CN111162985B - 轨道交通终端备份系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种轨道交通终端备份系统及方法。其中，系统包括：第一主用列车接入单元和第一备用列车接入单元均与第一交换机连接；第二主用列车接入单元和第二备用列车接入单元均与第二交换机连接；第一主用列车接入单元与第一路由器通过第一主用隧道进行通信；第一备用列车接入单元与第一路由器通过第一备用隧道进行通信；第一主用隧道和第一备用隧道的承载网络均为第一核心网；第二主用列车接入单元与第二路由器通过第二主用隧道进行通信；第二备用列车接入单元与第二路由器通过第二备用隧道进行通信；第二主用隧道和第二备用隧道的承载网络均为第二核心网。本发明实施例提供的轨道交通终端备份系统及方法，能降低风险性、提高安全性。

Description

轨道交通终端备份系统及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种轨道交通终端备份系统及方法。

背景技术

城市轨道交通作为城市公共交通系统的一个重要组成部分，正在步入快速发展阶段。CBTC(Communication Based Train Control System，基于通信的列车自动控制系统)为轨道交通系统的重要组成系统，其主要作用为列车间距及速度防护、列车自动运行与调度，是城市轨道交通自动化系统中的关键部分，其主要保证车辆和乘客的安全，实现列车高效率运行，有序进行车辆调度管理，因此CBTC对无线传输的系统容量、稳定性、抗干扰能力以及高速移动下的切换等都有较高的要求。轨道交通终端TAU(Train Access Unit，列车接入单元)接入LTE网络接收CBTC业务，其WAN口接入LTE网络接收服务器通过基站传来的数据，LAN口接入车载交换机，WAN口接收的无线网络数据通过LAN口传输给车载控制系统，实现地面服务器对列车的控制。

目前LTE(Long Term Evolution，长期演进)网络已逐步在各个城市的轨道交通系统里广泛使用，主要承载CBTC业务，由于CBTC需要对无线传输的系统容量、稳定性、抗干扰能力以及高速移动下的切换性能均有较高的要求，由于LTE网络可能受到外界无线信号的干扰可能会导致网络出现一定影响，因此会导致CBTC业务出现中断。现有TAU备份基本上采用双网冗余备份，即主备TAU分别通过一个核心网与地面服务器进行通信，但是在车辆运营过程中车载终端若出现问题则该车辆仅能靠单网络进行传输CBTC业务，系统风险性大大提高。

并且，现有TAU备份方法通过核心网与服务器之间增加一台业务探测服务器，车辆上配置两台主备TAU，通过该服务器与TAU之间进行业务交互，当业务探测服务器探测到业务异常的情况时，进行TAU主备切换。该方案需要额外增加业务探测设备，增加系统成本，且业务探测服务器使用厂家内部私有协议，无法实现轨道交通互联互通的需求。

发明内容

本发明实施例提供一种轨道交通终端备份系统及方法，用以解决或者至少部分地解决现有技术存在的风险性较高的缺陷。

第一方面，本发明实施例提供一种轨道交通终端备份系统，包括：

第一主用列车接入单元、第一备用列车接入单元、第一交换机、第一路由器、第二主用列车接入单元、第二备用列车接入单元、第二交换机和第二路由器；

所述第一主用列车接入单元和所述第一备用列车接入单元均与所述第一交换机连接，构成虚拟路由冗余协议网络；

所述第二主用列车接入单元和所述第二备用列车接入单元均与所述第二交换机连接，构成虚拟路由冗余协议网络；

所述第一主用列车接入单元与所述第一路由器之间通过第一主用隧道进行通信；所述第一备用列车接入单元与所述第一路由器之间通过第一备用隧道进行通信；所述第一主用隧道和所述第一备用隧道的承载网络均为第一核心网；所述第一路由器与地面服务器连接；

所述第二主用列车接入单元与所述第二路由器之间通过第二主用隧道进行通信；所述第二备用列车接入单元与所述第二路由器之间通过第二备用隧道进行通信；所述第二主用隧道和所述第二备用隧道的承载网络均为第二核心网；所述第二路由器与地面服务器连接；

所述第一主用隧道、所述第一备用隧道、所述第二主用隧道和所述第二备用隧道均开启基于开放最短路径优先协议的双向转发检测。

第二方面，本发明实施例提供一种基于如第一方面提供的轨道交通终端备份系统的轨道交通终端备份方法，包括：

第一路由器检测若检测获知第一主用隧道异常，则断开所述第一主用隧道上与第一主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路；

将路由切换至第一备用列车接入单元，基于所述第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

优选地，轨道交通终端备份方法还包括：

所述第一主用列车接入单元若检测获知接收双向转发检测报文超时，则基于虚拟路由冗余协议将路由切换至所述第一备用列车接入单元，基于所述第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

优选地，轨道交通终端备份方法还包括：

第一交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息中断，则将CTBC业务数据切换至所述第一备用列车接入单元传输；

所述第一路由器将路由切换至所述第一备用列车接入单元。

优选地，轨道交通终端备份方法还包括：

第二路由器检测若检测获知第二主用隧道异常，则断开所述第二主用隧道上与第二主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路；

将路由切换至第二备用列车接入单元，基于所述第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

优选地，轨道交通终端备份方法还包括：

所述第二主用列车接入单元若检测获知接收双向转发检测报文超时，则基于虚拟路由冗余协议将路由切换至所述第二备用列车接入单元，基于所述第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

优选地，轨道交通终端备份方法还包括：

第二交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息中断，则将CTBC业务数据切换至所述第二备用列车接入单元传输；

所述第二路由器将路由切换至所述第二备用列车接入单元。

优选地，所述将路由切换至第一备用列车接入单元，基于所述第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据之后，还包括：

所述第一主用列车接入单元若检测获知所述第一主用隧道上与第一主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路启动，则将路由切换至所述第一主用列车接入单元。

优选地，所述将CTBC业务数据切换至所述第一备用列车接入单元传输之后，还包括：

所述第一交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息恢复，则将CTBC业务数据切换至所述第一主用列车接入单元传输；

所述第一路由器将路由切换至所述第一主用列车接入单元。

优选地，所述将路由切换至第二备用列车接入单元，基于所述第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据之后，还包括：

所述第二主用列车接入单元若检测获知所述第二主用隧道上与第二主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路启动，则将路由切换至所述第二主用列车接入单元。

本发明实施例提供的轨道交通终端备份系统及方法，通过综合承载路由器和TAU建立GRE隧道实现链路的虚拟连接；在综合承载路由器和TAU上启动OSPF路由，实现路由的动态更新；每辆车单网络中接入两台TAU终端，建立VRRP实现主备终端的备份；在隧道上启用BFD并关联OSPF，快速感知无线链路变化，实现数据传输链路的快速切换，实现轨道交通通信系统中车载终端主备TAU备份的目的，能降低系统的风险性、提高备份的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例提供的轨道交通终端备份系统的结构示意图；

图2为根据本发明实施例提供的轨道交通终端备份方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了克服现有技术的上述问题，本发明实施例提供一种轨道交通终端备份系统及方法，其发明构思是，在传统的使用LTE网络两张网络(核心网)备份的基础上，利用一种多技术融合的方法将每个网络中引入两台TAU，实现接入终端备份，防止车载终端TAU出现硬件故障、掉线或者由于无线链路信号质量较差导致业务延时后能有备份终端在该网络中继续进行业务传输，避免因为终端出现问题该网络完全无法使用而单网运行导致风险提升。

图1为根据本发明实施例提供的轨道交通终端备份系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括：第一主用列车接入单元101、第一备用列车接入单元102、第一交换机103、第一路由器104、第二主用列车接入单元105、第二备用列车接入单元106、第二交换机107和第二路由器108。

具体地，第一主用列车接入单元101、第一备用列车接入单元102、第一交换机103和第一路由器104均接入第一核心网，第二主用列车接入单元105、第二备用列车接入单元106、第二交换机107和第二路由器108均接入第二核心网，从而形成双网备份且每个单网均包括两台TAU的轨道交通终端备份系统。

第一核心网和第二核心网各自独立承载数据传输。

第一主用列车接入单元101和第一备用列车接入单元102均与第一交换机103连接，构成虚拟路由冗余协议网络；第二主用列车接入单元105和第二备用列车接入单元106均与第二交换机107连接，构成虚拟路由冗余协议网络。

具体地，一辆列车同一LTE网络中车头车尾分别设置一个TAU终端，通过连接车载交换机组成VRRP(虚拟路由冗余协议，Virtual Router Redundancy Protocol)主备网络。

第一核心网中，车头TAU可以为主用TAU(第一主用列车接入单元101)，车尾TAU可以为备用TAU(第一备用列车接入单元102)，车载交换机为第一交换机103。

第二核心网中，主备用TAU的设置可以与第一核心网相反，即车头TAU可以为备用TAU(第二备用列车接入单元106)，车尾TAU可以为主用TAU(第二主用列车接入单元105)，车载交换机为第二交换机107。

第一主用列车接入单元101与第一路由器104之间通过第一主用隧道进行通信；第一备用列车接入单元102与第一路由器104之间通过第一备用隧道进行通信；第一主用隧道和第一备用隧道的承载网络均为第一核心网；第一路由器104与地面服务器109连接。

具体地，第一路由器104为位于第一核心网与地面服务器109之间的综合承载路由器。

第一路由器104分别与第一主用列车接入单元101、第一备用列车接入单元102建立GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封装)隧道：第一主用隧道和第一备用隧道。

第一核心网为LTE网络，用于承载上述两个GRE隧道，所有转发报文通过GRE封装后在第一核心网中进行传输。

第一主用隧道和第一备用隧道，具体可以通过LTE网络中的射频拉远单元(RemoteRadio Unit，RRU)、节点(eNodeB)、交换机和EPC(Evolved Packet Core)服务器物理实现。

第二主用列车接入单元105与第二路由器108之间通过第二主用隧道进行通信；第二备用列车接入单元106与第二路由器108之间通过第二备用隧道进行通信；第二主用隧道和第二备用隧道的承载网络均为第二核心网；第二路由器108与地面服务器109连接。

具体地，第二路由器108为位于第二核心网与地面服务器109之间的综合承载路由器。

第二路由器108分别与第二主用列车接入单元105、第二备用列车接入单元106建立GRE(Generic Routing Encapsulation，通用路由封装)隧道：第二主用隧道和第二备用隧道。

第二核心网为LTE网络，用于承载上述两个GRE隧道，所有转发报文通过GRE封装后在第二核心网中进行传输。

第二主用隧道和第二备用隧道，具体可以通过LTE网络中的射频拉远单元(RemoteRadio Unit，RRU)、节点(eNodeB)、交换机和EPC(Evolved Packet Core)服务器物理实现。

第一主用隧道、第一备用隧道、第二主用隧道和第二备用隧道均开启基于开放最短路径优先协议的双向转发检测。

具体地，在综合承载路由器和所有TAU均通过GRE隧道起OSPF(开放最短路径优先协议，Open Shortest Path First)路由，当路由更新时全网能够快速感知，进而更新路由。

综合承载路由器向网络发布服务器网段路由，TAU向网络发布车载设备网段路由，因此不同数据报文能够根据OSPF路由通过不同的隧道转发到相应的设备。当网络结构发生变化的时候，能够快速的更新全网路由，实现业务路径的快速切换。

为了控制链路状态信息LSA泛洪的范围、减小链路状态数据库LSDB的大小、改善网络的可扩展性、达到快速地收敛，将自治系统划分成不同的区域(Area)来解决上述问题。综合承载路由器与地面服务器组成Area0，每列车的TAU与综合承载路由器组成AreaN(其中N为列车编号)，这样可以防止每列车的路由均在全网进行更新，导致网络收敛较慢。

综合承载路由器在Area0中发布路由为地面服务器网段路由，而在不同的列车TAU对应的的Area域内发布其对应的tunnel(隧道)网段路由；而车载TAU在其对应的Area域内发布其tunnel网段路由和其VRRP的虚拟IP地址网段路由，主用TAU发布的OSPF路由cost值设置为较小值，而备用TAU发布的OSPF路由cost值为较大值，这样可以保证综合承载路由器将下行业务转发到主用TAU上。

在综合承载路由器与TAU的隧道上开启基于OSPF的BFD(双向转发检测，Bidirectional Forwarding Detection)，用于检测该隧道链路是否正常，若出现异常情况即BFD检测超时，则BFD出现中断，同步断开该隧道上OSPF链接，进而全网更新路由，删除该条路由，路由器下行业务切换到备用路由(即cost值较大的路由上)，转发到备用TAU，此时VRRP检测到异常后进行VRRP切换，备用TAU获得VRRP虚拟IP地址可进行上行业务转发。

由于OSPF路由感知网络故障为秒级，无法满足轨道交通实时性要求，因此本发明实施例在TAU和综合承载路由器的GRE隧道间起BFD，在它们之间的所建立会话的通道上周期性的发送检测报文，如果某个系统在足够长的时间内没有收到对端的检测报文，则认为在这条到相邻系统的双向通道的某个部分发生了故障，协议邻居通过该方式可以快速检测到转发路径的连通故障，加快启用备份转发路径，提升现有网络性能。在隧道上开启BFD，并关联OSPF，能够快速的检测网络是否出现故障，实现与OSPF联动，快速更新OSPF路由，因而能够快速切换到备用TAU进行数据传输。

本发明实施例通过综合承载路由器和TAU建立GRE隧道实现链路的虚拟连接；在综合承载路由器和TAU上启动OSPF路由，实现路由的动态更新；每辆车单网络中接入两台TAU终端，建立VRRP实现主备终端的备份；在隧道上启用BFD并关联OSPF，快速感知无线链路变化或者设备故障，实现数据传输链路的快速切换，实现轨道交通通信系统中车载终端主备TAU备份的目的，能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。当主用TAU出现异常或者无线链路异常时能够通过BFD联动OSPF快速切换路由到备用TAU，实现列车通信的连通性，并快速感知时延较大链路，切换保证业务在较小时延链路上进行传输，保障轨道交通运行的稳定性。由于本发明实施例在无线网络中利用多种技术实现终端备份，且为通用协议，无需引入业务探测服务器进行终端业务探测，不仅能有效在提高运行稳定性的基础上降低系统成本，还能实现不同厂家网络设备的互联互通需求。

图2为根据本发明实施例提供的轨道交通终端备份方法的流程示意图。基于上述各实施例的内容，如图2所示，该方法包括：步骤S201、第一路由器检测若检测获知第一主用隧道异常，则断开第一主用隧道上与第一主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路。

需要说明的是，本发明实施例提供的轨道交通终端备份方法，基于执行本发明上述各实施例提供的轨道交通终端备份系统执行，该轨道交通终端备份系统包括的各装置实现相应功能的具体方法和流程详见上述轨道交通终端备份系统的实施例，此处不再赘述。因此，在前述各实施例中的轨道交通终端备份系统中的描述和定义，可以用于本发明实施例中各执行步骤的理解。

可以理解的是，第一核心网中，正常情况下通过第一主用列车接入单元(即主用TAU终端)传输CTBC业务数据。

当主用TAU终端出现异常，发生宕机，第一路由器通过BFD检测到第一主用隧道异常，或者主用TAU信号质量较差，导致业务时延较大，可能会导致CBTC未能及时传输而导致列车出现安全隐患，第一路由器通过BFD检测到第一主用隧道异常的时延较大。

上述两种情况，均表现为BFD检测到第一主用隧道的链路超时，说明第一主用隧道存在异常，第一路由器同步断开OSPF连接。

步骤S202、将路由切换至第一备用列车接入单元，基于第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

具体地，第一路由器断开第一主用隧道上与第一主用列车接入单元之间的OSPF链路之后，快速更新路由，下行业务转发到备用TAU(即第一备用列车接入单元)。

第一核心网中，TAU组成的VRRP此时只有备用TAU可用，因此备用TAU获得VRRP虚拟IP地址，上行业务通过备用TAU进行转发。

通过上述步骤，上下行CTBC业务数据均被切换至由第一备用列车接入单元进行转发。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，轨道交通终端备份方法还包括：第一主用列车接入单元若检测获知接收双向转发检测报文超时，则基于虚拟路由冗余协议将路由切换至第一备用列车接入单元，基于第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

具体地，第一核心网中，若主用TAU(即第一主用列车接入单元)出现在LTE网络中掉线情况，由于TAU开启了WAN口监测功能，未接收到BFD报文，第一主用列车接入单元主动进行VRRP切换，将业务切换到备用TAU(即第一备用列车接入单元)，备用TAU获得VRRP虚拟IP地址，上行业务通过备用TAU进行转发。

第一路由器断开第一主用隧道上与第一主用列车接入单元之间的OSPF链路，快速更新路由，下行业务转发到备用TAU。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，轨道交通终端备份方法还包括：第一交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息中断，则将CTBC业务数据切换至第一备用列车接入单元传输。

具体地，第一核心网中，若主用TAU(即第一主用列车接入单元)LAN口出现断开，则上行业务仅能通过备用TAU(即第一备用列车接入单元)转发，由于VRRP的心跳消息中断，备用TAU会升级为master(主用)，获得VRRP虚拟IP地址进行业务转发。

第一路由器将路由切换至第一备用列车接入单元。

具体地，由于VRRP进行切换，则第一路由器同步更新OSPF路由，删除主用TAU的OSPF路由，因此下行业务通过路由切换到备用TAU进行转发。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，将路由切换至第一备用列车接入单元，基于第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据之后，还包括：第一主用列车接入单元若检测获知第一主用隧道上与第一主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路启动，则将路由切换至第一主用列车接入单元。

具体地，路由切换至第一备用列车接入单元之后，第一主用列车接入单元恢复正常，与综合承载路由器(即第一路由器)重新建立第一主用隧道并建立OSPF连接，路由更新转发到主用TAU；并且VRPP设置为抢占模式后主用TAU获得VRRP虚拟IP地址，进而进行数据转发。

路由切换至第一备用列车接入单元之后，第一主用列车接入单元信号质量恢复、时延满足要求，当链路恢复正常后，重新建立OSPF连接，且VRRP协商主用TAU获得VRRP虚拟地址，业务均切换到主用TAU传输，能够及时保证业务时延保持为较小值。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，将CTBC业务数据切换至第一备用列车接入单元传输之后，还包括：第一交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息恢复，则将CTBC业务数据切换至第一主用列车接入单元传输。

具体地，第一核心网中，当主用TAU终端LAN口恢复后，心跳消息恢复，经过VRRP协商后主用TAU获得VRRP虚拟地址，业务均切换到主用TAU传输。

第一路由器将路由切换至第一主用列车接入单元。

具体地，第一路由器更新路由，将下行CTBC业务数据转发至第一主用列车接入单元。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，轨道交通终端备份方法还包括：第二路由器检测若检测获知第二主用隧道异常，则断开第二主用隧道上与第二主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路。

可以理解的是，第二核心网中，正常情况下通过第二主用列车接入单元(即主用TAU终端)传输CTBC业务数据。

当主用TAU终端出现异常，发生宕机，第二路由器通过BFD检测到第二主用隧道异常，或者主用TAU信号质量较差，导致业务时延较大，可能会导致CBTC未能及时传输而导致列车出现安全隐患，第二路由器通过BFD检测到第二主用隧道异常的时延较大。

上述两种情况，均表现为BFD检测到第二主用隧道的链路超时，说明第二主用隧道存在异常，第二路由器同步断开OSPF连接。

将路由切换至第二备用列车接入单元，基于第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

具体地，第二路由器断开第二主用隧道上与第二主用列车接入单元之间的OSPF链路之后，快速更新路由，下行业务转发到备用TAU(即第二备用列车接入单元)。

第二核心网中，TAU组成的VRRP此时只有备用TAU可用，因此备用TAU获得VRRP虚拟IP地址，上行业务通过备用TAU进行转发。

通过上述步骤，上下行CTBC业务数据均被切换至由第二备用列车接入单元进行转发。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，轨道交通终端备份方法还包括：第二主用列车接入单元若检测获知接收双向转发检测报文超时，则基于虚拟路由冗余协议将路由切换至第二备用列车接入单元，基于第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

具体地，第二核心网中，若主用TAU(即第二主用列车接入单元)出现在LTE网络中掉线情况，由于TAU开启了WAN口监测功能，未接收到BFD报文，第二主用列车接入单元主动进行VRRP切换，将业务切换到备用TAU(即第二备用列车接入单元)，备用TAU获得VRRP虚拟IP地址，上行业务通过备用TAU进行转发。

第二路由器断开第二主用隧道上与第二主用列车接入单元之间的OSPF链路，快速更新路由，下行业务转发到备用TAU。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，轨道交通终端备份方法还包括：第二交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息中断，则将CTBC业务数据切换至第二备用列车接入单元传输。

具体地，第二核心网中，若主用TAU(即第二主用列车接入单元)LAN口出现断开，则上行业务仅能通过备用TAU(即第二备用列车接入单元)转发，由于VRRP的心跳消息中断，备用TAU会升级为master(主用)，获得VRRP虚拟IP地址进行业务转发。

第二路由器将路由切换至第二备用列车接入单元。

具体地，由于VRRP进行切换，则第二路由器同步更新OSPF路由，删除主用TAU的OSPF路由，因此下行业务通过路由切换到备用TAU进行转发。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，将路由切换至第二备用列车接入单元，基于第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据之后，还包括：第二主用列车接入单元若检测获知第二主用隧道上与第二主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路启动，则将路由切换至第二主用列车接入单元。

具体地，路由切换至第二备用列车接入单元之后，第二主用列车接入单元恢复正常，与综合承载路由器(即第二路由器)重新建立第二主用隧道并建立OSPF连接，路由更新转发到主用TAU；并且VRPP设置为抢占模式后主用TAU获得VRRP虚拟IP地址，进而进行数据转发。

路由切换至第二备用列车接入单元之后，第二主用列车接入单元信号质量恢复、时延满足要求，当链路恢复正常后，重新建立OSPF连接，且VRRP协商主用TAU获得VRRP虚拟地址，业务均切换到主用TAU传输，能够及时保证业务时延保持为较小值。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

基于上述各实施例的内容，将CTBC业务数据切换至第二备用列车接入单元传输之后，还包括：第二交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息恢复，则将CTBC业务数据切换至第二主用列车接入单元传输。

具体地，第二核心网中，当主用TAU终端LAN口恢复后，心跳消息恢复，经过VRRP协商后主用TAU获得VRRP虚拟地址，业务均切换到主用TAU传输。

第二路由器将路由切换至第二主用列车接入单元。

具体地，第二路由器更新路由，将下行CTBC业务数据转发至第二主用列车接入单元。

本发明实施例基于BFD和OSPF技术，保证当TAU终端出现异常情况或者无线链路不稳定时能够及时切换TAU终端，保证业务连续性，避免出现通信丢失而导致的安全事故，从而能降低轨道交通系统的风险性、提高轨道交通系统的安全性。

以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行上述各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种轨道交通终端备份系统，其特征在于，包括：

第一主用列车接入单元、第一备用列车接入单元、第一交换机、第一路由器、第二主用列车接入单元、第二备用列车接入单元、第二交换机和第二路由器；

所述第一主用列车接入单元和所述第一备用列车接入单元均与所述第一交换机连接，构成虚拟路由冗余协议主备网络；所述第一主用列车接入单元设置于车头，所述第一备用列车接入单元设置于车尾；

所述第二主用列车接入单元和所述第二备用列车接入单元均与所述第二交换机连接，构成虚拟路由冗余协议主备网络；所述第二主用列车接入单元设置于车尾，所述第二备用列车接入单元设置于车头；

所述第一主用列车接入单元与所述第一路由器之间通过第一主用隧道进行通信；所述第一备用列车接入单元与所述第一路由器之间通过第一备用隧道进行通信；所述第一主用隧道和所述第一备用隧道的承载网络均为第一核心网；所述第一路由器与地面服务器连接；

所述第二主用列车接入单元与所述第二路由器之间通过第二主用隧道进行通信；所述第二备用列车接入单元与所述第二路由器之间通过第二备用隧道进行通信；所述第二主用隧道和所述第二备用隧道的承载网络均为第二核心网；所述第二路由器与地面服务器连接；

所述第一主用隧道、所述第一备用隧道、所述第二主用隧道和所述第二备用隧道均开启基于开放最短路径优先协议的双向转发检测。

2.一种基于如权利要求1所述的轨道交通终端备份系统的轨道交通终端备份方法，其特征在于，包括：

第一路由器检测若检测获知第一主用隧道异常，则断开所述第一主用隧道上与第一主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路；

将路由切换至第一备用列车接入单元，基于所述第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

3.根据权利要求2所述的轨道交通终端备份方法，其特征在于，还包括：

所述第一主用列车接入单元若检测获知接收双向转发检测报文超时，则基于虚拟路由冗余协议将路由切换至所述第一备用列车接入单元，基于所述第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

4.根据权利要求2所述的轨道交通终端备份方法，其特征在于，还包括：

第一交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息中断，则将CTBC业务数据切换至所述第一备用列车接入单元传输；

所述第一路由器将路由切换至所述第一备用列车接入单元。

5.根据权利要求2至4任一所述的轨道交通终端备份方法，其特征在于，还包括：

第二路由器检测若检测获知第二主用隧道异常，则断开所述第二主用隧道上与第二主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路；

将路由切换至第二备用列车接入单元，基于所述第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

6.根据权利要求5所述的轨道交通终端备份方法，其特征在于，还包括：

所述第二主用列车接入单元若检测获知接收双向转发检测报文超时，则基于虚拟路由冗余协议将路由切换至所述第二备用列车接入单元，基于所述第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据。

7.根据权利要求5所述的轨道交通终端备份方法，其特征在于，还包括：

第二交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息中断，则将CTBC业务数据切换至所述第二备用列车接入单元传输；

所述第二路由器将路由切换至所述第二备用列车接入单元。

8.根据权利要求2所述的轨道交通终端备份方法，其特征在于，所述将路由切换至第一备用列车接入单元，基于所述第一备用列车接入单元传输CTBC业务数据之后，还包括：

所述第一主用列车接入单元若检测获知所述第一主用隧道上与第一主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路启动，则将路由切换至所述第一主用列车接入单元。

9.根据权利要求4所述的轨道交通终端备份方法，其特征在于，所述将CTBC业务数据切换至所述第一备用列车接入单元传输之后，还包括：

所述第一交换机若检测获知虚拟路由冗余协议的心跳消息恢复，则将CTBC业务数据切换至所述第一主用列车接入单元传输；

所述第一路由器将路由切换至所述第一主用列车接入单元。

10.根据权利要求5所述的轨道交通终端备份方法，其特征在于，所述将路由切换至第二备用列车接入单元，基于所述第二备用列车接入单元传输CTBC业务数据之后，还包括：

所述第二主用列车接入单元若检测获知所述第二主用隧道上与第二主用列车接入单元之间基于开放最短路径优先协议的链路启动，则将路由切换至所述第二主用列车接入单元。

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