[发明专利]由三信道构建的LoRa局域网实现列车位置报警的系统和方法

说明书

本发明公开了一种由三信道构建的LoRa局域网实现列车位置报警的系统，包括首通讯节点、多个中间通讯节点、尾通讯节点、以及多个终端节点，首通讯节点、多个中间通讯节点、尾通讯节点依次组成主网络，主网络中的各个通讯节点之间是以LoRa透传方式进行通信，各个通讯节点以LoRa透传方式、并使用第一信道向其对应的终端节点传输轮询信令和报警信令，终端节点以LoRa透传方式、并使用第二信道向其对应的通讯节点传输应答信令，从而共同组成一个局域网络，首通讯节点在检测到列车到来时生成报警信令，通过Lora接力透传的方式、并在主网络中使用第一信道和第三信道将报警信令传输到尾通讯节点。本发明能解决现有报警系统无法对防护路段列车具体位置报警的技术问题。

技术领域

本发明属于铁路运营安全领域，更具体地，涉及一种由三信道构建的LoRa局域网实现列车位置报警的系统和方法。

背景技术

铁路轨道维修、改造一直都是铁路部门的一项重要工作，尤其是近年来，随着电气化、信息化的铁路运营管理的需求，以及列车普遍提速的步伐加快，使得铁路轨道施工作业更加频繁，给铁路轨道施工安全防护工作带来了巨大挑战。特别在隧道、弯道、山区等特殊环境下作业，受限与可视距离短，通讯状况较差等因素，给列车接近施工人员及时准确进行报警带来极大困难。

目前普遍使用的一种基于LoRa局域组网的低功耗列车接近报警系统，该系统通过传感器采集列车到达信息，通过Lora自组网络对列车经过防护区域进行报警，可以较好的解决隧道、弯道、山区等特殊路段列车经过施工路段无法及时准确报警的问题。

然而，上述基于LoRa局域组网的低功耗列车接近报警系统在使用过程中，仍然存在一些不可忽略的技术问题：

1、该报警系统只要在列车进入防护路段时便发出报警，但无法预报列车与施工人员之间的准确距离，这可能会导致施工人员过早离开施工现场，从而减少了施工人员的有效工作时长，降低了工作效率；

2、由于该报警系统采用单一频道通信，因此信道内部会存在同频干扰；

3、该报警系统报警信令传输采用410MHz单频信道传输，铁路系统中也存在工作于该频段的通讯设备，因此会存在系统外部的同频干扰影响报警信令传输的问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于LoRa三信道局域组网的列车位置报警系统和方法，其目的在于，解决现有报警系统无法对防护路段列车具体位置报警、信道内部同频干扰导致系统时效性低、以及报警信令传输过程存在干扰的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种由三信道构建的LoRa局域网实现列车位置报警的系统，包括首通讯节点、多个中间通讯节点、尾通讯节点、以及多个终端节点，首通讯节点、多个中间通讯节点、尾通讯节点依次组成主网络，主网络中的各个通讯节点之间是以LoRa透传方式进行通信，各个通讯节点以LoRa透传方式、并使用第一信道向其对应的终端节点传输轮询信令和报警信令，终端节点以LoRa透传方式、并使用第二信道向其对应的通讯节点传输应答信令，从而共同组成一个局域网络，首通讯节点在检测到列车到来时生成报警信令，通过Lora接力透传的方式、并在主网络中使用第一信道和第三信道将报警信令传输到尾通讯节点。

优选地，第一信道、第二信道、以及第三信道工作频点是在100MHz到900MHz之间，且三者的工作频点各不相同。

优选地，首通讯节点用于使用其动态工作表维护所在局域网的工作状态，根据该动态工作表生成轮询信令，并在检测到该节点处有列车到来时生成报警信令，首通讯节点的动态工作表包括通讯节点信息表和终端节点信息表，通讯节点信息表用于监测和维护每个中间通讯节点的当前状态及其对应的终端节点，终端节点信息表用于监测和维护每个终端节点的在线状态、终端节点对应的中间通讯节点、以及终端节点收到报警信令的信息、以及终端节点确认收到报警信令的信息。