CN101174921A - 列车控制系统动态报文编码方法 - Google Patents

Abstract

能够减少设计阶段的报文编码的环节、节省报文存储的空间以及省略部分报文管理的环节，从而提高列车运行效率的列车控制系统动态报文编码方法。技术方案是：其特征是包括下列步骤：(1)动态编码设计；(2)应答器报文处理。所述的动态编码设计具体包括下列步骤：(1)系统配置数据表；(2)处理站场静态数据表、进路测量表、轨道区段表、应答器位置表、长短链表；(3)根据站场进路条件和应答器位置，建立应答器和进路之间的对应关系，每一个应答器，分别对应不同的进路，根据设计原则生成线路参数包：①应答器链接包；②线路速度包；③线路坡度包；④轨道区段包；⑤反向运行包；⑥大号道岔包；⑦调车危险包。

Description

列车控制系统动态报文编码方法

技术领域

本发明属于列车控制中心报文方法领域，尤其是一种将既有列控中心的静态编码、存储、选择发送的方式变为动态编码的方式，能够减少设计阶段的报文编码的环节、节省报文存储的空间以及省略部分报文管理的环节，从而提高列车运行效率的列车控制系统动态报文编码方法。

背景技术

CTCS-2级列车控制系统中，车站列控中心根据进路条件，临时限速条件，实时向应答器传送报文信息，通过应答器完成地车之间的信息传送。应答器报文是安全信息，信息根据欧洲应答器编码原则加密。

目前，常用的列控系统，采用存储-选择-发送的方式向应答器传送报文，即在设计阶段，根据进路数、速度档、长度档对应答器所有可能出现的报文遍历编码，将编码后的报文存储在列控中心内，列控中心根据当前进路条件、临时限速条件，选择一条正确的报文发送到室外应答器。

存储-选择-发送的方式的缺陷：(1)不能解决临时限速区长度的精度问题，一定程度上影响了列车的运行效率；(2)报文数量太多，系统需要提供足够的存储空间，报文验证和管理复杂。

发明内容

本发明的目的是提供的列车控制系统动态报文编码方法，不同于既有列控中心的报文编码方式，将既有列控中心的静态编码、存储、选择发送的方式变为动态编码的方式，由列控中心根据当前进路条件和临时限速条件，动态的编码，实时生成报文，发送到室外应答器。能够减少设计阶段的报文编码的环节、节省报文存储的空间以及省略部分报文管理的环节，从而提高列车运行效率。

本发明的技术方案是：列车控制系统动态报文编码方法，其特征是包括下列步骤：

(1)动态编码设计；(2)应答器报文处理。

所述的动态编码设计具体包括下列步骤：

(1)系统配置数据表；

(2)处理站场静态数据表、进路测量表、轨道区段表、应答器位置表、长短链表；

(3)根据站场进路条件和应答器位置，建立应答器和进路之间的对应关系，每一个应答器，分别对应不同的进路，生成线路参数包：①应答器链接包；②线路速度包；③线路坡度包；④轨道区段包；⑤反向运行包；⑥大号道岔包；⑦调车危险包。

所述的应答器报文处理具体包括下列步骤：

(1)状态检查：检查列控中心的双系状态是否正常，保持双系计算的同步；

(2)总线轮询，接收新数据，列控中心接收到的变化的信息有：①临时限速信息：临时限速区的公理标、限速值；②进路信息：进路编号；

(3)生成830位报文；

(4)报文编码：根据报文编码算法对830位用户报文进行编码，生成1023位报文；

(5)输出：将编码后的报文输出到LEU。

所述生成830位报文具体包括下列步骤：(1)判断进路条件：判断进路是否有效根据车站联锁进路编号表，判断接收到的进路是否在进路编号表内，在进路编号表内的为有效进路，否则为无效进路，如果是有效进路，与前一个周期的数据相比较，记录当前的进路条件；(2)处理临时限速：判断当前的所有临时速，与前一个周期的数据相比较，记录当前的临时限速条件，根据临时限速的条件应答器相对于临时限速的起点、长度和限速值；(3)如果进路条件和临时限速条件都没有变化，则对应的应答器报文不需要编码，维持前一个周期的报文，发送到LEU，否则需要重新编码；(4)获取应答器编号和发车口对应关系；(5)根据应答器与当前的进路条件的对应关系，提取线路参数数据包，该数据包包含以下数据包的组合：①应答器链接包、②线路速度包、③线路坡度包、④轨道区段包、⑤反向运行包、⑥大号道岔包、⑦调车危险包；(6)根据临时限速参数，在用户报文中加入临时限速包；(7)计算组合后报文的总长度，如果总长度超过830位，则根据设计的原则适当的裁减数据包，减少轨道区段，剩余轨道区段数大于或等于5个，如果仍不满足，继续减少线路坡度包，线路坡度描述长度大于或等于轨道区段总长度，如仍不满足要求，继续减少线路速度包，裁剪后的数据满足应答器之间数据的冗余覆盖。

所述应答器报文结构由Sd用户报文、Cb控制报文、Sb扰码报文、Esb修正码报文、BCH校验报文组成，其中，Sd用户报文将用户报文由10位编码转化为11位编码；Cb控制报文：Cb＝001；Sb扰码报文：b106～b95，生成多项式：h(x)＝x³²+x³¹+x³⁰+x²⁹+x²⁷+x²⁵+1；Esb修正码报文：b94～b85，额外修正数据位，随机生成；BCH校验报文：b84～b0，85位生成多项式，生成BCH校验报文。

编码流程包括下列步骤：

(1)任意选择12位sb扰码报文；

(2)用12位sb扰码报文对830位用户数据进行扰码操作；

(3)将扰码数据从10位转成11位，得83*11＝913位；

(4)进行条件检查，若不合格，返回步骤(1)；

(5)任意选择10位esb修正码报文，如果210个组合都用尽了，返回步骤(1)；

(6)形成校验位；

(7)条件检查，若不合格，返回5，若合格，则编码完成。

所述SD用户报文生成具体包括下列步骤：

(1)将830位用户报文分成83块，每块10位，k＝83，U_k-1＝(u_m-1，…u_m-10)，U_k-2＝(u_m-11，…u_m-20)，…，U₀＝(u₉，…u₀)，根据该序列生成新的序列如下：

$U_{k-i}^{\′}=\left(\underset{i=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{U}_i\right){\mathrm{mod}2}^{10}$

U′_i＝U_i    (i＝0，1，…k-2)

(2)把12位(b₁₀₆…b₉₅)长的位序列看成是一个整数，即：B＝b₁₀₆·2¹¹+…+b₉₆·2+b₉₅，则32位数S＝(2801775573·B)mod 2³²，其中2801775573＝69069³mod 2³²，而后者是通常用于生成此类随机数；

(3)定义寄存器系数h₃₁，h₃₀，h₂₉，h₂₇，h₂₅和h₀等于1，其它系数为0，即初始化时将S装入下面寄存器，MSB(最高位)在左边，共移位m-1次，s_m-1在第1次移位之前读出，生成多项式：x³²+x³¹+x³⁰+x²⁹+x²⁷+x²⁵+1，生成的s_m-1，s_m-2，…，s₀为扰码报文。

所述Sd用户报文将用户报文由10位编码转化为11位编码时，将扰码报文每段10位，分成83块，根据转换表进行转换。

所述生成BCH报文包括下列步骤：

b₈₄x⁸⁴+…+b₁x+b₀＝R_f(x)g(x)[b_n-1x^n-1+…+b₈₅x⁸⁵]+o(x)，生成多项式：

f_L(x)＝x¹⁰+x⁹+x⁷+x⁶+x⁴+x³+x²+x+1

gL(x)＝x⁷⁵+x⁷³+x⁷²+x⁷¹+x⁶⁷+x⁶²+x⁶¹+x⁶⁰+x⁵⁷

       +x⁵⁶+x⁵⁵+x⁵²+x⁵¹+x⁴⁹+x⁴⁶+x⁴⁵+x⁴⁴+x⁴³

       +x⁴¹+x³⁷+x³⁵+x³⁴+x³³+x³¹+x³⁰+x²⁸+x²⁶

       +x²⁴+x²¹+x¹⁷+x¹⁶+x¹⁵+x¹³+x¹²+x¹¹+x⁹

       +x⁴+x+1.

f(x)g(x)多项式：

f(x)g(x)＝x⁸⁵+x⁸⁴+x⁸³+x⁸²+x⁸¹+x⁷⁹+x⁷⁸+x⁷²+x⁷⁰+x⁶⁹+x⁶⁸

+x⁶⁴+x⁶³+x⁵⁹+x⁵⁶+x⁵¹+x⁵⁰+x⁴⁶+x⁴⁵+x⁴³+x⁴²+x⁴¹+x⁴⁰+

x³⁸+x³⁷+x³⁶+x³³+x³¹+x³⁰+x²²+x²¹+x¹⁷+x¹⁶+x¹⁵+x¹³+x¹²

+x⁷+x⁴+1

检查报文满足的条件，是指生成的报文必须满足以下所有的条件，否则，要么修改esb修正码报文，要么修改sb扰码报文：

(1)条件1即alphabet条件：所有11位的数b_i-1…b_i-11都应是在编码表中的数据，其中i为11的倍数，Sd用户报文自动满足这个条件，但要注意，后面的也要满足这个条件；

(2)条件2，Off-Synch-Parsing即离线同步剖析条件：这个条件测试11位字的顺序：(b_i-1…b_i-11)，(b_i-12…b_i-22)，(b_i-23…b_i-33)，…i不是11的倍数；如果i+1或i-1是11的倍数，则“连续有效的数字”的长度最长不超过2，否则，如果i+1或i-1不是11的倍数，则“连续有效的数字”的长度最长不超过10；

(3)条件3即非周期条件：这个条件确保一个830位报文与一个250位报文区别显著；对于每一个是11的倍数的i：①在b_i-1…b_i-22和b_i-341-1…b_i-341-22之间的汉明距离至少是3；②在b_i-1…b_i-22和b_i-341-k-1…b_i-341-k-22之间对每一个k(＝+1，-1，+2，-2，+3和-3)的汉明距离至少是2；

(4)条件4，Under-sampling即低频采样或欠采样条件：对于2的低频采样序列，奇偶校验失去了作用，设v_i＝b_i.2k，j＝0…n-1，低频采样的的因子为2^k，其中k＝1，2，3，4，对于任何i，序列(v_i-1…v_i-11)，(v_i-12…v_i-22)，(v_i-23…v_i-33)…的连续有效长度不超过30。

本发明的效果是：1、解决了临时限速区域的长度限制，列控中心可根据调度中心下发的临时限速命令实时生成应答器报文；2、减少了设计阶段的报文编码的环节；3、节省了报文存储的空间；4、省略了部分报文管理的环节。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

附图说明

图1是列控系统与地面设备系统图；

图2是应答器报文帧格式图；

图3是应答器链接【ETCS-5】格式图；

图4是为线路坡度【ETCS-21】格式图；

图5是线路速度【ETCS-27】格式图；

图6是特殊区段【ETCS-68】格式图；

图7是CTCS数据【ETCS-44】格式图；

图8是为特殊区段【ETCS-68】格式图；

图9是调车危险【ETCS-132】格式图；

图10是轨道区段【CTCS-1】格式图；

图11是临时限速【CTCS-2】格式图；

图12是区间反向运行【CTCS-3】格式图；

图13是大号码道岔【CTCS-4】格式图；

图14是报文编码流程程序框图；

图15是SD用户报文生成用移位寄存器结构示意图；

图16是移位寄存器数据读取逻辑框图；

图17是编码算法流程框图。

具体实施方式

列控系统地面设备关系图见说明书附图图1。列控中心与外部系统具有下列几种连接关系：(1)联锁：向列控中心传送进路信息，列控中心根据联锁的进路条件，判断列车走行的径路，提供正确的线路参数信息；(2)CTC/TDCS：向列控中心传送临时限速，列控中心根据CTC/TDCS传送的临时限速参数，提供正确的临时限速信息；(3)LEU：报文转发设备，列控中心生成的报文通过LEU向应答器转发。

列控中心工作原理：列控中心根据联锁的进路信息和CTC/TDCS的临时限速信息，动态生成应答器报文，发送到LEU，通过LEU转发到有源应答器。

应答器报文格式：

编码前，应答器报文存储的是830位的用户信息报文，报文的帧格式见说明书附图图2：其中用户信息包包括：(1)应答器链接【ETCS-5】，见说明书附图图3；(2)线路坡度【ETCS-21】，见说明书附图图4；(3)线路速度【ETCS-27】，见说明书附图图5；(4)等级转换【ETCS-41】，见说明书附图图6；(5)CTCS数据【ETCS-44】，见说明书附图图7；(6)特殊区段【ETCS-68】，见说明书附图图8；(7)调车危险【ETCS-132】，见说明书附图图9；(8)轨道区段【CTCS-1】，见说明书附图图10；(9)临时限速【CTCS-2】，见说明书附图图11；(10)区间反向运行【CTCS-3】，见说明书附图图12；(11)大号码道岔【CTCS-4】，见说明书附图图13。

动态编码设计：

动态编码的准备条件：1)系统配置数据表；2)处理站场静态数据表、进路测量表、轨道区段表、应答器位置表、长短链表。

根据站场进路条件和应答器位置，建立应答器和进路之间的对应关系，对每一个应答器，对应不同的进路，根据设计原则生成必要的线路参数包：1)应答器链接包；2)线路速度包；3)线路坡度包；4)轨道区段包；5)反向运行包；6)大号道岔包；7)调车危险包。

应答器报文处理流程，报文编码流程图见图14，具体内容表述如下。

列控中心主逻辑在每个大循环内调用以下模块：

1)状态检查：检查列控中心的双系状态是否正常，保持双系计算的同步；

2)总线轮询，接收新数据。列控中心接收到的变化的信息有：临时限速信息：临时限速区的公理标，限速值；进路信息：进路编号；

3)生成830位报文：(1)判断进路条件：判断进路是否有效，如果是有效进路，与前一个周期的数据相比较，记录当前的进路条件；(2)处理临时限速：判断当前的所有临时限速，与前一个周期的数据相比较，记录当前的临时限速条件，根据临时限速的条件应答器相对于临时限速的起点，长度和限速值；(3)如果进路条件和临时限速条件都没有变化，则对应的应答器报文不需要编码，维持前一个周期的报文，发送到LEU，否则需要重新编码；(4)获取应答器编号和发车口对应关系；(5)根据应答器与当前的进路条件的对应关系，提取线路参数数据包，该数据包包含以下数据包的组合：①应答器链接包、②线路速度包、③线路坡度包、④轨道区段包、⑤反向运行包、⑥大号道岔包、⑦调车危险包；(6)根据临时限速参数，在用户报文中加入临时限速包；(7)计算组合后报文的总长度，如果总长度超过830位，则根据设计的原则适当的裁减数据包；

4)报文编码：根据报文编码算法对830位用户报文进行编码，生成1023位报文；

5)输出：将编码后的报文输出到LEU。

编码算法描述

1、应答器报文结构

用户报文(原始报文)：一种固定格式的信息包，由包头(50bits)、用户信息包(772bits)和结束标识(8bits)组成，共830bits，用于描述线路参数信息，临时限速信息等。

编码方式：BCH循环码

报文码长：1023bits

可用码长：830bits

报文格式：

1	2	3	4	5
					Sd用户报文	Cb控制报文	Sb扰码报文	Esb修正码报文	BCH校验报文
83*11＝913bits	3bits	12bits	10bits	85bits

各部分报文分别是：

Sd用户报文：将用户报文由10位编码转化为11位编码。

Cb控制报文：Cb＝001

Sb扰码报文：b106～b95，生成多项式

h(x)＝x³²+x³¹+x³⁰+x²⁹+x²⁷+x²⁵+1

Esb修正码报文：b94～b85，额外修正数据位，随机生成。

BCH校验报文：b84～b0，85位生成多项式，生成BCH校验报文。

2、SD用户报文生成步骤

第一步：

将830位用户报文分成83块，每块10位，

k＝83，U_k-1＝(u_m-1，…u_m-10)，U_k-2＝(u_m-11，…u_m-20)，…，U₀＝(u₉，…u₀)，

根据该序列生成新的序列如下：

$U_{k-1}^{\′}=\left(\underset{i=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{U}_i\right){\mathrm{mod}2}^{10}$

U′_i＝U_i    (i＝0，1，…k-2)

第二步：

把12位(b₁₀₆…b₉₅)长的位序列看成是一个整数，即：B＝b₁₀₆·2¹¹+…+b₉₆·2+b₉₅，则32位数S＝(2801775573·B)mod2³²。其中2801775573＝69069³mod2³²，而后者是通常用于生成此类随机数。

第三步：如图15所示移位寄存器，系数h₃₁，h₃₀，h₂₉，h₂₇，h₂₅和h₀等于1，其它系数为0。也就是说，初始化时将S装入下面寄存器，MSB(最高位)在左边，共移位m-1次，s_m-1在第1次移位之前读出，如图16所示。生成多项式：x³²+x³¹+x³⁰+x²⁹+x²⁷+x²⁵+1，生成的s_m-1，s_m-2，…，s₀为扰码报文。

3、将10位转为11位

将扰码报文每段10位，分成83块，查附录1表转换。

4、生成BCH报文

b₈₄x⁸⁴+…+b₁x+b₀＝R_f(x)g(x)[b_n-1x^n-1+…+b₈₅x⁸⁵]+o(x)，生成多项式：

f_L(x)＝x¹⁰+x⁹+x⁷+x⁶+x⁴+x³+x²+x+1

gL(x)＝x⁷⁵+x⁷³+x⁷²+x⁷¹+x⁶⁷+x⁶²+x⁶¹+x⁶⁰+x⁵⁷

       +x⁵⁶+x⁵⁵+x⁵²+x⁵¹+x⁴⁹+x⁴⁶+x⁴⁵+x⁴⁴+x⁴³

       +x⁴¹+x³⁷+x³⁵+x³⁴+x³³+x³¹+x³⁰+x²⁸+x²⁶

       +x²⁴+x²¹+x¹⁷+x¹⁶+x¹⁵+x¹³+x¹²+x¹¹+x⁹

       +x⁴+x+1.

f(x)g(x)多项式：

f(x)g(x)＝x⁸⁵+x⁸⁴+x⁸³+x⁸²+x⁸¹+x⁷⁹+x⁷⁸+x⁷²+x⁷⁰+x⁶⁹+x⁶⁸

+x⁶⁴+x⁶³+x⁵⁹+x⁵⁶+x⁵¹+x⁵⁰+x⁴⁶+x⁴⁵+x⁴³+x⁴²+x⁴¹+x⁴⁰+

x³⁸+x³⁷+x³⁶+x³³+x³¹+x³⁰+x²²+x²¹+x¹⁷+x¹⁶+x¹⁵+x¹³+x¹²

+x⁷+x⁴+1

5、测试报文满足的条件

上面的步骤生成的报文必须满足以下所有的条件，否则，要么修改esb(仅影响校验码)，要么修改sb(它影响整个报文)。

条件1：alphabet条件

所有11位的数：b_i-1…b_i-11(其中i为11的倍数)都应是有效的(在编码表中)。Sd用户报文自动满足这个条件，但要注意，后面的也要满足这个条件。

条件2：Off-Synch-Parsing(离线同步剖析)条件

这个条件测试11位字的顺序：(b_i-1…b_i-11)，(b_i-12…b_i-22)，(b_i-23…b_i-33)，…i不是11的倍数。

如果i+1或i-1是11的倍数，则“连续有效的数字”的长度最长不超过2。否则，如果i+1或i-1不是11的倍数，则“连续有效的数字”的长度最长不超过10。

条件3：非周期条件

这个条件确保一个“长的”报文不能与一个“短的”报文类似。

对于每一个是11的倍数的i：

在b_i-1…b_i-22和b_i-341-1…b_i-341-22之间的汉明距离至少是3；

在b_i-1…b_i-22和b_i-341-k-1…b_i-341-k-22之间对每一个k(＝+1，-1，+2，-2，+3和-3)的汉明距离至少是2。

条件4：Under-sampling(低频采样，欠采样)条件

对于2的under-sampling，例如，报文变成b_n-2，b_n-4，…，b₁，b_n-1，b_n-3，…，b₂，b₀，对于这样一个序列，奇偶校验失去了作用。设v_i＝b_i.2k，j＝0…n-1(under-sampling的因子为2^k)，k＝1，2，3，4，对于任何i，序列(v_i-1…v_i-11)，(v_i-12…v_i-22)，(v_i-23…v_i-33)…的连续有效长度不超过30。

6、编码流程见图17，具体描述如下：

1)选择12位sb(任意选择)；

2)用12位sb对830位用户数据进行扰码操作(结果仍为830位)；

3)将扰码数据从10位转成11位(得83*11＝913位)；

4)进行条件检查，若不合格，返回1)；

5)选择10位esb(任意选择，如果210个组合都用尽了，返回1)；

6)形成校验位

7)条件检查，若不合格，返回5，若合格，则编码完成。

有可能有的报文仍然不能被编码(对于随机数据的可能性为10^-100)，如果发生了这种情况，则需要“稍微”改变一下用户数据(比如将速度限制减小1km/h)，则肯定可以编码。

需要指出的是：对于一帧用户数据，可能存在大量的可用编码。而对于解码，则是简单和快速的。

附录1应答器编码10位到11位转换表

00101，00102，00103，00104，00105，00106，00107，00110，00111，00112，

00113，00114，00115，00116，00117，00120，00121，00122，00123，00124，

00125，00126，00127，00130，00131，00132，00133，00134，00135，00141，

00142，00143，00144，00145，00146，00147，00150，00151，00152，00153，

00154，00155，00156，00157，00160，00161，00162，00163，00164，00165，

00166，00167，00170，00171，00172，00173，00174，00175，00176，00201，

00206，00211，00214，00216，00217，00220，00222，00223，00224，00225，

00226，00231，00233，00244，00245，00246，00253，00257，00260，00261，

00272，00273，00274，00275，00276，00301，00303，00315，00317，00320，

00321，00332，00334，00341，00342，00343，00344，00346，00352，00353，

00357，00360，00374，00376，00401，00403，00404，00405，00406，00407，

00410，00411，00412，00413，00416，00417，00420，00424，00425，00426，

00427，00432，00433，00442，00443，00445，00456，00457，00460，00461，

00464，00465，00470，00471，00472，00474，00475，00476，00501，00502，

00503，00504，00505，00506，00507，00516，00517，00520，00521，00522，

00523，00524，00525，00530，00531，00532，00533，00534，00535，00544，

00545，00546，00547，00550，00551，00552，00553，00554，00555，00556，

00557，00560，00561，00562，00563，00571，00573，00576，00601，00602，

00604，00605，00610，00611，00612，00613，00614，00615，00616，00617，

00620，00621，00622，00623，00624，00625，00626，00627，00630，00634，

00635，00644，00645，00646，00647，00650，00651，00652，00653，00654，

00655，00656，00657，00660，00661，00662，00663，00666，00667，00672，

00674，00675，00676，00701，00712，00713，00716，00717，00720，00721，

00722，00723，00730，00731，00732，00733，00734，00735，00742，00743，

00744，00745，00746，00747，00750，00751，00752，00753，00754，00755，

00756，00757，00760，00761，00764，00765，00766，00767，00772，00773，

00776，01001，01004，01005，01016，01017，01020，01021，01022，01023，

01024，01025，01030，01031，01032，01033，01034，01035，01043，01044，

01045，01046，01047，01054，01057，01060，01061，01062，01075，01076，

01101，01102，01103，01110，01114，01115，01116，01117，01120，01121，

01122，01123，01124，01125，01126，01127，01130，01131，01132，01133，

01142，01143，01144，01145，01146，01147，01151，01152，01153，01154，

01155，01156，01157，01160，01164，01166，01167，01176，01201，01214，

01217，01220，01221，01222，01223，01224，01225，01226，01227，01230，

01231，01232，01233，01243，01244，01245，01253，01254，01255，01256，

01257，01260，01261，01272，01273，01274，01275，01276，01301，01302，

01303，01305，01306，01307，01317，01320，01321，01332，01334，01335，

01342，01343，01344，01345，01350，01351，01352，01353，01355，01356，

01357，01360，01361，01364，01365，01370，01371，01372，01373，01374，

01376，01401，01403，01406，01407，01414，01415，01416，01417，01420，

01424，01425，01431，01433，01434，01435，01443，01445，01456，01457，

01460，01462，01474，01475，01476，01501，01502，01503，01504，01505，

01516，01517，01520，01524，01532，01533，01544，01546，01550，01551，

01552，01553，01554，01557，01560，01561，01562，01563，01566，01567，

01576，01601，01603，01604，01605，01606，01607，01610，01611，01612，

01613，01614，01615，01616，01617，01620，01621，01622，01623，01624，

01625，01626，01630，01631，01632，01633，01635，01643，01644，01645，

01650，01651，01652，01653，01654，01655，01656，01657，01660，01661，

01672，01674，01675，01676，01701，01720，01744，01745，01746，01747，

01750，01751，01752，01753，01754，01755，01756，01757，01760，01761，

01762，01763，01764，01765，01766，01767，01770，01771，01772，01773，

01774，01775，02002，02003，02004，02005，02006，02007，02010，02011，

02012，02013，02014，02015，02016，02017，02020，02021，02022，02023，

02024，02025，02026，02027，02030，02031，02032，02033，02057，02076，

02101，02102，02103，02105，02116，02117，02120，02121，02122，02123，

02124，02125，02126，02127，02132，02133，02134，02142，02144，02145，

02146，02147，02151，02152，02153，02154，02155，02156，02157，02160，

02161，02162，02163，02164，02165，02166，02167，02170，02171，02172，

02173，02174，02176，02201，02210，02211，02214，02215，02216，02217，

02220，02223，02224，02225，02226，02227，02231，02233，02244，02245，

02253，02257，02260，02261，02272，02273，02274，02275，02276，02301，

02302，02303，02315，02317，02320，02321，02332，02334，02342，02343，

02344，02346，02352，02353，02357，02360，02361，02362，02363，02370，

02371，02374，02376，02401，02403，02404，02405，02406，02407，02412，

02413，02416，02417，02420，02421，02422，02424，02425，02426，02427，

02432，02433，02434，02435，02442，02443，02445，02456，02457，02460，

02470，02471，02472，02474，02475，02476，02501，02502，02503，02504，

02505，02516，02517，02520，02521，02522，02523，02524，02532，02533，

02534，02544，02545，02546，02547，02550，02551，02552，02553，02554，

02555，02556，02557，02560，02563，02576，02601，02610，02611，02613，

02617，02620，02621，02622，02623，02624，02625，02626，02630，02631，

02632，02633，02634，02635，02644，02645，02646，02647，02650，02651，

02652，02653，02654，02655，02656，02657，02660，02661，02662，02663，

02667，02674，02675，02676，02701，02702，02715，02716，02717，02720，

02723，02730，02731，02732，02733，02734，02742，02743，02744，02745，

02746，02747，02752，02753，02754，02755，02756，02757，02760，02761，

02772，02773，02776，03001，03004，03005，03010，03011，03012，03013，

03016，03017，03020，03021，03022，03023，03024，03025，03026，03027，

03030，03031，03032，03033，03034，03035，03042，03043，03044，03045，

03046，03047，03054，03055，03056，03057，03060，03061，03064，03065，

03076，03101，03102，03103，03105，03110，03111，03114，03115，03116，

03117，03120，03121，03122，03123，03124，03125，03126，03127，03130，

03131，03132，03133，03142，03143，03147，03150，03151，03152，03153，

03154，03155，03156，03157，03160，03161，03162，03163，03164，03165，

03166，03167，03172，03173，03175，03176，03201，03204，03206，03214，

03215，03216，03217，03220，03221，03222，03223，03224，03225，03226，

03227，03230，03231，03232，03233，03242，03243，03244，03245，03246，

03247，03252，03253，03254，03255，03256，03257，03260，03261，03270，

03271，03272，03273，03274，03275，03276，03301，03302，03303，03305，

03306，03307，03312，03313，03316，03317，03320，03321，03332，03334，

03335，03344，03345，03350，03351，03352，03353，03357，03360，03361，

03364，03365，03366，03367，03370，03371，03372，03373，03374，03376，

03401，03403，03417，03420，03424，03425，03431，03433，03434，03435，

03436，03443，03445，03456，03457，03460，03462，03474，03476，03501，

03502，03503，03504，03505，03516，03517，03520，03524，03531，03532，

03533，03544，03546，03551，03552，03553，03554，03555，03557，03560，

03561，03563，03566，03571，03576，03601，03602，03603，03604，03605，

03606，03607，03610，03611，03612，03613，03614，03615，03616，03617，

03620，03621，03622，03623，03624，03625，03626，03627，03630，03631，

03632，03633，03634，03635，03636，03642，03643，03644，03645，03646，

03647，03650，03651，03652，03653，03654，03655，03656，03657，03660，

03661，03662，03663，03664，03665，03666，03667，03670，03671，03672，

03673，03674，03675，03676

该表为八进制，共2¹⁰个数，10位到11位查该表转换。11位报文的有效性也是查该表验证。

Claims (10)

1.列车控制系统动态报文编码方法，其特征是包括下列步骤：

(1)动态编码设计；(2)应答器报文处理。

2.根据权利要求1所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是所述的动态编码设计具体包括下列步骤：

(1)系统配置数据表；

(2)处理站场静态数据表、进路测量表、轨道区段表、应答器位置表、长短链表；

(3)根据站场进路条件和应答器位置，建立应答器和进路之间的对应关系，每一个应答器，分别对应不同的进路，生成线路参数包：①应答器链接包；②线路速度包；③线路坡度包；④轨道区段包；⑤反向运行包；⑥大号道岔包；⑦调车危险包。

3.根据权利要求1或2所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是所述的应答器报文处理具体包括下列步骤：

(1)状态检查：检查列控中心的双系状态是否正常，保持双系计算的同步；

(2)总线轮询，接收新数据，列控中心接收到的变化的信息有：①临时限速信息：临时限速区的公理标、限速值；②进路信息：进路编号；

(3)生成830位报文；

(4)报文编码：根据报文编码算法对830位用户报文进行编码，生成1023位报文；

(5)输出：将编码后的报文输出到LEU。

4.根据权利要求3所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是所述生成830位报文具体包括下列步骤：(1)判断进路条件：根据车站联锁进路测量表，判断接收到的进路是否在进路编号表内，在进路编号表内的为有效进路，否则为无效进路，如果是有效进路，与前一个周期的数据相比较，记录当前的进路条件；(2)处理临时限速：判断当前的所有临时限速，与前一个周期的数据相比较，记录当前的临时限速条件，根据临时限速的条件应答器相对于临时限速的起点、长度和限速值；(3)如果进路条件和临时限速条件都没有变化，则对应的应答器报文不需要编码，维持前一个周期的报文，发送到LEU，否则需要重新编码；(4)获取应答器编号和发车口对应关系；(5)根据应答器与当前的进路条件的对应关系，提取线路参数数据包，该数据包包含以下数据包的组合：①应答器链接包、②线路速度包、③线路坡度包、④轨道区段包、⑤反向运行包、⑥大号道岔包、⑦调车危险包；(6)根据临时限速参数，在用户报文中加入临时限速包；(7)计算组合后报文的总长度，如果总长度超过830位，则减少轨道区段，剩余轨道区段数大于或等于5个，如果仍不满足，继续减少线路坡度包，线路坡度描述长度大于或等于轨道区段总长度，如仍不满足要求，继续减少线路速度包，裁剪后的数据满足应答器之间数据的冗余覆盖。

5.根据权利要求4所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是所述应答器报文结构由Sd用户报文、Cb控制报文、Sb扰码报文、Esb修正码报文、BCH校验报文组成，其中，Sd用户报文将用户报文由10位编码转化为11位编码；Cb控制报文：Cb＝001；Sb扰码报文：b106～b95，生成多项式：h(x)＝x³²+x³¹+x³⁰+x²⁹+x²⁷+x²⁵+1；Esb修正码报文：b94～b85，额外修正数据位，随机生成；BCH校验报文：b84～b0，85位生成多项式，生成BCH校验报文。

6.根据权利要求5所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是编码流程包括下列步骤：

(1)任意选择12位sb扰码报文；

(2)用12位sb扰码报文对830位用户数据进行扰码操作；

(3)将扰码数据从10位转成11位，得83*11＝913位；

(4)进行条件检查，若不合格，返回步骤(1)；

(5)任意选择10位esb修正码报文，如果210个组合都用尽了，返回步骤(1)；

(6)形成校验位；

(7)条件检查，若不合格，返回5，若合格，则编码完成。

7.根据权利要求6所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是所述SD用户报文生成具体包括下列步骤：

(1)将830位用户报文分成83块，每块10位，k＝83，U_k-1＝(u_m-1，...u_m-10)，U_k-2＝(u_m-11，...u_m-20)，...，U₀＝(u₉，...u₀)，根据该序列生成新的序列如下：

$U_{k-1}^{\′}=\left(\underset{i=0}{\overset{k-1}{\mathrm{\Σ}}}{U}_i\right)\mathrm{mod}{2}^{10}$

U_i′＝U_i(i＝0，1，...k-2)

(2)把12位(b₁₀₆...b₉₅)长的位序列看成是一个整数，即：B＝b₁₀₆·2¹¹+...+b₉₆·2+b₉₅，则32位数S＝(2801775573·B)mod 2³²，其中2801775573＝69069³mod 2³²，而后者是通常用于生成此类随机数；

(3)定义寄存器系数h₃₁，h₃₀，h₂₉，h₂₇，h₂₅和h₀等于1，其它系数为0，即初始化时将S装入下面寄存器，MSB(最高位)在左边，共移位m-1次，s_m-1在第1次移位之前读出，生成多项式：x³²+x³¹+x³⁰+x²⁹+x²⁷+x²⁵+1，生成的s_m-1，s_m-2，...，s₀为扰码报文。

8.根据权利要求6所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是所述Sd用户报文将用户报文由10位编码转化为11位编码时，将扰码报文每段10位，分成83块，根据转换表进行转换。

9.根据权利要求6所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是所述生成BCH报文包括下列步骤：

b₈₄x⁸⁴+...+b₁x+b₀＝R_f(x)g(x)[b_n-1x^n-1+...+b₈₅x⁸⁵]+o(x)，生成多项式：

f_L(x)＝x¹⁰+x⁹+x⁷+x⁶+x⁴+x³+x²+x+1

g_L(x)＝x⁷⁵+x⁷³+x⁷²+x⁷¹+x⁶⁷+x⁶²+x⁶¹+x⁶⁰+x⁵⁷

+x⁵⁶+x⁵⁵+x⁵²+x⁵¹+x⁴⁹+x⁴⁶+x⁴⁵+x⁴⁴+x⁴³

+x⁴¹+x³⁷+x³⁵+x³⁴+x³³+x³¹+x³⁰+x²⁸+x²⁶

+x²⁴+x²¹+x¹⁷+x¹⁶+x¹⁵+x¹³+x¹²+x¹¹+x⁹

+x⁴+x+1.

f(x)g(x)多项式：

f(x)g(x)＝x⁸⁵+x⁸⁴+x⁸³+x⁸²+x⁸¹+x⁷⁹+x⁷⁸+x⁷²+x⁷⁰+x⁶⁹+x⁶⁸

+x⁶⁴+x⁶³+x⁵⁹+x⁵⁶+x⁵¹+x⁵⁰+x⁴⁶+x⁴⁵+x⁴³+x⁴²+x⁴¹+x⁴⁰+

x³⁸+x³⁷+x³⁶+x³³+x³¹+x³⁰+x²²+x²¹+x¹⁷+x¹⁶+x¹⁵+x¹³+x¹²

+x⁷+x⁴+1

10.根据权利要求6所述的列车控制系统动态报文编码方法，其特征是所述检查报文满足的条件，是指生成的报文必须满足以下所有的条件，否则，要么修改esb修正码报文，要么修改sb扰码报文：

(1)条件1即alphabet条件：所有11位的数b_i-1...b_i-11都应是在编码表中的数据，其中i为11的倍数，Sd用户报文自动满足这个条件，但要注意，后面的也要满足这个条件；

(2)条件2，Off-Synch-Parsing即离线同步剖析条件：这个条件测试1 1位字的顺序：(b_i-1...b_i-11)，(b_i-12...b_i-22)，(b_i-23...b_i-33)，...i不是11的倍数；如果i+1或i-1是11的倍数，则“连续有效的数字”的长度最长不超过2，否则，如果i+1或i-1不是11的倍数，则“连续有效的数字”的长度最长不超过10；

(3)条件3即非周期条件：这个条件确保一个830位报文与一个250位报文区别显著；对于每一个是11的倍数的i：①在b_i-1...b_i-22和b_i-341-1...b_i-341-22之间的汉明距离至少是3；②在b_i-1...b_i-22和b_i-341-k-1...b_i-341-k-22之间对每一个k(＝+1，-1，+2，-2，+3和-3)的汉明距离至少是2；

(4)条件4，Under-sampling即低频采样或欠采样条件：对于2的低频采样序列，奇偶校验失去了作用，设v_i＝b_i.2k，j＝0...n-1，低频采样的的因子为2^k，其中k＝1，2，3，4，对于任何i，序列(v_i-1...v_i-11)，(v_i-12...v_i-22)，(v_i-23...v_i-33)...的连续有效长度不超过30。

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