CN108062085B - 控制方法和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制方法，包括：以预定周期由第一设备和第二设备分别接收数据；由第一设备和第二设备分别对各自接收到的数据进行通信层校验；第一设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第一预定数据包存入同步交换单元，并且第二设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第二预定数据包存入同步交换单元；由第一设备选择第一预定数据包和第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包，并且由第二设备选择第二预定数据包和第一预定数据包两者中满足预定条件的数据包；第一设备和第二设备分别对各自所选择的满足预定条件的数据包进行应用层校验；第一设备和第二设备分别对各自通过应用层校验的数据包进行解析。

Description

控制方法和控制系统

技术领域

本发明涉及一种控制方法和控制系统，尤其涉及一种能够提高数据通信有效性和安全性的控制方法和控制系统。

背景技术

在列车运行控制系统中，本站联锁设备需要与外部区域控制器ZC以及邻站联锁设备进行周期性通信。通常，联锁设备采取二乘(二取二)双系工作模式，即联锁设备包括主系和备系两个设备。外部ZC以及邻站联锁设备只采用本方联锁设备主系的数据。在本方联锁设备的单系(主系或备系)与外部ZC、邻站联锁设备的通信链路出现异常时，只要另一系联锁设备与外部ZC、邻站联锁的通信链路正常，就不应当影响本站联锁设备与外部ZC、邻站联锁的正常通信交互信息。

在现有技术中，本站联锁设备的主系和备系均使用主系接收到的外部应用数据，在主系与外部设备通信链路故障情况下，除非本站联锁切系，否则本站联锁设备主系和备系就会出现都不能收到外部设备的有效应用数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大体上消除了由于现有技术的限制和缺陷所导致的一个或多个问题的控制方法和控制系统。

根据本发明的一个方面，提供一种控制方法，应用于控制系统，所述控制系统包括第一设备和第二设备，所述控制方法包括：数据接收步骤，以预定周期由所述第一设备和所述第二设备分别接收数据；通信层校验步骤，由所述第一设备和所述第二设备分别对各自接收到的数据进行通信层校验；数据存储步骤，所述第一设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第一预定数据包存入同步交换单元，并且所述第二设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第二预定数据包存入所述同步交换单元；数据包选择步骤，由所述第一设备选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包，并且由所述第二设备选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包；应用层校验步骤，所述第一设备和所述第二设备分别对各自所选择的满足所述预定条件的数据包进行应用层校验；以及数据解析步骤，所述第一设备和所述第二设备分别对各自通过应用层校验的数据包进行解析。

根据本发明的另一方面，提供一种控制系统，包括第一设备、第二设备和同步交换单元，其中，所述第一设备包括第一数据接收单元和第一控制单元，其中，所述第一数据接收单元能够以预定周期接收数据；并且所述第一控制单元能够对所述第一数据接收单元接收到的数据进行通信层校验，并且能够将通过所述通信层校验的数据的第一预定数据包存入所述同步交换单元，所述第二设备包括第二数据接收单元和第二控制单元，其中，所述第二数据接收单元能够以所述预定周期接收数据；并且所述第二控制单元能够对所述第二数据接收单元接收到的数据进行所述通信层校验，并且能够将通过所述通信层校验的数据的第二预定数据包存入所述同步交换单元，其中，所述第一控制单元还能够选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包并进行应用层校验；并且所述第二控制单元还能够选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包并进行应用层校验，其中，所述第一控制单元和所述第二控制单元还能够分别对各自通过应用层校验的数据包进行解析。

由此可见，根据本发明的控制方法不仅可以实现控制系统中的主系与备系的操作模式，而且能够提高主系与备系之间以及控制系统与外部设备之间的数据通信的时效性和安全性。

应理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。除非明确指出，否则附图不应视为按比例绘制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同组件或步骤。在附图中：

图1是示出根据本发明的控制方法10的流程图；以及

图2是示出根据本发明的控制系统20的组成的配置图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本文所描述的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。在本说明书和附图中，将采用相同的附图标记表示大体上相同的元素和功能，且将省略对这些元素和功能的重复性说明。此外，为了清楚和简洁，可以省略对于本领域所熟知的功能和构造的说明。

首先参照图1对本发明的控制方法10进行说明。图1是示出根据本发明的控制方法10的流程图。控制方法10可以应用于控制系统，例如列车运行控制系统。所述列车运行控制系统可以是单一类型的列车系统，例如地铁系统、城际铁路系统、高铁系统、普通列车系统等。所述列车运行控制系统还可以是混合型列车系统，例如高铁列车与普通列车相结合的系统。本领域技术人员可以在理解本发明原理的基础上将本发明的控制方法应用于不同的列车运行控制系统。

在本实施例中，控制方法10包括如下步骤：数据接收步骤、通信层校验步骤、数据存储步骤、数据包选择步骤、应用层校验步骤、数据解析步骤。下面将结合具体实施例对控制方法10的各个步骤进行详细说明。

步骤S11，即数据接收步骤。在该步骤中，以预定周期由所述第一设备和所述第二设备分别接收数据。

具体而言，在该步骤中，所述第一设备以预定周期接收数据，并且所述第二设备以所述预定周期接收数据。

如上文所述，在列车运行控制系统中，联锁设备采取二乘(二取二)双系工作模式，即联锁设备包括主系和备系两个设备。优选地，所述第一设备和所述第二设备是所述联锁设备的主系和备系两个设备。其中，如果所述第一设备是主系，则所述第二设备是备系；如果所述第二设备是主系，则所述第一设备是备系。本发明并不对所述第一设备和所述第二设备的主备系关系进行限定，只要本领域技术人员能够对两者进行区分即可。在下文中，为了便于描述，将以所述第一设备作为主系，以所述第二设备作为备系。此外，应注意的是，在实践中，主系与备系也常常被称为本系与他系，本领域技术人员可以根据实践中技术术语规则对所述第一设备与所述第二设备进行区分。

所述第一设备具有数据接收单元，用以接收数据。所述第一设备可以通过有线的方式接收数据，在该情形中，所述数据接收单元是有线单元。例如，所述数据接收单元可以是以太网单元，例如以太网板、以太网接口等。此外，所述数据接收单元还可以是光纤单元等。所述第一设备还可以通过无线的方式接收数据，在该情形中，所述数据接收单元是无线单元。例如，所述数据接收单元还可以是无线数据传输单元，例如4G网络传输单元、GSM-R传输单元等。

与此相似的，所述第二设备也具有数据接收单元，用以接收数据。所述第二设备也可以通过如上文所述的有线或无线的方式来接收数据，其硬件实现方式可参照上文关于所述第一设备的描述。

虽然上文示例性示出了示出了所述第一设备和所述第二设备各自的数据接收单元的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据列车运行控制系统中数据传输的实际需要来选择适当的数据接收单元和数据传输方式，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地所述预定周期是500ms。这里示出的500ms仅是所述预定周期的优选实施例，并不代表对本发明的限制，本领域技术人员可以根据实际需要对所述预定周期进行设置，只要能够实现本发明的原理即可。

应注意的是，所述第一设备和所述第二设备两者接收数据时均采用所述预定周期，即两者的周期相同，这样做的好处在于便于所述第一设备和所述第二设备在后续的操作步骤中进行同步，从而保证主系与备系之间的数据通信的有效性。

所述第一设备和所述第二设备接收到的数据可以来自所述控制系统外部的设备，例如外部区域控制器ZC、邻站联锁设备等。数据也可以来自所述控制系统内部的其它设备，例如所述控制系统的控制设备(如电子执行单元)等。虽然上文示例性示出了数据的来源，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要，对数据的来源进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，所述数据以数据包的形式出现。也就是说，所述第一设备接收到的数据中包含一个或多个数据包；所述第二设备接收到的数据中包含一个或多个数据包。

具体而言，所述数据包可以是数据报文，包括报文头、安全校验域、报文尾等组成部分。下表1示出了铁路信号安全协议RSSP-I的报文结构。

虽然上文示例性示出了RSSP-I的报文结构，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要采用诸如RSSP-II等其它通信协议来定义报文结构，只要能够实现本发明的原理即可。应注意的是，所述数据包与表1中所示的用户数据包不同，表1中的用户数据包是根据实际应用的需要由一个或多个不同的信息模块组合而成。各个信息模块是许多变量在一个单元中的组合，具有固定的数据结构。本领域技术人员可以根据RSSP-I协议对此进行理解，因用户数据包并不是本发明的重点，此处省略对其的说明。

此外，所述数据包也可以不采用数据报文的形式来实现，其可以是采用特定编码规则的字符串或数组等。本领域技术人员可以根据本发明的原理对所述数据包的实现方式进行选择，本发明对此并不做限制。

下文还将结合具体实施例对所述第一设备和所述第二设备各自接收到的数据进行详细描述。

接下来，进入步骤S12。

步骤S12，即通信层校验步骤。在该步骤中，由所述第一设备和所述第二设备分别对各自接收到的数据进行通信层校验。

具体而言，由所述第一设备对其所接收到的数据进行通信层校验，并且由所述第二设备对其所接收到的数据进行通信层校验。

优选地，所述通信层校验可以是数据完整性校验。

具体而言，所述第一设备根据预先设定的完整性规则校验其所接收到的数据的完整性，如果其所接收到的数据符合所述预先设定的完整性规则，则数据通过所述数据完整性校验，反之则不能通过所述数据完整性校验。与此相似的，所述第二设备根据所述预先设定的完整性规则校验其所接收到的数据的完整性，如果其所接收到的数据符合所述预先设定的完整性规则，则数据通过所述数据完整性校验，反之则不能通过所述数据完整性校验。

优选地，所述数据完整性校验是RSSP-I协议中的报文完整性校验，也就是说，所述预先设定的完整性规则是RSSP-I协议中报文完整性规则。

RSSP-I协议主要防护封闭式传输系统中存在的威胁。对于封闭式传输系统而言，可能存在诸如数据帧重复、数据帧丢失、数据帧次序混乱、数据帧错误、数据帧传输超时等威胁。RSSP-I采用从接收端(例如所述第一设备和所述第二设备)角度设计的保护算法，要求接收端必须对接收到的信息进行真实性、完整性、实时性、有序性等校验，即校验发送端的源信息的真实性、校验信息帧的正确性和完整性、校验信息帧的时效性、校验信息帧序列的正确性等。由此可见，RSSP-I协议校验具体防护消息重复、丢失、插入、错序、错码、延迟等风险。RSSP-I协议报文结构通过设置序列号、时间戳、超时、源标识、反馈报文等防护措施来实现上述目的。

在本优选实施例中，仅采用RSSP-I协议中的完整性校验来完成步骤S12。也就是说上文所述的预先设定的完整性规则是RSSP-I协议中的报文完整性规则。具体而言，假定在RSSP-I协议中，报文完整性规则是：一个数据报文应具有6字节的报文头、14字节的安全校验域、480字节的用户数据包以及2字节的报文尾。则在步骤S12中，所述第一设备根据该报文完整性规则来校验所接收到的数据是否完整。如果所述第一设备接收到的数据符合上述报文内容组成和字节数的规定，则该数据通过所述通信层校验，反之则不能通过所述通信层校验。所述第二设备的完整性校验与上文所述相似，此处不再赘述。

虽然上文将RSSP-I协议中的报文完整性校验作为所述数据完整性校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用诸如RSSP-II这样的其它协议中的报文完整性校验来完成步骤S12，或者可以采用其它数据完整性校验方法，只要能够实现本发明步骤S12的原理即可。

优选地，所述通信层校验可以是数据有序性校验。

具体而言，所述第一设备根据预先设定的有序性规则校验其所接收到的数据的有序性，如果其所接收到的数据符合所述预先设定的有序性规则，则数据通过所述数据有序性校验，反之则不能通过所述数据有序性校验。与此相似的，所述第二设备根据所述预先设定的有序性规则校验其所接收到的数据的有序性，如果其所接收到的数据符合所述预先设定的有序性规则，则数据通过所述数据有序性校验，反之则不能通过所述数据有序性校验。

优选地，所述数据有序性校验是RSSP-I协议中的报文有序性校验，也就是说，所述预先设定的有序性规则是RSSP-I协议中报文有序性规则。

也就是说，在本优选实施例中，仅采用RSSP-I协议中的有序性校验来完成步骤S12。即上文所述的预先设定的有序性规则是RSSP-I协议中的报文有序性规则。具体而言，假定在RSSP-I协议中，报文有序性规则是：一个数据报文应按顺序包含协议交互类别字段、报文类型字段、源地址字段、目的地地址字段、序列号字段等。则在步骤S12中，所述第一设备根据该报文有序性规则来校验所接收到的数据是否按该顺序包含相应字段。如果所述第一设备接收到的数据符合上述报文内容的顺序规定，则该数据通过所述通信层校验，反之则不能通过所述通信层校验。所述第二设备的有序性校验与上文所述相似，此处不再赘述。

虽然上文将RSSP-I协议中的报文有序性校验作为所述数据有序性校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用诸如RSSP-II这样的其它协议中的报文有序性校验来完成步骤S12，或者可以采用其它数据有序性校验方法，只要能够实现本发明步骤S12的原理即可。

虽然上文将数据完整性校验和数据有序性校验示出为所述通信层校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以采用其它已知的或未来研发出的新的校验方法来完成所述通信层校验，只要能够实现本发明的原理即可。

此外，所述通信层校验还可以是上文所述的数据完整性校验和数据有序性校验的结合。也就是说，所述第一设备接收到的数据既要通过所述数据完整性校验，还要通过所述数据有序性校验，才算通过所述通信层校验。本领域技术人员还可以将上文所述的数据完整性校验、数据有序性校验与其它校验方法相结合，从而进一步丰富所述通信层校验的内涵。

应注意的是，如果在本周期内，所述第一设备接收到的数据中包含多个数据包(例如多个RSSP-I协议报文)，则在步骤S12中，所述第一设备对所述多个数据包均进行通信层校验。相应地，所述第二设备也对其接收到的多个数据包均进行通信层校验。下文还将结合具体实施例对多个数据包的情形进行进一步说明。

接下来，进入步骤S13。

步骤S13，即数据存储步骤。在该步骤中，所述第一设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第一预定数据包存入同步交换单元，并且所述第二设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第二预定数据包存入所述同步交换单元。

具体而言，所述第一设备将其所接收到的数据中通过了步骤S12的通信层校验的数据中的第一预定数据包存入同步交换单元。相应地，所述第二设备将其所接收到的数据中通过了步骤S12的通信层校验的数据中的第二预定数据包存入所述同步交换单元。

所述同步交换单元可以由cache这样的高速存储器来实现，也可以由SDRAM这样的随机访问存储器来实现，还可以由磁盘或固态硬盘这样的存储器来实现。所述同步交换单元还可以由云存储单元来实现。本领域技术人员可以根据已知的现有技术和未来研发出的新技术对所述同步交换单元的实现方式进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，所述同步交换单元可以设置在所述控制系统内。或者，所述同步交换单元可以设置在所述第一设备或所述第二设备内。或者，所述同步交换单元可以设置在所述控制系统外。本领域技术人员可以根据实际需要对所述同步交换单元的所处的位置进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

如果通过所述第一设备所进行的通信层校验的数据中仅包含一个数据包(例如一个RSSP-I协议报文)，则在步骤S13中，所述第一设备将该数据包存入所述同步交换单元。在该情形中，该数据包即是所述第一预定数据包。

如果通过所述第一设备所进行的通信层校验的数据中包含多个数据包(例如多个RSSP-I协议报文)，所述第一预定数据包是其中第一参数值最大的数据包。即，在步骤S13中，所述第一设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第一参数值最大的数据包存入所述同步交换单元。

优选地，所述第一参数值可以是数据包的序列号。也就是说，所述第一预定数据包是所述多个数据包中的序列号最大的数据包。以RSSP-I协议报文为例，每个报文都拥有唯一的序列号，并且随着报文的不断发送，序列号不断增大，即后发送的报文的序列号大于以前发送的报文的序列号。因此，在多个报文中，序列号最大的报文是所述第一设备在当前周期内接收到的最新(时间上最近)的报文。通过选择最新的报文有利于控制方法10选择最新的应用数据进行解析，从而保证数据的时效性。

优选地，所述第一参数值可以是数据包的时间戳。也就是说，所述第一预定数据包是所述多个数据包中的时间戳最大的数据包。以RSSP-I协议报文为例，每个报文都拥有唯一的时间戳(实际上，上文所述的序列号与时间戳保持同步递增；注意，这里所述的时间戳指代的是时间戳对应的数值，而非抽象的时间概念)，并且随着报文的不断发送，报文的时间戳不断增大，即后发送的报文的时间戳大于以前发送的报文的时间戳。因此，在多个报文中，时间戳最大的报文是所述第一设备在当前周期内接收到的最新(时间上最近)的报文。通过选择最新的报文有利于控制方法10选择最新的应用数据进行解析，从而保证数据的时效性。

上文通过具体实施例对第一参数值进行了示例性描述，然而本发明并不限于这两个具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对所述第一参数值进行选择，只要能够实现从通过所述通信层校验的多个数据包中选择最新接收到的数据包即可。

第二设备与上文所述第一设备的操作相类似。

具体而言，如果通过所述第二设备所进行的通信层校验的数据中仅包含一个数据包(例如一个RSSP-I协议报文)，则在步骤S13中，所述第二设备将该数据包存入所述同步交换单元。在该情形中，该数据包即是所述第二预定数据包。

如果通过所述第二设备所进行的通信层校验的数据中包含多个数据包(例如多个RSSP-I协议报文)，所述第二预定数据包是其中第二参数值最大的数据包。即，在步骤S13中，所述第二设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第二参数值最大的数据包存入所述同步交换单元。

优选地，所述第二参数值可以是数据包的序列号。也就是说，所述第二预定数据包是通过所述第二设备的通信层校验的多个数据包中的序列号最大的数据包。以RSSP-I协议报文为例，每个报文都拥有唯一的序列号，并且随着报文的不断发送，序列号不断增大，即后发送的报文的序列号大于以前发送的报文的序列号。因此，在多个报文中，序列号最大的报文是所述第二设备在当前周期内接收到的最新(时间上最近)的报文。通过选择最新的报文有利于控制方法10选择最新的应用数据进行解析，从而保证数据的时效性。

优选地，所述第二参数值可以是数据包的时间戳。也就是说，所述第二预定数据包是通过所述第二设备的通信层校验的多个数据包中的时间戳最大的数据包。以RSSP-I协议报文为例，每个报文都拥有唯一的时间戳(注意，这里所述的时间戳指代的是时间戳对应的数值，而非抽象的时间概念)，并且随着报文的不断发送，报文的时间戳不断增大，即后发送的报文的时间戳大于以前发送的报文的时间戳。因此，在多个报文中，时间戳最大的报文是所述第二设备在当前周期内接收到的最新(时间上最近)的报文。通过选择最新的报文有利于控制方法10选择最新的应用数据进行解析，从而保证数据的时效性。

上文通过具体实施例对第二参数值进行了示例性描述，然而本发明并不限于这两个具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对所述第二参数值进行选择，只要能够实现从通过所述通信层校验的多个数据包中选择最新接收到的数据包即可。

应注意的是，上文所述的第一参数值和第二参数值两者可以相同，也可以不同。例如，所述第一设备可以将上文所述的序列号作为第一参数值，而所述第二设备可以将上文所述的时间戳作为第二参数值。

优选地，步骤S13还包括：所述第一设备将所述第一预定数据包存入第一缓存单元；并且所述第二设备将所述第二预定数据包存入第二缓存单元。

所述第一缓存单元和所述第二缓存单元可以由cache这样的高速存储器来实现，也可以由SDRAM这样的随机访问存储器来实现，还可以由磁盘或固态硬盘这样的存储器来实现。所述第一缓存单元和所述第二缓存单元还可以由云存储单元来实现。本领域技术人员可以根据已知的现有技术和未来研发出的新技术对所述第一缓存单元和所述第二缓存单元的实现方式进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，所述第一缓存单元可以设置在所述第一设备内。或者，所述第一缓存单元可以设置所述第一设备外部但位于所述控制系统内。或者，所述第一缓存单元可以设置在所述控制系统外。本领域技术人员可以根据实际需要对所述第一缓存单元的所处的位置进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。所述第二缓存单元的位置设置原理与上文所述第一缓存单元相类似，此处不再赘述。

接下来，进入步骤S14。

步骤S14，即数据包选择步骤。在该步骤中，由所述第一设备选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包，并且由所述第二设备选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包。

具体而言，所述第一设备从所述同步交换单元读取所述第二预定数据包，并将所述第二预定数据包与通过所述第一设备的通信层校验的所述第一预定数据包进行比较，从两者中选择满足所述预定条件数据包。与此相似的，所述第二设备从所述同步交换单元读取所述第一预定数据包，并将所述第一预定数据包与通过所述第二设备的通信层校验的所述第二预定数据包进行比较，从两者中选择满足所述预定条件数据包。

优选地，所述满足所述预定条件的数据包是所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者各自的第三参数值较大的数据包。也就是说，所述第一设备将所述第一预定数据包的第三参数值与所述第二预定数据包的参数值进行比较，选择第三参数值较大的那个数据包。与此相对应地，所述第二设备将所述第一预定数据包的第三参数值与所述第二预定数据包的参数值进行比较，选择第三参数值较大的那个数据包。

应注意的是，与上文第一参数值与第二参数值两者拥有不同含义所不同的是，所述第一预定数据包和所述第二预定数据包均应当包括第三参数值，并且所述第一设备和所述第二设备均使用第三参数值作为数据包选择的标准。

优选地，所述第三参数值可以是应用层帧格式中的序列号。也就是说，所述第一设备选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中应用层帧格式中序列号较大的那个数据包。在多个报文中，应用层帧格式中序列号较大的报文是在当前周期内接收到的较新(时间上较近)的报文。通过选择较新的报文有利于控制方法10选择较新的应用数据进行解析，从而尽可能保证数据的时效性。

优选地，所述第三参数值可以是应用层帧格式中的时间戳。也就是说，所述第一设备选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中应用层帧格式中时间戳较大的那个数据包(注意，这里所述的时间戳指代的是时间戳对应的数值，而非抽象的时间概念)。在多个报文中，应用层帧格式中时间戳较大的报文是在当前周期内接收到的较新(时间上较近)的报文。通过选择较新的报文有利于控制方法10选择较新的应用数据进行解析，从而尽可能保证数据的时效性。

上文通过具体实施例对第三参数值进行了示例性描述，然而本发明并不限于这两个具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对所述第三参数值进行选择，只要能够实现从所述第一预定数据包和所述第二预定数据包中选择满足所述预定条件的数据包即可。

虽然上文将所述第三参数值作为所述预定条件的优选实施例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要来对所述预定条件进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，在所述第一设备将所述第一预定数据包存入第一缓存单元的情形中，所述“由所述第一设备选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包”包括：所述第一设备从所述第一缓存单元读取所述第一预定数据包并且从所述同步交换单元读取所述第二预定数据包，并且将所述第一预定数据包与所述第二预定数据包进行比较，选择满足所述预定条件的数据包。

相应地，优选地，在所述第二设备将所述第二预定数据包存入第二缓存单元的情形中，所述“由所述第二设备选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包”包括：所述第二设备从所述第二缓存单元读取所述第二预定数据包并且从所述同步交换单元读取所述第一预定数据包，并且将所述第二预定数据包与所述第一预定数据包进行比较，选择满足所述预定条件的数据包。

具体而言，由于存储单元的存取速度的差异、控制方法10中各个操作步骤的快慢不同、以及第一设备和第二设备的处理速度的差异，所述第一设备可能无法在完成所述通信层校验之后直接从所述同步交换单元读取所述第二预定数据包，并将其与所述第一预定数据包进行比较。因此，所述第一设备需要暂时将所述第一预定数据包存储在第一缓存单元中，并且将第一预定数据包存储在同步交换单元中，从而在适当的时间，从所述第一缓存单元读取第一预定数据包并且从同步交换单元读取第二预定数据包，并进行比较。所述第二设备对所述第二预定数据包和所述第一预定数据包的读取原理与上文所述第一设备描述的内容类似，此处不再赘述。

接下来，进入步骤15。

步骤S15，即应用层校验步骤。在该步骤中，所述第一设备和所述第二设备分别对各自所选择的满足所述预定条件的数据包进行应用层校验。

具体而言，由所述第一设备对其在步骤S14中所选择的满足所述预定条件的数据包进行应用层校验。相应地，由所述第二设备对其在步骤S14中所选择的满足所述预定条件的数据包进行应用层校验。

优选地，所述应用层校验可以是数据真实性校验。

具体而言，所述第一设备根据预先设定的真实性规则校验其所选择的数据包的数据真实性，如果其所选择的数据包符合所述预先设定的真实性规则，则该数据包通过所述数据真实性校验，反之则不能通过所述数据真实性校验。与此相似的，所述第二设备根据所述预先设定的真实性规则校验其所选择的数据包的数据真实性，如果其所选择的数据包符合所述预先设定的真实性规则，则该数据包通过所述数据真实性校验，反之则不能通过所述数据真实性校验。

优选地，所述数据真实性校验是数据域的取值合法性校验。

具体而言，数据域的取值合法性规则是：2bits的数据组合00、01、10、11，其中仅01、10为有效值，00、11是非法值。如果数据域的取值为01或10，则该数据包通过所述应用层校验，反之则不能通过所述应用层校验。所述第二设备的真实性校验与上文所述相似，此处不再赘述。

虽然上文将数据域的取值合法性校验作为所述数据真实性校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用本领域已知的其它应用层校验方法，只要能够实现本发明步骤S15的原理即可。

优选地，所述应用层校验可以是数据时效性校验。

具体而言，所述第一设备根据预先设定的时效性规则校验其所选择的数据包的时效性，如果其所选择的数据包符合所述预先设定的时效性规则，则该数据包通过所述数据时效性校验，反之则不能通过所述数据时效性校验。与此相似的，所述第二设备根据所述预先设定的时效性规则校验其所选择的数据包的时效性，如果其所选择的数据包符合所述预先设定的时效性规则，则该数据包通过所述数据时效性校验，反之则不能通过所述数据时效性校验。

例如，假定所述第一设备接收到一个数据包，该数据包的应用层帧格式中包含的时间戳为5，则所述第一设备接收到的下一数据包时间戳必须大于5才能满足报文时效性规则。如果所述第一设备接收到的下一数据包的应用层帧格式中的时间戳为6，则该数据包能通过数据时效性校验。所述第二设备的数据时效性校验与上文所述第一设备的操作相似，此处不再赘述。

虽然上文将时间戳校验作为所述数据时效性校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用其它数据时效性校验方法，只要能够实现本发明步骤S15的原理即可。

虽然上文将数据真实性校验和数据时效性校验示出为所述应用层校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以采用其它已知的或未来研发出的新的校验方法来完成所述应用层校验，只要能够实现本发明的原理即可。

此外，所述应用层校验还可以是上文所述的数据真实性校验和数据时效性校验的结合。也就是说，所述第一设备接收到的数据既要通过所述数据真实性校验，还要通过所述数据时效性校验，才算通过所述应用层校验。本领域技术人员还可以将上文所述的数据真实性校验、数据时效性校验与其它校验方法相结合，从而进一步丰富所述应用层校验的内涵。

接下来，进入步骤S16。

步骤S16，即数据解析步骤。在该步骤中，所述第一设备和所述第二设备分别对各自通过应用层校验的数据包进行解析。

具体而言，所述第一设备对通过其应用层校验的数据包进行解析，并且所述第二设备对通过其应用层校验的数据包进行解析。

解析数据包的过程实际上是从数据包中提取应用信息，例如，安全应用数据、设备状态信息、命令信息等等。由于解析数据包的操作在本领域中较为公知，因此本领域技术人员可以根据本发明的原理来选择适当的解析操作方式，只要能够实现步骤S16的原理即可。

优选地，如果当前周期没有数据包通过所述应用层校验，则判断所述应用层校验是否超时，其中，如果没有超时，则进行第一处理；以及如果超时，则进行第二处理。

具体而言，以所述第一设备为例，假定当超过3个周期没有数据包通过所述应用层校验时，所述应用层校验超时。如果没有发生超时，则所述第一设备将最近一个通过所述应用层校验的数据包作为步骤S16步骤中的对象进行解析。如果发生了超时，则所述第一设备将将最近一个通过所述应用层校验的数据包在步骤S16步骤中的解析结果标示为“故障”或“不可用”状态，以避免所述控制系统采用错误的应用信息。所述第二设备的操作与上文描述的所述第一设备相似，此处不再赘述。

至此，本发明的控制方法10完成了全部操作步骤。通过控制方法10，既能够实现控制系统中的主系与备系的操作模式，而且能够提高主系与备系之间以及控制系统与外部设备之间的数据通信的时效性和安全性。

下面结合图2，对本发明的控制系统20进行详细说明。图2是示出根据本发明的控制系统20的组成的配置图。

控制系统20可以是列车运行控制系统。所述列车运行控制系统可以是单一类型的列车系统，例如地铁系统、城际铁路系统、高铁系统、普通列车系统等。所述列车运行控制系统还可以是混合型列车系统，例如高铁列车与普通列车相结合的系统。本领域技术人员可以在理解本发明原理的基础上对控制系统20的应用场景进行选择。

控制系统20包括第一设备21、第二设备22和同步交换单元23。下面将结合具体实施例对控制系统20的各个组成单元进行详细说明。

第一设备21包括第一数据接收单元211和第一控制单元212。第一数据接收单元211能够以预定周期接收数据。第一控制单元212能够对第一数据接收单元211接收到的数据进行通信层校验，并且能够将通过所述通信层校验的数据的第一预定数据包存入同步交换单元23。

第二设备22包括第二数据接收单元221和第二控制单元222。第二数据接收单元221能够以所述预定周期接收数据。第二控制单元222能够对第二数据接收单元221接收到的数据进行所述通信层校验，并且能够将通过所述通信层校验的数据的第二预定数据包存入同步交换单元23。

第一控制单元212还能够选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包并进行应用层校验。第二控制单元222还能够选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包并进行应用层校验。第一控制单元212和第二控制单元222还能够分别对各自通过应用层校验的数据包进行解析。

具体而言，第一设备21以预定周期接收数据，并且第二设备22以所述预定周期接收数据。

如上文所述，在列车运行控制系统中，联锁设备采取二乘(二取二)双系工作模式，即联锁设备包括主系和备系两个设备。优选地，第一设备21和第二设备22是所述联锁设备的主系和备系两个设备。其中，如果所述第一设备是主系，则所述第二设备是备系；如果所述第二设备是主系，则所述第一设备是备系。本发明并不对所述第一设备和所述第二设备的主备系关系进行限定，只要本领域技术人员能够对两者进行区分即可。在下文中，为了便于描述，将以所述第一设备作为主系，以所述第二设备作为备系。此外，应注意的是，在实践中，主系与备系也常常被称为本系与他系，本领域技术人员可以根据实践中技术术语规则对所述第一设备与所述第二设备进行区分。

第一数据接收单元211用以接收数据。第一数据接收单元211可以通过有线的方式接收数据，在该情形中，所述第一数据接收单元是有线单元。例如，所述第一数据接收单元可以是以太网单元，例如以太网板、以太网接口等。此外，所述第一数据接收单元还可以是光纤单元等。第一数据接收单元211还可以通过无线的方式接收数据，在该情形中，所述第一数据接收单元是无线单元。例如，所述第一数据接收单元还可以是无线数据传输单元，例如4G网络传输单元、GSM-R传输单元等。

与此相似的，第二设备22也具有第二数据接收单元221，用以接收数据。第二数据接收单元221也可以通过如上文所述的有线或无线的方式来接收数据，其硬件实现方式可参照上文关于第一数据接收单元211的描述。

虽然上文示例性示出了示出了第一设备21和所述第二设备22各自的数据接收单元的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据列车运行控制系统中数据传输的实际需要来选择适当的数据接收单元和数据传输方式，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地所述预定周期是500ms。这里示出的500ms仅是所述预定周期的优选实施例，并不代表对本发明的限制，本领域技术人员可以根据实际需要对所述预定周期进行设置，只要能够实现本发明的原理即可。

应注意的是，第一设备21和第二设备22两者接收数据时均采用所述预定周期，即两者的周期相同，这样做的好处在于便于所述第一设备和所述第二设备在后续的操作步骤中进行同步，从而保证主系与备系之间的数据通信的有效性。

第一设备21和第二设备22接收到的数据可以来自控制系统20外部的设备，例如外部区域控制器ZC、邻站联锁设备等。数据也可以来自所述控制系统内部的其它设备，例如所述控制系统的控制设备(如电子执行单元)等。虽然上文示例性示出了数据的来源，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要，对数据的来源进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，所述数据以数据包的形式出现。也就是说，第一设备21接收到的数据中包含一个或多个数据包；第二设备22接收到的数据中包含一个或多个数据包。

具体而言，所述数据包可以是数据报文，包括报文头、安全校验域、报文尾等组成部分。下表2示出了铁路信号安全协议RSSP-I的报文结构。

虽然上文示例性示出了RSSP-I的报文结构，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要采用诸如RSSP-II等其它通信协议来定义报文结构，只要能够实现本发明的原理即可。应注意的是，所述数据包与表2中所示的用户数据包不同，表2中的用户数据包是根据实际应用的需要由一个或多个不同的信息模块组合而成。各个信息模块是许多变量在一个单元中的组合，具有固定的数据结构。本领域技术人员可以根据RSSP-I协议对此进行理解，因用户数据包并不是本发明的重点，此处省略对其的说明。

此外，所述数据包也可以不采用数据报文的形式来实现，其可以是采用特定编码规则的字符串或数组等。本领域技术人员可以根据本发明的原理对所述数据包的实现方式进行选择，本发明对此并不做限制。

下文还将结合具体实施例对第一设备21和第二设备22各自接收到的数据进行详细描述。

第一控制单元212对第一数据接收单元211所接收到的数据进行通信层校验。第二控制单元222对第二数据接收单元221所接收到的数据进行通信层校验。

优选地，所述通信层校验可以是数据完整性校验。

具体而言，第一控制单元212根据预先设定的完整性规则校验第一数据接收单元211所接收到的数据的完整性，如果第一数据接收单元211所接收到的数据符合所述预先设定的完整性规则，则数据通过所述数据完整性校验，反之则不能通过所述数据完整性校验。与此相似的，第二控制单元222根据所述预先设定的完整性规则校验第二数据接收单元221所接收到的数据的完整性，如果第二数据接收单元221所接收到的数据符合所述预先设定的完整性规则，则数据通过所述数据完整性校验，反之则不能通过所述数据完整性校验。

优选地，所述数据完整性校验是RSSP-I协议中的报文完整性校验，也就是说，所述预先设定的完整性规则是RSSP-I协议中报文完整性规则。

RSSP-I协议主要防护封闭式传输系统中存在的威胁。对于封闭式传输系统而言，可能存在诸如数据帧重复、数据帧丢失、数据帧次序混乱、数据帧错误、数据帧传输超时等威胁。RSSP-I采用从接收端(例如所述第一设备和所述第二设备)角度设计的保护算法，要求接收端必须对接收到的信息进行真实性、完整性、实时性、有序性等校验，即校验发送端的源信息的真实性、校验信息帧的正确性和完整性、校验信息帧的时效性、校验信息帧序列的正确性等。由此可见，RSSP-I协议校验具体防护消息重复、丢失、插入、错序、错码、延迟等风险。RSSP-I协议报文结构通过设置序列号、时间戳、超时、源标识、反馈报文等防护措施来实现上述目的。

在本优选实施例中，仅采用RSSP-I协议中的完整性校验来完成步骤S12。也就是说上文所述的预先设定的完整性规则是RSSP-I协议中的报文完整性规则。具体而言，假定在RSSP-I协议中，报文完整性规则是：一个数据报文应具有6字节的报文头、14字节的安全校验域、480字节的用户数据包以及2字节的报文尾。则第一控制单元212根据该报文完整性规则来校验第一数据接收单元211所接收到的数据是否完整。如果第一数据接收单元211接收到的数据符合上述报文内容组成和字节数的规定，则该数据通过所述通信层校验，反之则不能通过所述通信层校验。第二控制单元222的完整性校验与上文所述相似，此处不再赘述。

虽然上文将RSSP-I协议中的报文完整性校验作为所述数据完整性校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用诸如RSSP-II这样的其它协议中的报文完整性校验方法，或者可以采用其它数据完整性校验方法，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，所述通信层校验可以是数据有序性校验。

具体而言，第一控制单元212根据预先设定的有序性规则校验第一数据接收单元211所接收到的数据的有序性，如果第一数据接收单元211所接收到的数据符合所述预先设定的有序性规则，则数据通过所述数据有序性校验，反之则不能通过所述数据有序性校验。与此相似的，第二控制单元222根据所述预先设定的有序性规则校验第二数据接收单元221所接收到的数据的有序性，如果第二数据接收单元221所接收到的数据符合所述预先设定的有序性规则，则数据通过所述数据有序性校验，反之则不能通过所述数据有序性校验。

优选地，所述数据有序性校验是RSSP-I协议中的报文有序性校验，也就是说，所述预先设定的有序性规则是RSSP-I协议中报文有序性规则。

也就是说，在本优选实施例中，仅采用RSSP-I协议中的有序性校验来完成步骤S12。即上文所述的预先设定的有序性规则是RSSP-I协议中的报文有序性规则。具体而言，假定在RSSP-I协议中，报文有序性规则是：一个数据报文应按顺序包含协议交互类别字段、报文类型字段、源地址字段、目的地地址字段、序列号字段等。则第一控制单元212根据该报文有序性规则来校验第一数据接收单元211所接收到的数据是否按该顺序包含相应字段。如果第一数据接收单元211接收到的数据符合上述报文内容的顺序规定，则该数据通过所述通信层校验，反之则不能通过所述通信层校验。第二控制单元222的有序性校验与上文所述相似，此处不再赘述。

虽然上文将RSSP-I协议中的报文有序性校验作为所述数据有序性校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用诸如RSSP-II这样的其它协议中的报文有序性校验方法，或者可以采用其它数据有序性校验方法，只要能够实现本发明的原理即可。

虽然上文将数据完整性校验和数据有序性校验示出为所述通信层校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以采用其它已知的或未来研发出的新的校验方法来完成所述通信层校验，只要能够实现本发明的原理即可。

此外，所述通信层校验还可以是上文所述的数据完整性校验和数据有序性校验的结合。也就是说，第一数据接收单元211和第二数据接收单元221接收到的数据既要通过所述数据完整性校验，还要通过所述数据有序性校验，才算通过所述通信层校验。本领域技术人员还可以将上文所述的数据完整性校验、数据有序性校验与其它校验方法相结合，从而进一步丰富所述通信层校验的内涵。

应注意的是，如果在本周期内，第一数据接收单元211接收到的数据中包含多个数据包(例如多个RSSP-I协议报文)，则第一控制单元212对所述多个数据包均进行通信层校验。相应地，第二控制单元222也对第二数据接收单元221接收到的多个数据包均进行通信层校验。下文还将结合具体实施例对多个数据包的情形进行进一步说明。

第一控制单元212将通过其所进行的通信层校验的数据中的第一预定数据包存入同步交换单元23，并且第二控制单元222将通过其所进行的通信层校验的数据中的第二预定数据包存入所述同步交换单元23。

具体而言，第一控制单元212将第一数据接收单元211所接收到的数据中通过了通信层校验的数据中的第一预定数据包存入同步交换单元23。相应地，第二控制单元222将第二数据接收单元221所接收到的数据中通过了通信层校验的数据中的第二预定数据包存入同步交换单元23。

同步交换单元23可以由cache这样的高速存储器来实现，也可以由SDRAM这样的随机访问存储器来实现，还可以由磁盘或固态硬盘这样的存储器来实现。所述同步交换单元还可以由云存储单元来实现。本领域技术人员可以根据已知的现有技术和未来研发出的新技术对所述同步交换单元的实现方式进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，同步交换单元23可以设置在控制系统20内。或者，所述同步交换单元可以设置在第一设备21或第二设备22内。或者，所述同步交换单元可以设置在所述控制系统外。本领域技术人员可以根据实际需要对所述同步交换单元的所处的位置进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

如果通过第一设备21所进行的通信层校验的数据中仅包含一个数据包(例如一个RSSP-I协议报文)，则第一控制单元212将该数据包存入同步交换单元23。在该情形中，该数据包即是所述第一预定数据包。

如果通过第一控制单元212所进行的通信层校验的数据中包含多个数据包(例如多个RSSP-I协议报文)，所述第一预定数据包是其中第一参数值最大的数据包。即，第一控制单元212将通过其所进行的通信层校验的数据中的第一参数值最大的数据包存入同步交换单元23。

优选地，所述第一参数值可以是数据包的序列号。也就是说，所述第一预定数据包是所述多个数据包中的序列号最大的数据包。以RSSP-I协议报文为例，每个报文都拥有唯一的序列号，并且随着报文的不断发送，序列号不断增大，即后发送的报文的序列号大于以前发送的报文的序列号。因此，在多个报文中，序列号最大的报文是第一设备21在当前周期内接收到的最新(时间上最近)的报文。通过选择最新的报文有利于控制系统20选择最新的应用数据进行解析，从而保证数据的时效性。

优选地，所述第一参数值可以是数据包的时间戳。也就是说，所述第一预定数据包是所述多个数据包中的时间戳最大的数据包。以RSSP-I协议报文为例，每个报文都拥有唯一的时间戳(实际上，上文所述的序列号与时间戳保持同步递增；注意，这里所述的时间戳指代的是时间戳对应的数值，而非抽象的时间概念)，并且随着报文的不断发送，报文的时间戳不断增大，即后发送的报文的时间戳大于以前发送的报文的时间戳。因此，在多个报文中，时间戳最大的报文是所述第一设备在当前周期内接收到的最新(时间上最近)的报文。通过选择最新的报文有利于控制系统20选择最新的应用数据进行解析，从而保证数据的时效性。

上文通过具体实施例对第一参数值进行了示例性描述，然而本发明并不限于这两个具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对所述第一参数值进行选择，只要能够实现从通过所述通信层校验的多个数据包中选择最新接收到的数据包即可。

第二设备与上文所述第一设备的操作相类似。

具体而言，如果通过第二控制单元222所进行的通信层校验的数据中仅包含一个数据包(例如一个RSSP-I协议报文)，则第二控制单元222将该数据包存入同步交换单元23。在该情形中，该数据包即是所述第二预定数据包。

如果通过第二控制单元222所进行的通信层校验的数据中包含多个数据包(例如多个RSSP-I协议报文)，所述第二预定数据包是其中第二参数值最大的数据包。即，第二控制单元222将通过其所进行的通信层校验的数据中的第二参数值最大的数据包存入同步交换单元23。

优选地，所述第二参数值可以是数据包的序列号。也就是说，所述第二预定数据包是通过所述第二设备的通信层校验的多个数据包中的序列号最大的数据包。以RSSP-I协议报文为例，每个报文都拥有唯一的序列号，并且随着报文的不断发送，序列号不断增大，即后发送的报文的序列号大于以前发送的报文的序列号。因此，在多个报文中，序列号最大的报文是所述第二设备在当前周期内接收到的最新(时间上最近)的报文。通过选择最新的报文有利于控制系统20选择最新的应用数据进行解析，从而保证数据的时效性。

优选地，所述第二参数值可以是数据包的时间戳。也就是说，所述第二预定数据包是通过所述第二设备的通信层校验的多个数据包中的时间戳最大的数据包。以RSSP-I协议报文为例，每个报文都拥有唯一的时间戳(注意，这里所述的时间戳指代的是时间戳对应的数值，而非抽象的时间概念)，并且随着报文的不断发送，报文的时间戳不断增大，即后发送的报文的时间戳大于以前发送的报文的时间戳。因此，在多个报文中，时间戳最大的报文是所述第二设备在当前周期内接收到的最新(时间上最近)的报文。通过选择最新的报文有利于控制系统20选择最新的应用数据进行解析，从而保证数据的时效性。

上文通过具体实施例对第二参数值进行了示例性描述，然而本发行并不限于这两个具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对所述第二参数值进行选择，只要能够实现从通过所述通信层校验的多个数据包中选择最新接收到的数据包即可。

应注意的是，上文所述的第一参数值和第二参数值两者可以相同，也可以不同。例如，所述第一设备可以将上文所述的序列号作为第一参数值，而所述第二设备可以将上文所述的时间戳作为第二参数值。

优选地，第一设备21还包括第一缓存单元213，其中，第一控制单元212能够将所述第一预定数据包存入第一缓存单元213。第二设备22还包括第二缓存单元223，其中，第二控制单元222能够将所述第二预定数据包存入第二缓存单元223。

所述第一缓存单元和所述第二缓存单元可以由cache这样的高速存储器来实现，也可以由SDRAM这样的随机访问存储器来实现，还可以由磁盘或固态硬盘这样的存储器来实现。所述第一缓存单元和所述第二缓存单元还可以由云存储单元来实现。本领域技术人员可以根据已知的现有技术和未来研发出的新技术对所述第一缓存单元和所述第二缓存单元的实现方式进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，所述第一缓存单元可以设置在所述第一设备内。或者，所述第一缓存单元可以设置所述第一设备外部但位于所述控制系统内。或者，所述第一缓存单元可以设置在所述控制系统外。本领域技术人员可以根据实际需要对所述第一缓存单元的所处的位置进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。所述第二缓存单元的位置设置原理与上文所述第一缓存单元相类似，此处不再赘述。

第一控制单元212还能够选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包并进行应用层校验。第二控制单元222还能够选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包并进行应用层校验。

具体而言，第一控制单元212从同步交换单元23读取所述第二预定数据包，并将所述第二预定数据包与通过第一控制单元212的通信层校验的所述第一预定数据包进行比较，从两者中选择满足所述预定条件数据包。与此相似的，第二控制单元222从同步交换单元23读取所述第一预定数据包，并将所述第一预定数据包与通过第二控制单元222的通信层校验的所述第二预定数据包进行比较，从两者中选择满足所述预定条件数据包。

优选地，所述满足所述预定条件的数据包是所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者各自的第三参数值较大的数据包。也就是说，第一控制单元212将所述第一预定数据包的第三参数值与所述第二预定数据包的第三参数值进行比较，选择第三参数值较大的那个数据包。与此相对应地，第二控制单元222将所述第一预定数据包的第三参数值与所述第二预定数据包的第三参数值进行比较，选择第三参数值较大的那个数据包。

应注意的是，与上文第一参数值与第二参数值两者拥有不同含义所不同的是，所述第一预定数据包和所述第二预定数据包均应当包括第三参数值，并且第一控制单元212和第二控制单元222均使用第三参数值作为数据包选择的标准。

优选地，所述第三参数值可以是应用层帧格式中的序列号。也就是说，第一控制单元212选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者应用层帧格式中序列号较大的那个数据包。在多个报文中，应用层帧格式中序列号较大的报文是在当前周期内接收到的较新(时间上较近)的报文。通过选择较新的报文有利于控制系统20选择较新的应用数据进行解析，从而尽可能保证数据的时效性。

优选地，所述第三参数值可以是应用层帧格式中的时间戳。也就是说，第一控制单元212选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中应用层帧格式中时间戳较大的那个数据包(注意，这里所述的时间戳指代的是时间戳对应的数值，而非抽象的时间概念)。在多个报文中，应用层帧格式中时间戳较大的报文是在当前周期内接收到的较新(时间上较近)的报文。通过选择较新的报文有利于控制系统20选择较新的应用数据进行解析，从而尽可能保证数据的时效性。

上文通过具体实施例对第三参数值进行了示例性描述，然而本发明并不限于这两个具体实施例，本领域技术人员可以根据实际需要对所述第三参数值进行选择，只要能够实现从所述第一预定数据包和所述第二预定数据包中选择满足所述预定条件的数据包即可。

虽然上文将所述第三参数值作为所述预定条件的优选实施例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要来对所述预定条件进行选择，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，在第一控制单元212将所述第一预定数据包存入第一缓存单元213的情形中，所述“选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包”包括：从第一缓存单元213读取所述第一预定数据包并且从同步交换单元23读取所述第二预定数据包，并且将所述第一预定数据包与所述第二预定数据包进行比较，选择满足所述预定条件的数据包。

相应地，优选地，在第二控制单元222将所述第二预定数据包存入第二缓存单元223的情形中，所述“选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包”包括：第二控制单元222从第二缓存单元223读取所述第二预定数据包并且从同步交换单元23读取所述第一预定数据包，并且将所述第二预定数据包与所述第一预定数据包进行比较，选择满足所述预定条件的数据包。

具体而言，由于存储单元的存取速度的差异、控制单元的处理速度的差异，第一控制单元212可能无法在完成所述通信层校验之后直接从同步交换单元23读取所述第二预定数据包，并将其与所述第一预定数据包进行比较。因此，第一控制单元212需要暂时将所述第一预定数据包存储在第一缓存单元213中，并且将第一预定数据包存储在同步交换单元23中，从而在适当的时间，从第一缓存单元213读取第一预定数据包并且从同步交换单元23读取第二预定数据包，并进行比较。第二控制单元222对所述第二预定数据包和所述第一预定数据包的读取原理与上文第一控制单元212描述的内容类似，此处不再赘述。

第一控制单元212和第二控制单元222分别对各自所选择的满足所述预定条件的数据包进行应用层校验。

具体而言，由第一控制单元212对其所选择的满足所述预定条件的数据包进行应用层校验。相应地，第二控制单元222对其所选择的满足所述预定条件的数据包进行应用层校验。

优选地，所述应用层校验可以是数据真实性校验。

具体而言，第一控制单元212根据预先设定的真实性规则校验其所选择的数据包的数据真实性，如果其所选择的数据包符合所述预先设定的真实性规则，则该数据包通过所述数据真实性校验，反之则不能通过所述数据真实性校验。与此相似的，第二控制单元222根据所述预先设定的真实性规则校验其所选择的数据包的数据真实性，如果其所选择的数据包符合所述预先设定的真实性规则，则该数据包通过所述数据真实性校验，反之则不能通过所述数据真实性校验。

优选地，所述数据真实性校验是数据域的取值合法性校验。

具体而言，数据域的取值合法性规则是：2bits的数据组合00、01、10、11，其中仅01、10为有效值，00、11是非法值。如果数据域的取值为01或10，则该数据包通过所述应用层校验，反之则不能通过所述应用层校验。所述第二设备的真实性校验与上文所述相似，此处不再赘述。

虽然上文将数据域的取值合法性校验作为所述数据真实性校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用本领域已知的其它应用层校验方法，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，所述应用层校验可以是数据时效性校验。

具体而言，第一控制单元212根据预先设定的时效性规则校验其所选择的数据包的时效性，如果其所选择的数据包符合所述预先设定的时效性规则，则该数据包通过所述数据时效性校验，反之则不能通过所述数据时效性校验。与此相似的，第二控制单元222根据所述预先设定的时效性规则校验其所选择的数据包的时效性，如果其所选择的数据包符合所述预先设定的时效性规则，则该数据包通过所述数据时效性校验，反之则不能通过所述数据时效性校验。

例如，假定所述第一设备接收到一个数据包，该数据包的应用层帧格式中包含的时间戳为5，则所述第一设备接收到的下一数据包时间戳必须大于5才能满足报文时效性规则。如果所述第一设备接收到的下一数据包的应用层帧格式中的时间戳为6，则该数据包能通过数据时效性校验。所述第二设备的数据时效性校验与上文所述第一设备的操作相似，此处不再赘述。

虽然上文将时间戳校验作为所述数据时效性校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员还可以采用其它数据时效性校验方法，只要能够实现本发明的原理即可。

虽然上文将数据真实性校验和数据时效性校验示出为所述应用层校验的实例，然而本发明并不限于此，本领域技术人员可以采用其它已知的或未来研发出的新的校验方法来完成所述应用层校验，只要能够实现本发明的原理即可。

此外，所述应用层校验还可以是上文所述的数据真实性校验和数据时效性校验的结合。也就是说，所述第一设备接收到的数据既要通过所述数据真实性校验，还要通过所述数据时效性校验，才算通过所述应用层校验。本领域技术人员还可以将上文所述的数据真实性校验、数据时效性校验与其它校验方法相结合，从而进一步丰富所述应用层校验的内涵。

所述第一控制单元和所述第二控制单元还能够分别对各自通过应用层校验的数据包进行解析。

具体而言，第一控制单元212对通过其应用层校验的数据包进行解析，并且第二控制单元222对通过其应用层校验的数据包进行解析。

解析数据包的过程实际上是从数据包中提取应用信息，例如，安全应用数据、设备状态信息、命令信息等等。由于解析数据包的操作在本领域中较为公知，因此本领域技术人员可以根据本发明的原理来选择适当的解析操作方式，只要能够实现本发明的原理即可。

优选地，如果当前周期没有数据包通过所述应用层校验，则所述第一控制单元和所述第二控制单元分别判断所述应用层校验是否超时，其中，如果没有超时，则进行第一处理；以及如果超时，则进行第二处理。

具体而言，以所述第一设备为例，假定当超过3个周期没有数据包通过所述应用层校验时，所述应用层校验超时。如果没有发生超时，则第一控制单元212将最近一个通过所述应用层校验的数据包作为解析对象进行解析。如果发生了超时，则第一控制单元212将将最近一个通过所述应用层校验的数据包的解析结果标示为“故障”或“不可用”状态，以避免控制系统20采用错误的应用信息。第二控制单元222的操作与上文描述的第一控制单元212相似，此处不再赘述。

至此，本发明的控制系统20的各个组成元件全部描述完毕。控制系统20既能够实现主系与备系的操作模式，而且能够提高主系与备系之间以及控制系统20与外部设备之间的数据通信的时效性和安全性。

需要说明的是，本说明书中所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，而非意在对本发明进行限制。除非上下文另外明确指出，否则如本文中所使用的单数形式的“一”、“一个”和“该”也意在包括复数形式。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应该理解的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的技术人员可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求书的范围。

Claims (12)

1.一种控制方法，应用于控制系统，所述控制系统包括第一设备和第二设备，所述控制方法包括：

数据接收步骤，以预定周期由所述第一设备和所述第二设备分别接收数据；

通信层校验步骤，由所述第一设备和所述第二设备分别对各自接收到的数据进行通信层校验；

数据存储步骤，所述第一设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第一预定数据包存入同步交换单元，并且所述第二设备将通过其所进行的通信层校验的数据中的第二预定数据包存入所述同步交换单元；

数据包选择步骤，由所述第一设备选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包，并且由所述第二设备选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包；

应用层校验步骤，所述第一设备和所述第二设备分别对各自所选择的满足所述预定条件的数据包进行应用层校验；以及

数据解析步骤，所述第一设备和所述第二设备分别对各自通过应用层校验的数据包进行解析。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，所述数据存储步骤还包括：

所述第一设备将所述第一预定数据包存入第一缓存单元；并且

所述第二设备将所述第二预定数据包存入第二缓存单元。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，

所述由所述第一设备选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包包括：所述第一设备从所述第一缓存单元读取所述第一预定数据包并且从所述同步交换单元读取所述第二预定数据包，并且将所述第一预定数据包与所述第二预定数据包进行比较，选择满足所述预定条件的数据包；并且

所述由所述第二设备选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包包括：所述第二设备从所述第二缓存单元读取所述第二预定数据包并且从所述同步交换单元读取所述第一预定数据包，并且将所述第二预定数据包与所述第一预定数据包进行比较，选择满足所述预定条件的数据包。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其中，

如果通过所述第一设备所进行的通信层校验的数据中包含多个数据包，则所述第一预定数据包是其中第一参数值最大的数据包；并且

如果通过所述第二设备所进行的通信层校验的数据中包含多个数据包，则所述第二预定数据包是其中第二参数值最大的数据包。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，其中，

所述满足所述预定条件的数据包是所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者各自的第三参数值较大的数据包。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的控制方法，还包括：

如果当前周期没有数据包通过所述应用层校验，则判断所述应用层校验是否超时，其中，

如果没有超时，则进行第一处理；以及

如果超时，则进行第二处理。

7.一种控制系统，包括第一设备、第二设备和同步交换单元，其中，

所述第一设备包括第一数据接收单元和第一控制单元，其中，

所述第一数据接收单元能够以预定周期接收数据；并且

所述第一控制单元能够对所述第一数据接收单元接收到的数据进行通信层校验，并且能够将通过所述通信层校验的数据的第一预定数据包存入所述同步交换单元，

所述第二设备包括第二数据接收单元和第二控制单元，其中，

所述第二数据接收单元能够以所述预定周期接收数据；并且

所述第二控制单元能够对所述第二数据接收单元接收到的数据进行所述通信层校验，并且能够将通过所述通信层校验的数据的第二预定数据包存入所述同步交换单元，其中，

所述第一控制单元还能够选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包并进行应用层校验；并且

所述第二控制单元还能够选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包并进行应用层校验，其中，

所述第一控制单元和所述第二控制单元还能够分别对各自通过应用层校验的数据包进行解析。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其中，

所述第一设备还包括第一缓存单元，其中，

所述第一控制单元能够将所述第一预定数据包存入所述第一缓存单元；

所述第二设备还包括第二缓存单元，其中，

所述第二控制单元能够将所述第二预定数据包存入所述第二缓存单元。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其中，

所述选择所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者中满足预定条件的数据包包括：从所述第一缓存单元读取所述第一预定数据包并且从所述同步交换单元读取所述第二预定数据包，并且将所述第一预定数据包与所述第二预定数据包进行比较，选择满足所述预定条件的数据包，并且

所述选择所述第二预定数据包和所述第一预定数据包两者中满足所述预定条件的数据包包括：从所述第二缓存单元读取所述第二预定数据包并且从所述同步交换单元读取所述第一预定数据包，并且将所述第二预定数据包与所述第一预定数据包进行比较，选择满足所述预定条件的数据包。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的控制系统，其中，

如果通过所述第一控制单元所进行的通信层校验的数据中包含多个数据包，则所述第一预定数据包是其中第一参数值最大的数据包；并且

如果通过所述第二控制单元所进行的通信层校验的数据中包含多个数据包，则所述第二预定数据包是其中第二参数值最大的数据包。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的控制系统，其中，

所述满足所述预定条件的数据包是所述第一预定数据包和所述第二预定数据包两者各自的第三参数值较大的数据包。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的控制系统，其中，

如果当前周期没有数据包通过所述应用层校验，则所述第一控制单元和所述第二控制单元分别判断各自所进行的应用层校验是否超时，其中，

如果没有超时，则进行第一处理；以及

如果超时，则进行第二处理。

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