)監(jiān)測(cè)任務(wù)，快速構(gòu)建以靜空平臺(tái)節(jié)點(diǎn)為核心的空天車(chē)地一體化列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)（包括衛(wèi)星、多個(gè)無(wú)人機(jī)、列車(chē)、地面節(jié)點(diǎn)等），是實(shí)現(xiàn)軌道交通系統(tǒng)立體化、全天候監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵[10-15]。然而，由于無(wú)人機(jī)、列車(chē)節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)性以及空中子網(wǎng)、列車(chē)子網(wǎng)以及地面子網(wǎng)在信息協(xié)議格式、網(wǎng)絡(luò)傳輸能力、業(yè)務(wù)傳輸控制以及用戶(hù)地址空間等方面的異構(gòu)性，對(duì)空-車(chē)-地一體化協(xié)同組網(wǎng)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。

首先，針對(duì)軌道交通系統(tǒng)列車(chē)開(kāi)行方式和線路網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，研究列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)約束條件和車(chē)車(chē)信息傳輸與共享需求，提出適應(yīng)于空天車(chē)地軌道交通專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和軌道交通業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求的列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。然后，針對(duì)軌道交通大范圍實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)安全保障對(duì)廣域立體監(jiān)測(cè)、多尺度監(jiān)測(cè)信息深度融合等的迫切需求，研究艇載、機(jī)載、車(chē)載、軌旁等監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)信息特點(diǎn)和傳輸需求，提出依托于空天車(chē)地軌道交通專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和傳輸設(shè)備，確定可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛移動(dòng)安全信息接入與融合傳輸?shù)目仗燔?chē)地一體化架構(gòu)。

1.2 列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體框架

基于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等，結(jié)合列車(chē)移動(dòng)安全信息接入與融合傳輸需求，研究適用的安全信息接入、一體化匯聚處理與融合傳輸機(jī)制，實(shí)現(xiàn)空天車(chē)地專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)中各項(xiàng)與車(chē)輛安全相關(guān)信息的接入及與移動(dòng)列車(chē)的高效交互?？仗燔?chē)地一體化列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道交通的大范圍實(shí)時(shí)運(yùn)營(yíng)安全保障，對(duì)廣域立體監(jiān)測(cè)、多尺度監(jiān)測(cè)信息的深度融合，需考慮多源監(jiān)測(cè)信息的接入和分發(fā)等2方面關(guān)鍵問(wèn)題，進(jìn)行系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)?；诳仗燔?chē)地一體化的列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體框架如圖1所示。系統(tǒng)由無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)、飛艇節(jié)點(diǎn)、列車(chē)節(jié)點(diǎn)、地面中心節(jié)點(diǎn)和其他節(jié)點(diǎn)組成。

（1）艇載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了艇載載荷與艇載無(wú)線通信模塊之間的通信嫁接;機(jī)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)上載荷與無(wú)人機(jī)無(wú)線通信模塊之間的通信嫁接;車(chē)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了車(chē)載采集設(shè)備與車(chē)載無(wú)線通信模塊之間的通信嫁接;地面控制中心主網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)了地面核心機(jī)房處理設(shè)備與艇載、機(jī)載無(wú)線通信模塊之間的通信嫁接。

（2）系統(tǒng)總體采用低功耗、高性能的設(shè)計(jì)方法，綜合考慮性能、環(huán)境等因素，研制艇載/機(jī)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、車(chē)載通信及業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、區(qū)域節(jié)點(diǎn)通信及業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)、地面控制中心主網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，構(gòu)建基于空臨天地網(wǎng)絡(luò)的列車(chē)移動(dòng)互聯(lián)及安全狀態(tài)信息交互網(wǎng)絡(luò)。

（3）艇載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)用于艇載的光學(xué)、紅外等監(jiān)測(cè)載荷的監(jiān)測(cè)輸出數(shù)據(jù)接入并按約定的傳輸方式輸出給艇載的空地?zé)o線傳輸系統(tǒng);機(jī)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)用于機(jī)載的光學(xué)、紅外、激光雷達(dá)等監(jiān)測(cè)載荷的監(jiān)測(cè)輸出數(shù)據(jù)接入并按約定的傳輸方式輸出給機(jī)載的空地?zé)o線傳輸系統(tǒng);車(chē)載網(wǎng)關(guān)設(shè)備用于車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與診斷數(shù)據(jù)接入并按約定的傳輸方式輸出給車(chē)載的空天車(chē)地專(zhuān)用車(chē)載無(wú)線信道設(shè)備;區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備用于軌旁地面重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施、地質(zhì)區(qū)域的地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的接入及向空天車(chē)地專(zhuān)用無(wú)線信道設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā);地面中心網(wǎng)關(guān)與艇載/機(jī)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)、車(chē)載網(wǎng)關(guān)、區(qū)域節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)協(xié)同建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸管道;協(xié)同各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的傳輸統(tǒng)計(jì)和傳輸調(diào)度;通過(guò)車(chē)輛移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車(chē)車(chē)、車(chē)地信息無(wú)縫共享，支撐列車(chē)群關(guān)鍵安全信息的實(shí)時(shí)共享及主動(dòng)安全防護(hù)信息的交互。

2 一體化列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

2.1 列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)軌道交通系統(tǒng)列車(chē)開(kāi)行方式和線路網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，研究列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)約束條件和車(chē)車(chē)信息傳輸與共享需求，提出適應(yīng)于天臨空地車(chē)軌道交通專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)和軌道交通業(yè)務(wù)場(chǎng)景需求的列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)（圖2），以及列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)車(chē)載網(wǎng)關(guān)MR（Mobile Router）管理架構(gòu)（圖3）。

（1）在列車(chē)的各車(chē)輛之間通過(guò)安裝無(wú)線網(wǎng)橋，組成該機(jī)車(chē)的車(chē)載局域網(wǎng)。在列車(chē)兩端分別部署1臺(tái)MR設(shè)備，2臺(tái)MR連接到車(chē)載局域網(wǎng)絡(luò)，2臺(tái)MR互為主備。車(chē)頭和車(chē)尾分別部署1個(gè)（或多個(gè)）車(chē)載無(wú)線接入設(shè)備，分別連接（或部署）到MR。

（2）每個(gè)MR都?xì)w屬于1個(gè)固定的HA（Home Agent）網(wǎng)關(guān)，為歸屬網(wǎng)關(guān)。MR當(dāng)前所在區(qū)域的HA網(wǎng)關(guān)為訪問(wèn)網(wǎng)關(guān)。當(dāng)MR當(dāng)前所在區(qū)域?yàn)闅w屬地時(shí)，訪問(wèn)網(wǎng)關(guān)與歸屬網(wǎng)關(guān)一致。

（3）當(dāng)MR處于歸屬地時(shí)，MR控制車(chē)載無(wú)線接入設(shè)備與軌旁設(shè)備建立無(wú)線鏈路后，直接與歸屬網(wǎng)關(guān)完成鑒權(quán)認(rèn)證，建立安全傳輸管道。

（4）當(dāng)MR處于訪問(wèn)地時(shí)，MR控制車(chē)載無(wú)線接入設(shè)備與軌旁設(shè)備建立無(wú)線鏈路后，與訪問(wèn)網(wǎng)關(guān)完成鑒權(quán)認(rèn)證，與歸屬網(wǎng)關(guān)建立安全傳輸管道。

（5）多個(gè)MR與各自歸屬網(wǎng)關(guān)構(gòu)成車(chē)地通信鏈路，車(chē)與地之間通過(guò)MR-HA路徑進(jìn)行安全通信。歸屬網(wǎng)關(guān)也可將MR數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至其它所需的目標(biāo)地址。

（6）HA網(wǎng)關(guān)之間互聯(lián)構(gòu)成基于HA中轉(zhuǎn)的多MR車(chē)-車(chē)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。車(chē)與車(chē)之間的業(yè)務(wù)設(shè)備可通過(guò)MR-HA-MR或MR-HA-HA-MR構(gòu)成的路徑進(jìn)行車(chē)-車(chē)互聯(lián)安全通信。

（7）MR支持多無(wú)線制式接入，包括空天車(chē)地一體化專(zhuān)網(wǎng)、鐵路無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商公眾網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)不同區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。MR支持多鏈路接入和管理功能，根據(jù)不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸需求，制定優(yōu)先級(jí)策略，選擇相應(yīng)鏈路傳輸。

2.2 傳輸機(jī)制及工作流程

2.2.1 傳輸機(jī)制

安全信息接入、一體化匯聚處理與融合傳輸機(jī)制如圖4所示，系統(tǒng)中各載荷節(jié)點(diǎn)（艇載監(jiān)測(cè)載荷、機(jī)載監(jiān)測(cè)載荷、車(chē)載監(jiān)測(cè)載荷、區(qū)域監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）通過(guò)相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)（艇載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)、機(jī)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)、車(chē)載網(wǎng)關(guān)、區(qū)域監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，并通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)將信息發(fā)送到地面中心網(wǎng)關(guān)，在地面數(shù)據(jù)中心進(jìn)行系統(tǒng)安全狀態(tài)分析評(píng)估、安全態(tài)勢(shì)演化預(yù)測(cè)預(yù)警和圖形化展示。

2.2.2 工作流程

（1）艇載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)。其數(shù)據(jù)流為，艇載載荷數(shù)據(jù)傳給艇載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一打包后，經(jīng)高速數(shù)傳，傳至地面站后，由地面控制中心主通信網(wǎng)關(guān)接收解析，如圖5所示。

（2）機(jī)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)網(wǎng)關(guān)。其數(shù)據(jù)流為，機(jī)載載荷數(shù)據(jù)傳給機(jī)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一打包后，經(jīng)高速數(shù)傳，傳至地面站后，由地面控制中心主通信網(wǎng)關(guān)接收解析，如圖6所示。

（3）車(chē)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)。其數(shù)據(jù)流為，車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)傳給車(chē)載監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一打包后，經(jīng)高速數(shù)傳，傳至地面站后，由地面控制中心主通信網(wǎng)關(guān)接收解析，如圖7所示。

（4）區(qū)域節(jié)點(diǎn)通信及業(yè)務(wù)網(wǎng)關(guān)。其數(shù)據(jù)流為，軌旁采集傳感器數(shù)據(jù)傳給區(qū)域監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)，經(jīng)網(wǎng)關(guān)統(tǒng)一打包后，經(jīng)高速數(shù)傳，傳至地面站后，由地面控制中心主通信網(wǎng)關(guān)接收解析，如圖8所示。

（5）地面控制中心主網(wǎng)關(guān)。其數(shù)據(jù)流為，地面控制中心主網(wǎng)關(guān)接收來(lái)自艇載移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)、機(jī)載移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)、車(chē)載移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)和區(qū)域節(jié)點(diǎn)移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)，經(jīng)地面控制中心主通信網(wǎng)關(guān)接收解析后，發(fā)送給監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行處理，如圖9所示。

3 基于空天車(chē)地一體化的列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題

研究基于空天車(chē)地一體化的列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)，有眾多技術(shù)難點(diǎn)和關(guān)鍵問(wèn)題亟待解決，主要有以下幾個(gè)方面。

（1）信息交互鏈路不確定、鏈路拓?fù)潢P(guān)系存在時(shí)變性。

核心挑戰(zhàn)：動(dòng)態(tài)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)快速自動(dòng)組網(wǎng)和數(shù)據(jù)鏈構(gòu)建。

解決方案：多個(gè)列車(chē)車(chē)載業(yè)務(wù)設(shè)備之間通過(guò)各自的MR與所屬的HA建立安全管道進(jìn)行通信。車(chē)載業(yè)務(wù)設(shè)備與地面業(yè)務(wù)服務(wù)器之間通過(guò)MR與所屬的HA建立的安全管道進(jìn)行通信。通過(guò)MR和HA對(duì)無(wú)線鏈路傳輸通道統(tǒng)一管理，使車(chē)車(chē)之間、車(chē)地之間進(jìn)行無(wú)縫通信，并對(duì)通信車(chē)輛、通信內(nèi)容和通信權(quán)限進(jìn)行全局管控，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的路由尋址方法。

（2）信息傳輸過(guò)程中的跨制式切換、跨制式傳輸。

核心挑戰(zhàn)：不同制式承載的多鏈路傳輸管理機(jī)制。

解決方案：MR支持多制式無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入，包括空天車(chē)地一體化專(zhuān)網(wǎng)、鐵路無(wú)線通信專(zhuān)網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商公眾網(wǎng)絡(luò)等。多制式接入控制技術(shù)用于控制車(chē)載通信設(shè)備接入多種制式的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，建立一條或多條無(wú)線鏈路;MR對(duì)多鏈路管道進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)通過(guò)鏈路質(zhì)量最好的鏈路單播傳輸，或通過(guò)所有可用鏈路多播到HA。MR與HA之間的通信支持基于QoS（Quality of Service）的數(shù)據(jù)管理、隊(duì)列緩沖等功能。從而實(shí)現(xiàn)了不同制式承載的數(shù)據(jù)鏈動(dòng)態(tài)構(gòu)建。

（3）開(kāi)放空間、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備眾多。

核心挑戰(zhàn)：車(chē)輛移動(dòng)互聯(lián)傳輸中的可靠性和安全性保障。

解決方案：安全傳輸，通過(guò)MR與HA建立安全管道，車(chē)-車(chē)信息與車(chē)-地信息均在安全管道中傳輸，安全管道支持多種加密機(jī)制，能夠保障信息的安全傳輸;可靠傳輸，MR與HA構(gòu)成主備系統(tǒng)，車(chē)載2臺(tái)MR分別部署在車(chē)頭和車(chē)尾可以起到容災(zāi)和備份作用，地面2臺(tái)HA網(wǎng)關(guān)互為主備，并支持異地HA網(wǎng)關(guān)容災(zāi)備份，從而保障信息的可靠傳輸。

4 結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)分析了基于空天車(chē)地一體化技術(shù)在列車(chē)群車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建及關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)研究中的現(xiàn)狀及問(wèn)題，提出了系統(tǒng)總體框架，并分別介紹了艇載節(jié)點(diǎn)、機(jī)載節(jié)點(diǎn)、車(chē)載節(jié)點(diǎn)和地面節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵性能和通信模式，最后詳細(xì)分析了系統(tǒng)研究的關(guān)鍵問(wèn)題，以期為該領(lǐng)域技術(shù)研究和深化應(yīng)用提供借鑒。

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收稿日期 2020-01-10

責(zé)任編輯 朱開(kāi)明

Research on application framework of integration of rail systemwide technology in the train group network

Gao Yifan， Ma Xiaoping， Chen Xiaoying， et al.

Abstract： By studying the theory and application of Internet of Things technology， Internet of Vehicles technology and railway systemwide （including weather， clearance， vehicle and infrastructure etc.） integrated network， this paper analyzes the construction requirements of the train group and vehicle network system， builds the overall framework of the train group and vehicle network system based on integrated system such as weather， clearance， vehicle and infrastructure etc.， respectively establishes the monitoring nodes and internets of train borne， cab-borne， car onboard， regional monitoring and trackside center etc.， and elaborates the communication structure of the system. This paper puts forward key problems such as the physical architecture design and information transmission of the train group and Internet of Vehicles system based on the integration of weather， clearance， vehicle and infrastructure etc. It plays a guiding and enlightening role in the further study of the theory and application of the systemwide integration network of weather， clearance， vehicle and infrastructure etc.， serving the train group monitoring and communication.

Keywords： rail transit， train group， Internet of Vehicles， railway systemwide factors including weather， clearance， vehicle and infrastructure etc.， overall structure

基金項(xiàng)目：十三五國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（編號(hào)：2016YFB1200100）

作者簡(jiǎn)介：高一凡（1978—）男，工程師