CN110294000A - 一种新型换装方式的lkj系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种新型换装方式的LKJ系统，包括监控主机、屏幕显示器和外部扩展设备；监控主机分为两组独立热备的监控单元和两块热备的记录板，每组监控单元包括主机板、机车信号通信板、通信板、模拟板、输入板和输出板；主机板与通信板、机车信号通信板、模拟板通过内部CAN总线完成相互通信；主机板通过外部CAN总线与所述屏幕显示器通信；记录板同时连接内部CAN总线和外部CAN总线；主机板存储基础数据和配置参数；主机板的程序、基础数据和配置参数独立存储，互不干扰，可以独立换装。本发明带来如下技术效果：实现程序和数据换装操作简化；通过记录板实现接触式或无线换装，解决了目前路内数据和程序换装工作量繁重的问题。

Description

一种新型换装方式的LKJ系统

技术领域

本发明涉及列车运行监控系统，具体涉及列车运行监控装置(LKJ)数据和程序的换装办法。

背景技术

列车运行监控装置(LKJ)广泛应用于既有线路，保证列车运行安全，与ATP不同的是，LKJ将线路数据存储在车载监控主机上，由司机选择始发站，根据司机开车对标操作进行定位，随列车运行顺序读取前方线路数据，监控列车运行。

在线路施工时，导致路局经常需要更新并换装车载数据，厂家发布新的程序时，也要更新LKJ的车载设备。

LKJ监控主机的数据和程序换装可以通过专用设备完成，屏幕显示器的程序和数据换装可以通过IC卡换装，数据换装时，需要同时更新监控主机和屏幕显示器。

目前路内有20000多辆机车安装有LKJ，数据和程序换装工作量繁重，是亟待解决的问题。

发明内容

本发明提出了一种基于记录器进行数据和程序换装的方案，可以实现对系统内所有需要更新的单元换装。

本发明提供一种新型换装方式的LKJ系统，包括监控主机、屏幕显示器和外部扩展设备；

所述监控主机分为两组独立热备的监控单元和两块热备的记录板，每组所述监控单元包括主机板、机车信号通信板、通信板、模拟板、输入板和输出板；

所述主机板与通信板、机车信号通信板、模拟板通过内部CAN总线完成相互通信；

所述主机板通过外部CAN总线与所述屏幕显示器通信；

所述记录板同时连接内部CAN总线和外部CAN总线，监听通信数据，实现运行状态记录；

所述主机板存储基础数据和配置参数；

所述主机板的程序、基础数据和配置参数独立存储，互不干扰，可以独立换装

本发明带来如下技术效果：重新设计了内外CAN总线的系统结构，进行功能分配，并在此基础上实现程序和数据换装操作简化；通过记录板实现接触式或无线换装，解决了目前路内数据和程序换装工作量繁重的问题。

附图说明

[1]图1为新型LKJ系统结构的连接示意图；

[2]图2为记录器与其他设备(待换装单元)连接示意图；

[3]图3为基于DTU的无线换装示意图；

[4]图4为基于LAIS的无线换装示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不已任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

既有LKJ车载数据分为导航数据、车载基础数据、控制条件，而导航数据存储在屏幕显示器，车载基础数据和控制条件存储在监控主机，其中控制条件由监控程序和相关控制参数组成。

在线路改造导致基础数据发生改变时，路局需要人工对每台机车的导航数据和车载基础数据进行更换，遵照一系列流程，保证两份数据的一致性。

在更改机车配置时，需要修改监控条件，因为监控程序与控制参数绑定，存在破坏监控程序的风险。

LKJ监控主机中带程序的插件有监控记录插件、通信插件、扩展通信插件、地面信息处理插件，监控记录插件可以通过面板接口，通过专用设备完成数据和程序换装，但其他插件只能脱机完成程序换装。

为解决数据和程序换装工作量大的问题，其他厂商提出了无线换装的方案，车载增加接收单元，接收管理系统下发的数据完成对车载数据和程序的换装。

本发明提出另外一种解决方案，重新设计了系统结构，进行功能分配，并在此基础上实现程序和数据换装操作简化。

新的LKJ系统结构中，监控主机分为两组独立热备监控单元和两块热备的记录板(记录器板)，每组监控单元由主机板、机车信号通信板、通信板、模拟板、输入板、输出板组成，如图1所示。

图1中，主机板、模拟板、机车信号通信板、通信板、记录板具备CPU，有可执行程序，主机板存储基础数据和配置参数。

主机板的程序、基础数据和配置参数独立存储，互不干扰，可以独立换装，减少了彼此的影响。

主机板是监控主机核心，收集模拟板、机车信号通信板、通信板的采集信息，完成与屏幕显示器的交互，完成列车监控功能。

记录板通过内部CAN总线和外部CAN总线监听数据，记录装置运行状态。

记录器通过内部CAN总线和外部CAN总线，能够与所有需要换装的单元连接，在此基础上我们设计了通过记录板完成数据和程序换装的方案，记录板是系统对外的交互接口，对外完成换装数据和程序的输入，对内连接各单元，完成数据和程序的换装。

以记录板A为例，其与待换装单元(设备)的连接示意图如图2所示。

其中，主机板软件中增加数据换装和程序换装功能模块，而模拟板、机车信号通信板、通信板、屏幕显示器分别增加程序换装功能模块。

记录板增加与系统内部单元通信的程序/数据下载模块。

为避免数据更新出错或者中途断电导致程序或数据不可用，各单元为程序或数据提供两个存储空间，但同时只能有一份程序或数据有效，上电后根据有效标志完成程序或数据引导，进入正确的软件流程。

实施例一 USB接口的更新示例

记录板具备但不仅限于USB接口，当需要更新数据或程序时，工作人员将待更新的数据和程序存储于专用设备(例如专用U盘)，并建立引导文件，将该专用设备连接到记录板的USB接口。

记录板根据引导文件确定待更新数据或程序，将更新命令发送给对应单元，待换装(被更新)单元应答后，记录板发起下载流程，通过CAN总线将文件发送给对应单元。

待更新单元在下载流程中，将接收到的数据保存在RAM中，文件接收完整后进行校验，校验通过开始更新程序或数据存储空间，同时向记录板发送更新进度，更新完成后通知记录板更新结果。

待换装(更新)单元在更新完成后将老的程序或数据标记为无效，擦除老的数据或程序存储空间，将新的程序或数据标记为有效。

记录板在下载和更新过程中向屏幕显示器发送进度和结果等提示信息。

除了通过专用设备进行接触式程序/数据换装外，还可以在此基础上完成无线换装，主要有DTU和LAIS两种方案。

实施例二 通过DTU无线更新示例

记录板硬件上具备DTU，可以通过无线与服务器进行通信，参见图3，在此方案下，记录板仅作为控制软件和各单元间的中间转发单元。

工作人员将引导文件和待换装数据/程序文件导入服务器控制软件，控制软件通过无线通道与记录板建立链接。

DTU服务器下发读取系统状态命令。

记录板接受到读取系统状态命令命令后，判断其他单元连接状态，通过CAN总线获取数据和软件版本。

控制软件根据引导文件和系统状态判断是否需要进行数据和程序换装，当需要换装时，下发更新指令，指令包含单元类型和待更新文件类型。

记录板接收到更新指令后，将更新指令转发给指定的单元，待被更新应答后，记录板将应答结果转发给服务器控制软件。为避免误换装，在这步还可以要求工作人员在屏幕显示器确认后再应答。

控制软件接收到应答后，开始文件下发，记录板将接收到的文件数据转发给待更新单元。

待更新单元将接收到的数据保存在RAM中，文件接收完整后进行校验，校验通过开始更新程序或数据存储空间，同时向记录板发送更新进度，更新完成后通知记录板更新结果。

待更新单元在更新完成后将老的程序或数据标记为无效，擦除老的数据或程序存储空间，将新的程序或数据标记为有效。

记录板在下载和更新过程中向屏幕显示器和服务器发送进度和结果等提示信息。

实施例三 通过LAIS无线更新示例

记录板还与LAIS相连，发送列车运行状态，但同时具备下行通信条件，能够接受LAIS发送的数据，参见图4。

以LAIS服务器为依托，当需要进行数据/程序换装时，LAIS服务器发起换装通信流程，通过LASI车载主机-记录板，与各待换装单元进行通信，参照USB换装流程完成数据/程序换。

基于LAIS的无线换装流程与基于DTU的过程相同，只是将数据更新的控制端由DTU服务器换为LAIS服务器。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种新型换装方式的LKJ系统，包括监控主机、屏幕显示器和外部扩展设备；

所述监控主机分为两组独立热备的监控单元和两块热备的记录板，每组所述监控单元包括主机板、机车信号通信板、通信板、模拟板、输入板和输出板；

所述主机板与通信板、机车信号通信板、模拟板通过内部CAN总线完成相互通信；

所述主机板通过外部CAN总线与所述屏幕显示器通信；

所述记录板同时连接内部CAN总线和外部CAN总线，监听通信数据，实现运行状态记录；

所述主机板存储基础数据和配置参数；

所述主机板的程序、基础数据和配置参数独立存储，互不干扰，可以独立换装。

2.根据权利要求1所述的LKJ系统，其特征在于，所述并口总线和内部CAN总线只用于监控主机的系统内部各单元间的通信，与外部设备没有连接；

而屏幕显示器通过外部CAN总线与主机板连接，所述外部扩展设备则仅连接到通信板，二者与监控主机的其他板卡都没有连接。

3.根据权利要求1所述的LKJ系统，其特征在于，主机板、模拟板、机车信号通信板、通信板、记录板具备CPU，有可执行程序；

所述记录板通过内部CAN总线和外部CAN总线，能够与所有需要换装的单元连接；

所述记录板是系统对外的交互接口，对外完成换装数据和程序的输入，对内连接监控主机各单元，完成数据和程序的换装。

4.根据权利要求3所述的LKJ系统，其特征在于，为避免数据更新出错或者中途断电导致程序或数据不可用，各所述单元为程序或数据提供两个存储空间，但同时只能有一份程序或数据有效，上电后根据有效标志完成程序或数据引导，进入正确的软件流程。

5.根据权利要求3所述的LKJ系统，其特征在于，主机板的软件中增加数据换装和程序换装功能模块，而模拟板、机车信号通信板、通信板、屏幕显示器则分别增加程序换装功能模块；

所述记录板增加与系统内部单元通信的程序/数据下载模块。

6.根据权利要求3或4所述的LKJ系统，其特征在于，所述记录板具备USB接口，当需要更新数据或程序时，工作人员将待更新的数据和程序存储于专用设备，并建立引导文件，将该专用设备连接到记录板的USB接口，

记录板根据引导文件确定待更新数据或程序，将更新命令发送给对应的待换装单元，被更新的所述单元应答后，记录板发起下载流程，通过CAN总线将文件发送给对应单元；

待换装单元在下载流程中，将接收到的数据保存在RAM中，文件接收完整后进行校验，校验通过开始更新程序或数据存储空间，同时向记录板发送更新进度，更新完成后通知记录板更新结果；

待换装单元在更新完成后将老的程序或数据标记为无效，擦除老的数据或程序存储空间，将新的程序或数据标记为有效；

记录板在下载和更新过程中向屏幕显示器发送进度和结果。

7.根据权利要求3或4所述的LKJ系统，其特征在于，记录板硬件上具备DTU，通过无线与DTU服务器进行通信，记录板仅作为控制软件和各单元间的中间转发单元；

工作人员将引导文件和待换装数据/程序文件导入服务器控制软件，控制软件通过无线通道与记录板建立链接；

DTU服务器下发读取系统状态命令；

记录板接受到读取系统状态命令后，判断其他单元连接状态，通过CAN总线获取数据和软件版本；

控制软件根据引导文件和系统状态判断是否需要进行数据和程序换装，当需要换装时，下发更新指令，指令包含单元类型和待更新文件类型；

记录板接收到更新指令后，将所述更新指令转发给指定的待换装单元，该待被换装单元应答后，记录板将应答结果转发给服务器控制软件；

控制软件接收到应答结果后，开始文件下发，记录板将接收到的文件数据转发给待换装单元；

待换装单元将接收到的数据保存在RAM中，文件接收完整后进行校验，校验通过后开始更新程序或数据存储空间，同时向记录板发送更新进度，更新完成后通知记录板更新结果；

待换装单元在更新完成后将老的程序或数据标记为无效，擦除老的数据或程序存储空间，将新的程序或数据标记为有效；

记录板在下载和更新过程中向屏幕显示器和服务器发送进度和结果。

8.根据权利要求6所述的LKJ系统，其特征在于，所述记录板还与LAIS相连，发送列车运行状态，但同时具备下行通信条件，能够接受LAIS发送的数据；

以LAIS服务器为依托，当需要进行数据/程序换装时，LAIS服务器发起换装通信流程，通过LASI车载主机-记录板，与各待换装单元进行通信；

基于LAIS的无线换装流程与基于DTU的换装过程类似，只是将数据更新的控制端由DTU服务器换为LAIS服务器。

9.根据权利要求1所述的LKJ系统，其特征在于，所述主机板通过并口总线访问输入板和输出板，完成开关量采集和制动输出控制；

所述外部扩展设备通过扩展设备CAN总线连接到通信板。