运动列车网络服务及远程智能管理信息系统 技术领域：
本发明涉及铁路交通管理、控制及电通信技术领域，特别是一种运动列车网络服务及远程智能管理信息系统。背景技术：
随着铁路提速及铁路客运货运业务的发展，铁路交通的管理、控制和服务极需进一步提高水平。2002年6月19日公告的中国专利申请01139214“机车信号检测记录分析系统”将机车信号检测记录仪安装于机车上，对机车感应器信号及信号灯的形态信息进行检测，并对司机的操作信息进行记录，能自动判断所记录信息所处的位置。但这种系统仅把信息记录在一个记录仪中，并不作实时、动态的传输或处理。2002年2月27日公告的中国专利申请01128589“一种铁路行车指挥系统”，包括调度分机、机车分机、机务段分机、列车长分机，各分机间通过可以交换语音和文字信息的GSM网络实现无线互联，各分机还通过本地的局域网与其他设备互联。但这种无线手机网络易受手机网分布点的局限，常会遇到盲区等麻烦。2002年5月29日公告的中国专利申请00120530“一种对列车、汽车运行状态进行监测的方法”是在铁路、公路路边或路面，间隔一定的距离设置条形码牌。在列车或汽车上加装条形码读取装置，其光发射和接受部分指向条形码牌或路面，读取条形码中地理位置、道路性质等信息，完成监测。但这种通过可见光照射后由条形码牌上的反射光来获取条形码信息的做法，极易受环境的影响，条形码牌和路面条形码也极易被掩盖、风化及磨损，造成困扰。发明内容：
本发明的目的在于提供一种运动列车网络服务及远程智能管理信息系统。
本发明采用的技术方案是列车上有一套自动跟踪卫星信息的天线跟踪伺服系统，确保列车的天线在运动中始终对准卫星的方向。卫星的多媒体信息通过天线下传到运动的列车上；列车上的信息，诸如电话、远程订票、订旅馆、列车运行信息等上传到卫星上。这种服务也可用于汽车、轮船等移动物体上。运动列车上的主计算机具有信息高速解码、解压、压缩、存储装置，以克服由于列车通过隧道、涵洞、桥梁或气候变化等原因引起地通信衰落、中断而造成的数据丢失；另外，列车的主计算机还具有地标信息读取器装置。电视、电话、游戏、伊妹儿(email)等多媒体信息以有线和红外无线的方式在列车的各节车厢和卫星之间交互式地进行双向传输。列车主计算机控制下的音乐广播接口、电视接口、集线器接至各车厢，分别与车厢中的音乐广播接口、电视接口、集线器相对应对接，为旅客提供音乐、电视、上网、游戏、电话及收发email等服务。在铁路二铁轨间的地面上顺铁轨方向安装有多组地标，地标本身是无源的，地标信息是基于地标物体材料固有的物理特性和几何尺寸与地面间的差异，以组成数字化的方式表达地标所在处的地理位置、里程数、警示等信息。它基本不受野外环境变化的影响，便于施工和维护。在列车某节车厢底部，安装有地标信息读取器，以光、或电、或磁的方式读取地标信息，供行车人员参考，并通过天线传送到卫星，再转送到沿线的列车运行调度中心，以掌握列车的运行情况，对运动列车进行远程智能管理。列车运行调度中心根据沿线车辆的运行情况，通过卫星随时向运动列车发布指令，以保证整条线路的列车高速、准时正点、安全地运行。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明能对众多车站、列车运行调度中心实时发送列车运行情况，公开、
安全，在候车室中也可显示各列车的运行位置，并提前通知到达站点。
只要该站点具有电话或计算机即可切入这个功能。
2.便于对列车运行进行控制，其走向、道口情况、速度，通过地标反应，
提醒驾驶人员掌握，做到心中有数，数量化和标准化。
3.本发明能将列车各种情况，特别是突发情况实时地反馈到调度中心，便
于按情况智能化地控制运行密度和作相应的安全防范，能提高运行能
力。
4.本发明对铁路各站点位置可进行数字化运行管理和进行运行服务。本发
明也能较容易地扩展用于其他移动物如汽车、轮船等方面。
5.本发明置于铁路线上的地标是本身无源的，借用列车自身运行进行自扫
描，地标实际上形成了多组条形码。内含地理位置、列车速度等直接和
间接的信息。其自扫描的读取方式可多种多样，如光的、电的，或磁的。
6.地标用普通的金属、水泥、木材、塑料等材料制作，成本低，便于施工，
易于维护。
7.本发明主计算机信息处理具有高速解码、存储、压缩装置，避免了在一
些隧道、涵洞、桥梁或特殊气候变化等原因引起的通信衰落或中断而造
成的数据丢失。
8.旅客在列车上，不仅能点播电视节目、打电话，而且可以从事上网、听
音乐、收发email、玩游戏等个性化活动。附图说明：
图1为本发明运动列车网络服务及远程智能管理信息系统外部构件的构成示意图。
图2为本发明中运动列车上主计算机信息处理系统内部构件构成框图。图中还示出了与自动跟踪天线的连接，与地标信息读取器的连接，以及与各节车厢间的接口连接。
图3为本发明中地标信息读取器的原理框图。
图4为本发明中铺设于铁路两铁轨间地面的地标的示意图。
图5为本发明中运行列车自扫描地标所读取的信息示意图。其中图5A为读取到的原始信息示意图；而图5B为经过滤波、箝位、整形后的信息图，形成数字信息。具体实施方式：
下面结合附图对本发明实施方式作进一步说明。本发明是在铁路两铁轨间地面上隔一定距离安装地标3，由列车运行进行自扫描。由地标信息读取器4读取地理位置、里程数、警示等信息，供行车人员参考，并通过自动跟踪天线6传送到卫星1再转送到列车运行调度中心2对列车进行远程智能管理。在运动列车上安装有天线跟踪伺服系统602和天线601组成的自动跟踪天线6，跟踪卫星1并交互传输信息。列车上以主机504为主的信息处理系统5具有信息高速解码、存储、压缩装置，并与地标信息读取器4相连。列车主机504控制下的音乐、广播、电视、电话、集线器诸接口接至各车厢，为旅客提供网上多媒体电视、电话、游戏、音乐及收发email等服务。
请参阅图1和图2，现对运动列车上的以主机504为主的信息处理系统5作进一步阐明，主机504与地标信息读取器4相连读取地标3的信息。主机504与由天线跟踪伺服系统602和天线601组成的自动跟踪天线6相互联，通过天线接收卫星1传送来的网络多媒体信息；也通过天线6将列车上的信息向卫星1发射过去。主机504又与服务器505相互联，控制服务器505进出信息的运作。在主机504的接收方面，网络多媒体信息通过天线601送至接收装置507，再送至海量存储器508储存，再通过解压缩装置509解压缩；解压缩装置509又连至服务器505，供多媒体信息通过服务器505再由集线器506送至车厢；主机504分别与海量存储器508和解压缩装置509相互联，控制其存储、读取和解压缩运作。在主机的发射方面，由集线器506传输来的车厢中电话和计算机终端信息通过服务器505输向压缩装置503，再送往海量存储器502存储后，由发射装置501通过天线601发送出去；主机504分别与海量存储器502和压缩装置503相互联，控制其读写和压缩的运作。
以主机504为主的信息处理系统5的解压缩装置509分别接向音乐广播接口511、电视接口510和服务器505。音乐广播接口511接至各车厢的音乐广播接口526，再接至红外发射装置527，音乐广播信息数据以红外无线传输方式在车厢内传输，旅客用红外接收耳机收听自己挑选的音乐广播节目。电视接口510接至各车厢的电视接口524，电视接口524再连至旅客处的电视机525，供旅客选择合适的电视节目。服务器505通过与之互联的集线器506互联各车厢的集线器521，再互联至车厢内的诸计算机终端523和IP电话522，供旅客选择游戏节目，或收发email，或打电话。
请参阅图1、图3至图5，所说的地标3是在铁路两轨间的地面上顺铁轨方向置以一组发射率高的材料做成的矩形块，与地面材料发射率的反差构成光学型地标301；或置以一组磁导率高的材料做成的矩形块，与地面材料磁导率的反差构成磁导型地标302；或置以一组电导率高的材料做成的矩形块，与地面材料电导率的反差构成电导型地标303；典型材料及地面材料的对应数据，分别列于表1和表2。
表1.典型材料的发射率 材料测试温度(℃)发向发射本领铝：验收薄板 100 0.09阳极化薄板 100 0.55黄铜：金刚砂研磨 20 0.20氧化的 100 0.61铜：磨光的 100 0.06深度氧化的 20 0.78铁：磨光的铸铁 40 0.21氧化的铸铁 100 0.64严重锈蚀薄板 20 0.69不锈钢：磨光的 20 0.16800℃高温氧化 60 0.85钢：磨光的 100 0.07氧化的 200 0.79混凝土 20 0.92沙 20 0.90土壤 20 0.92～0.95水(包括冰、霜、雪) 0.85～0.98木头 20 0.90
表2.典型材料的磁导率和电导率 材料 相对磁导率 电导率(姆欧/米) 水泥板 ＜1 ＜10-12 石子 ＜1 ＜10-17 木 ＜1 ＜19-9 塑料 ＜1 ＜10-15 硅钢 7000 1.1×107 铁 5000 1.1×107 铁氧体 几十～几千 - 导磁合金 1000000 - 铜 ≈1 6.3×107 铝 ≈1 3.9×107
在某节车厢底部，装有地标信息读取器4，借助列车运行时自扫描，以对应的传感器获取信息转换成电信号，经相应的信号放大、信号处理送往计算机407，由接口电路408与信息处理系统5的主机504相连接，提供诸如地理位置、车速、里程数、警示信息、道路性质等信息。对于光学型地标301，可用诸如热敏电阻等红外传感器401探测，经信号放大处理402后送计算机407。对于磁导型地标302，可用诸如霍耳器件等磁导率传感器403探测，经信号放大处理404后送计算机407。对于电导型地标303，则可用诸如高频线圈等电导率传感器405探测，经信号放大处理406后送计算机407。请参阅图5，传感器借助运行列车自扫描所获得的一组信号，其波形如图5A示出的那样，其顶部和底部可能含有材料性能不一致引起的毛刺，但只要经上位与下位箝位及滤波等处理，其信息波形就很整齐，实际上形成了一组条形码。在条形码中可预先设计要获取的信息。