专利名称：一种基于令牌控制的无线调度方法
技术领域：
本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种基于令牌控制的无线调度方法。
背景技术：
目前国内关于机车电台及铁路无线列调系统的研究开发已经处于成熟阶段, 铁路主干线无线列调设备的应用也已基本普及。但在地方厂矿的施工运输维修车辆 却没有配备相应的无线列调系统。
地方厂矿一般采用短途的运输模式，即范围不大，但调度对象一般较多，采用 传统的语音调度，效率不高。同时，覆盖范围内一般具有各式地形地貌，例如平原、 山地、隧道、山洞、仓库等。
采用自由无线的方式(WiFi)有两个主要的缺陷
一是使用了的高频，因此其绕射能力较差，尤其在天气情况不是很好的条件下； 二是由于WiFi的传输距离较短，为了覆盖整个厂区，就需要部署大量的无线
AP点，成本比较高。
在地方厂矿或者车站，有大量的金属制仓库存在的情况下，GSM信号屏蔽情
况严重，而使用无线电台可以通过合理布置天线安装地点达到整库覆盖的目的。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种高效可靠的基 于令牌控制的无线调度方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现: 一种基于令牌控制的无线调度方
法，其特征在于，该方法包括
(1) 地面电台及车载无线电台采用异频半双工的方式工作；
(2) 调度命令由地面电台发出，并由车载无线电台接收，同时针对每个调度 命令，车载无线电台返回确认消息，由地面电台接收；(3) 将地面电台组成一个环，通过令牌控制同一时间仅有一个地面电台可发 送信息；
(4) 车载无线电台作为独立节点，当接收的调度命令的车号与实际车号一致 时，由相应车载无线电台应答地面电台的信息；
(5) 设置调度服务器，存储调度命令，并作为第三方仲裁者，发起信息交换 及处理可能的异常情况。
所述的异频半双工的方式为接收频率与发送频率设置不同数值，其中地面电 台的接收频率与车载无线电台的发送频率设为一致，同时车载无线电台接收频率与 地面电台的发送频率设为一致。
所述的步骤(3)中的令牌控制包括
a. 地面电台节点i获得令牌；
b. 向调度服务器发送令牌反馈；
c. 从调度服务器获取所有节点i尚未发送过的并且未获得命令反馈的调度命 令，并将调度命令进行广播；如果发送成功，则进入步骤d，如果发送失败，由调 度服务器介入处理该异常情况；
d. 将令牌发送给后续节点。首先尝试将令牌发送给i+l节点，如果成功则重 复步骤a，如果失败，则继续尝试其它后续节点(i+2,i+3……)，直到成功为止。
与现有技术相比，本发明的优点是一种实施简单，成本低廉，扩充方便的办法， 同时能够适应复杂的地理环境；首先，采用基于令牌控制的无线电信息交换方法， 能够有效的避免同频率无线电广播而引起的信息碰撞；同时，能够有效的提高车地 通信的可靠性，在地面电台出现故障的情况下，系统能够自适应处理，通过由服务 器重新生成令牌，或是自动将令牌传递给故障节点后的正常节点，保证无线调度命 令的正常发送和处理，此过程不需要人工干预，由令牌机制来保证；在无线电通信 需要扩容时，通过简单设置，也可以很方便的将新增电台加入地面电台环，或是为 新增车辆增加车载电台，完成无线调度扩容工作。
图1是本发明的无线通信基础平台示意图2是本发明的嵌入式车站信息集合器现场连接图;
图3是本发明的令牌机制的示意图。
具体实施例方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。 本发明的主要工作原理如下
通过覆盖整个厂矿范围(包括隧道、山洞、仓库等)的地面无线电台，及设置 在车辆上的车载电台接收装置，构建调度所需的无线通信基础平台。见附图l。
地面及车载无线电台采用异频半双工的方式工作。即接收频率与发送频率设置 不同数值。所有地面电台的接收频率与车载电台的发送频率设置成一致，同时车载 电台接收频率要与地面电台的发送频率一致。
调度命令由地面电台发出，并由车载电台接收。同时，针对每个调度命令，车 载电台返回确认消息，由地面电台接收。
将所有的地面电台，组成为一个环，通过"令牌"控制同一时间只有一个地面 电台在发送信息。而车载电台作为独立节点，当接收的调度命令的车号与实际车号 一致时，由相应车载电台应答地面电台的信息。
同时设置统一的调度服务器，存储调度命令，并作为第三方仲裁者，发起信息 交换及处理可能的异常情况。见附图2。
具体的信息交换机制如下
一、地面电台的通信机制
为了提高通信效率，避免冲突，将各个地面电台从逻辑上进行排列，组成一个 "环"。并采用"令牌"的机制，进行数据交换。
艮口，整个地面电台采用令牌环的方式进行信息的广播。保证同一时刻内，地面 电台环内不会有两个电台同时发出信息，只有拥有令牌的节点才能发出信息。
正常情况下，地面电台节点环的令牌为自适应传递，不需要服务器介入。即某 节点获得令牌后，通知服务器，同时发送调度命令。如果命令发送完毕，或是没有 待发送的命令，则将令牌传递给后续节点。如图3所示，流程描述如下
假设地面电台总数为N
1、 地面电台节点i获得令牌；
2、 向调度服务器发送令牌反馈；
3、 从调度服务器获取所有节点i尚未发送过的并且未获得命令反馈的调度命 令，并将调度命令进行广播；如果发送成功，则进入步骤4，如果发送失败，由服务器介入处理该异常情况；
4、将令牌发送给后续节点。首先尝试将令牌发送给i+l节点，如果成功则重 复步骤l，如果失败，则继续尝试其它后续节点(i+2,i+3……)，直到成功为止。
注节点N的后续节点为节点1。
服务器作为第三方仲裁，在两种情况下介入。
第一种情况是生成初始令牌，并赋予环内第一个节点。
第二种情况是当持有令牌的节点出现意外情况(软、硬件故障等)，导致该节 点无法正常工作时，由服务器重新生成令牌，并将令牌赋予该故障节点的后续节点。
例如，当服务器在一段时间内，没有收到令牌反馈，则主动査询最近发出获取 令牌反馈的节点，如果发现节点出问题，或是已失去令牌，则服务器重新生成令牌， 分配给后续节点；如果当前节点还在发送信息，则继续等待一段时间。流程图见附 图3。
二、车载电台点式应答-
每个车载电台不作为令牌环网的组成部分，只是独立节点，接收电面电台发出 的命令，当车号与收到的调度命令的车号一致时通过广播方式发送反馈信息给地面 电台，并最终传送给调度服务器。同时，调度服务器将忽略重复的反馈信息。
实施例
某A地常年高温，气候湿润，平均湿度81%，多年平均降水量1494.0mm，植 物生长茂盛，对高频信号干扰强烈。某A地共有厂内铁路大约26Km，设工厂站， 下属第一作业区、第二作业区和第三作业区，整条铁路线围着矿山呈U型延伸， 在U型的两个顶端以及底部各部署一个MDS2710地面电台，就完成了整条线的覆 盖(即铁路沿线每个点至少有两个地面电台覆盖)。在各种天气条件下的测试表 明，该无线调度方式抗干扰性好，自适应能力强。
分别在既有的三台内燃机车上(包括DF4-B3681、 DF5-1236、 DF10-D0187三 个型号)部署车载电台，用于接收地面电台发出的调度命令。
调度中心及车站的调度人员使用无线调度系统向司机直接下达调度指令，司机 使用车载系统接收打印调度命令，并将现场情况反馈回中心。
目前，运输生产调度系统已经开通运行。系统交付使用以来，在提高作业效率、 减少停时、减少在用设备，节约原材料、燃料(能耗)、节省人力资源和各项管理费 用等方面都有显著的效果
权利要求
1.一种基于令牌控制的无线调度方法，其特征在于，该方法包括(1)地面电台及车载无线电台采用异频半双工的方式工作；(2)调度命令由地面电台发出，并由车载无线电台接收，同时针对每个调度命令，车载无线电台返回确认消息，由地面电台接收；(3)将地面电台组成一个环，通过令牌控制同一时间仅有一个地面电台可发送信息；(4)车载无线电台作为独立节点，当接收的调度命令的车号与实际车号一致时，由相应车载无线电台应答地面电台的信息；(5)设置调度服务器，存储调度命令，并作为第三方仲裁者，发起信息交换及处理可能的异常情况。
2. 根据权利要求1所述的一种基于令牌控制的无线调度方法，其特征在于， 所述的异频半双工的方式为接收频率与发送频率设置不同数值，其中地面电台的 接收频率与车载无线电台的发送频率设为一致，同时车载无线电台接收频率与地面 电台的发送频率设为一致。
3. 根据权利要求1所述的一种基于令牌控制的无线调度方法，其特征在于， 所述的步骤(3)中的令牌控制包括a. 地面电台节点i获得令牌；b. 向调度服务器发送令牌反馈；c. 从调度服务器获取所有节点i尚未发送过的并且未获得命令反馈的调度命 令，并将调度命令进行广播；如果发送成功，则进入步骤d，如果发送失败，由调 度服务器介入处理该异常情况；d. 将令牌发送给后续节点。首先尝试将令牌发送给i+l节点，如果成功则重 复步骤a，如果失败，则继续尝试其它后续节点(i+2，i+3……)，直到成功为止。
全文摘要
本发明涉及一种基于令牌控制的无线调度方法，该方法包括地面电台及车载无线电台采用异频半双工的方式工作；调度命令由地面电台发出，并由车载无线电台接收，同时针对每个调度命令，车载无线电台返回确认消息，由地面电台接收；将地面电台组成一个环，通过令牌控制同一时间仅有一个地面电台可发送信息；车载无线电台作为独立节点，当接收的调度命令的车号与实际车号一致时，由相应车载无线电台应答地面电台的信息；设置调度服务器，存储调度命令，并作为第三方仲裁者，发起信息交换及处理可能的异常情况。与现有技术相比，本发明的优点是一种实施简单，成本低廉，扩充方便的办法，同时能够适应复杂的地理环境。
文档编号H04W4/00GK101646125SQ20091005423
公开日2010年2月10日 申请日期2009年6月30日 优先权日2009年6月30日
发明者周庭梁, 张兵建, 张立鹏, 裴加富, 颜士帅, 伟 黄 申请人:卡斯柯信号有限公司