CN109922459B - 一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，包括：1)当车载设备刚与地面设备建立无线通信会话时，标记地面设备收到该车载消息最近M次的时间戳信息；2)通过这M个车载无线消息的时间戳信息，得出每收到两个车载无线消息的间隔时间△T，此时地面设备预测在此之后的每△T时间后，会收到该车载设备的无线消息；3)地面设备根据当前与其建立无线通信回话的车载数量，判断所有在线车载设备各自的△T相加后是否会超过其最大处理周期，若未超过最大处理周期，地面设备则根据收到车载设备信息的顺序，对车载设备按△T_TrainN来接收并发送相关无线消息等。与现有技术相比，本发明具有提高地面设备对车载无线消息的整体响应效率等优点。

Description

一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法

技术领域

本发明涉及轨道交通信号系统，尤其是涉及一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法。

背景技术

在轨道交通领域中，车载设备与地面设备使用的是GSM-R无线网络连接，传输层采用TCP方式，安全层采用Subset037安全通信协议。这种车地之间的无线网络通信方式无论在CTCS2-ATO的运营场景中，还是CTCS3级列控系统的车地通信中都广泛使用。无线消息的时效性对列控系统的正常运转起着至关重要的作用。

但由于无线消息接收时机的不确定，以及有限的地面设备信息处理资源，在实际运营场景中，某些处理周期，地面设备收到的车载无线消息数量明显较大；而某些处理周期地面设备收到的车载无线消息又非常的少。这样会导致地面设备的负载难以均衡。

除此之外，地面设备很可能在刚开始进入新的处理周期时收到车载无线消息。此时收到的无线消息，不得不阻塞一个处理周期之后在地面设备的下一个处理周期执行完成时才能得到响应。在SIL4级安全系统的通信场景下，这样的延迟可能对安全运营带来较大的影响。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中无线消息在车地通信中对系统带来的影响而提供一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，用于提高地面设备对车载无线消息的整体响应效率。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，包括以下步骤：

步骤1)当车载设备刚与地面设备建立无线通信会话时，标记地面设备收到该车载消息最近M次的时间戳信息；

步骤2)通过这M个车载无线消息的时间戳信息，得出每收到两个车载无线消息的间隔时间△T，此时地面设备预测在此之后的每△T时间后，会收到该车载设备的无线消息；

步骤3)地面设备根据当前与其建立无线通信回话的车载数量TRAINNUM_ONLINE，判断所有在线车载设备各自的△T相加后是否会超过其最大处理周期Process_Cycle，若未超过最大处理周期，地面设备则根据收到车载设备信息的顺序，对车载设备按△T_TrainN来接收并发送相关无线消息；

步骤4)若地面设备判断出各在线车载设备的△T相加后超过其最大处理周期Process_Cycle，则将地面设备的Process_Cycle按TRAINNUM_ONLINE进行拆分；

步骤5)根据最近一次车载消息的时间戳信息进行排序，将地面设备的时间片分配给对应的车载设备，地面设备需根据自己为车载设备分配的时间片，并结合预测的该车载设备接收窗口对车载设备的发送时机进行调整；

步骤6)地面设备将此调整时间△t发送给车载设备，并要求车载设备的无线消息经过该调整后向地面设备发送，以此确保地面设备在其划分的时间片范围内处理该车载无线消息；

步骤7)若收到车载消息的时间戳信息发生了变化，导致△T超过设定范围，将根据最近这M次车载无线消息，重新评估时间间隔，并重新划分地面设备的处理时间片。

优选的，所述的步骤1)、2)和7)中的M为5。

优选的，所述的所有在线车载设备各自的△T相加为：△T_Train1+△T_Train2+△T_Train3……+△T_TrainN。

优选的，所述的步骤5)车载设备的无线消息接收时机不一定在地面设备切分窗口。

优选的，所述的步骤2)使用最近五次车载无线消息的时间戳信息进行评估。

优选的，所述的步骤7)当收到的车载无线消息发生超过设定的时延时对该评估进行调整。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明步骤2)使用最近五次车载无线消息的时间戳信息进行评估，有效降低了无线消息接收时机的不确定性。

2、本发明步骤7)，当收到的车载无线消息发生较大的时延时对该评估进行调整，动态地修正了车载无线消息的较大延迟对地面设备的影响。

3、本发明步骤3)及步骤4)步骤5)按在线车载设备的数量对地面设备资源的利用进行了优化，当在线设备较少时，最大效率利用地面设备的处理资源；当在线设备较多时，对地面设备的资源进行切分，并调整接收车载无线消息的时机，充分利用地面设备资源。

附图说明

图1为本发明的工作流程图；

图2为本发明最近5个无线消息计算△T的示意图；

图3为本发明所有车载设备的△T之和小于系统的处理周期时的示意图；

图4为本发明所有车载设备的△T之和大于系统的处理周期时的示意图；

图5为本发明向车载设备提出期望收到其消息的时间窗口的示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，描述了本方法的处理流程。主要包括以下步骤：

步骤1，根据车载设备最近5个无线消息计算△T(如图2所示)。

步骤2，若该△T已超过设定阈值，则按最新的5个无线消息时间戳信息重新计算该△T。

步骤3，当所有车载设备的△T之和小于系统的处理周期时，说明地面设备的处理资源充足，可按车载设备的△T时间为等待窗口处理车载无线消息(如图3所示)。

步骤4，若所有车载设备的△T之和大于系统的处理周期时，说明地面设备的处理资源需等额分配给各车载设备，此时接收到车载消息的时间可能并不在分配的时间窗口内。(如图4所示)

步骤5，向车载设备提出期望收到其消息的时间窗口。车载设备需调整发送无线消息的时间。(如图5所示)

步骤6，地面设备按照设定的时间窗口处理各车载设备的无线消息。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，包括以下步骤：

步骤1)当车载设备刚与地面设备建立无线通信会话时，标记地面设备收到车载消息最近M次的时间戳信息；

步骤2)通过这M个车载无线消息的时间戳信息，得出每收到两个车载无线消息的间隔时间△T，此时地面设备预测在此之后的每△T时间后，会收到该车载设备的无线消息；

步骤3)地面设备根据当前与其建立无线通信回话的车载数量TRAINNUM_ONLINE，判断所有在线车载设备各自的△T相加后是否会超过其最大处理周期Process_Cycle，若未超过最大处理周期，地面设备则根据收到车载设备信息的顺序，对车载设备按△T_TrainN来接收并发送相关无线消息；

步骤4)若地面设备判断出各在线车载设备的△T相加后超过其最大处理周期Process_Cycle，则将地面设备的Process_Cycle按TRAINNUM_ONLINE进行拆分；

步骤5)根据最近一次车载消息的时间戳信息进行排序，将地面设备的时间片分配给对应的车载设备，地面设备需根据自己为车载设备分配的时间片，并结合预测的该车载设备接收窗口对车载设备的发送时机进行调整；

步骤6)地面设备将此调整时间△t发送给车载设备，并要求车载设备的无线消息经过该调整后向地面设备发送，以此确保地面设备在其划分的时间片范围内处理该车载无线消息；

步骤7)若收到车载消息的时间戳信息发生了变化，导致△T超过设定范围，将根据最近这M次车载无线消息，重新评估时间间隔，并重新划分地面设备的处理时间片。

2.根据权利要求1所述的一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，其特征在于，所述的步骤1)、2)和7)中的M为5。

3.根据权利要求1所述的一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，其特征在于，所述的所有在线车载设备各自的△T相加为：△T_Train1+△T_Train2+△T_Train3……+△T_TrainN。

4.根据权利要求1所述的一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，其特征在于，所述的步骤5)车载设备的无线消息接收时机不一定在地面设备切分窗口。

5.根据权利要求2所述的一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，其特征在于，所述的步骤2)使用最近五次车载无线消息的时间戳信息进行评估。

6.根据权利要求1所述的一种能提高多车通信效率的同步周期控制方法，其特征在于，所述的步骤7)当收到的车载无线消息发生超过设定的时延时对该评估进行调整。

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