一种基于隧道的车载DMS数据传输方法与流程

本发明涉及列控车载动态监测及传输系统(dms)领域，尤其涉及车载数据采集设备的轨交数据通信。

背景技术：

1、列控车载动态监测及传输系统(dynamic monitoring and transmission systemof onboard train control equipment，简称dms)是一种用于铁路运输中列车运行控制的关键技术系统。它的主要功能是对列车的运行状态进行实时监测，并将这些数据传输到地面控制中心，从而保障列车运行的安全性和效率。dms由车载设备和地面设备两部分组成。车载设备包括车载数据采集设备和车载监测信息综合传输平台(mit)；地面设备包括国铁集团dms数据中心设备、铁路局集团公司dms数据中心设备等。

2、车载设备分为车载数据采集设备和mit设备两部分，其中数据采集设备负责列车列车超速防护系统(atp)、机车综合无线通信设备(cir)等车载设备运行状态信息的实时采集，mit负责动车组车-地间监测类数据的无线传输。车载数据采集设备与mit设备通过《列控车载动态监测及传输系统技术规范》(简称《传输技术规范》)中定义的车载通信协议进行数据通信。

3、dms数据中心由传输平台地面接入网关和其配套的业务系统组成，业务系统包括数据应用分析服务器、效据存储处理服务器、数据智能分析服务器、综合数据库服务器等。

4、dms系统运行时，车载数据采集设备通过mit、地面接入网关与业务系统进行通信。

5、其中，车载设备使用tcp/udp的接入方式与mit进行通信时，需要按照相关技术规范，如《传输技术规范》中的附录a，对每一个数据包都进行封装。但目前没有统一的规范来告知车载设备开发商该如何实现采集到的数据如何封装为车载协议，每个车载设备开发方都需要自己根据《传输技术规范》去实现协议的封装、协议的解析、数据包的应答、组包等。每多一种数据都需要重复一次上面的操作，浪费极大的人力，且设备维护也会更为复杂。

6、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本技术的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于解决上述背景技术中存在的问题，提供一种基于隧道的车载dms数据传输方法。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种基于隧道的车载dms数据传输方法，包括：

4、创建dms隧道接口，用于实现应用网络数据包的路由及dms协议的封装；

5、注册dms协议栈，用于解析封装的dms数据包，并将解析后的数据包发送至内核网络协议栈进行进一步处理，以及用于接收由内核网络协议栈传递的dms数据包，进行解析以提取应用网络数据；

6、使用网络配置工具，根据所述dms隧道接口所需的属性，创建和配置dms隧道；

7、车载端进行数据发送，其过程包括：应用层生成数据并通过网络协议发送至dms隧道接口；dms隧道接口对数据进行封装，添加必要的dms协议头部信息并优选进行crc校验，形成dms封装数据包传递给dms协议栈；dms协议栈对dms封装数据包进行dms协议处理，然后将处理后的dms封装数据包传递给内核网络协议栈；内核网络协议栈根据dms隧道接口的ip属性，将dms封装数据包进一步封装成udp格式，并通过fou模块利用预先配置的fou socket接口将封装成udp格式的数据发送至车载监测信息综合传输平台mit的ip地址；

8、车载端进行数据接收，其过程包括：fou socket接口监听并接收来自车载监测信息综合传输平台mit的udp数据包；udp数据包被内核网络协议栈接收，并通过fou模块剥离udp头部，然后将dms数据包传递给dms协议栈进行解析；dms协议栈解析dms封装，提取应用网络数据包，并根据收到的dms数据包的序号构造dms的ack应答包；ack应答包通过fou模块和fou socket接口发送回mit；上层应用监听网络端口，接收并处理已解析的应用网络数据。

9、一种基于隧道的车载dms数据传输方法，包括：

10、创建dms隧道接口，用于实现应用网络数据包的路由及dms协议的封装；

11、在应用层创建udp socket，用于与dms隧道接口进行通信；

12、注册dms协议栈，用于解析封装的dms数据包，并将解析后的数据包发送至内核网络协议栈进行进一步处理，以及用于接收由内核网络协议栈传递的dms数据包，进行解析以提取应用网络数据；

13、配置netfilter规则，以实现dms隧道接口、dms协议栈与应用层udp socket之间的数据包传递和通信；

14、车载端进行数据发送，其过程包括：应用层生成数据并通过udp socket发送至dms隧道接口；dms隧道接口对数据进行封装，添加必要的dms协议头部信息并优选进行crc校验，形成dms封装数据包传递给dms协议栈；dms协议栈对dms封装数据包进行dms协议处理，然后将处理后的dms封装数据包传递给内核网络协议栈；内核网络协议栈根据dms隧道接口的ip属性，将dms封装数据包进一步封装成udp格式，并通过应用层udp socket将封装成udp格式的数据发送至车载监测信息综合传输平台mit的ip地址；

15、车载端进行数据接收，其过程包括：应用层udp socket监听并接收来自车载监测信息综合传输平台mit的udp数据包；udp数据包通过netfilter规则传递至内核网络协议栈，内核网络协议栈剥离udp头部后，将dms数据包传递给dms协议栈进行解析；dms协议栈解析dms封装，提取应用网络数据包，并根据收到的dms数据包的序号构造dms的ack应答包；ack应答包通过dms协议栈和netfilter规则发送回mit；上层应用监听网络端口，接收并处理已解析的应用网络数据。

16、一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器执行时实现所述的基于隧道的车载dms数据传输方法。

17、一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序由处理器执行时实现所述的基于隧道的车载dms数据传输方法。

18、本发明具有如下有益效果：

19、本发明的主要技术优点在于提供了一种创新的基于隧道的车载dms数据传输方法，该方法可在linux系统上实现，有效解耦了数据采集、处理与传输过程，显著降低了车载设备集成dms数据协议的复杂性和开发难度。通过创建dms隧道接口和注册dms协议栈，本发明实现了数据包的自动化封装与解封装，无需开发者针对不同数据类型重复进行封装协议的实现，从而节约了人力并简化了设备维护。此外，本发明利用隧道和fou模块(或通过应用层创建udp socket)自动化地完成dms协议到udp协议的转换，进一步提高了数据传输的效率。

20、本发明的另一个显著优势是其高度的灵活性和扩展性，用户可以通过建立多条隧道在单一车载设备上实现多条dms链路，从而灵活配置dms协议以满足不同的通信需求。同时，通过配套的iproute2工具，开发者可以便捷地设置和管理dms协议属性，如源设备号、目标设备号等，进一步增强了系统的可配置性和易用性。

21、此外，本发明的dms协议栈和隧道接口能够自动完成dms协议的交互，包括包序号排序、协议时间维护和数据报的ack应答等，确保了数据传输的准确性和可靠性。最终，本发明的通用性和兼容性使其可以广泛应用于任意linux系统，为列控车载设备的开发和应用提供了一个高效、灵活且易于管理的解决方案。

22、本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。