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高铁站挂轨式巡检机器人无缝漫游无线解决方案

POST TIME:2018-10-25 19:41 READ:

高铁站挂轨式巡检机器人的无缝漫游解决方案

高铁线路的安全至关重要，以前采用的是人工巡检，有很多弊端。
随着科技的发展，目前高铁全线挂轨式智能巡检机器人上线，它是一种轨道式巡检机器人,包括机器人本体、主控单元、能源模块、用于检测设备及周围环境的检测组件以及与远程操控中心进行数据交换的无线通讯系统。

这个无线通讯系统是挂轨式机器人完成智能巡检任务的关键所在。
目前高铁全线挂轨式智能巡检机器人的旁路无线基站和机载移动终端站的连接全部采用万蓝通信公司无线通信设备。
因为万蓝通信给出了可以实时无缝漫游传输的专项针对解决方案-多基站无感知无缝漫游解决方案，让挂轨式智能巡检机器人的无线传输网络顺畅无忧。

项目需求分析

某高铁站已建设一条轨道（下图中细线），轨道上有一台移动状态的挂轨机器人，现要将挂轨机器人上的一路视频及一路音频实时传输到派出所内。因覆盖环境相对复杂，整个环线存在凹型路线及桥洞，点对点拓扑结构无法实现全程无线覆盖。为解决传输中地形造成的影响，采取万蓝通信的多基站无感知无缝漫游解决方案。

施工现场如图：

方案特点：
普通基站只能进行点对点（PtP）或点对多点(PtMP)的数据传输，而当覆盖区域内存在多个覆盖基站与多个接收前端的情况下，前端从一个基站到另一个基站漫游过程中，数据会断开，甚至无线网络会重新连接，这个过程通常在数十秒。并且，传统的基站与接收前端并不会智能漫游，只有在信号完全断开的情况下才会选择另一个基站。这就意味着，有相当长的一段时间，基站与接收前端处于信号极差的边缘区域。处于信号临界时的数据传输其传输质量极其不稳定，这些现象包括卡顿和闪断等等。使用无缝漫游基站则可以实现智能切换和漫游不丢包。

方案设计：

旁路无线基站设计

使用扇区基站（120度水平波束），在现场关键拐点安装，如下示意图：

红色为基站位置，朝向也如图显示，保证基站间有重叠覆盖区域。共用5套基站。

回传链路设计

基站间要互连互通才能将挂轨机器人的数据实时传给派出所，最佳的方式是将5个基站通过一条光纤，串接到一起，最终光纤接入到派出所内，但现场基础建设已完毕，无法再架设光纤。

解决方法一，使用派出所附近的通信塔进行无线点对多点代替有线光纤。在通信塔上安装一台360度全向网桥，每个基站上放一台网格接收，形成一对五数据收发。通信塔到派出所可以使用光纤或点对点网桥。如图：

解决方法二，若无法使用通信铁塔，可以采取无线点对点接力的方式，代替有线。将起始网桥安装在派出所，基站1位置安装两台网桥，及一台交换机，其中一台网桥接收派出所起始网桥，通过交换机另一台网桥将之转发给基站2位置上的接收网桥。基站2位置同样也要有两台网桥及一台交换机。以此类推，直到基站5位置，基站5只因为是末端，只需要一台网桥接收基站4即可。

方案优势：
        总体优势：
        抗干扰性能好 所有漫游基站及挂轨机器人使用的前端设备，所有点对点及点对多点网桥，均使用扩频5GHz（非标准5.8GHz）频率，可选择信道多，与常用WIFI频率不会互相冲突影响。频率列表详见附录。

传输带宽大 漫游基站与挂轨机器人之间可以提供一条大于50Mbps的无线链路，能满足多路视频，话音，控制数据等多种业务应用。

漫游切换快 当挂轨机器从由一基站漫游至另一基站时，漫游的量级在毫秒级，处于不丢包，无感知的状态。

安全性高 从安全的角度来看，此方案架设了一个内部专用WLAN，且使用非标准5.8G频率，所有数据与外网物理隔离。

施工周期快 若光纤及供电到位，基站架设只需要安装和简单配置即可，基站天线使用广角扇区，前端使用全向天线，天线校对简单。

性价比高 对比同类无缝漫游且高带宽数据双向传输设备，成本极其低廉。

点对点，与点对多点的优劣对比：
通常我们采用光纤将所有漫游基站互连到一起，在某些环境比较特殊的现场，也可以采用无线代替光纤。
对于无线代替光纤，点对多点结构稳定性与灵活性大于点对点级联，因为点对点级联（10台串连）的设备数量远远大于点对多点（1对5），当点对点级联中某一级出现故障，以下的链路则也会随之断开，点对多点结构则不存在这个问题。

解决方式：
若担心主干链路不稳定，可以双机冷备，链路网桥价格更为低廉。每个网桥之下可以再安装一台网桥备用，当出现故障时，只要将主用的网桥POE网线接到冷备的网桥上即可。双机冷备后，无论点对点还是点对多点拓扑，抗风险能力都得到了极大提升。

附录1，频率列表 （5G）

附录2，设备用量及报价：（点对多点主干）

设备类型	型号	数量	单位	价格
漫游基站	AIRWLAN M512	5	套
前端接收器	AIRWLAN S510	1	套
全向发射基站	AIRWLAN M515	1	套
定向接收网桥	AIRWLAN M513	5	台
总价

万蓝通信公司的多基站无缝漫游解决方案可以实现高铁站挂轨式巡检机器人的智能切换和全线漫游不丢包。万蓝通信公司的无感知切换技术的切换时延小于10ms，能够满足绝大部分语音、视频传输需求。

最后万蓝通信-小蓝的BOSS大大说，大家点一个赞，他就给我加一个鸡腿，大家就看着办吧。。。

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