CN104219082B - Lkj数据远程载入方法及其系统 - Google Patents

Abstract

一种LKJ数据远程载入方法及其系统，它包括以下步骤：①、地面设备将获取的LKJ基础数据实时通过互联网发送出去；②、车载设备通过天线实时获取由互联网发送来的LKJ基础数据，并对LKJ设备监控主机进行数据更新。本发明实现了对LKJ基础数据进行无线远程换装的功能，实现了同时对多台机车进行基础数据文件换装的功能，实现了远程对换装过程的全程管理与监控，实现了基础数据换装自动化控制。它改变了人工进行LKJ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。

Description

LKJ数据远程载入方法及其系统

技术领域

本发明涉及一种将LKJ基础数据远程载入LAIS平台的数据远程载入方法。

背景技术

LKJ2000型列车运行监控记录装置（以下简称LKJ）作为国内机车的主用监控设备已在全路推广使用，在保障铁路运输安全和推进机务安全管理方面发挥了显著的作用。LKJ采用车载存储线路参数的方式，这样的存储方式要求车载数据应随列车线路设施的变化对数据进行维护和更新，即对板载数据存储器进行维护，目前对系统程序及数据进行维护时，需对装置进行拆卸，每次的数据维护均会造成大量的人力、物力的浪费。近年来铁路新线路修建、既有线路改造和机车长交路运用等因素影响带来了大量的LKJ基础数据修改和换装工作，各铁路局要求采用必要的技术手段，解决这一棘手的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种实时将LKJ基础数据进行远程换装的数据载入方法，并提供一种实施该方法的数据载入系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种LKJ数据远程载入方法，它包括以下步骤：

①、地面设备将获取的LKJ基础数据实时通过互联网发送出去；

②、车载设备通过天线实时获取由互联网发送来的LKJ基础数据，并对LKJ设备监控主机进行数据更新。

在步骤①中，地面设备中的每个机务段换装终端将获取的LKJ基础数据发送给数据库中，数据库将LKJ基础数据转发给处理服务器，经处理服务器的处理后转发给通信服务器，通信服务器通过互联网将LKJ基础数据发送给车载设备。

所述处理服务器的处理过程为：

i）、初始化时，处理服务器从配置文件读取相关配置信息，分别创建了ClientSocket线程、数据处理线程、计划读取线程和数据文件发送线程，用于并行进行文件、命令发送和接收数据的处理；

ii）、ClientSocket线程负责实现从通信服务器接收机车发送过来的数据和向通信服务器发送数据，该线程创建有数据收发队列，用于缓存接收和发送的数据，避免数据堵塞；

iii）、数据处理线程用于并行从ClientSocket线程的数据接收队列读取机车发送的原始数据，将原始数据解析成相应的数据库字段，保存到数据库，并解析生成在线机车列表；

iv）、计划读取线程从数据库中读取由远程数据载入终端发布的载入计划信息，将计划中包含的数据文件读取到内存中备用，根据计划开始时间并结合在线机车列表确定是否开始向机车发送数据文件；

v）、数据文件发送线程根据计划线程的判定结果，开始向机车分包发送数据文件，形成断点续传管理文件，并根据机车应答信息确定重发数据帧，所有应答包都收到后表示文件发送完成。

在步骤②中，车载设备将接收到得LKJ基础数据放入LAIS车载平台中，在LAIS车载平台上设有数据载入载出插件，所述的数据载入载出插件与LKJ设备监控主机上的H型监控记录插件通信连接。

数据载入载出插件先将LKJ基础数据送入转存器中，再由转存器送入H型监控记录插件中。

所述的LKJ设备监控主机将获取的LKJ基础数据实时显示在屏幕显示器上。

一种LKJ数据远程载入系统，它包括地面设备和车载设备，所述的地面设备包括至少一个电务处换装终端，每个电务处换装终端分别将LKJ基础数据送入数据库中，数据库发送的LKJ基础数据依次经过处理服务器、通信服务器后由互联网发出；所述的车载设备包括LAIS车载平台以及与其通信连接的LKJ设备监控主机。

在所述的LAIS车载平台上设有数据载入载出插件，数据载入载出插件与LKJ设备监控主机上的H型监控记录插件通信连接。

所述的数据载入载出插件通过数据转存器与H型监控记录插件通信连接。

所述的LKJ设备监控主机与屏幕显示器相连接。

采用上述技术方案的本发明，实现了对LKJ基础数据进行无线远程换装的功能，实现了同时对多台机车进行基础数据文件换装的功能，实现了远程对换装过程的全程管理与监控，实现了基础数据换装自动化控制。它改变了人工进行LKJ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。本发明系统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。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明的工作流程图。

图3为处理服务器的工作流程图。

图4为处理服务器发送流程图。

图5为LKJ基础数据远程载入的数据显示流程图。

图6为LAIS车载平台的原理框图。

图7为数据载入载出插件的原理框图。

图8为数据转存器的原理框图。

图9为数据转存器的换装流程图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种LKJ数据远程载入方法，系统主要分为车载设备和地面设备两部分，地面设备实现基础数据载入计划管理功能，生成基础数据载入计划、审核计划、发布计划，并跟踪计划执行情况等功能，车载设备通过无线网络接收基础数据文件，利用有校验机制，握手机制和应答机制保证的传输协议进行空中数据的安全传输，并完成向LKJ载入基础数据的功能。它包括以下步骤：

①、地面设备将获取的LKJ基础数据实时通过互联网发送出去；在步骤①中，每个机务段换装终端将获取的LKJ基础数据发送给数据库中，数据库将LKJ基础数据转发给处理服务器，经处理服务器的处理后转发给通信服务器，通信服务器通过互联网将LKJ基础数据发送给车载设备。

如图3所示，处理服务器的处理过程为：

i）、初始化时，处理服务器从配置文件读取相关配置信息，分别创建了ClientSocket线程、数据处理线程、计划读取线程和数据文件发送线程，用于并行进行文件、命令发送和接收数据的处理；

ii）、ClientSocket线程负责实现从通信服务器接收机车发送过来的数据和向通信服务器发送数据，该线程创建有数据收发队列，用于缓存接收和发送的数据，避免数据堵塞；

iii）、数据处理线程用于并行从ClientSocket线程的数据接收队列读取机车发送的原始数据，将原始数据解析成相应的数据库字段，保存到数据库，并解析生成在线机车列表；

iv）、计划读取线程从数据库中读取由远程数据载入终端发布的载入计划信息，将计划中包含的数据文件读取到内存中备用，根据计划开始时间并结合在线机车列表确定是否开始向机车发送数据文件；

v）、数据文件发送线程根据计划线程的判定结果，开始向机车分包发送数据文件，形成断点续传管理文件，并根据机车应答信息确定重发数据帧，所有应答包都收到后表示文件发送完成，具体发送流程如图4所示：文件发送完成后，由数据载入插件进行数据文件完整性校验，将校验结果告知地面，数据处理线程判断校验结果，如果数据文件通过校验，将向机车发出数据载入控制指令，开始进行数据换装。

②、车载设备通过天线实时获取由互联网发送来的LKJ基础数据，并对LKJ设备监控主机进行数据更新。在步骤②中，车载设备将接收到得LKJ基础数据放入LAIS车载平台中，在LAIS车载平台上设有数据载入载出插件，所述的数据载入载出插件与LKJ设备监控主机上的H型监控记录插件通信连接。另外，数据载入载出插件先将LKJ基础数据送入转存器中，再由转存器送入H型监控记录插件中。

如图2所示，通信服务器与LAIS车载平台的通信过程如下：

a、LAIS车载平台将机车状态信息发送给通信服务器，通信服务器根据机车状态信息生成在线机车列表并发送给数据处理服务器，数据处理服务器将LKJ基础数据通过通信服务器发给LAIS车载平台；

b、LAIS车载平台对接到的LKJ基础数据进行校验，校验完毕后进行数据载入过程；

c、LAIS车载平台通过数据载入载出插件将LKJ基础数据写入转存器中；转存器再将LKJ基础数据写入LKJ设备监控主机的H型监控记录插件中，从而完成LKJ基础数据写入LKJ设备。

上述的LKJ设备监控主机将获取的LKJ基础数据实时显示在屏幕显示器上，LKJ基础数据远程载入的数据显示流程如图5所示，该过程实现了数据换装计划和LKJ基础数据文件的整合管理，实现了LKJ基础数据文件存放到数据库时完整性保障，实现了数据文件发送进度的可视化动态展示和数据载入进度的展示，以及机车换装结束后，机车基础数据文件版本信息的展示。

具体处理过程如下：根据机车数据换装计划编辑局换装计划，添加该计划使用的LKJ基础数据文件，软件将计划和数据文件进行捆绑，增加数据文件校验信息，然后存放到数据库中，电务段用户读取已经发布的局换装计划信息，通过数据文件校验信息和局计划信息校验数据文件完整性，并结合本段机车信息生成段换装计划，段计划通过审核、发布流程保存到数据库中，数据处理服务器读取段计划，发送数据文件，进行基础数据文件换装，并将换装进度和换装结果保存到数据库，远程载入终端实时显示数据文件发送进度、换装进度和机车数据版本信息。

显示过程如下：局计划添加时，软件会为该局计划生成唯一ID，并结合基础数据文件一并生成数据文件管理信息，和基础数据文件一并保存到数据库中，这样就形成了一个局计划和数据文件的校验方式，从而保证了计划读取、文件发送、文件接收，数据文件载入整个流程中文件校验的依据。

文件发送开始后，软件从数据库读取当前文件发送字节数，并根据文件大小计算出文件发送进度百分比，提供了单个文件和整体进度显示，根据文件发送进度，计算文件发送速度信息，并显示载入结果。

如图1所示，一种LKJ数据远程载入系统，它包括地面设备和车载设备，所述的地面设备包括至少一个电务处换装终端，每个电务处换装终端分别将LKJ基础数据送入数据库中，数据库发送的LKJ基础数据依次经过处理服务器、通信服务器后由互联网发出；所述的车载设备包括LAIS车载平台以及与其通信连接的LKJ设备监控主机，LKJ设备监控主机与屏幕显示器相连接。

如图6所示，LAIS车载平台由电源部分，主控部分，无线通信部分，对外接口部分，以及机车天线组成。其中，电源输入为机车110V，经自身电路转换后，为平台其它部件提供工作电源。为提高设备工作可靠性，电源部分为双冗余设计。主控部分和无线通信部分为平台核心，为双冗余设计。无线通信部分功能是建立平台的无线传输通道。主控部分实现对外接口单元和无线通信的间接联系，从对外接口单元获取信息，通过无线通信通道发送到地面数据中心。对外接口单元提供不同的用户接口，可实现不同厂家设备之间的的互连互通。机车天线是无线通信部分的必备设备，通过天线实现和无线公用网络的空中接口，达到信息交换的目的。

在LAIS车载平台上设有数据载入载出插件，数据载入载出插件与LKJ设备监控主机上的H型监控记录插件通信连接。其中，H型监控记录插件为专利号为CN201220325256.6所公开的技术方案。

图7为数据载入载出插件的原理框图。数据载入载出插件由多个进程组成，每个进程完成相对独立的功能。进程间使用共享内存、信号量、邮箱进行通信。

其中，数据交互进程通过以太网接口和主控插件交互数据；把主控插件发来的数据通过邮箱分发到对应的进程处理；把从邮箱接收其他进程发来的数据，传输给主控插件，由主控插件发送的地面服务器。

载入文件管理进程负责载入数据文件的暂存；数据文件保存在Flash中，根据载入计划ID，最多保存两套数据；当收到超过两套数据后，清除以前的数据。

LKJ显示器数据载入进程为：当收到启动数据载入命令后，在Flash中写入准备载入LKJ显示器数据的标志，同时进入准备载入LKJ显示器数据的标志，等待LKJ显示器的申请命令；插件启动后，先检查Flash中是否有载入LKJ显示器数据载入标志，如果有，进入准备载入LKJ显示器数据的标志，等待LKJ显示器的申请命令；数据载入完成后，清除数据载入标志，准备换装结果，通过主控插件发送到地面服务器；数据载入结果传递给数据交互进程，由数据交互进程发送给主控插件。

LKJ主机数据载入进程为：当收到启动数据载入命令后，把暂存在Flash中的LKJ主机载入文件复制到两个LKJ转存器的根目录中，然后在Flash中写入准备载入LKJ主机数据的标志，把LKJ数据转存器的控制权交给LKJ主机；插件启动后，先检查Flash中是否有载入LKJ主机数据载入标志，如果有，把LKJ数据转存器的控制权交给LKJ主机；数据载入完成后，读取LKJ转存器中的日志文件，同时删除保存的载入文件和日志文件；数据载入结果传递给数据交互进程，由数据交互进程发送给主控插件。

LKJ信息处理进程为：获取LKJ的CAN信息，按照协议组织数据；把组织好的数据传递给数据交互进程，由数据交互进程发送给主控插件。

另外，数据载入载出插件通过数据转存器与H型监控记录插件通信连接。上述的数据转存器的原理框图如图8所示，LKJ数据转存器是LKJ2000型列车运行监控装置（以下简称LKJ）H型监控记录插件的配套设备，是专门为LKJ数据换装而设计的一种便捷、安全、可靠的工具，主要由控制器、FLASH存储器及USB通信接口三部分构成，设计尺寸充分考虑便携要求，无须独立供电，所采用的双片存储技术、ECC校验算法、CRC校验等技术，充分保证LKJ数据换装过程的安全性及可靠性。具体地说，CPU采用TI的TM4C1233E6PZ，双FLASH均采用MT29F16G08FAA。

其数据转存器的换装流程如图9所示，LKJ数据转存器可以直接与H型监控记录插件的“转储/编程”口相连，用于对H型监控记录插件进行在线程序/数据换装，其LKJ程序/数据换装过程具体操作如下：1）、关闭LKJ监控主机电源；2）、将已写入换装文件的LKJ数据转存器插入到H型监控记录插件的“编程/转储”口；3）、打开LKJ监控主机电源，插入LKJ数据转存器的H型监控记录插件前面板指示灯1A灯闪烁，插件自动识别LKJ数据转存器（识别出后，H型监控记录插件面板指示灯2A灯亮），读取LKJ数据转存器内换装文件（LKJ数据转存器绿灯快闪）判断合法性；4）、若文件合法，LKJ数据转存器绿灯亮，H型监控记录插件自动启动换装过程，将LKJ数据转存器中的LKJ车载控制程序、LKJ车载基础数据文件下载到该插件内，换装过程中LKJ数据转存器绿灯快闪，且H型监控记录插件面板指示灯有明确的过程指示（3A灯闪烁正在换装LKJ车载控制程序，3A亮程序换装完成；3B灯闪烁正在换装LKJ车载基础数据，3B灯亮数据换装完成；4B灯亮换装工作结束），换装完成后，换装成功LKJ数据转存器绿灯慢闪，换装失败LKJ数据转存器红灯慢闪，且H型监控记录插件对换装的文件进行CRC校验（4A灯闪正在校验，4A灯亮校验正确），校验通过后进入正常程序的上电自检和正常运行过程。5）、关闭LKJ监控主机电源，拔下LKJ数据转存器。

Claims (8)

1.一种LKJ数据远程载入方法，其特征在于，它包括以下步骤：

①、地面设备将获取的LKJ基础数据实时通过互联网发送出去；地面设备中的每个机务段换装终端将获取的LKJ基础数据发送给数据库中，数据库将LKJ基础数据转发给处理服务器，经处理服务器的处理后转发给通信服务器，通信服务器通过互联网将LKJ基础数据发送给车载设备；

②、车载设备通过天线实时获取由互联网发送来的LKJ基础数据，并对LKJ设备监控主机进行数据更新；车载设备将接收到得LKJ基础数据放入LAIS车载平台中，在LAIS车载平台上设有数据载入载出插件，所述的数据载入载出插件与LKJ设备监控主机上的H型监控记录插件通信连接；

通信服务器与LAIS车载平台的通信过程如下：

a、LAIS车载平台将机车状态信息发送给通信服务器，通信服务器根据机车状态信息生成在线机车列表并发送给处理服务器，处理服务器将LKJ基础数据通过通信服务器发给LAIS车载平台；

b、LAIS车载平台对接到的LKJ基础数据进行校验，校验完毕后进行数据载入过程；

c、LAIS车载平台通过数据载入载出插件将LKJ基础数据写入转存器中；转存器再将LKJ基础数据写入LKJ设备监控主机的H型监控记录插件中，从而完成LKJ基础数据写入LKJ设备。

2.根据权利要求1所述的LKJ数据远程载入方法，其特征在于：

所述处理服务器的处理过程为：

i）、初始化时，处理服务器从配置文件读取相关配置信息，分别创建了ClientSocket线程、数据处理线程、计划读取线程和数据文件发送线程，用于并行进行文件、命令发送和接收数据的处理；

ii）、ClientSocket线程负责实现从通信服务器接收机车发送过来的数据和向通信服务器发送数据，该线程创建有数据收发队列，用于缓存接收和发送的数据，避免数据堵塞；

iii）、数据处理线程用于并行从ClientSocket线程的数据接收队列读取机车发送的原始数据，将原始数据解析成相应的数据库字段，保存到数据库，并解析生成在线机车列表；

iv）、计划读取线程从数据库中读取由远程数据载入终端发布的载入计划信息，将计划中包含的数据文件读取到内存中备用，根据计划开始时间并结合在线机车列表确定是否开始向机车发送数据文件；

v）、数据文件发送线程根据计划线程的判定结果，开始向机车分包发送数据文件，形成断点续传管理文件，并根据机车应答信息确定重发数据帧，所有应答包都收到后表示文件发送完成。

3.根据权利要求1所述的LKJ数据远程载入方法，其特征在于：数据载入载出插件先将LKJ基础数据送入转存器中，再由转存器送入H型监控记录插件中。

4.根据权利要求1所述的LKJ数据远程载入方法，其特征在于：所述的LKJ设备监控主机将获取的LKJ基础数据实时显示在屏幕显示器上。

5.一种LKJ数据远程载入系统，它包括地面设备和车载设备，其特征在于：所述的地面设备包括至少一个电务处换装终端，每个电务处换装终端分别将LKJ基础数据送入数据库中，数据库发送的LKJ基础数据依次经过处理服务器、通信服务器后由互联网发出；所述的车载设备包括LAIS车载平台以及与其通信连接的LKJ设备监控主机；

通信服务器与LAIS车载平台的通信过程如下：

a、LAIS车载平台将机车状态信息发送给通信服务器，通信服务器根据机车状态信息生成在线机车列表并发送给处理服务器，处理服务器将LKJ基础数据通过通信服务器发给LAIS车载平台；

b、LAIS车载平台对接到的LKJ基础数据进行校验，校验完毕后进行数据载入过程；

c、LAIS车载平台通过数据载入载出插件将LKJ基础数据写入转存器中；转存器再将LKJ基础数据写入LKJ设备监控主机的H型监控记录插件中，从而完成LKJ基础数据写入LKJ设备。

6.根据权利要求5所述的LKJ数据远程载入系统，其特征在于：在所述的LAIS车载平台上设有数据载入载出插件，数据载入载出插件与LKJ设备监控主机上的H型监控记录插件通信连接。

7.根据权利要求5所述的LKJ数据远程载入系统，其特征在于：所述的数据载入载出插件通过数据转存器与H型监控记录插件通信连接。

8.根据权利要求5所述的LKJ数据远程载入系统，其特征在于：所述的LKJ设备监控主机与屏幕显示器相连接。