一种列控车载设备首尾通信方法及系统技术方案

本发明专利技术属于铁路通信技术领域，特别涉及一种列控车载设备首尾通信方法及系统，本发明专利技术采用冗余的双网结构，这种方式使得首尾通信可用性强、可靠性高；并通过配置可支持MVB和TRDP两种通信方式，可以适应不同动车组类型；在首尾两端车载设备通信过程采用了CRC校验、解析合法性校验和通信中断判定等方式，保证了首尾通信数据的安全性。本发明专利技术还设置了首尾两端车载设备通信开启和关闭的判定条件，可以在需要首尾通信时开启，在不需要时关闭，可以满足车载设备在大多数时间不需要首尾通信时，有效减少资源的耗费、减少对既有功能的影响。减少对既有功能的影响。减少对既有功能的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种列控车载设备首尾通信方法及系统


[0001]本专利技术属于铁路通信
，特别涉及一种列控车载设备首尾通信方法及系统。

技术介绍

[0002]随着大铁铁路客运量的不断增长，一些繁忙线路的运输效率受限于列车在车站的折返换端。基于此，当前市域铁路和城际铁路均在高铁ATO技术体系下加紧研制站后自动折返及原地自动换端功能。其中，首尾两端车载设备通信是实现站后自动折返和原地自动换端的关键技术，用于首尾两端车载设备在站后自动折返及原地自动换端过程中交互数据，即首尾通信数据。
[0003]列控车载设备的主要功能是根据速度距离模式曲线监控列车运行并实现自动驾驶。每列动车组两端各有一套车载设备，每套车载设备包含完全相同的左、右两系。当其中一系执行主控逻辑进行控车时，该系称为主系；另一系同步执行主控逻辑，但不进行控车，该系称为备系。当主系出现故障时，车载设备可以实现无缝切换到备系，不影响控车过程。由于车载设备的双系热备和主备系切换，使得首尾两端车载设备通信变得复杂困难。此外，由于车载设备属于具有高安全性及高可靠性的设备，需要首尾两端车载设备通信同样具有高安全性和高可靠性，给首尾两端车载设备通信带来了更大的挑战。
[0004]目前，在部分城市轨道交通的动车组中，存在利用无线网络实现首尾两端车载设备通信的方法。该方法利用无线网络，通过地面设备转发首尾通信数据。但无线网络延时相对较高，再通过地面设备转发，进一步增加了通信延时。此外，该方式需要地面设备配合，增加了设备间的耦合度。基于此，公开号为CN114030510A、CN112550368A和CN112660203A的专利中采用车辆贯通线实现首尾两端车载设备通信，公开号为CN110474943A的专利提出了基于MVB与以太网的车辆网冗余系统及网关切换方法，其网络拓扑结构为采用多功能车辆总线MVB和以太网冗余配置的双网冗余网络。但上述方法中均没有阐述首尾两端车载设备间的网络连接关系、采用的通信协议、交互的数据、接收数据流程以及发送数据流程等关键技术。在数据处理方面，公开号为CN108082219B的专利提出了一种2乘2取2冗余结构数据处理方法，采用单系冗余及安全校验处理步骤，主备双系分别对其双通道接收到的数据进行时间戳冗余处理。但上述处理方式是以单一的时间戳进行处理，缺乏数据内容的可靠性判断。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，第一方面，本专利技术提出了一种列控车载设备首尾通信方法，所述首尾通信方法包括以下步骤：配置首尾两端车载设备的通信网络和通信协议；制定首尾两端车载设备首尾通信的开启条件和关闭条件；根据所述的通信网络、通信协议和所述开启条件和关闭条件进行首尾两端的应用数据传输。
[0006]进一步地，所述通信网络为冗余双网结构，包括相互独立的A网和B网；所述首尾两端车载设备包括左右两系，每端的每一系分别在A网和B网上配置相应的地址。
[0007]进一步地，所述通信协议为：当首尾两端车载设备通过以太网通信时，采用TRDP通信协议；当首尾两端车载设备通过MVB通信时，采用MVB通信协议。
[0008]进一步地，所述应用数据包括应用数据序列号、首尾端标志、车载设备主备系标志、折返换端状态、折返换端命令、车载设备状态信息、驾驶台状态信息和CRC校验信息。
[0009]进一步地，所述首尾两端车载设备首尾通信的开启条件为：当车载设备接收的折返换端运行计划有效且列车处于进行折返换端的车站范围内；所述首尾两端车载设备首尾通信的关闭条件为：当车载设备未处于折返换端状态且开启条件不再满足时。
[0010]进一步地，所述应用数据传输包括：所述首尾两端车载设备左系和右系向对端发送数据和首尾两端车载设备左系和右系从对端接收数据。
[0011]进一步地，所述首尾两端车载设备左系和右系向对端发送数据具体包括以下步骤：将所述应用数据组包；计算所述应用数据的CRC校验码并将所述CRC校验码添加到数据包的末尾；所述数据包添加完成以后判断当前系的工作状态是否正常；如果当前系工作状态正常，则通过A网向对端车载设备的左、右系发送数据帧，再通过B网向对端车载设备的左、右系发送数据帧；如果当前系工作状态异常，则直接结束数据帧的发送。
[0012]进一步地，所述首尾两端车载设备左系和右系从对端接收数据时具体进行以下判断，包括：是否从A网或B网接收到对端的应用数据、是否与另一系接收的应用数据同步校验成功、是否获得对端两系同步的应用数据、两系应用数据CRC校验是否通过、两系应用数据是否解析成功、对端两系是否发生切系、当前接收应用数据的序列号特定时间内是否发生变化以及当前接收应用数据的序列号是否发生跳变。
[0013]进一步地，判断是否从A网或B网接收到对端的应用数据包括：判断是否从A网接收对端左系和右系发送的应用数据；如果未从A网接收到对端的应用数据，则判断是否从B网接收对端左系和右系发送的数据；如果从B网未接收到对端的应用数据，则判定本周期接收对端的应用数据失败；如果从A网或B网接收到对端的应用数据，则进一步判断是否与另一系接收数据同步校验成功。
[0014]进一步地，当从A网或B网接收到对端的应用数据时，判断是否与另一系接收数据同步校验成功；如果同步校验成功，则进一步判断是否获得对端两系同步数据，反之则判定同步校验失败。
[0015]进一步地，在与另一系接收的应用数据同步校验成功时，判断是否获得对端两系
同步的应用数据；如果获得对端两系同步的应用数据，则进一步判断两系的应用数据CRC校验是否通过；如果没有获得对端两系同步的应用数据，则进一步判断一系的应用数据CRC校验是否通过。
[0016]进一步地，当获得对端两系同步的应用数据时，判断两系的应用数据CRC校验是否通过；如果两系的应用数据CRC校验通过，则进一步判断的应用两系数据是否解析成功；如果两系的应用数据CRC校验没有通过，则进一步判断一系的应用数据CRC校验是否通过。
[0017]进一步地，当两系的应用数据CRC校验通过时，判断两系应用数据是否解析成功；如果两系应用数据解析成功，则进一步判断对端两系是否发生切系；如果两系应用数据解析失败，则进一步判断一系数据是否解析成功。
[0018]进一步地，当两系应用数据解析成功时，判断对端两系是否发生切系；如果对端两系发生切系，则以备系升级为主系应用数据更新当前接收的应用数据；如果对端未发生切系，则以主系应用数据更新当前接收的应用数据，并进一步判断当前接收的应用数据的序列号特定时间内是否发生变化。
[0019]进一步地，当对端未发生切系，且主系应用数据更新当前接收的应用数据时，判断当前接收的应用数据的序列号特定时间内是否发生变化；如果当前接收的应用数据的序列号在特定时间内未发生变化，则判定本周期通信中断；如果当前接收的应用数据的序列号在特定时间内发生变化，则进一步判断当前接收的应用数据的序列号是否发生跳变。
[0020]进一步地，在当前接收的应用数据的序列号在特定时间内发生变化时，判断当前接收的应用数据的序列号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，所述首尾通信方法包括以下步骤：配置首尾两端车载设备的通信网络和通信协议；制定首尾两端车载设备首尾通信的开启条件和关闭条件；根据所述的通信网络、通信协议和所述开启条件和关闭条件进行首尾两端的应用数据传输。2.根据权利要求1所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，所述通信网络为冗余双网结构，包括相互独立的A网和B网；所述首尾两端车载设备包括左右两系，每端的每一系分别在A网和B网上配置相应的地址。3.根据权利要求1所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，所述通信协议为：当首尾两端车载设备通过以太网通信时，采用TRDP通信协议；当首尾两端车载设备通过MVB通信时，采用MVB通信协议。4.根据权利要求1所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，所述应用数据包括应用数据序列号、首尾端标志、车载设备主备系标志、折返换端状态、折返换端命令、车载设备状态信息、驾驶台状态信息和CRC校验信息。5.根据权利要求1所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，所述首尾两端车载设备首尾通信的开启条件为：当车载设备接收的折返换端运行计划有效且列车处于进行折返换端的车站范围内；所述首尾两端车载设备首尾通信的关闭条件为：当车载设备未处于折返换端状态且开启条件不再满足时。6.根据权利要求1所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，所述应用数据传输包括：所述首尾两端车载设备左系和右系向对端发送数据和首尾两端车载设备左系和右系从对端接收数据。7.根据权利要求6所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，所述首尾两端车载设备左系和右系向对端发送数据具体包括以下步骤：将所述应用数据组包；计算所述应用数据的CRC校验码并将所述CRC校验码添加到数据包的末尾；所述数据包添加完成以后判断当前系的工作状态是否正常；如果当前系工作状态正常，则通过A网向对端车载设备的左、右系发送数据帧，再通过B网向对端车载设备的左、右系发送数据帧；如果当前系工作状态异常，则直接结束数据帧的发送。8.根据权利要求6所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，所述首尾两端车载设备左系和右系从对端接收数据时具体进行以下判断，包括：是否从A网或B网接收到对端的应用数据、是否与另一系接收的应用数据同步校验成功、是否获得对端两系同步的应用数据、两系应用数据CRC校验是否通过、两系应用数据是否解析成功、对端两系是否发生切系、当前接收应用数据的序列号特定时间内是否发生变化以及当前接收应用数据的序列号是否发生跳变。9.根据权利要求8所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，
判断是否从A网或B网接收到对端的应用数据包括：判断是否从A网接收对端左系和右系发送的应用数据；如果未从A网接收到对端的应用数据，则判断是否从B网接收对端左系和右系发送的数据；如果从B网未接收到对端的应用数据，则判定本周期接收对端的应用数据失败；如果从A网或B网接收到对端的应用数据，则进一步判断是否与另一系接收数据同步校验成功。10.根据权利要求8或9所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，当从A网或B网接收到对端的应用数据时，判断是否与另一系接收数据同步校验成功；如果同步校验成功，则进一步判断是否获得对端两系同步数据，反之则判定同步校验失败。11.根据权利要求8所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，在与另一系接收的应用数据同步校验成功时，判断是否获得对端两系同步的应用数据；如果获得对端两系同步的应用数据，则进一步判断两系的应用数据CRC校验是否通过；如果没有获得对端两系同步的应用数据，则进一步判断一系的应用数据CRC校验是否通过。12.根据权利要求8所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，当获得对端两系同步的应用数据时，判断两系的应用数据CRC校验是否通过；如果两系的应用数据CRC校验通过，则进一步判断的应用两系数据是否解析成功；如果两系的应用数据CRC校验没有通过，则进一步判断一系的应用数据CRC校验是否通过。13.根据权利要求8所述的列控车载设备首尾通信方法，其特征在于，当两系的应用数据CRC校验通过时，判断两系应用数据是否解析成功；如果两系应...

【专利技术属性】
技术研发人员：王硕，吴培栋，张友兵，张家兴，田换换，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：