CN111516734A - 一种铁路列车的数据通信方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铁路列车的数据通信方法和系统，该铁路列车的数据通信方法包括：中央控制设备从数据存储设备中获取线路数据；数据存储设备用于集中存储线路数据；中央控制设备将线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备；各分区控制设备存储接收到的线路数据和进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，以便进行列车运行控制。本申请设置了用于集中管理线路数据的数据存储设备，有效保障了各子系统设备间的数据一致性，并极大方便了对线路数据的完整性检测，有效提高了列车安全防护处理的效率，降低了列车间安全防护距离需求以及列车维护期间对铁路运营的影响。

Description

一种铁路列车的数据通信方法和系统

技术领域

本申请涉及铁路列车运营控制技术领域，特别涉及一种铁路列车的数据通信方法和系统。

背景技术

数据通信是高铁、动车、磁悬浮等列车运行控制中的重要一环。特别地，对于采用无人驾驶的磁悬浮列车来说，运营线路的控制主要依赖于相关数据，包括线路数据等，因此保障通信数据的一致性和完整性对于行车安全至关重要。

一般地，列车运行的相关控制系统包括有中央控制设备、分区控制设备、牵引控制设备和车载控制设备等几个子系统，而在相关技术中，线路数据分别存储在各个子系统中，由各子系统分别独立进行数据调用，由此需要分别对各个子系统进行数据完整性检查。一旦发现有子系统出现线路数据异常，列车需要进行紧急停车，并需要人工重新为各个子系统更新数据，待人工修护完成后才能重新启动列车。

由于相关技术中线路数据的管理和分布情况较为复杂，因此对线路数据的检索和解析过程较为复杂，导致列车的维护处理时间较长，无法将车载软件的运行周期时间缩短，列车间的安全防护距离将被大大拉长，扩大了对列车运营的影响。鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种铁路列车的数据通信方法和系统，以便在保障行车安全的基础上有效提高列车的数据维护效率。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种铁路列车的数据通信方法，包括：

中央控制设备从数据存储设备中获取线路数据；所述数据存储设备用于集中存储所述线路数据；

所述中央控制设备将所述线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备；

各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，以便进行列车运行控制。

可选地，所述各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，包括：

各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据，并实时将对应于当前行车位置的所述线路数据和所述进路数据发送至所述牵引控制设备和所述车载控制设备。

可选地，在所述中央控制设备从存储设备中获取线路数据之前，还包括：

所述中央控制设备向所述分区控制设备发送列车登录指令；

所述分区控制设备向所述车载控制设备发送列车参数获取请求，并在接收到所述车载控制设备发送的车载参数后，向所述中央控制设备发送列车登录成功消息以及所述车载参数。

可选地，所述分区控制设备在接收到所述车载控制设备发送的车载参数后、向所述中央控制设备发送列车登录成功消息以及所述车载参数之前，还包括：

所述分区控制设备和所述牵引控制设备对所述车载参数进行完整性检测。

可选地，在所述各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备之后，还包括：

所述中央控制设备定时向各所述分区控制设备发送完整性检测指令；

各所述分区控制设备和所述牵引控制设备分别对本地存储的所述线路数据和所述进路数据进行完整性检测；

各所述分区控制设备将自身和所述牵引控制设备的完整性检测结果反馈至所述中央控制设备。

可选地，还包括：

在出现数据一致性或者完整性异常情况时，所述中央控制设备向各所述分区控制设备、所述牵引控制设备和所述车载控制设备发起数据更新。

第二方面，本申请公开了一种铁路列车的数据通信系统，包括：

数据存储设备，用于集中存储线路数据；

中央控制设备，用于从所述数据存储设备中获取所述线路数据，将所述线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备；

所述分区控制设备，用于存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备；

所述牵引控制设备，用于根据所述线路数据和所述进路数据进行地面牵引控制；

所述车载控制设备，用于根据所述线路数据和所述进路数据进行行车控制。

可选地，所述分区控制设备具体用于：

存储接收到的所述线路数据和所述进路数据，并实时将对应于当前行车位置的所述线路数据和所述进路数据发送至所述牵引控制设备和所述车载控制设备。

可选地，所述中央控制设备还用于：

在从所述存储设备中获取所述线路数据之前，向所述分区控制设备发送列车登录指令；

所述分区控制设备还用于：

向所述车载控制设备发送列车参数获取请求，在接收到所述车载控制设备发送的车载参数后，向所述中央控制设备发送列车登录成功消息以及所述车载参数。

可选地，所述分区控制设备和所述牵引控制设备还用于：

在所述分区控制设备接收到所述车载控制设备发送的车载参数后、所述分区控制设备向所述中央控制设备发送列车登录成功消息以及所述车载参数之前，分别对所述车载参数进行完整性检测。

可选地，所述中央控制设备还用于：

在各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备之后，定时向各所述分区控制设备发送完整性检测指令；

各所述分区控制设备还用于：

将所述分区控制设备与所述牵引控制设备分别针对本地存储的所述线路数据和所述进路数据的完整性检测结果反馈至所述中央控制设备。

可选地，所述中央控制设备还用于：

在出现数据一致性或者完整性异常情况时，向各所述分区控制设备、所述牵引控制设备和所述车载控制设备发起数据更新。

本申请所提供的铁路列车的数据通信方法包括：中央控制设备从数据存储设备中获取线路数据；所述数据存储设备用于集中存储所述线路数据；所述中央控制设备将所述线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备；各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，以便进行列车运行控制。

可见，本申请所提供的铁路列车的数据通信方法，通过设置用于集中管理线路数据的数据存储设备，线路数据由中央控制设备从数据存储设备中获取，进而转发至牵引控制设备和车载控制设备，有效保障了各子系统设备间的数据一致性，并极大方便了对线路数据的完整性检测，有效提高了列车安全防护处理的效率，降低了列车间安全防护距离需求以及列车维护期间对铁路运营的影响。本申请所提供的铁路列车的数据通信装置同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例公开的一种铁路列车的数据通信方法的流程图；

图2为本申请实施例公开的一种铁路列车的数据通信方法的过程示意图；

图3为本申请实施例公开的一种铁路列车的数据通信系统的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种铁路列车的数据通信方法和系统，以便在保障行车安全的基础上有效提高列车的数据维护效率。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

当前，列车运行的相关控制系统包括有中央控制设备、分区控制设备、牵引控制设备和车载控制设备等几个子系统，而在相关技术中，线路数据分别存储在各个子系统中，由各子系统分别独立进行数据调用，由此需要分别对各个子系统进行数据完整性检查。一旦发现有子系统出现线路数据异常，列车需要进行紧急停车，并需要人工重新为各个子系统更新数据，待人工修护完成后才能重新启动列车。由于相关技术中线路数据的管理和分布情况较为复杂，因此对线路数据的检索和解析过程较为复杂，导致列车的维护处理时间较长，无法将车载软件的运行周期时间缩短，列车间的安全防护距离将被大大拉长，扩大了对列车运营的影响。鉴于此，本申请提供了一种铁路列车的数据通信方案，可有效解决上述问题。

参见图1所示，本申请实施例公开了一种铁路列车的数据通信方法，主要包括：

S101：中央控制设备从数据存储设备中获取线路数据；数据存储设备用于集中存储线路数据。

具体地，需要说明的是，本申请所提供的铁路列车的数据通行方法中，具体设置有用于集中存储和管理线路数据的数据存储设备，即，其他各个子系统设备所使用的线路数据均来源于数据存储设备。由于数据存储设备是线路数据的唯一数据源，因此，可有效保障线路数据在各个子系统设备间传输中的一致性，并且可有效简化对线路数据的完整性检测和管理，提高列车的维修防护效率，减少列车的维护处理时间和对铁路运营的影响。

S102：中央控制设备将线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备。

作为一个具体实施例，数据存储设备可具体设置在中央控制设备处，中央控制设备从数据存储设备中取得线路数据后，便可利用子系统设备间的通信网，将中央控制设备基于列车控制程序生成的进路数据以及线路数据发送至对应的分区控制设备。

容易理解的是，分区控制设备用于进行分区管理，各自负责一个对应的区段。中央控制设备发送至每个分区控制设备的相关数据(包括线路数据和进路数据)均为对应于该分区控制设备所在区段的数据，包括进路数据和线路数据。

S103：各分区控制设备存储接收到的线路数据和进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，以便进行列车运行控制。

具体地，分区控制设备进一步存储对应的线路数据和进路数据，并发送至牵引控制设备和列车上的车载控制设备，由牵引控制设备配合车载控制设备完成列车牵引和列车运行控制。

容易理解的是，同一区段内的行驶车辆可以具体为多个，分区控制设备发送至车载控制设备的相关数据可具体为与该车载控制设备所在车辆对应的相关数据。

本申请实施例所提供的铁路列车的数据通信方法包括：中央控制设备从数据存储设备中获取线路数据；数据存储设备用于集中存储线路数据；中央控制设备将线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备；各分区控制设备存储接收到的线路数据和进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，以便进行列车运行控制。

可见，本申请设置了用于集中管理线路数据的数据存储设备，线路数据由中央控制设备从数据存储设备中获取，进而转发至牵引控制设备和车载控制设备，有效保障了各子系统设备间的数据一致性，并极大方便了对线路数据的完整性检测，有效提高了列车安全防护处理的效率，降低了列车间安全防护距离需求以及列车维护期间对铁路运营的影响。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的铁路列车的数据通信方法在上述内容的基础上，各分区控制设备存储接收到的线路数据和进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，包括：

各分区控制设备存储接收到的线路数据和进路数据，并实时将对应于当前行车位置的线路数据和进路数据发送至牵引控制设备和车载控制设备。

具体地，一个分区控制设备所对应的整个区段范围内的相关数据量较大，因此，本实施例中分区控制设备在向牵引控制设备和车载控制设备发送相关数据时具体是实时发送的，并且仅发送当前行车位置处的相关数据，而车载控制设备并不进行数据存储，只需实时解析调用所接收到的线路数据和进路数据。如此，可有效避免车载控制设备因存储损坏而导致与地面子系统设备的数据不一致的问题出现；并且，可有效减少相关数据的传输时延，避免因线路数据复杂而导致列车数据维护处理时间过长和增大安全防护距离，进而也不会出现在对列车紧急制动时无法及时停车到指定区域的情况。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的铁路列车的数据通信方法在上述内容的基础上，在中央控制设备从存储设备中获取线路数据之前，还包括：

中央控制设备向分区控制设备发送列车登录指令；

分区控制设备向车载控制设备发送列车参数获取请求，并在接收到车载控制设备发送的车载参数后，向中央控制设备发送列车登录成功消息以及车载参数。

具体地，在列车启动运行之前，可进行列车登录以进行列车验证，特别是对于无人驾驶的磁悬浮列车。具体地，在整个列车运控系统启动后，各个子系统设备分别进行自检及系统初始化。当中央控制设备完成系统初始化后，可周期发送列车登录指令给分区控制设备，分区控制设备在准备就绪后发送列车参数获取请求至车载控制设备，车载控制设备准备就绪后便返回列车参数给分区控制设备，通知分区控制设备列车已经准备就绪。其中，列车参数可具体包括列车编号，车重，列车长度等参数信息。

分区控制设备在接收到列车参数并确定列车已经完成登录后，便可转发列车参数至中央控制设备，并向中央控制设备发送列车登录成功消息。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的铁路列车的数据通信方法在上述内容的基础上，分区控制设备在接收到车载控制设备发送的车载参数后、向中央控制设备发送列车登录成功消息以及车载参数之前，还包括：

分区控制设备和牵引控制设备对车载参数进行完整性检测。

具体地，本实施例中，分区控制设备在将列车登录成功消息发送至中央控制设备之前，可先针对列车参数进行完整性检测，并同时通知牵引控制设备进行完整性检测。其中，针对列车参数的完整性检测可具体包括对列车数目、列车位置等信息的校验，以便进一步保障数据正确性和行车安全。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的铁路列车的数据通信方法在上述内容的基础上，在各分区控制设备存储接收到的线路数据和进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备之后，还包括：

中央控制设备定时向各分区控制设备发送完整性检测指令；

各分区控制设备和牵引控制设备分别对本地存储的线路数据和进路数据进行完整性检测；

各分区控制设备将自身和牵引控制设备的完整性检测结果反馈至中央控制设备。

具体地，由于数据一致性和完整性时行车控制中的重要一环，因此，中央控制设备可周期性地不断发起针对线路数据和进路数据的完整性检测。由于本实施例中车载控制设备不具备数据存储功能，而分区控制设备和牵引控制设备均具备数据存储功能而存储有接收到的线路数据和进路数据，因此，本实施例中分区控制设备和牵引控制设备均需要进行数据完整性检测。

具体地，中央控制设备将完整性检测指令发送至各个分区控制设备，各分区控制设备再将完整性检测指令发送至牵引控制设备，分区控制设备和牵引控制设备分别对本地存储的线路数据和进路数据进行完整性检测，牵引控制设备将检测结果返回至分区控制设备，分区控制设备再将自身的数据完整性检测结果以及牵引控制设备的数据完整性检测结果反馈至中央控制设备。

具体地，上述过程可具体参见图2，图2为本申请实施例公开的一种铁路列车的数据通信方法的过程示意图。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的铁路列车的数据通信方法在上述内容的基础上，还包括：

在出现数据一致性或者完整性异常情况时，中央控制设备向各分区控制设备、牵引控制设备和车载控制设备发起数据更新。

具体地，在本实施例中，可在检测到数据异常后自动进行数据更新，而无需人为修复，极大地提高了列车数据维护处理的效率。具体地，由于本申请中的线路数据是集中存储在数据存储设备中的，因此，中央控制设备将以数据存储设备中存储的数据为数据修复依据，在检测到数据异常后主动发起数据更新，根据数据存储设备中存储的数据对分区控制设备、牵引控制设备和车载控制设备进行数据更新。由此，本实施例可有效避免人工更新数据的操作失误，并且基于中央控制设备有效提高了数据修复的实时性。

参见图3所示，本申请实施例公开了一种铁路列车的数据通信系统，主要包括：

数据存储设备301，用于集中存储线路数据；

中央控制设备302，用于从数据存储设备301中获取线路数据，将线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备303；

分区控制设备303，用于存储接收到的线路数据和进路数据并发送至牵引控制设备304和车载控制设备305；

牵引控制设备304，用于根据线路数据和进路数据进行地面牵引控制；

车载控制设备305，用于根据线路数据和进路数据进行行车控制。

可见，本申请实施例所公开的铁路列车的数据通信装置，通过设置用于集中管理线路数据的数据存储设备，线路数据由中央控制设备从数据存储设备中获取，进而转发至牵引控制设备和车载控制设备，有效保障了各子系统设备间的数据一致性，并极大方便了对线路数据的完整性检测，有效提高了列车安全防护处理的效率，降低了列车间安全防护距离需求以及列车维护期间对铁路运营的影响。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的铁路列车的数据通信装置在上述内容的基础上，分区控制设备303具体用于：

存储接收到的线路数据和进路数据，并实时将对应于当前行车位置的线路数据和进路数据发送至牵引控制设备304和车载控制设备305。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的铁路列车的数据通信装置在上述内容的基础上，中央控制设备302还用于：

在从存储设备中获取线路数据之前，向分区控制设备303发送列车登录指令；

分区控制设备303还用于：

向车载控制设备发送列车参数获取请求，在接收到车载控制设备发送的车载参数后，向中央控制设备302发送列车登录成功消息以及车载参数。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的铁路列车的数据通信装置在上述内容的基础上，分区控制设备303和牵引控制设备304还用于：

在分区控制设备303接收到车载控制设备305发送的车载参数后、分区控制设备303向中央控制设备302发送列车登录成功消息以及车载参数之前，分别对车载参数进行完整性检测。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的铁路列车的数据通信装置在上述内容的基础上，中央控制设备302还用于：

在各分区控制设备303存储接收到的线路数据和进路数据并发送至牵引控制设备304和车载控制设备305之后，定时向各分区控制设备303发送完整性检测指令；

各分区控制设备303还用于：

将分区控制设备303与牵引控制设备304分别针对本地存储的线路数据和进路数据的完整性检测结果反馈至中央控制设备302。

作为一种具体实施例，本申请实施例所公开的铁路列车的数据通信装置在上述内容的基础上，中央控制设备302还用于：

在出现数据一致性或者完整性异常情况时，向各分区控制设备303、牵引控制设备304和车载控制设备305发起数据更新。

关于上述铁路列车的数据通信装置的具体内容，可参考前述关于铁路列车的数据通信方法的详细介绍，这里就不再赘述。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，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“包括一个……”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。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种铁路列车的数据通信方法，其特征在于，包括：

中央控制设备从数据存储设备中获取线路数据；所述数据存储设备用于集中存储所述线路数据；

所述中央控制设备将所述线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备；

各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，以便进行列车运行控制。

2.根据权利要求1所述的数据通信方法，其特征在于，所述各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备，包括：

各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据，并实时将对应于当前行车位置的所述线路数据和所述进路数据发送至所述牵引控制设备和所述车载控制设备。

3.根据权利要求1所述的数据通信方法，其特征在于，在所述中央控制设备从存储设备中获取线路数据之前，还包括：

所述中央控制设备向所述分区控制设备发送列车登录指令；

所述分区控制设备向所述车载控制设备发送列车参数获取请求，并在接收到所述车载控制设备发送的车载参数后，向所述中央控制设备发送列车登录成功消息以及所述车载参数。

4.根据权利要求3所述的数据通信方法，其特征在于，所述分区控制设备在接收到所述车载控制设备发送的车载参数后、向所述中央控制设备发送列车登录成功消息以及所述车载参数之前，还包括：

所述分区控制设备和所述牵引控制设备对所述车载参数进行完整性检测。

5.根据权利要求1所述的数据通信方法，其特征在于，在所述各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备之后，还包括：

所述中央控制设备定时向各所述分区控制设备发送完整性检测指令；

各所述分区控制设备和所述牵引控制设备分别对本地存储的所述线路数据和所述进路数据进行完整性检测；

各所述分区控制设备将自身和所述牵引控制设备的完整性检测结果反馈至所述中央控制设备。

6.根据权利要求1至5任一项所述的数据通信方法，其特征在于，还包括：

在出现数据一致性或者完整性异常情况时，所述中央控制设备向各所述分区控制设备、所述牵引控制设备和所述车载控制设备发起数据更新。

7.一种铁路列车的数据通信系统，其特征在于，包括：

数据存储设备，用于集中存储线路数据；

中央控制设备，用于从所述数据存储设备中获取所述线路数据，将所述线路数据以及生成的进路数据发送至各区段的分区控制设备；

所述分区控制设备，用于存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备；

所述牵引控制设备，用于根据所述线路数据和所述进路数据进行地面牵引控制；

所述车载控制设备，用于根据所述线路数据和所述进路数据进行行车控制。

8.根据权利要求7所述的数据通信系统，其特征在于，所述分区控制设备具体用于：

存储接收到的所述线路数据和所述进路数据，并实时将对应于当前行车位置的所述线路数据和所述进路数据发送至所述牵引控制设备和所述车载控制设备。

9.根据权利要求7所述的数据通信系统，其特征在于，所述中央控制设备还用于：

在从所述存储设备中获取所述线路数据之前，向所述分区控制设备发送列车登录指令；

所述分区控制设备还用于：

向所述车载控制设备发送列车参数获取请求，在接收到所述车载控制设备发送的车载参数后，向所述中央控制设备发送列车登录成功消息以及所述车载参数。

10.根据权利要求7所述的数据通信系统，其特征在于，所述中央控制设备还用于：

在各所述分区控制设备存储接收到的所述线路数据和所述进路数据并发送至牵引控制设备和车载控制设备之后，定时向各所述分区控制设备发送完整性检测指令；

各所述分区控制设备还用于：

将所述分区控制设备与所述牵引控制设备分别针对本地存储的所述线路数据和所述进路数据的完整性检测结果反馈至所述中央控制设备。

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