CN113968267A - 互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，包括：将电子地图数据按各区域控制器的控区划分并分别存储于各对应区域控制器内；列车经过一个应答器后，VOBC从应答器获得区域控制器信息并与区域控制器通信；区域控制器将其存储的电子地图数据通过车地通信传输给VOBC，对车载数据库进行更新。本发明无需DSU硬件设备，无需预先装订多条线路数据库，实现车载数据库在线自动更新。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及车载数据库更新方法。
背景技术
当前的城市轨道交通CBTC(基于通信的列车自动控制系统)互联互通项目中，车载电子地图由线路的区域控制器ZC的所属供应商准备并发布。一条线路的区域控制器(ZC)一般都是由同一个设备供应商提供，与跨线运行的列车车载控制器VOBC(车载控制器)设备供应商可以是不同的。车载电子地图采用二进制格式，车载设备供应商收到电子地图后，采用离线工具将通用格式的电子地图转换成内部专用车载数据库。这个转换的过程依然需要符合标准的工程流程，采用自动化离线工具的同时也需要结合人工参与，确保数据生成的正确性和完整性。整个过程有不小的工作量以及存在人为错误的可能。特别是，当线路地图发生变化而导致重新发布了电子地图时，例如线路延伸，则跨线运行车载VOBC供应商也需要重新生成数据库，增加了工作量，并且实施的可操作性不够。为解决以上问题，在部分城市的互联互通标准中，提出采用数据存储单元(DSU)进行数据更新的办法。DSU的运用场景为，当一列车跨线进入本线路前，列车车载VOBC应该提前与DSU建立通信以下载本线的最新电子地图。这一方法可以在一定程度上减少数据库离线重新生成的工作。但依然有如下的问题有待解决：
1)VOBC需要预先知道DSU的设备信息。这样车载还是需要一个预先装好的小型数据库。
2)通常一条线路有一个DSU。DSU需要处理数据库更新的情况，本线列车的所有VOBC都需要在夜间维护时间里都进行同步更新。问题是DSU对其它需要跨线运行的列车VOBC无法预知，这些列车需要跨线前进行数据库更新。
3)如果一条线有两种ZC，分别由两个不同供应商提供，则DSU的维护会非常麻烦，如类似于文献《城市轨道交通CBTC互联互通数据存储单元系统研究》中的方案。否则，一条线路就需要安装两套DSU，这又造成车载系统更加难以维护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，无需DSU硬件设备，无需预先装订多条线路数据库，实现车载数据库在线自动更新。
实现上述目的的技术方案是：
互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，包括：
将电子地图数据按各区域控制器的控区划分并分别存储于各对应区域控制器内；
列车经过一个应答器后，VOBC从应答器获得区域控制器信息并与区域控制器通信；
区域控制器将其存储的电子地图数据通过车地通信传输给VOBC，对车载数据库进行更新。
优选的，区域控制器将发送给VOBC的电子地图数据进行加密，并发送线路数据签名给VOBC；VOBC完成数据下载后对线路数据签名进行验证确认，确认后，电子地图数据跟线路数据签名一起存储进非易失性存储器中。
优选的，当列车再次进入区域控制器的控区时，通过线路数据签名与区域控制器进行数据版本的校核，如果一致，则无需重新下载数据，否则需要进行数据下载并升级。
优选的，应答器在两个区域控制器的边界重叠区时，提供两边区域控制器的信息，VOBC与两边的区域控制器同时进行通信。
优选的，若VOBC没有任何数据库，区域控制器将该列车作为待升级数据库列车，按非通信车进行防护。
优选的，当列车接近区域控制器的控区边界时，VOBC通过当前的区域控制器获知邻近区域控制器的信息，提前建立通信并对车载数据库进行校验和更新。
本发明的有益效果是：本发明基于欧标应答器和区域控制器相结合的数据存储技术，结合安全数字签名技术，实现了无DSU的车载数据库的在线自动更新，高效、安全、且降低了系统硬件成本。不同的控制区域采用不同的ZC也不会相互影响，可以各自维护；VOBC仅仅在需要运行时更新线路数据，无需在ZC更新数据后立即对所有列车进行更新；数据是动态下载更新的，数据按控区下载，规模小，更新时间短，不增加网络数据带宽的负担；VOBC没有预装的线路设备数据。
附图说明
图1是本发明的互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法的示意图；
图2是本发明中1级数据和2级数据更新的过程示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
请参阅图1-2，本发明的互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，包括下列：
步骤一，将电子地图数据按各区域控制器的控区划分并分别存储于各对应区域控制器内。
本发明中，应答器有足够的报文长度空间，能够提供所需要的信息数据。区域控制器是一个安全子系统，存储数据的完整性能够得到保证。并且ZC有足够的空间存储其控制区域内的线路数据。
对于一列新车，不需要预装线路数据库。每个轨道上安装的应答器都包含：当前线路的线路号、当前控区号、当前控区ZC的IP地址和ID号、与ZC通信协议的参数，这些数据定义为1级数据。
将电子地图数据划分并生成，包含线路拓扑、限速、安全参数和基础设备如道岔、站台门、信号机的里程、对象ID、限值等信息，这部分数据定义为2级数据。
步骤二，列车可以在线路的任何一个位置启动，当VOBC启动后，列车运行在限制人工模式。列车经过一个应答器(记为第一个应答器)后，VOBC从应答器获得区域控制器信息并与区域控制器通信。应答器在两个区域控制器的边界重叠区时，提供两边区域控制器的信息，VOBC与两边的区域控制器同时进行通信。
步骤三，若VOBC没有任何数据库，区域控制器将该列车作为待升级数据库列车，按非通信车进行防护。区域控制器将其存储的电子地图数据通过车地通信传输给VOBC，对车载数据库进行更新。具体地，区域控制器将发送给VOBC的电子地图数据进行加密，并发送线路数据签名给VOBC。例如SHA-256，作为线路数据签名。VOBC完成数据下载后对线路数据签名进行验证确认，确认后，电子地图数据跟线路数据签名一起存储进非易失性存储器中。
对于已经装载过线路数据的列车，这个线路数据签名可以用来与ZC进行数据版本的校验，当列车再次进入区域控制器的控区时，通过线路数据签名与区域控制器进行数据版本的校核，如果一致，则无需重新下载数据，否则需要进行数据下载并升级。
由于一个控区的数据不大，只有全线数据的10～20％左右，因此数据的下载会非常快速，可以实现列车运行中的数据下载和校验。当列车接近控区边界时，VOBC甚至可以通过当前的ZC获知邻近ZC的信息，提前建立通信并对数据库进行校验和更新。
若直到经过下一个应答器(记作第二个应答器)，数据库没有下载或校验成功，则VOBC会将第二个应答器作为第一个应答器重新进行数据的下载和校验。
通过本发明，车载VOBC的软件只需要一次发布，无需再针对数据库版本更新进行重新发布。责任边界更加清晰，易于维护，节省了大量的管理成本且易于实施。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (6)
1.互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，其特征在于，包括：
将电子地图数据按各区域控制器的控区划分并分别存储于各对应区域控制器内；
列车经过一个应答器后，VOBC从应答器获得区域控制器信息并与区域控制器通信；
区域控制器将其存储的电子地图数据通过车地通信传输给VOBC，对车载数据库进行更新。
2.根据权利要求1所述的互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，其特征在于，区域控制器将发送给VOBC的电子地图数据进行加密，并发送线路数据签名给VOBC；VOBC完成数据下载后对线路数据签名进行验证确认，确认后，电子地图数据跟线路数据签名一起存储进非易失性存储器中。
3.根据权利要求2所述的互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，其特征在于，当列车再次进入区域控制器的控区时，通过线路数据签名与区域控制器进行数据版本的校核，如果一致，则无需重新下载数据，否则需要进行数据下载并升级。
4.根据权利要求1所述的互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，其特征在于，应答器在两个区域控制器的边界重叠区时，提供两边区域控制器的信息，VOBC与两边的区域控制器同时进行通信。
5.根据权利要求1所述的互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，其特征在于，若VOBC没有任何数据库，区域控制器将该列车作为待升级数据库列车，按非通信车进行防护。
6.根据权利要求3所述的互联互通城市轨道交通线路车载数据库自动更新方法，其特征在于，当列车接近区域控制器的控区边界时，VOBC通过当前的区域控制器获知邻近区域控制器的信息，提前建立通信并对车载数据库进行校验和更新。
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