[发明专利]一种基于5G通信技术的永磁磁浮轨道交通控制系统与方法

说明书

本发明公开了一种基于5G通信技术的永磁磁浮轨道交通控制系统与方法，系统包括：智能控制中心、5G通信平台、列车安防系统、物联网监测系统、乘客服务系统。本发明针对永磁磁浮轨道交通系统移动速度快，而5G基站覆盖范围较小，即使采用波束赋形技术，也很难保障信号的无障碍传输的问题，采用多连接方案，由智能化控制中心依托线路的5G基站分布情况，同时选择两个5G基站做信号传输，一个5G基站为当前最近基站，另一个5G基站则为下一个将要接近的基站。通过接力式的基站传递方式，保障5G通信平台能够提供稳定可靠的通信链路。

技术领域

本发明涉及永磁磁浮轨道交通控制技术领域，具体涉及一种基于5G通信技术的永磁磁浮轨道交通控制系统与方法。

背景技术

近年来，第五代移动通信系统5G已经成为通信业和学术界探讨的热点。随着移动互联网的发展，越来越多的设备接入到移动网络中，新的服务和应用层出不穷，全球移动宽带用户在2018年有望达到90亿，到2020年，预计移动通信网络的容量需要在当前的网络容量上增长1000倍。移动数据流量的暴涨将给网络带来严峻的挑战。首先，如果按照当前移动通信网络发展，容量难以支持千倍流量的增长，网络能耗和比特成本难以承受；其次，流量增长必然带来对频谱的进一步需求，而移动通信频谱稀缺，可用频谱呈大跨度、碎片化分布，难以实现频谱的高效使用；此外，要提升网络容量，必须智能高效利用网络资源，例如针对业务和用户的个性进行智能优化，但这方面的能力不足；最后，未来网络必然是一个多网并存的异构移动网络，要提升网络容量，必须解决高效管理各个网络，简化互操作，增强用户体验的问题。为了解决上述挑战，满足日益增长的移动流量需求，亟需发展新一代5G移动通信网络。

永磁磁悬浮列车具有安全可靠、运维量小、耐候准点、噪音低、振动小的特点，是下一代高速地面运载工具的必然选择。现有磁浮技术可以简要分为电磁悬浮(常导)、超导磁浮和永磁磁浮三类。电磁悬浮有长沙磁悬浮线(中国自有技术)和上海磁悬浮线(德国技术)；超导磁浮以日本的山梨线为典型代表；永磁磁浮具有“零功率”悬浮的典型特征，但是加工难度大。近年来，随着永磁材料、电子信息、精密机械加工等技术的突飞猛进，永磁磁浮技术再次受到业内的广泛关注。

永磁磁悬浮列车移动速度快，运载量大，所处电磁环境复杂。因此，传统的通信技术应用到永磁磁悬浮列车时，存在信号质量差，通信延时高，数据传输质量低，通信不稳定等问题，这不仅严重影响了乘客乘车时的体验，同时对列车安全、可靠、稳定运行也提出了巨大挑战。而5G技术具有传输速度快、流量密度大、连接数量多、空中时延短、频谱效率高、移动性能好的优点。但是目前，在轨道交通领域关于5G的研究应用较少。因此，基于复合传感器、嵌入式系统、物联网、云计算、大数据、人工智能等新兴技术的深度融合，研究新一代磁悬浮列车运行控制系统，将5G技术引入永磁磁浮轨道交通系统对永磁磁浮轨道交通系统的正常安全运行，对我国的磁悬浮轨道交通发展具有非常重要的意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于5G通信技术的永磁磁浮轨道交通控制系统与方法，创新性地在永磁磁浮轨道交通系统中引入了5G通信技术，相比传统的通信手段，数据传输端对端延时、传输峰值速率、连接密度等均可获得极大提升。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于5G通信技术的永磁磁浮轨道交通控制系统，包括智能控制中心和5G通信平台；

所述智能控制中心包括电气控制系统、数据交换设备、通信设备、中央服务器，所述电气控制系统、数据交换设备通讯连接于所述中央服务器，所述中央服务器通讯连接于所述通信设备；所述电气控制系统主要用于根据中央服务器的指令驱动永磁磁悬浮列车运行；所述数据交换设备包括数据存储阵列、数据管理单元、输入输出接口；所述数据存储阵列用于数据保存，并通过所述输入输出接口与所述数据管理单元相连，所述数据管理单元通讯连接于所述中央服务器；所述数据管理单元用于根据中央服务器的请求从数据存储列阵中选择对应的数据并传输给中央服务器；