CN113840001B - Mvb网络下的故障数据处理方法、通信系统及轨道交通车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种MVB网络下的故障数据处理方法、通信系统及轨道交通车辆，在故障数据发送端设置校验码；故障数据发送端向故障数据接收端发送故障数据，故障数据接收端将所述校验码与故障数据接收端内存储的设备地址的相应字节进行比对，若比对结果不一致，则判定故障数据发送端发送的故障数据为无效数据；否则，将有效周期的计数设置为1；若有效周期的计数连续N次均为1，则判定该故障数据为真实故障数据。

Description

MVB网络下的故障数据处理方法、通信系统及轨道交通车辆
技术领域
本发明涉轨道交通技术领域，特别是一种MVB网络下的故障数据处理方法、通信系统及轨道交通车辆。
背景技术
MVB是列车通信网络的重要组成部分，主要用于列车车辆间及车辆内控制设备间的数据通信。目前，国内外研究机构、车辆厂致力于MVB数据传输过程中的数据分析、 采集、修正、故障数据处理等方面的研究，负责构建和管理列车MVB网络的系统称为 列车监测与控制系统(TCMS)。近几年，随着车辆智能运维技术的发展，大量的故障数据需要通过TCMS来获取。以车辆PIS系统为例，PIS系统的LCD屏通信故障后，会 将故障信息通过TCMS系统转发给车载无线传输系统(WTD)，再通过WTD传输至地 面。
考虑到列车网络的安全性，TCMS只作为一个黑盒环境使用，TCMS系统在接收到PIS的故障数据会直接转发数据至WTD系统。因此，TCMS在接收PIS的故障数据后， 无法验证PIS的故障数据是否完整，同时PIS系统发给TCMS的故障数据是否正确也无 法验证。在某无人驾驶车辆运行中，因TCMS在接收到PIS的故障数据发生了跳变，导 致一天之内误报了上千条故障数据至WTD系统，给WTD系统造成了严重的负担。
CN108153611A公开了一种故障自检方法，该专利申请提出待检测存储区间划分为第一数量的父区域，父区域划分为第二数量的子区域。将计算校验结果与校验预制值进 行匹配，此处校验预制值是已经存在数据，检测到不匹配时，通过MCU控制关闭负载， 以防止在ROM发生故障时，负载根据ROM中的的混乱代码运行，进而降低事故发生 的概率。另一方面，通过进行父子区域划分，能够减少验证过程中对CPU资源的占用， 有利于提升校验效率。然而，该专利申请仅对控制器本身的故障进行处理，其父子区域 的划分主要是考虑处理效率问题，比如一个区有10行数据，其中有一行数据坏了，那 么就执行MCU控制关闭负载。该专利申请的方法无法用于在网络环境下多系统数据传输过程的故障处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种MVB网络下的故障数据处理方法、通信系统及轨道交通车辆，有效防止TCMS系统传输过程中的数据突变。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种MVB网络下的故障数据处理方法，包括以下步骤：
S1、在故障数据发送端设置校验码；
S2、故障数据发送端向故障数据接收端发送故障数据，故障数据接收端将所述校验码与故障数据接收端内存储的设备地址的相应字节进行比对，若比对结果不一致，则 判定故障数据发送端发送的故障数据为无效数据；否则，将有效周期的计数设置为1；
S3、重复步骤S2，若有效周期的计数连续N次均为1，则初步判定该故障数据为 真实故障数据。
本发明提供了一种在网络环境下多系统数据传输(从PIS系统经过TCMS系统转 到WTD系统)过程的故障处理方法，通过在故障数据发送端设置校验码，在故障数据接收端验证其存储的设备地址相应字节与校验码是否匹配，判断故障数据发送端发送的 故障数据是否有效。当故障数据被判定为无效数据时，可以发出告警信息，停止传输故 障数据，从而防止数据中转系统(TCMS系统)误报，减小了数据中转系统的负担；当 故障数据被判定为真实故障数据时，才继续进行数据传输，因此本发明的方法可以保证 故障数据发送端发送给TCMS系统的数据为真实的故障数据，防止TCMS系统传输过程中的数据突变。
步骤S1中，在故障数据发送端设置校验码的具体实现过程包括：从故障数据发送端内存储的设备地址的第一个字节开始，累加设备地址的字节，当累加结果大于设定值时，删除当前累加的第i个字节，并将第1～第i-1个字节的累加结果作为第一校验码； 其中，i＝1,2，……，M-2；M为设备地址字节总数。
本发明通过累加的方式计算校验码，计算效率高，验证周期短，能够高效地确认故障数据的真实性。
为了进一步提高故障数据验证的准确性，本发明步骤S1中，在故障数据发送端设置校验码的具体实现过程包括：从故障数据发送端内存储的设备地址的第二个字节开始，累加设备地址的字节，当累加结果大于设定值时，删除当前累加的第j个字节，并将第 2～第j-1个字节的累加结果作为第二校验码；其中，j＝2，3，……，M-2。
为了提高处理效率，便于比较校验码和设备地址相应字节，本发明中，将所述第一校验码和第二校验码分别存储于设备地址的第M-1字节和第M字节。
步骤S2中，故障数据接收端将所述校验码与设备地址的相应字节进行比对的具体实现过程包括：判断第一校验码、第二校验码与故障数据接收端内存储的设备地址的第M-1、第M字节是否一致，若不一致，则判定故障数据为无效数据。本发明设置两个校 验码，当两个校验码与对应字节均不一致时，则判定故障数据为无效数据，进一步保证了故障数据有效性判断的准确性。
为了进一步验证有效周期的准确性，本发明步骤S2之后，步骤S3之前，还包括：
S21、若比对结果一致，但故障数据发送端内存储的设备地址第1到第N-2字节与故障数据接收端内存储的设备地址第1到第M-2字节不一致，则将有效周期计数置为0， 并返回执行步骤S2。
本发明中，N设置为4。N设置为4是试验测试后得出的最佳数据，设置的值越 大，最后的得出的真实故障数据的真实性会越高，但是计算效率会降低，计算次数多了 之后，会对网络传输造成负担，容易引起网络风暴.N设置为4，可以保证故障数据的真 实性，保证计算效率不降低。
本发明中，步骤S3之后，还包括：
S4、故障数据接收端判断是否收到故障数据发送端发送的置零指令，若是，则判定初步判断为真实故障数据为准确的真实故障数据。
本发明设置了置零周期，在置零周期会发送指令置零，故障数据接收端接收到置零指令后，会将有效周期、校验码等所有数据均置为0。然后再执行前述的故障数据处 理过程，保证故障数据判断的准确性，进一步防止TCMS误报，减轻TCMS系统的负 担。
本发明还提供了一种轨道交通车辆通信系统，其包括计算机设备；所述计算机设备被配置或编程为用于执行本发明所述方法的步骤。
本发明中，所述故障设备发送端为PIS系统；所述故障设备接收端为WTD系统。
本发明还提供了一种轨道交通车辆，其采用上述通信系统。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明提供了一套PIS系统传输至WTD系统的故障数据校验机制，增加了PIS自检功能，有效的解决了TCMS在传输过 程中数据突变的问题。
附图说明
图1为本发明实施例校验码计算方法。
图2为本发明实施例数据处理流程。
具体实施方式
本发明提供了一套PIS系统传输至WTD系统的故障数据校验机制，增加了PIS自 检功能，有效的过滤了TCMS在传输过程中数据突变的问题。本发明实施例具体实现过 程包括：
步骤1：PIS系统(故障数据发送端)设置1个设备地址的最后两个字节(M-1和 M)作为校验码1和校验码2，校验码1为字节1到M-2进行累加计算，当累加过程中累加下一个字节时的十进制大于255，则删除该字节，并将累加结果作为校验码1。校 验码2则从M-2到1进行累加计算，当累加过程中累加下一个字节时的十进制大于255， 则删除该字节，并将累加结果作为校验码2。PIS系统将计算后的校验码1和校验码2 存储在最后两个字节(M-1和M)；
步骤2：设置PIS系统发送故障数据设置为4个有效周期和1个数据置零周期，PIS系统循环发送故障数据；
步骤3：WTD系统(故障数据接收端)按照步骤1所述的累加计算出校验码1和校 验码2，并与设备地址的最后两个字节(M-1和M)进行比对，如果对比结果不一致， 认为该故障数据为无效数据，如果对比结果一致，对该有效周期的数据计数为1；
步骤4：在步骤3的有效周期上，4个有效周期内，如果对比结果一致，但是故障 数据发送端与故障数据接收端设备地址的1到M-2的字节位不一致，有效周期的数据计 数为0，进入步骤3；
在步骤3的有效周期上，4个有效周期内出现无效数据，有效周期的数据计数为0，进入步骤3；
步骤5：在步骤3的有效周期上，故障数据为有效数据需要保持4个有效周期，直 到收到1个数据置零周期，确定该故障数据为真实故障。
PIS系统(故障数据发送端)包含周期、大小和设备地址。PIS系统先自己的整个 系统进行自检，将故障数据储存至表2中。
计算校验码1，以表2和图1为列，第一字节10101010和第二字节01000000相加 得出结果为11101010，当11101010加第三字节时结果超过了11111111，那么11101010 设置为校验码1。
计算校验码2，以表2和图1为列，从第14字节到第3字节相加得出结果为11000111，当11000111加第三字节时结果超过了11111111，那么11000111设置为校验码2。
以图2为例，设置PIS系统发送故障数据设置为4个有效周期和1个数据置零周期，循环发送；WTD系统(故障数据接收端)按照图1所述的累加计算出校验码1和校验 码2，并与设备地址的最后两个字节(M-1和M)进行比对，如果对比结果不一致，认 为该故障数据为无效数据，如果对比结果一致，对该有效周期的数据计数为1；如果数 据无效，有效周期清0，重新计算；数据无效，4个有效周期内数据清0，重新计算。
WTD在计算校验码时，如果出现图1的条件，也称为无效数据。比如第一 个有效周期第一个字节为10101010第二个字节为01010101，第二个有效周期第 一个字节为01010101第二个字节为10101010，二个有效周期内校验码1和校验 码2一致，但是数据不一致，也称为无效数据。
表1 PIS-故障数据定义
Figure SMS_1
Figure SMS_2
表2 PIS-故障数据示例
Figure SMS_3
表3无效数据的判别条件
Figure SMS_4
Figure SMS_5

Claims (11)

1.一种MVB网络下的故障数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在故障数据发送端设置校验码；
S2、故障数据发送端向故障数据接收端发送故障数据，故障数据接收端将所述校验码与故障数据接收端内存储的设备地址的相应字节进行比对，若比对结果不一致，则判定故障数据发送端发送的故障数据为无效数据；否则，将有效周期的计数设置为1；
S3、重复步骤S2，若有效周期的计数连续N次均为1，则初步判定该故障数据为真实故障数据。
2.根据权利要求1所述的MVB网络下的故障数据处理方法，其特征在于，步骤S1中，在故障数据发送端设置校验码的具体实现过程包括：从故障数据发送端内存储的设备地址的第一个字节开始，累加设备地址的字节，当累加结果大于设定值时，删除当前累加的第i个字节，并将第1～第i-1个字节的累加结果作为第一校验码；其中，i＝1,2，……，M-2；
M为设备地址字节总数。
3.根据权利要求2所述的MVB网络下的故障数据处理方法，其特征在于，步骤S1中，在故障数据发送端设置校验码的具体实现过程包括：从故障数据发送端内存储的设备地址的第二个字节开始，累加设备地址的字节，当累加结果大于设定值时，删除当前累加的第j个字节，并将第2～第j-1个字节的累加结果作为第二校验码；其中，j＝2，3，……，M-2。
4.根据权利要求3所述的MVB网络下的故障数据处理方法，其特征在于，将所述第一校验码和第二校验码分别存储于设备地址的第M-1字节和第M字节。
5.根据权利要求3所述的MVB网络下的故障数据处理方法，其特征在于，步骤S2中，故障数据接收端将所述校验码与设备地址的相应字节进行比对的具体实现过程包括：判断第一校验码、第二校验码与故障数据接收端内存储的设备地址的第M-1、第M字节是否一致，若不一致，则判定故障数据为无效数据。
6.根据权利要求1～5之一所述的MVB网络下的故障数据处理方法，其特征在于，步骤S2之后，步骤S3之前，还包括：
S21、若比对结果一致，但故障数据发送端内存储的设备地址第1到第N-2字节与故障数据接收端内存储的设备地址第1到第M-2字节不一致，则将有效周期计数置为0，并返回执行步骤S2。
7.根据权利要求1～5之一所述的MVB网络下的故障数据处理方法，其特征在于，N设置为4。
8.根据权利要求1～5之一所述的MVB网络下的故障数据处理方法，其特征在于，步骤S3之后，还包括：
S4、故障数据接收端判断是否收到故障数据发送端发送的置零指令，若是，则判定初步判断为真实故障数据为准确的真实故障数据。
9.一种轨道交通车辆通信系统，其特征在于，包括计算机设备；所述计算机设备被配置或编程为用于执行权利要求1～8之一所述方法的步骤。
10.根据权利要求9所述的轨道交通车辆通信系统，其特征在于，所述故障数据发送端为PIS系统；所述故障数据接收端为WTD系统。
11.一种轨道交通车辆，其特征在于，其采用权利要求9或10所述的通信系统。
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