23]從遠(yuǎn)程單元12A-12C中的一個(gè)發(fā)送的消息和警報(bào)還包括發(fā)送單元的地址。由于先前完成的鏈接過程，接收單元(即，引導(dǎo)機(jī)車或另一個(gè)遠(yuǎn)程機(jī)車)，可以通過檢查消息中發(fā)送單元的標(biāo)識而確定其是否是接收的傳輸?shù)念A(yù)期接收者。
[0024]這四個(gè)消息類型，其包括每個(gè)中包括的地址信息，確保安全的傳輸鏈接，其在列車10的無線電傳輸距離內(nèi)以低概率因干擾信號而中斷。消息允許從引導(dǎo)單元14控制遠(yuǎn)程單元12A-12C并且向引導(dǎo)單元14提供遠(yuǎn)程單元操作信息。
[0025]如在上文描述的，盡管大部分命令由引導(dǎo)單元14發(fā)出并且傳輸?shù)竭h(yuǎn)程單元12A-12C用于執(zhí)行，但存在遠(yuǎn)程單元12A-12C向其他遠(yuǎn)程單元和引導(dǎo)單元14發(fā)出命令的一個(gè)情形。如果遠(yuǎn)程單元12A-12C檢測到授權(quán)緊急制動應(yīng)用的條件，該遠(yuǎn)程將緊急制動命令傳輸?shù)搅熊嚨乃衅渌麊卧?。命令包括列車的引?dǎo)機(jī)車的標(biāo)識并且因此將在每個(gè)遠(yuǎn)程單元處執(zhí)行，好像命令已經(jīng)由引導(dǎo)單元發(fā)出。
[0026]在本發(fā)明的整個(gè)描述中，術(shù)語“無線電鏈路”、“RF鏈路”和“RF通信”以及相似的術(shù)語描述了在網(wǎng)絡(luò)中的兩個(gè)鏈路之間通信的方法。應(yīng)該理解根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)(機(jī)車)之間的通信鏈路不限于無線電或RF系統(tǒng)等并且意在涵蓋消息可通過其而從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳遞到另一個(gè)或復(fù)數(shù)個(gè)其他的節(jié)點(diǎn)的所有技術(shù)，其無限制地包括，磁系統(tǒng)、聲學(xué)系統(tǒng)、和光學(xué)系統(tǒng)。同樣，本發(fā)明的系統(tǒng)連同其中無線電(RF)鏈路在節(jié)點(diǎn)之間使用并且其中多種組件與這樣的鏈路兼容的實(shí)施例描述；然而，該描述不意在將本發(fā)明限制在該具體實(shí)施例。
[0027]在分布式動力列車中，響應(yīng)于操作員引發(fā)的命令，引導(dǎo)單元處的通信系統(tǒng)將代表命令的射頻(RF)消息傳輸?shù)矫總€(gè)遠(yuǎn)程單元。這樣的命令可以包括機(jī)車油門或牽引命令和空氣制動、動態(tài)制動和電制動命令。在空氣制動命令的情況下，當(dāng)接收消息時(shí)，在每個(gè)遠(yuǎn)程單元處執(zhí)行制動命令以加速軌道車處的命令響應(yīng)，因?yàn)檫h(yuǎn)程單元在它們感測到制動管壓力變化之前接收射頻消息。例如，如果操作員給出制動應(yīng)用命令，使引導(dǎo)單元處的制動管泄放并且壓力降低沿列車長度傳播直到到達(dá)列車末端車廂。根據(jù)列車長度，在壓力降低到達(dá)最后的軌道車之前可過去若干秒。使引導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車處的制動管泄放(后者響應(yīng)于RF消息)加速了每個(gè)軌道車處的制動管泄放和制動器應(yīng)用，尤其是接近列車末端的軌道車。從而遠(yuǎn)程機(jī)車處的制動動作響應(yīng)于由通信系統(tǒng)傳輸?shù)腞F信號而在引導(dǎo)單元的制動動作之后。
[0028]在引導(dǎo)單元處引發(fā)的制動解除還通過射頻鏈路傳送到遠(yuǎn)程單元以使得來自所有機(jī)車的制動管再裝填到其標(biāo)稱壓力，從而降低制動管再裝填時(shí)間。
[0029]如果列車操作員在引導(dǎo)機(jī)車處引發(fā)緊急制動應(yīng)用，通信系統(tǒng)通過射頻鏈路發(fā)送緊急制動信號到遠(yuǎn)程機(jī)車中的每個(gè)。遠(yuǎn)程機(jī)車使制動管排空來提供緊急制動應(yīng)用的更快速執(zhí)行，因?yàn)闄C(jī)車中的全部機(jī)車的制動管被排空，而不是如在常規(guī)列車中的僅引導(dǎo)機(jī)車的制動管被排空。
[0030]一般，通過通信系統(tǒng)發(fā)送的消息允許施加更加均勻的牽引力到軌道車并且因?yàn)槊總€(gè)機(jī)車可以以RF信號的速度而不是氣壓制動管信號沿列車傳播的較慢的速度實(shí)現(xiàn)制動應(yīng)用而提尚制動性能。
[0031]當(dāng)分布式動力列車在每個(gè)遠(yuǎn)程單元被期望成接收由引導(dǎo)單元發(fā)送的命令消息的環(huán)境中運(yùn)行時(shí)，例如當(dāng)列車沿相對直的軌道長度行駛而沒有射頻信號的近端障礙物時(shí)，通信系統(tǒng)以正常模式操作。在該模式中，預(yù)計(jì)沒有通信損失、干擾或轉(zhuǎn)發(fā)消息(因?yàn)橄⒃诘谝淮蝹鬏敃r(shí)未到達(dá)其預(yù)期目的地)。以正常模式發(fā)出的大部分消息根據(jù)固定優(yōu)選級消息協(xié)議而受到控制，根據(jù)該協(xié)議，每個(gè)遠(yuǎn)程單元在傳輸命令的預(yù)定間隔后響應(yīng)于引導(dǎo)發(fā)出的命令消息而傳輸狀態(tài)消息。從而每個(gè)遠(yuǎn)程單元被指配時(shí)隙，從引導(dǎo)單元命令消息的傳輸測量該時(shí)隙，在這期間每個(gè)遠(yuǎn)程單元傳輸它的消息。
[0032]圖3的時(shí)序圖(其中對包括引導(dǎo)單元和四個(gè)遠(yuǎn)程單元的鐵路列車描述系統(tǒng))圖示與用于正常通信的固定優(yōu)先級消息協(xié)議關(guān)聯(lián)的概念。結(jié)合圖3描述的概念可以應(yīng)用于包括多于或少于四個(gè)遠(yuǎn)程機(jī)車的列車。
[0033]根據(jù)該方案，在時(shí)間t=650毫秒，引導(dǎo)單元傳輸命令消息(例如，制動命令、牽引命令、動態(tài)制動命令，等)，其被期望成由分布式動力列車中的所有遠(yuǎn)程機(jī)車接收。如可以在圖3中看到的，每個(gè)收發(fā)器(也稱作無線電)分配了 30毫秒間隔來打開，并且示范性命令消息長度是193毫秒。在從引導(dǎo)傳輸經(jīng)過預(yù)定間隔后，例如如在圖3中指示的50毫秒后，第一遠(yuǎn)程機(jī)車重新傳輸命令消息和其狀態(tài)消息(例如，第一遠(yuǎn)程機(jī)車正響應(yīng)于制動命令使制動管泄放)。狀態(tài)消息意在針對引導(dǎo)機(jī)車使得將第一遠(yuǎn)程單元對命令的響應(yīng)通知列車操作員。還要注意每個(gè)遠(yuǎn)程單元重新傳輸具有其狀態(tài)消息的命令消息以最大化命令被所有遠(yuǎn)程機(jī)車接收的可能性。在圖3中圖示的打開時(shí)間、消息持續(xù)時(shí)間等只是示范性的并且可以根據(jù)包括通信系統(tǒng)的部件的應(yīng)用和規(guī)格而變化。
[0034]第二遠(yuǎn)程機(jī)車轉(zhuǎn)發(fā)命令消息并且在從第一遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束的預(yù)定延遲(例如50毫秒)后傳輸其狀態(tài)消息。命令轉(zhuǎn)發(fā)和狀態(tài)傳輸過程持續(xù)直到所有遠(yuǎn)程機(jī)車已經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)命令消息并且傳輸它們相應(yīng)的狀態(tài)消息。消息終止條件在最后的遠(yuǎn)程已經(jīng)傳輸其狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)，在這之后引導(dǎo)單元自由傳輸另一個(gè)命令消息到遠(yuǎn)程機(jī)車。在圖3實(shí)施例中，消息終止出現(xiàn)在引導(dǎo)單元的初始傳輸之后的t=2896毫秒或2271毫秒。
[0035]當(dāng)引導(dǎo)單元傳輸命令消息時(shí)，引導(dǎo)單元將不知道消息是否被列車中的所有遠(yuǎn)程單元接收直到從每個(gè)遠(yuǎn)程單元接收遠(yuǎn)程狀態(tài)消息(其中狀態(tài)消息指示命令消息的接收和執(zhí)行)或沒有從遠(yuǎn)程單元中的一個(gè)或多個(gè)接收狀態(tài)消息(狀態(tài)消息缺乏指示未接收命令消息)。從而根據(jù)通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，為了確保每個(gè)遠(yuǎn)程單元接收命令消息，其由每個(gè)遠(yuǎn)程單元轉(zhuǎn)發(fā)。
[0036]注意一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程狀態(tài)消息可未被引導(dǎo)單元接收，這是可能的。當(dāng)情況是這樣時(shí)，引導(dǎo)單元重新傳輸命令消息并且等候來自列車中的每個(gè)遠(yuǎn)程單元的應(yīng)答狀態(tài)消息。要在下文描述的本發(fā)明的一個(gè)特征增加了在引導(dǎo)單元處接收所有狀態(tài)消息的可能性，從而降低了重新傳輸?shù)母怕?，而沒有明顯影響命令消息和狀態(tài)消息的整體傳輸時(shí)序。
[0037]除上文描述的固定優(yōu)先級協(xié)議外，某些命令(例如，緊急制動應(yīng)用)，歸類為高優(yōu)先級命令消息并且根據(jù)與固定優(yōu)先級協(xié)議不同的優(yōu)先級協(xié)議傳輸。又一些命令消息(例如，通信系統(tǒng)檢查)，根據(jù)控制這些命令的傳輸以及遠(yuǎn)程單元的應(yīng)答的其他優(yōu)先級協(xié)議運(yùn)行。
[0038]當(dāng)分布式動力列車穿過某些地形地貌或具有接近自然或人為障礙物的軌道段時(shí)，發(fā)送單元和接收單元之間的視距通信鏈路可被中斷。從而命令和狀態(tài)消息可能未可靠地被接收單元接收，接收單元即引導(dǎo)機(jī)車針對從遠(yuǎn)程單元發(fā)送的消息，以及遠(yuǎn)程機(jī)車針對從引導(dǎo)單元發(fā)送的消息。盡管某些操作條件下高功率的魯棒性收發(fā)器可能夠成功地將信號傳輸?shù)浇邮諉卧?，但這樣的設(shè)備可以是相對昂貴的。此外，在一些操作情景中，甚至高功率的收發(fā)器也無法成功地實(shí)現(xiàn)通信，例如當(dāng)長的列車行駛過鄰近例如山脈等天然障礙物的彎曲軌道段時(shí)，其中引導(dǎo)單元與一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程單元之間的通信路徑受到山脈的阻礙。而且，當(dāng)列車穿過隧道時(shí)，某些收發(fā)器可不能與機(jī)車上的其他收發(fā)器通信。
[0039]為了提高系統(tǒng)可靠性，分布式動力列車通信系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例包括車外轉(zhuǎn)發(fā)器26 (參見圖1)，用于接收從引導(dǎo)單元14發(fā)送的消息并且轉(zhuǎn)發(fā)(重新傳輸)消息供遠(yuǎn)程單元12A-12C接收?？裳卮┻^例如隧道的軌道長度實(shí)踐該實(shí)施例。在這樣的實(shí)施例中，車外轉(zhuǎn)發(fā)器26包括天線29 (例如，沿隧道長度安裝的泄露同軸線纜)和遠(yuǎn)程站32，用于接收并且重新傳輸由轉(zhuǎn)發(fā)器天線29的RF通信范圍內(nèi)的所有遠(yuǎn)程單元12A-12C接收的引導(dǎo)消息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0040]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明包括用于包括引導(dǎo)動力車輛和遠(yuǎn)程動力車輛的車輛編組的通信方法，其中該引導(dǎo)動力車輛包括第一和第二分隔開的天線，每個(gè)天線與無線電關(guān)聯(lián)，并且遠(yuǎn)程動力車輛包括第三和第四分隔開的天線，每個(gè)天線與無線電關(guān)聯(lián)，該方法包括。該方法進(jìn)一步包括:傳輸來自引導(dǎo)動力車輛的出站消息；在遠(yuǎn)程動力車輛處，在第三天線接收該出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第一接收信號；以及在第四天線接收該出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第二接收信號；確定第一接收信號的第一信號質(zhì)量度量；確定第二接收信號的第二信號質(zhì)量度量；響應(yīng)于第一信號質(zhì)量度量和第二信號質(zhì)量度量選擇第一接收信號或第二接收信號供遠(yuǎn)程動力車輛處理；傳輸來自遠(yuǎn)程動力車輛的進(jìn)站消息；在引導(dǎo)動力車輛處，在第一天線接收該進(jìn)站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第三接收信號；以及在第二天線接收該出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第四接收信號；確定第三接收信號的第三信號質(zhì)量度量；確定第四接收信號的第四信號質(zhì)量度量；以及響應(yīng)于第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量選擇第三接收信號或第四接收信號供引導(dǎo)動力車輛處理。
[0041]根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，本發(fā)明包括用于具有引導(dǎo)動力車輛和遠(yuǎn)程動力車輛的車輛編組的通信系統(tǒng)，該引導(dǎo)動力車輛和遠(yuǎn)程動力車輛每個(gè)包括前方天線和后方天線。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括:通信信道；引導(dǎo)動力車輛，用于通過該通信信道傳輸出站消息供遠(yuǎn)程動力車輛接收；第一無線電，其與遠(yuǎn)程動力車輛中的前方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于出站消息接收第一接收信號；以及第二無線電，其與遠(yuǎn)程動力車輛中的后方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于出站消息接收第二接收信號，其中第一無線電確定第一接收信號的第一信號質(zhì)量度量并且第二無線電確定第二接收信號的第二信號質(zhì)量度量；比較器，用于比較第一信號質(zhì)量度量和第二信號質(zhì)量度量；處理器，用于處理具有更好的信號質(zhì)量度量的第一接收信號或第二接收信號中的一個(gè)；遠(yuǎn)程動力車輛，用于通過通信信道傳輸進(jìn)站消息供引導(dǎo)動力車輛接收；第三無線電，其與引導(dǎo)動力車輛中的前方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于進(jìn)站消息接收第三接收信號；以及第四無線電，其與引導(dǎo)動力車輛中的后方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于進(jìn)站消息接收第四接收信號，其中第三無線電確定第