一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法，该方法包括：当机车接收到安装在车站入口处的无源应答器发送的信息后，向地面控制设备发送数据更新入网请求数据包；当所述机车接收到地面控制设备发送的数据更新同意入网数据包后，所述机车发送车载控制设备的数据版本信息数据包至所述地面控制设备；所述地面控制设备通过比对的方式判断车载控制设备所存数据是否为最新版本；若是，则发送传输结束数据包，结束本次数据更新；否则，向机车发送用于更新数据版本的文件实际内容数据包。通过采用本发明公开的方法避免了由于车载控制设备站场数据更新不及时所造成的故障的发生，从而提高了安全性。
【专利说明】一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法。
【背景技术】
[0002]无线调车机车信号和监控系统(简称STP系统)是计算机集成控制系统，系统采用无线数传技术、机车智能跟踪技术、无源应答器定位技术及机车安全防护控制技术，对车站内调车机车进行的调车作业进行全面的安全防护，有效防止调车机车闯蓝灯、挤道岔、超限速等常见事故的发生。其次，该系统可实现调车信号、调车进路、调车前方防护距离、站场图形等信息在机车上的实时显示，使司机对站场实时作业信息有全面准确地把握。此外，系统还可对调车机车的作业过程进行记录，便于进行相关数据分析。
[0003]STP无线调车机车信号和监控系统于1999年开始进行研究开发和试验，并于2004年通过了铁道部科技司组织的产品技术鉴定，系统完全满足铁道部运输局制定的《无线调车机车信号和监控系统技术条件》中所规定的各项要求，并于2005年通过了铁道部运输局的安全产品认定，2013年获得了中铁检验认证中心颁发的CRCC铁路产品认定证书，系统已在广铁集团、青藏公司、北京局、上海局、西安局、昆明局等10余个铁路局300多个站场推广应用，系统有效防止了调车事故的发生，使用单位反馈良好。
[0004]STP系统由地面控制系统和车载控制系统两部分组成，且均需存放相关作业站场的站场数据信息，其为设备正常工作的基础条件。但在实际的使用过程中发现，由于地面设备的位置固定，同时只需保存其所在站场的数据，所以数据维护和更新较为方便。但由于本务机车(非专用调机而进行调车作业的机车)和部分调车机车采用混跑方式进行作业，所以机车作业地点和所在位置都是不断变化的。
[0005]现阶段，各厂商所生产的STP无线调车机车和监控系统车载控制设备站场数据的更新均采用技术人员在机车上进行更新的方式进行，数据更新方式均为有线数字传输方式。常见通信接口有RS232、RS422、RS485、以太网、数据卡等几种方式。
[0006]对于在某站场固定作业的专用调车机车，由于其作业位置相对固定，维护人员使用该种数据更新方式还较为容易，工作量相对较小。但对于进行混跑作业的调车机车或本务机车，由于其运行位置和作业站场随时变换，维护人员很难准确定位机车位置，故进行数据维护和更新造成的很大的困难，常出现车载控制设备站场数据更新不及时的现象发生。
[0007]当站场数据发生变化时，之前所用技术要求维护人员必须到维护范围内的每台机车上进行数据更换，而担当调车作业的本务机或专用调车机车经常是一周才能入库一次，故导致维护人员对车载设备数据的维护和更新都较为困难；若机车站场数据未更新为最新版本，由于数据的错误，将导致机车的安全防护出现偏差，甚至导致安全防护功能无法正常进行使用，为调车作业的安全埋下了极大的隐患。
[0008]另外，采用人工方式进行更换和管理，在维护和更新过程中难免发生遗漏，由于缺少相应的监督、检验、校核等卡控过程和手段，对监控系统的安全运行留下隐患；此外，软件更换对操作人员的计算机使用水平有一定的要求，而现阶段铁路基层工人的计算机应用水平较低，给该项工作的顺利进行造成了一定的障碍。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法，避免了由于车载控制设备站场数据更新不及时所造成的故障的发生，从而提高了安全性。
[0010]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0011]一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法，该方法包括:
[0012]当机车接收到安装在车站入口处的无源应答器发送的信息后，向地面控制设备发送数据更新入网请求数据包；
[0013]当所述机车接收到地面控制设备发送的数据更新同意入网数据包后，所述机车发送车载控制设备的数据版本信息数据包至所述地面控制设备；
[0014]所述地面控制设备通过比对的方式判断车载控制设备所存数据是否为最新版本；
[0015]若是，则发送传输结束数据包，结束本次数据更新；否则，向机车发送用于更新数据版本的文件实际内容数据包。
[0016]由上述本发明提供的技术方案可以看出，采用无线数字传输方式进行车载控制设备的数据更新，当机车进入该车站地面控制设备的控制区域后可自动建立无线传输通道，当检测车载设备站场数据不为最新版本时将自动对其进行更新，保证机车在进入调车监控功能状态前，车载设备中的站场数据为最新版本，避免了由于车载控制设备站场数据更新不及时所造成的故障的发生，从而提高了安全性。另外，采用计算机方式进行站场数据的更新和维护，有效防止了人工操作方式可能造成的数据错传、漏传等现象的发生，保证了上传过程的正确性；并且，数据更新全过程无需人工干预，有效降低了现场维护人员的工作强度，在数据更新过程中，机车可正常运行，无需停车更换，将不会影响调车机车作业的工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]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。
[0018]图1为本发明实施例一提供的一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法的流程图；
[0019]图2为本发明实施例一提供的STP系统结构组成示意图；
[0020]图3为本发明实施例一提供的地面控制设备实现远程数据更新的流程图；
[0021]图4为本发明实施例一提供的车载控制设备实现远程数据更新的流程图。
【具体实施方式】
[0022]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。
[0023]本发明实施例的方案的应用领域包括但不限于:城市轨道交通(主要指地铁、轻轨一类交通方式)及一般客货运铁路中。
[0024]实施例一
[0025]图1为本发明实施例一提供的一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法的流程图。如图1所示，该方法主要包括如下步骤:
[0026]步骤11、当机车进入站场作业，接收到安装在车站入口处的无源应答器发送的信息后，向地面控制设备发送数据更新入网请求数据包。
[0027]步骤12、当所述机车接收到地面控制设备发送的数据更新同意入网数据包后，所述机车发送车载控制设备的数据版本信息数据包至所述地面控制设备。
[0028]步骤13、所述地面控制设备通过比对的方式判断车载控制设备所存数据是否为最新版本；若是，则转入步骤14 ;否则，转入步骤15。
[0029]步骤14、发送传输结束数据包，结束本次数据更新。
[0030]步骤15、向机车发送用于更新数据版本的文件实际内容数据包。
[0031]进一步的，所述地面控制设备将可以所述实际内容数据包拆分为若干个子数据包，由所述机车将接收到的所述若干个子数据包拼接为一完整的实际内容数据包。
[0032]进一步的，当所述地面控制设备将所述实际内容数据包发送完毕后，可以向所述机车发送传输结束数据包。
[0033]进一步的，所述机车与所述地面控制设备通信所发送的数据包可以以该机车的唯一的机车标号作为数据包地址标示，以便当同时有多台机车进行数据更新时予以区分。
[0034]进一步的，所述机车与所述地面控制设备通信时，若在预定时间内没有收到对端的回复，则重新发送对应的数据包至对端。
[0035]进一步的，所述机车与所述地面控制设备通信时，所述机车地面控制设备对每一数据包均进行循环冗余校验码CRC校验，以确保每包信息传输准确。
[0036]进一步的，当所述地面控制设备在于其它机车的通信时，利用与其它机车的通信间隔进行发送该实际内容数据包，以确保在数据更新过程中不会因发生同频干扰而影响地面控制设备对其它机车的控制。
[0037]进一步的，为了便于理解本发明，下面结合附图2-4对本发明做进一步的介绍。
[0038]如图2所示，为本发明所述STP系统结构组成，系统主要分为地面控制主机、车载控制主机和无源应答器三部分组成，地面控制主机安装在信号楼机械室内、车载控制设备安装在机车机械间内、无源应答器安装在站场各入口的轨道枕木上。其中车载设备与地面设备间通过无线数传电台进行通信，车载控制设备中包含无源应答器接收器，当机车驶过无源应答器时，接收器可读取应答器中的信息。
[0039]车载数据远程更新过程可参见图3-图4，其分别表示车载数据更新时地面控制设备工作流程以及车载数据更新时车载控制设备的工作流程。具体的可以分为以下几个步骤:(1)机车进入车站接收到安装在车站入口处的无源应答器信息后，机车向地面控制设备发送数据更新入网请求信息。(2)地面控制设备在接收到请求信息后给机车数据更新同意入网回执。(3)机车接收到同意入网信息后将车载控制设备内当前数据的版本信息发送至地面控制设备。(4)地面控制设备通过比对判断车载控制设备所存储数据是否为最新版本数据，如为最新版本数据则向车载控制设备发送传输结束包，结束本次数据更新过程；若不为最新版本数据，则向机车发送实际内容数据包。(5)当机车接收到某一完整数据包后，将向地面控制设备发送回执包，地面将向车载控制设备发送下一数据包。若机车在规定时间内未接收到数据包或接收到校验不正确数据包时，将向地面控制设备发送申请再次发送数据包。(6 )当所有数据均发送完成后，地面控制设备将向车载控制设备发送传输结束数据包。(7)接收到结束数据包后车载设备将重新启动程序，调用新版站场数据。
[0040]在本发明实施例中，为了确保数据更新过程的安全可靠进行，采取了以下几项处理技术。(I)设计合理且有效的文件传输通信协议。根据不同的数据内容及数据包发送者，协议可分为“数据更新入网请求数据包”、“数据更新同意入网数据包”，“数据版本信息数据包”、“文件实际内容数据包”、“接收成功回执包”、“申请再次发送数据包”、“传输结束数据包”等7种，应用中使用不同的标示区分。(2)发送方将所要传输的数据分割为多个短数据包，接收方将所接收到的正确数据包拼接成完整程序文件。地面控制设备遵守通信协议时序规则，选取在与其它车载设备的通信间隔进行发送，保证在数据更新过程中不会因发生同频干扰而影响地面控制设备对其它机车的控制。(3)收发双方对每一数据包均进行CRC校验，确保每包信息传输准确。(4)对于接收方未正确接收信息的，发送方在指定时间内没有收到回执或收到申请再次发送数据包时，发送方将再次发送该数据包信息。(5)数据发送时，对应每个数据包都增加了地址标示，当同时有多台机车进行数据更新时予以区分。由于每台机车都有其唯一的机车标号，可将其作为地址标示进行使用。
[0041]本发明实施例采用无线数字传输方式进行车载控制设备的数据更新，当机车进入该车站地面控制设备的控制区域后可自动建立无线传输通道，当检测车载设备站场数据不为最新版本时将自动对其进行更新，保证机车在进入调车监控功能状态前，车载设备中的站场数据为最新版本，避免了由于车载控制设备站场数据更新不及时所造成的故障的发生，从而提高了安全性。另外，采用计算机方式进行站场数据的更新和维护，有效防止了人工操作方式可能造成的数据错传、漏传等现象的发生，保证了上传过程的正确性；并且，数据更新全过程无需人工干预，有效降低了现场维护人员的工作强度，在数据更新过程中，机车可正常运行，无需停车更换，将不会影响调车机车作业的工作效率。
[0042]需要强调的是，上述实施例所举案例应用为STP系统，但该技术方案也同时可使用于其它具有数据更新要求的机车控制设备上；并且在具体实施时可以采用无线数传电台设备进行地面控制设备和车载控制设备间通信并进行数据更新，也可采用GSM、WLAN等其它无线通信设备和方式完成相应功能；同时，所采用的无线频段也可以根据实际需求进行相应的调节。
[0043]通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是⑶-R0M，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
[0044]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。
【权利要求】
1.一种基于无线通信的车载数据智能安全更新方法，其特征在于，该方法包括: 当机车接收到安装在车站入口处的无源应答器发送的信息后，向地面控制设备发送数据更新入网请求数据包； 当所述机车接收到地面控制设备发送的数据更新同意入网数据包后，所述机车发送车载控制设备的数据版本信息数据包至所述地面控制设备； 所述地面控制设备通过比对的方式判断车载控制设备所存数据是否为最新版本； 若是，则发送传输结束数据包，结束本次数据更新；否则，向机车发送用于更新数据版本的文件实际内容数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向机车发送用于更新数据版本的实际内容数据包包括: 所述地面控制设备将所述实际内容数据包拆分为若干个子数据包，由所述机车将接收到的所述若干个子数据包拼接为一完整的实际内容数据包。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 当所述地面控制设备将所述实际内容数据包发送完毕后，向所述机车发送传输结束数据包。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述机车与所述地面控制设备通信所发送的数据包均以该机车的唯一的机车标号作为数据包地址标示。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述机车与所述地面控制设备通信时，若在预定时间内没有收到对端的回复，则重新发送对应的数据包至对端。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 所述机车与所述地面控制设备通信时，所述机车地面控制设备对每一数据包均进行循环冗余校验码CRC校验。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 当所述地面控制设备在于其它机车的通信时，利用与其它机车的通信间隔进行发送该实际内容数据包。
【文档编号】H04L29/08GK103685534SQ201310713878
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】曹桂均, 杨华昌, 冯军, 闫石, 程君, 张弘志, 李铁, 尹德胜, 栾德杰, 韩波, 赵阳, 李继东, 王浩然, 陈尚斌, 任宛星, 林炳跃, 唐汇东, 秦朝亮, 赵小军, 黄天天, 马金鑫, 王迪菲, 曹子昱, 王新勇 申请人:中国铁道科学研究院, 中国铁道科学研究院通信信号研究所, 北京市华铁信息技术开发总公司, 北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司