采用信处化技术与无线通信技术实现LKJ数据换装的方法与流程

本发明涉及铁道科学技术领域，尤其涉及一种采用信处化技术与无线通信技术实现lkj数据换装的方法。

背景技术：

目前全路共有机车和动车组两万多台，分布在全国各铁路线担当牵引运输任务。因施工和列车运行图调整等原因导致需频繁修改lkj基础数据，2015年全路数据换装次数达1180次之多，平均各路局每月开展6次以上lkj数据换装工作，数据换装任务繁重，工作量大。

在数据换装过程中，各路局电务部门还需通过邮件、传真、委托换装通知书等方式通知机车和动车组跨局运行的相关路局，在库内对其所属机车进行数据换装作业，或派遣换装人员驻留外局对其所属机车进行数据换装作业。随着机车长交路跨局运行，跨局机车和动车组的数据换装工作任务进一步加重。

lkj2000监控装置车载数据采取人工换装，需组织人员在库内、关键站、库修点等多个地点开展lkj数据换装作业。该方式需投入大量人力和物力，局管内各业务单元间和跨局协调工作量大，存在错换和漏换的安全风险。

为解决当前lkj数据换装面临的问题及存在的困难，提升数据换装的效率，保障数据换装的安全，研究lkj车载数据远程换装系统已经成为一种迫切需求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种采用信处化技术与无线通信技术实现lkj数据换装的方法，可以降低数据换装过程中错换、漏换的安全风险，同时，降低电务段lkj基础数据换装的工作量，降低人力成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种采用信处化技术与无线通信技术实现lkj数据换装的方法，包括：

机车上的lkj数据换装模块通过授权的无线网络与地面设备建立无线通信连接；

地面设备实时从数据库服务器获取相应机车的换装计划信息，并将相应的lkj车载数据文件传输给lkj数据换装模块；

所述lkj数据换装模块接收地面设备发送的lkj车载数据文件进行校验并暂存；当接收到作业人员反馈的确认更新指令后，将校验后的lkj车载数据文件发送给lkj主机lkj数据换装，同时通过显示器显示lkj数据换装过程。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用信处化技术与无线通信技术实现lkj数据的远程换装，换装状态可以实时显示，使得换装整个过程有序、可控；同时，改变了传统人工换装方式，从而降低电务段lkj基础数据换装的工作量，降低人力成本，并且降低数据换装过程中错换、漏换的安全风险，还可以确保lkj基础数据换装工作在规定的时间完成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种采用信处化技术与无线通信技术实现lkj数据换装的方法的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

随着通信技术的发展，wlan、3g/4g等无线通信技术已在铁路行业成熟运用，以及lkj技术升级，采用无线通信技术实现lkj数据远程换装具有可行性。基于前期研究，目前lkj数据换装系统已具备通过无线网络进行车载数据换装功能。为支撑系统在全路大范围应用，需对车载及地面应用部分进行体系化、工程化研究，建设安全的立体网络结构和可靠的运用维护体系，规范lkj数据换装作业管理，保障lkj数据无线换装的安全性、可靠性。

本发明实施例一种采用信处化技术与无线通信技术实现lkj数据换装的方法，旨在改变人工进行lkj车载基础数据换装工作的繁琐性，提高lkj版本换装作业工作的及时性、准确性和可控性，提高lkj设备管理方面的信息化水平。

本发明采用了无线数据传输技术、断点续传技术和海量数据处理等技术，实现了基础数据文件的远程传输、远程换装，实现了远程对换装过程的全程管理与监控，实现了基础车载基础数据换装自动化控制，这些改善将强化lkj设备在铁路安全设备领域的主导地位，有效的提升lkj设备的应用水平，向国外先进的列车控制设备研发方向靠拢，对企业的发展、对lkj设备的发展、对中国列控事业的发展均有不可忽视的重要意义。

如图1所示，其主要包括如下步骤：

步骤1、机车上的lkj数据换装模块通过授权的无线网络与地面设备建立无线通信连接。

步骤2、地面设备实时从数据库服务器获取相应机车的换装计划信息，并将相应的lkj车载数据文件传输给lkj数据换装模块；

步骤3、所述lkj数据换装模块接收地面设备发送的lkj车载数据文件进行校验并暂存；当接收到作业人员反馈的确认更新指令后，将校验后的lkj车载数据文件发送给lkj主机lkj数据换装，同时通过显示器显示lkj数据换装过程。

本发明实施例上述方案，采用信处化技术与无线通信技术实现lkj数据的远程换装，换装状态可以实时显示，使得换装整个过程有序、可控；同时，改变了传统人工换装方式，从而降低电务段lkj基础数据换装的工作量，降低人力成本，并且降低数据换装过程中错换、漏换的安全风险，还可以确保lkj基础数据换装工作在规定的时间完成。

为了便于理解，下面针对本发明做详细的介绍。

一、换装计划管理部分。

这部分功能主要通过地面设备来实现，具体来说，地面设备，主要用于实现换装计划的制定管理、基础数据配置及日志管理；其中：

1、换装计划的制定管理。

主要包括：

1)主计划制定：根据运输处下发数据换装电报要求，确定换装主题、换装总体时间范围、影响区段、涉及换装点、lkj车载数据文件、以及换装注意事项，完成主计划制定。

2)子计划制定：根据主计划的数据换装要求，确定各子计划名称、各换装点换装具体开始和结束时间、换装版本号、数据启用时间、影响区段、本子计划对应lkj车载数据文件、以及机车范围；

3)子计划制定过程中，对无法确定的换装机车，根据车次进行选择，根据特定车次的截止时间对机车进行数据换装管控；

2、基础数据配置。

本发明实施例中，基础数据配置主要包括：1)部门信息导入、导出、关联、新增、删除与修改；2)人员信息导入、导出、关联、新增、删除与修改；3)角色信息自定义与维护；4)机车型号导入、导出、新增、删除与修改；5)机车属性信息导入、导出、新增、删除与修改；6)局、站段及车间信息录入与维护；7)车间与车型关联与维护；8)换装点信息录入与维护；9)影响区段信息录入与维护。

3、日志管理。

本发明实施例中，日志管理主要包括：操作日志管理和系统日志管理；且根据相关日志产生时间进行查询和导出。

1)操作日志管理：机车换装过程中，子计划完成机车范围选择并审核后，因计划变更需重新调整机车范围时，写入日志记录；以及人工销号机车写入日志记录。

2)系统日志管理：记录系统的交互事件和系统状态。

二、lkj车载数据传输部分。

1、数据传输过程。

lkj数据换装模块通过授权的无线网络(wlan/3g/4g/gsm-r)经tsc装置透明转发，与地面设备进行通信，实现lkj车载数据文件从地面到车载传输的过程。

1)地面通信服务器实时从数据库服务器获取当前机车换装计划信息；

2)lkj数据换装模块通过授权的无线网络经tsc装置接收并暂存lkj车载数据文件；

3)lkj车载数据文件车地传输完成后，由lkj数据换装模块对压缩包文件进行crc48校验，对总包文件进行解压，对解压后的u5u6文件进行文件完整性crc48校验。

2、文件暂存。

本发明实施例中，校验后的lkj车载数据文件由lkj车载数据文件存储模块暂存，同时通过两路usb传输至lkj主机内的车载转存器(a机/b机)进行缓存，待本次lkj数据换装结束后删除。

3、数据记录。

本发明实施例中，地面设备与lkj数据换装模块均对数据传输与换装过程进行记录；其中：

1)对于地面设备：

当机车与地面设备进行注册连接或断开连接时，地面设备进行记录；

当机车与地面设备进行连接后，地面设备记录当前机车的lkj数据版本；

当地面设备发送lkj车载数据文件至lkj数据换装模块时，地面设备记录lkj数据换装模块缓存的结果；

当机车完成lkj数据换装时，地面设备记录换装结果及当前最新的lkj数据版本号；

2)对于lkj数据换装模块：

接入授权的无线网络或从授权的无线网络注销时，lkj数据换装模块进行记录；

地面设备开始启动文件传输时，lkj数据换装模块进行记录；

lkj车载数据文件传输结束时，lkj数据换装模块进行记录；

lkj车载数据文件解压、校验失败时，lkj数据换装模块进行记录；

lkj车载数据文件缓存结束时，lkj数据换装模块进行记录。

4、无线网络

本发明实施例中，授权的无线网络主要包括：wlan、3g、4g、gsm-r；根据机车位置选择相应的无线网络，具体来说：机车在本局库内，优先选择wlan网络；机车在外局库内或者机车在途中(立折)时，选择gsm-r、3g或者4g网络。

5、数据处理

lkj车载数据传输过程中，机车上的车载设备对车地传输换装协议的实时信息进行处理，并将换装进度、换装结果(未换装、正在发送、传输失败、车载接收完成待主机更新、开始车载在线更新、车载在线更新完成、和车载在线更新失败)、机车在线信息等传输给地面设备，由地面设备存入数据库服务器。

数据换装过程中，数据处理层根据数据换装计划及机车当前换装情况进行实时处理，将处理结果(数据换装版本预警信息)存入数据库服务器。数据处理层是一个在地面设备中单独运行的线程用来进行计划版本与实际版本的比对，根据比对结果产生版本预警信息。

三、lkj数据换装部分。

1、人工确认更新。

lkj数据换装模块通过rs-232通信通知lkj主机有新版本的数据文件需要更新，当lkj主机具备换装条件时(速度为0且处于非监控状态时)通过can通道通知显示器，由显示器将新版本数据文件更新提示框呈现给作业人员。

2、换装启动。

当接收到作业人员反馈的确认更新指令后，显示器通过can通道将用户确认更新指令发送给lkj主机，lkj主机通过rs-232通信接口通知lkj数据换装模块换装启动就绪，lkj数据换装模块打开usb通信接口，通过rs-232通信接口通知lkj主机重启进入lkj数据换装过程。

本领域技术人员可以理解，所述显示器可以为带触摸功能的显示器，即显示器可以接收用户的操作指令。

3、换装过程。

lkj主机重启后，通过usb接口获取校验后的lkj车载数据文件，其中lkj主机还将lkj车载数据文件通过can通道发送至显示器进行更新；所述的lkj车载数据文件包含主机数据文件与显示器数据文件。

4、换装过程显示。

lkj主机及显示器进入lkj数据换装过程，同时，通过显示器显示本次lkj数据换装过程的文件信息(更新文件个数、文件名、文件大小、版本号)以及当前的换装进度，同时，在lkj数据换装过程中显示器屏蔽用户的操作指令(即，不允许用户操作)。

下面简单介绍本部分所涉及的各接口通信功能。

1)usb通信功能：lkj数据换装模块具备两路独立的usb通信接口，分别与lkj主机的ab通信，lkj主机通过usb获取lkj数据文件。

2)can通信功能：lkj主机通过usb通信接口获取待更新的显示器数据文件，再通过can通道发送到显示器；lkj主机的控制及状态通过can通道发送至显示器；显示器用户选择结果通过can通道发送至lkj主机。

3)rs-232通信功能。lkj数据换装模块通过rs-232通信接口与lkj主机进行交互通信，交互数据包括更新控制命令、lkj主机/显示器数据文件更新过程的状态信息、进度信息。

四、换装闭环管理。

1、换装销号及显示。

当本次lkj数据换装完成，数据处理层将对机车进行实时销号，同时销号情况通过地面设备在界面进行显示；之后，通过查询条件(换装计划、车型、车号等)对机车销号情况进行查询统计；销号方式包括系统销号、移动设备销号、文件销号和人工销号。

2、版本预警显示。

数据换装过程中，数据处理层完成版本监测预警逻辑处理后，将处理结果存入数据库，地面终端对机车版本监测预警情况在界面进行显示。通过查询条件(车型、车号、预警时间等)对机车版本监测预警情况进行查询统计。

3、大屏幕显示。

数据换装过程中，机车换装动态通过大屏幕(即机车中的显示器)进行实时显示，具体功能如下：

1)根据段、车间、换装计划、换装点等查询条件进行查询。

2)大屏幕与gis引擎结合，在大屏幕左屏可对换装点进行定位。

3)选择换装点，在大屏幕中屏可图形化统计方式展示机车换装情况、销号情况和预警情况。

4)大屏幕右边可以滚动或翻屏方式显示机车换装情况、销号情况和预警情况.

4、消息提示。

数据换装过程中，对机车换装结果动态以消息方式进行实时推送。消息类型分为换装情况类消息、换装销号类消息和版本预警类消息。

1)将消息实时推送至地面设备的终端界面显示；

2)对版本预警类消息可通过界面输入进行消息处理；

3)将消息以短信或数据包方式发送至移动设备(即手持端)。

5、查询统计和报表输出功能

终端界面通过查询条件对数据换装业务数据进行查询统计和excel方式报表输出。具体有机车换装情况、换装销号情况、版本预警情况、机车版本履历、机车版本分布、当前机车版本查看、历史版本机车查看等。

五、扩展部分。

1、换装点监测功能。

实时对换装点的网络状态、通信程序运行状态等进行监测，并将监测结果存入数据库，在页面终端软件进行显示，上述功能可以采用定时发送信息验证系统工作状态来实现。

2、应急换装功能

当出现应急换装时，用户可通过移动设备存储lkj车载数据文件，与车载建立无线连接通信，进行lkj数据文件在线更新。

六、性能及参数部分。

1、网络传输速率。

1)在目标覆盖范围内95％以上位置，单台车载设备与wlan通信服务器之间的数据传输吞吐量应≥300kb/s；

2)在目标覆盖范围内，3g网络传输文件传输速率≥50kb/s；

3)在目标覆盖范围内，4g网络传输文件传输速率≥300kb/s；

4)在目标覆盖范围内，远程网络(gsm-r)传输文件传输速率≥2kb/s。

2、工作频率。

应能同时支持ism2.4ghz和5.8ghzwlan终端的接入，能够支持ieee802.11a/b/g/n标准。

3、无线覆盖范围。

wlan网络的目标覆盖范围包括了从机车入段点到整备区以及从整备区到机车出库点的全部范围。如有特殊要求再做补充具体说明。

4、无线覆盖指标。

在目标覆盖范围内95％以上位置，wlan终端接收信号电平应≥-75dbm，且snr值应≥15db。在重点目标覆盖范围(机车有规律停靠时间较长的区域)内95％以上位置，wlan终端接收信号电平应≥-70dbm，且snr值应≥15db。

5、通信服务器并发量。

1)同一数据换装点通信服务器通过无线局域网(wlan)同时接入机车最大数量≥500台；

2)同一数据换装点通信服务器通过远程网络(gsm-r/3g/4g)同时接入机车最大数量≥3000台。

6、同时换装机车数量。

在多台机车同时接入无线网络时，应能满足同时进行数据换装机车数量≥10台。换装顺序首先根据排班时间排序，在满足排班时间情况下按机车接入的时间排序。

7、车载数据更新时间。

lkj：压缩前大小为5mb车载数据文件(包含主机车载数据文件和显示器车载数据文件)从缓存到在线更新完成，更新时间≤6分钟；

8、地面网络带宽传输。

性能要求：各站段、车间与系统数据服务器和各换装点通信服务器间采用铁路专用网络，优先级别为一级，传输速率≥2mb/s。

9、车载换装装置容量。

lkj车载数据换装模块的存储容量≥32m。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。