CN112550382A - 用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法 - Google Patents

用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，该方法在基于安全平台的临时限速服务器应用层设计IP切换的控制逻辑，同时在平台层提供接口函数完成底层IP增加及删除操作，从而实现无线通信通道冗余切换。与现有技术相比，本发明提高了无线通信通道切换的准确性，从而进一步提高了通信系统的安全性等优点。

Description

用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法
技术领域
本发明涉及列控系统的设备通信技术，尤其是涉及一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法。
背景技术
目前我国CTCS-3级列控系统地面设备无线闭塞中心使用了车地无线通信接口，采用基于GSM-R的电路域消息分组方式。在无线闭塞中心设备中配置了专用ISDN协议转换设备，用于将电路域消息映射成30个通道的分组域消息。
当前我国的高铁ATO中开始使用基于GSM-R的分组域(GPRS)方式，完成地面设备与无线网设备的通信。其中青藏铁路新型列控系统采用GPRS网络作为车地数据传输方式，通过相应的技术可实现基于安全平台的通道冗余切换功能，现有的通道冗余切换方法普遍采用以下技术：在无线通信服务器间需要心跳保活的机制来实现通道冗余切换，但是这种方法普遍存在故障点多，操作复杂等问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的一个方面，提供了一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，该方法在基于安全平台的临时限速服务器应用层设计IP切换的控制逻辑，同时在平台层提供接口函数完成底层IP增加及删除操作，从而实现无线通信通道冗余切换。
作为优选的技术方案，所述的临时限速服务器包括用于完成应用逻辑运算的主控单元和用于完成通信层相关功能的通信单元。
作为优选的技术方案，所述的方法具体包括以下步骤：
第一步：周期性获取平台相关状态，更新ping网关的结果，更新收到逻辑IP设置成功标识，以及更新删除逻辑IP设置成功标识；
第二步：主逻辑处理，采用划分时间片方式进行处理后得到标志位信息；
第三步：根据第二步输出的标志位信息，调用平台接口函数，控制通信板的功能输出。
作为优选的技术方案，所述的平台相关状态包括两个通信板的工作状态。
作为优选的技术方案，所述的采用划分时间片方式进行处理后得到标志位信息具体包括：
第1时间片内，重置更新每个网口相关状态信息，并向平台输出ping网关的命令；
第2时间片内，根据网口与无线网关的连接状态，更新是否要输出增加逻辑IP或删除逻辑IP的命令处理；
第3时间片内，根据第2时间片内的处理结果，进行标志位信息的处理。
作为优选的技术方案，所述的第1时间片内，若通信板故障，如果当前网口的处理状态为正在附加或附加成功，则设置处理状态为未附加状态；如果当前网口的处理状态为正在删除过程中，则维持正在删除的状态，直至删除成功。
作为优选的技术方案，所述的更新是否要输出增加逻辑IP或删除逻辑IP的命令处理具体过程如下：
若A系通信板和B系通信板与GPRS网关物理层连接均正常，且两个通信板均未附加逻辑IP，则向A系通信板对应网口配置增加逻辑IP，否则不处理；
若A系通信板物理层连接正常，且B系通信板物理层连接中断，若B系通信板上附着了逻辑IP，则启动B系通信板删除逻辑IP的处理，A系通信板设置增加逻辑IP的标识；
若A系通信板物理层连接断开，且B系通信板物理层连接正常，若A系通信板上附着了逻辑IP，则启动A系通信板删除逻辑IP的处理，B系通信板设置增加逻辑IP的标识；
若A系通信板与B系通信板物理层均连接断开，则不处理。
作为优选的技术方案，所述的进行标志位信息的处理过程如下：
检查A系通信板设置了增加逻辑IP的标识，且B系通信板为未附着逻辑IP，则设置向A系通信板网口上附着逻辑IP的标志位；
检查B系通信板设置了增加逻辑IP的标识，且A系通信板为未附着逻辑IP，则设置向B系通信板网口上附着逻辑IP的标志位。
作为优选的技术方案，所述的第三步具体为：
301)处理网口的ping网关命令，调用平台接口发送给通信板；
302)处理逻辑IP设置命令，调用平台接口发送给通信板；
303)处理逻辑IP删除功能，调用平台接口函数，发送给通信板。
作为优选的技术方案，所述的平台接口函数包括：
获取通信板状态：GetCommBoradState(boardId)；
发送ping网关的消息：SendPingGateWay(ethIndex)；
获取平台ping网关的状态：GetEthPingResult(ethIndex)；
发送增加逻辑IP的消息：SetEthAddIP(ethIndex)；
获取增加逻辑IP的反馈：GetEthAddIPResult(ethIndex)；
发送删除逻辑IP的消息：SetEthDeleteIP(ethIndex)；
获取删除IP的反馈：GetEthDeleteIPResult(ethIndex)。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明由应用控制平台通信板的相关状态，实现了平台通信板与车通信IP的切换功能，这种切换方式大大提高了切换的准确性，从而进一步提高了通信系统的安全性；
2)本发明改变现有的无线通信服务器间需要心跳保活的机制，直接在通信板上叠加该功能，减少了故障点，从而进一步提高了操作便利性和系统安全性；
3)本发明应用层功能与通信功能独立处理，应用层根据两个通信板状态，切换通道的工作状态，大大提高了切换效率。
附图说明
图1为通信板1附着了逻辑IP且两个冗余通道均通信正常的示意图；
图2为TSRS的通道1通信故障后，逻辑IP附着在通信板2上时的工作状态示意图。
具体实施方式
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。
本发明为了在安全平台上实现无线通信通道切换方法，即在基于安全平台的临时限速服务器应用层设计IP切换的逻辑，平台层提供接口函数完成底层IP增加及删除操作。
应用层使用相关接口功能如下：
获取通信板状态：GetCommBoradState(boardId)；
发送ping网关的消息：SendPingGateWay(ethIndex)；
获取平台ping网关的状态：GetEthPingResult(ethIndex)；
发送增加逻辑IP的消息：SetEthAddIP(ethIndex)；
获取增加逻辑IP的反馈：GetEthAddIPResult(ethIndex)；
发送删除逻辑IP的消息：SetEthDeleteIP(ethIndex)；
获取删除IP的反馈：GetEthDeleteIPResult(ethIndex)；
在基于安全平台的临时限速服务器系统中，主要分为主控单元及通信单元两部分，由主控运算单元完成应用逻辑，通信单元完成通信层相关功能。具体实现步骤如下：
第一步：周期获取平台相关状态，包括两个通信板的工作状态，更新ping网关的结果，更新收到逻辑IP设置成功标识，更新删除逻辑IP设置成功标识。
第二步：主逻辑处理。因采用应用与平台配合实现该功能，故使用定时器，划分时间片处理的方式。
设置网口内部状态的状态机，分别状态为：
FLAG_IP_FLOAT_TRUE，FLAG_IP_FLOAT_FALSE，FLAG_IP_FLOAT_ADD_ING，FLAG_IP_FLOAT_DEL_ING。
第1时间片内，完成功能：重置更新每个网口相关状态信息，并向平台输出ping网关的命令。在一系通信板故障或关闭时，删除逻辑IP没有反馈的异常处理。
若通信板故障(未上电或正在重新启动)，如果当前网口的处理状态为正在附加或附加成功，则设置处理状态为未附加状态。如果当前网口的处理状态为正在删除过程中，则维持正在删除的状态，直至删除成功。
第2时间片内，完成功能：根据网口与无线网关的连接状态，更新是否要输出增加逻辑IP或删除逻辑IP的命令处理。
若A系通信板和B系通信板与GPRS网关物理层连接正常，且两个通信板均未附加逻辑IP，则向A系通信板对应网口配置增加逻辑IP。否则不处理。
若A系通信板物理层连接正常，且B系通信板物理层连接中断，若B系通信板上附着了逻辑IP，则启动B系通信板删除逻辑IP的处理，A系通信板设置增加逻辑IP的标识。
若A系通信板物理层连接断开，且B系通信板物理层连接正常，若A系通信板上附着了逻辑IP，则启动A系通信板删除逻辑IP的处理，B系通信板设置增加逻辑IP的标识。
若A系通信板与B系通信板物理层均连接断开，则不处理。
第3时间片内，完成功能：根据上一步的处理结果，在检查A系通信板设置了增加逻辑IP的标识，且B系通信板为未附着逻辑IP，则设置向A系通信板网口上附着逻辑IP的标志位。检查B系通信板设置了增加逻辑IP的标识，且A系通信板为未附着逻辑IP，则设置向B系通信板网口上附着逻辑IP的标志位。
第三步：根据第二步输出的标志位信息，调用平台接口函数，控制通信板的功能输出。主要包括：a.处理网口的ping网关命令，调用平台接口发送给通信板。b.处理逻辑IP设置命令，调用平台接口发送给通信板。c.处理逻辑IP删除功能，调用平台接口函数，发送给通信板。
如图1所示，为通信板1附着了逻辑IP，且两个冗余通道均通信正常时的示意图；图中通道1通信板附着了逻辑IP_A。
如图2所示，为TSRS的通道1通信故障后，逻辑IP附着在通信板2上时的工作状态示意图。通道1故障后，应用控制通信板1删除逻辑IP_A成功后，将逻辑IP_A附着在通信板2，TSRS通过通道2与车载建立通信连接。
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 (10)

1.一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，该方法基于安全平台的临时限速服务器应用层设计IP切换的控制逻辑，同时在平台层提供接口函数完成底层IP增加及删除操作，从而实现无线通信通道冗余切换。
2.根据权利要求1所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的临时限速服务器包括用于完成应用逻辑运算的主控单元和用于完成通信层相关功能的通信单元。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的方法具体包括以下步骤：
第一步：周期性获取平台相关状态，更新ping网关的结果，更新收到逻辑IP设置成功标识，以及更新删除逻辑IP设置成功标识；
第二步：主逻辑处理，采用划分时间片方式进行处理后得到标志位信息；
第三步：根据第二步输出的标志位信息，调用平台接口函数，控制通信板的功能输出。
4.根据权利要求3所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的平台相关状态包括两个通信板的工作状态。
5.根据权利要求3所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的采用划分时间片方式进行处理后得到标志位信息具体包括：
第1时间片内，重置更新每个网口相关状态信息，并向平台输出ping网关的命令；
第2时间片内，根据网口与无线网关的连接状态，更新是否要输出增加逻辑IP或删除逻辑IP的命令处理；
第3时间片内，根据第2时间片内的处理结果，进行标志位信息的处理。
6.根据权利要求5所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的第1时间片内，若通信板故障，如果当前网口的处理状态为正在附加或附加成功，则设置处理状态为未附加状态；如果当前网口的处理状态为正在删除过程中，则维持正在删除的状态，直至删除成功。
7.根据权利要求5所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的更新是否要输出增加逻辑IP或删除逻辑IP的命令处理具体过程如下：
若A系通信板和B系通信板与GPRS网关物理层连接均正常，且两个通信板均未附加逻辑IP，则向A系通信板对应网口配置增加逻辑IP，否则不处理；
若A系通信板物理层连接正常，且B系通信板物理层连接中断，若B系通信板上附着了逻辑IP，则启动B系通信板删除逻辑IP的处理，A系通信板设置增加逻辑IP的标识；
若A系通信板物理层连接断开，且B系通信板物理层连接正常，若A系通信板上附着了逻辑IP，则启动A系通信板删除逻辑IP的处理，B系通信板设置增加逻辑IP的标识；
若A系通信板与B系通信板物理层均连接断开，则不处理。
8.根据权利要求5所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的进行标志位信息的处理过程如下：
检查A系通信板设置了增加逻辑IP的标识，且B系通信板为未附着逻辑IP，则设置向A系通信板网口上附着逻辑IP的标志位；
检查B系通信板设置了增加逻辑IP的标识，且A系通信板为未附着逻辑IP，则设置向B系通信板网口上附着逻辑IP的标志位。
9.根据权利要求3所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的第三步具体为：
301)处理网口的ping网关命令，调用平台接口发送给通信板；
302)处理逻辑IP设置命令，调用平台接口发送给通信板；
303)处理逻辑IP删除功能，调用平台接口函数，发送给通信板。
10.根据权利要求3或9所述的一种用于地面设备的无线通信通道冗余切换实现方法，其特征在于，所述的平台接口函数包括：
获取通信板状态：GetCommBoradState(boardId)；
发送ping网关的消息：SendPingGateWay(ethIndex)；
获取平台ping网关的状态：GetEthPingResult(ethIndex)；
发送增加逻辑IP的消息：SetEthAddIP(ethIndex)；
获取增加逻辑IP的反馈：GetEthAddIPResult(ethIndex)；
发送删除逻辑IP的消息：SetEthDeleteIP(ethIndex)；
获取删除IP的反馈：GetEthDeleteIPResult(ethIndex)。
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