CN107010089B - 轨道交通换线移交方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种轨道交通换线移交方法和系统，预先为每条线路配置一个APN，在为TAU设备开户时，根据为其分配的线路，确定其可以接入的APN，同时，一个可接入的APN将对应配置一个静态IP地址，在TAU设备中配置不同的可接入APN对应不同的目标地址网段；在列车运行过程中，TAU设备根据接收到的数据包和所保存的APN与目标地址网段的映射关系，判断是否需要建立新线路的PDN连接，如果需要，则触发与相应的目标PDN建立连接，当TAU设备的服务PGW检测到当前满足与源PDN断开连接的条件时，则断开TAU设备与源PDN的连接，采用本发明，可以实现列车跨线运行时信号系统的移交。

Description

轨道交通换线移交方法和系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种轨道交通换线移交方法和系统。
背景技术
应用于轨道交通场景的基于无线通信的列车自动控制(CBTC)系统的组网规划如图1所示，在全市设置一套归属签约用户服务器(HSS)，进行全市地铁的用户签约。一条线路建立A，B两张网，A网和B网是独立的两张网，地面控制系统(ZC)是一套，即包含ZC1和ZC2，在物理接口和处理单元上对外接口也是独立的，A网和B网的地面控制系统通过内部的信息交换，保证发给车上的控制信息的一致性。
LTE系统的列车接入单元(TAU)设备在轨道交通应用上有其特殊的需求，当TAU设备在跨线、跨局运营时，为了职责明确，减少归属线路网络故障对其他线路或路局造成的影响，方便属地局进行数据业务计费等方面的考虑，当TAU设备从源线路的核心网(EPC)切换到目标线路的EPC后，需要目标线路上的EPC全权接管TAU设备的行为。这样做的目的是当TAU设备切换到目标线路后，如果源线路上的EPC发生故障，将不会对已经切换到目标线路上的TAU设备行为造成影响，从而可以避免本地网络故障对相邻线路、路局的正常运营的干扰。同时，也为列车在不同线路间进行跨线作业提供了便利，为未来城市轨道列车同站台无缝换乘提供可能性。
为了确保TAU设备的正常通信，当列车进行跨线运行时，不仅需要进行上述核心网的切换还需要进行信号系统的移交。目前，轨道交通LTE-M标准尚未提出一种能满足上述需求的轨道交通换线移交方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种轨道交通换线移交方法和系统，可以实现列车跨线运行时信号系统的移交。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种轨道交通换线移交方法，包括：
当轨道交通的列车接入单元TAU设备在归属签约用户服务器开户时，所述归属签约用户服务器将为该TAU设备配置的运行线路对应的接入点APN，确定为所述TAU设备可以接入的APN，并为每个可以接入的APN设置相应的该用户使用的静态IP地址，其中，每条所述运行线路对应的APN为预设的该线路专用的APN；在所述TAU设备上设置每条所述运行线路对应的APN与IP地址网段的映射关系；
对于每个单网，在列车运行过程中，所述TAU设备根据接收到的业务数据包和所述映射关系，判断是否需要建立新线路的公用数据网PDN连接；如果需要，则触发与相应的目标PDN建立连接，其中，所述目标PDN为所述业务数据包目标地址所在IP地址网段对应的APN所对应的PDN；当服务所述TAU设备的公用数据网网关PGW检测到当前满足与源PDN断开连接的条件时，则断开所述TAU设备与源PDN的连接。
一种轨道交通换线移交系统，包括：
归属签约用户服务器，用于当轨道交通的列车接入单元TAU设备在本服务器开户时，将为该TAU设备配置的运行线路对应的接入点APN，确定为所述TAU设备可以接入的APN，并为每个可以接入的APN设置相应的该用户使用的静态IP地址，其中，每条所述运行线路对应的APN为预设的该线路专用的APN；
TAU设备，用于所述开户后在本设备上设置每条所述运行线路对应的APN所对应的IP地址网段；对于所在的每个单网，在列车运行过程中，根据接收到的业务数据包和所述映射关系，判断是否需要建立新线路的公用数据网PDN连接；如果需要，则触发与相应的目标PDN建立连接，其中，所述目标PDN为所述业务数据包目标地址所在IP地址网段对应的APN所对应的PDN；
公用数据网网关PGW，用于为所服务的所述TAU设备检测：当前是否满足与源PDN断开连接的条件，当检测到满足时触发断开所述TAU设备与所述源PDN的连接。
综上所述，本发明提出的轨道交通换线移交方法和系统，预先为每条线路配置一个APN，在为TAU设备开户时，根据为其分配的线路，确定其可以接入的APN，同时，一个可接入的APN将对应配置一个静态IP地址，另外，在TAU设备中，不同的可接入APN将对应不同的目标地址网段。这样，在列车运行过程中，TAU设备可以根据接收到的数据包的目标地址对应的APN与当前附着的APN是否一致，及时获知换线移交的时机，并触发新PDN的连接建立，同时，其服务PGW会根据对源PDN连接的检测结果，及时触发源PDN连接的断开，从而可以实现列车跨线运行时信号系统的移交。并且，本发明所实现的轨道交通信号系统的切换，不依赖于LTE系统核心网的切换过程，因此可以与其保持松耦合，易于实现。
附图说明
图1为现有的轨道交通CBTC系统的组网规划示意图；
图2为本发明实施例的方法流程示意图；
图3为信号系统移交区和LTE系统切换带的关系示意图；
图4为本发明实施例的系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
本发明的核心思想是：预先为每条线路配置一个APN，在为TAU设备开户时，根据为其分配的线路，确定其可以接入的APN，同时，一个可接入的APN将对应配置一个静态IP地址，另外，在TAU设备中，不同的可接入APN将对应不同的目标地址网段。这样，在列车运行过程中，TAU设备可以根据接收到的数据包的目标地址对应的APN与当前附着的APN是否一致，及时获知换线移交的时机，触发相应新PDN的连接建立，同时，其服务PGW会根据对源PDN连接的检测结果，及时触发源PDN连接的断开，从而可以实现列车跨线运行时信号系统的移交。
图2为本发明实施例一的轨道交通换线移交方法流程示意图，如图2所示，该实施例主要包括：
步骤201、当轨道交通的列车接入单元(TAU)设备在归属签约用户服务器开户时，所述归属签约用户服务器将为该TAU设备配置的运行线路对应的APN，确定为所述TAU设备可以接入的APN，并为每个可以接入的APN设置相应的该用户使用的静态IP地址，其中，每条所述运行线路对应的APN为预设的该线路专用的APN；在所述TAU设备上设置每条所述运行线路对应的APN与IP地址网段的映射关系。
本步骤中，归属签约用户服务器，需要在TAU设备开户时，根据为其配置的运行线路，确定的APN以及各APN对应的该用户使用的静态IP地址，并且，TAU设备中也需要配置每条可用运行线路的APN所对应的IP地址网段，这样，不同的APN对应不同的IP地址网段，如此，在列车运行中，TAU设备可以根据该映射关系，及时获知触发轨道交通换线移交的时机，从而可以及时触发轨道交通换线移交的相关操作。
这里需要说明的是，与现有系统所不同的是，预先在线路建设规划阶段，需要为每条线路配置一个该线路专用的APN，这样，不同线路将对应不同的APN，相应的，每条线路的专用APN与该线路的PGW对应。
步骤202、对于每个单网，在列车运行过程中，所述TAU设备根据接收到的业务数据包和所述映射关系，判断是否需要建立新线路的PDN连接；如果需要，则触发与相应的目标PDN建立连接，其中，所述目标PDN为所述业务数据包目标地址所在IP地址网段对应的APN所对应的PDN；当服务所述TAU设备的PGW检测到当前满足与源PDN断开连接的条件时，则断开所述TAU设备与源PDN的连接。
本步骤，用于在列车运行过程中，根据TAU设备对业务数据包的解析，及时获知触发轨道交通换线移交的时机，进而及时触发轨道交通换线移交的相关操作。
这里需要说明的是，由于现有轨道交通中CBTC系统中为一条线路所建立的两张网是独立运行的，两张网中的所有IP地址都不冲突，因此，在进行轨道交通换线移交时，可以对于每张网独立进行操作，每张网的所执行的换线移交操作是相同的，这样，本步骤中只需要阐述单张网中的具体换线移交操作即可。
在实际应用中，在列车运行过程中，TAU设备开机后将附着到默认的APN，如果接收到业务数据包，则可以通过检查数据包中的目标地址信息，来判断是否需要建立新线路的PDN连接。这里，当判断出需要建立新线路的PDN连接时，说明当前移动到了信号系统移交区，需要触发轨道交通换线移交的相关操作。
较佳地，可以采用下述方法，来判断是否需要建立新线路的PDN连接：
所述TAU设备根据所述映射关系，判断所述业务数据包的目标地址所在的IP地址网段对应的APN，是否是本设备当前附着的APN，如果是，则确定不需要建立新线路的PDN连接，否则，确定需要建立新线路的PDN连接。
由于每个APN对应的的IP地址网段不同，因此在上述方法中，当TAU设备检查到业务数据包目标地址对应的APN与当前附着的APN不一致时，说明其进入了信号系统移交区，需要触发轨道交通换线移交的相关操作，因此，此时可以判定需要建立新线路的PDN连接。
在步骤202中，在判断出需要建立新线路的PDN连接，并触发与相应的目标PDN建立连接后，还需要及时断开TAU设备与源PDN的连接。根据轨道交通业务特性，如果连接存在，则会周期性的进行数据收发，如果长时间没有数据收发，则可以断开连接。因此，这里将由TAU设备的服务PGW根据对源PDN连接业务的非活动性检测结果来触发断开与源PDN的连接。
较佳地，所述与源PDN断开连接的条件为：
在预设时间长度内，所述TAU设备与换线移交前所连接的源PDN之间无数据交互时。
根据上述条件，当TAU设备的服务PGW检测到TAU设备与源PDN之间长时间没有数据交互，则说明与源PDN之间的连接可以断开了，此时，服务PGW将触发该连接的断开。
所述时间长度，可由本领域技术人员根据实际需要进行设置，在此不再赘述。
通过上述技术方案，可以看出，本发明可以及时获知轨道交通换线移交的时机，进而及时触发轨道交通换线移交的相关操作。另外，采用本发明所实现的信号系统的移交可以和标准LTE系统的切换达到松耦合，即在信号系统移交区域所进行的信号系统的移交，与核心网的切换互不影响。在具体实现时，信号系统的移交区域范围比较大，一般一公里左右，而LTE系统的切换带相对较小，两者存在包含关系(如图3所示)，但是信号系统移交的时间点和LTE系统的切换的时间点不需要保持一致，从而可以工程建设的难度，易于实施。
图4为与上述方法相对应的一种轨道交通换线移交系统，如图4所示，该系统包括：
归属签约用户服务器，用于当轨道交通的列车接入单元TAU设备在本服务器开户时，将为该TAU设备配置的运行线路对应的APN，确定为所述TAU设备可以接入的APN，并为每个可以接入的APN设置相应的该用户使用的静态IP地址，其中，每条所述运行线路对应的APN为预设的该线路专用的APN；
TAU设备，用于所述开户后在本设备上设置每条所述运行线路对应的APN所对应的IP地址网段；对于所在的每个单网，在列车运行过程中，根据接收到的业务数据包和所述映射关系，判断是否需要建立新线路的PDN连接；如果需要，则触发与相应的目标PDN建立连接，其中，所述目标PDN为所述业务数据包目标地址所在IP地址网段对应的APN所对应的PDN；
PGW，用于为所服务的所述TAU设备检测：当前是否满足与源PDN断开连接的条件，当检测到满足时触发断开所述TAU与所述源PDN的连接。
进一步地，所述TAU设备，用于根据所述映射关系，判断所述业务数据包的目标地址所在的IP地址网段对应的APN，是否是本设备当前附着的APN，如果是，则确定不需要建立新线路的PDN连接，否则，确定需要建立新线路的PDN连接。
进一步地，所述PGW，用于在检测到：在预设时间长度内，所述TAU设备与换线移交前所连接的源PDN之间无数据交互时，判定当前满足与源PDN断开连接的条件。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种轨道交通换线移交方法，其特征在于，包括：
当轨道交通的列车接入单元TAU设备在归属签约用户服务器开户时，所述归属签约用户服务器将为该TAU设备配置的运行线路对应的接入点APN，确定为所述TAU设备可以接入的APN，并为每个可以接入的APN设置相应的用户使用的静态IP地址，其中，每条所述运行线路对应的APN为预设的该线路专用的APN；在所述TAU设备上设置每条所述运行线路对应的APN与IP地址网段的映射关系；
对于每个单网，在列车运行过程中，所述TAU设备根据接收到的业务数据包和所述映射关系，判断是否需要建立新线路的公用数据网PDN连接；如果需要，则触发与相应的目标PDN建立连接，其中，所述目标PDN为所述业务数据包目标地址所在IP地址网段对应的APN所对应的PDN；当服务所述TAU设备的公用数据网网关PGW检测到当前满足与源PDN断开连接的条件时，则断开所述TAU设备与源PDN的连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断是否需要建立新线路的PDN连接包括：
所述TAU设备根据所述映射关系，判断所述业务数据包的目标地址所在的IP地址网段对应的APN，是否是本设备当前附着的APN，如果是，则确定不需要建立新线路的PDN连接，否则，确定需要建立新线路的PDN连接。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述与源PDN断开连接的条件为：
在预设时间长度内，所述TAU设备与换线移交前所连接的源PDN之间无数据交互时。
4.一种轨道交通换线移交系统，其特征在于，包括：
归属签约用户服务器，用于当轨道交通的列车接入单元TAU设备在本服务器开户时，将为该TAU设备配置的运行线路对应的接入点APN，确定为所述TAU设备可以接入的APN，并为每个可以接入的APN设置相应的用户使用的静态IP地址，其中，每条所述运行线路对应的APN为预设的该线路专用的APN；
TAU设备，用于所述开户后在本设备上设置每条所述运行线路对应的APN所对应的IP地址网段；对于所在的每个单网，在列车运行过程中，根据接收到的业务数据包和所述映射关系，判断是否需要建立新线路的公用数据网PDN连接；如果需要，则触发与相应的目标PDN建立连接，其中，所述目标PDN为所述业务数据包目标地址所在IP地址网段对应的APN所对应的PDN；
公用数据网网关PGW，用于为所服务的所述TAU设备检测：当前是否满足与源PDN断开连接的条件，当检测到满足时触发断开所述TAU设备与所述源PDN的连接。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述TAU设备，用于根据所述映射关系，判断所述业务数据包的目标地址所在的IP地址网段对应的APN，是否是本设备当前附着的APN，如果是，则确定不需要建立新线路的PDN连接，否则，确定需要建立新线路的PDN连接。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述PGW，用于在检测到：在预设时间长度内，所述TAU设备与换线移交前所连接的源PDN之间无数据交互时，判定当前满足与源PDN断开连接的条件。
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