CN115946735B - 一种首尾端车载设备通讯方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种首尾端车载设备通讯方法、装置、电子设备及介质。该方法包括：基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据；其中，第一端车载设备为目标车辆的首端车载设备或尾端车载设备；第二端车载设备为另外一个；第一数据和第二数据为目标车辆的运行数据；从第一数据和第二数据中确定目标数据；其中，目标数据为第二端车载设备中当前控制目标车辆的控制单元发送的数据；对目标数据进行热备处理，处理结束后，基于目标数据对目标车辆的控车权进行更换。本技术方案，能够实现目标车辆首尾两端的数据通讯，从而能够控制目标车辆实现自动换端和自动折返功能。

Description

一种首尾端车载设备通讯方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本发明涉及轨道交通控制技术领域，尤其涉及一种首尾端车载设备通讯方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

市域铁路是连接国家铁路（高铁和城际）和城市轨道交通的重要交通纽带，具有与国铁互联互通的运营特点。市域铁路主流的列控系统制式为高速铁路ATO（列车自动运行系统）技术体系下的CTCS-2+ATO，其车载设备根据轨道电路和应答器传输的行车许可信息，生成速度模式曲线监控列车运行；同时，根据临时限速服务器传输的运行计划及线路数据，在速度模式曲线的监控下实现自动驾驶。

目前，高速铁路ATO列控系统不支持自动换端和自动折返功能，仍需要司机全程参与实现换端和折返，换端和折返效率很低，因此传统的换端和折返方式不能满足市域铁路对于营运效率的需求。

为解决上述这一问题，很多人开始研究如何在高铁ATO列控系统的基础上实现自动换端和无人折返功能，完成这一功能就需要实现列车首尾两端的数据通信，一种安全可靠的首尾通信数据的收发及热备方法就显得尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种首尾端车载设备通讯方法、装置、电子设备及介质，能够实现目标车辆首尾两端的数据通讯，从而能够控制目标车辆实现自动换端和自动折返功能。

根据本发明的一方面，提供了一种首尾端车载设备通讯方法，该方法包括：

基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据；其中，所述第一端车载设备为目标车辆的首端车载设备或尾端车载设备；所述第二端车载设备为另外一个；所述第一数据和第二数据为所述目标车辆的运行数据；

从所述第一数据和第二数据中确定目标数据；其中，所述目标数据为所述第二端车载设备中当前控制所述目标车辆的控制单元发送的数据；

对所述目标数据进行热备处理，处理结束后，基于所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换。

根据本发明的另一方面，提供了一种首尾端车载设备通讯装置，该装置包括：

数据接收模块，用于基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据；其中，所述第一端车载设备为目标车辆的首端车载设备或尾端车载设备；所述第二端车载设备为另外一个；所述第一数据和第二数据为所述目标车辆的运行数据；

目标数据确定模块，用于从所述第一数据和第二数据中确定目标数据；其中，所述目标数据为所述第二端车载设备中当前控制所述目标车辆的控制单元发送的数据；

目标车辆控制模块，用于对所述目标数据进行热备处理，处理结束后，基于所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的一种首尾端车载设备通讯方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的一种首尾端车载设备通讯方法。

本发明实施例的技术方案，基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据，然后从第一数据和第二数据中确定目标数据，并对目标数据进行热备处理，处理结束后，基于目标数据对目标车辆的控车权进行更换。本技术方案，能够实现目标车辆首尾两端的数据通讯，从而能够控制目标车辆实现自动换端和自动折返功能。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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是根据本发明实施例一提供的一种首尾端车载设备通讯方法的流程图；

图2是本申请实施例一提供的列车两端角色分配的示意图；

图3是本申请实施例一提供的首尾端车载设备通讯的原理图；

图4是本申请实施例一提供的首尾通讯数据发送策略的示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种首尾端车载设备通讯过程的示意图；

图6是本申请实施例二提供的不对称通信方式的示意图；

图7为本发明实施例三提供的另一种首尾端车载设备通讯过程的示意图；

图8是本申请实施例三提供的数据热备过程的示意图；

图9为本发明实施例四提供的一种首尾端车载设备通讯装置的结构示意图；

图10是实现本发明实施例的一种首尾端车载设备通讯方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1是根据本发明实施例一提供的一种首尾端车载设备通讯方法的流程图，本实施例可适用于对首尾端车载设备进行通讯，从而控制目标车辆进行自动换端和自动折返的情况，该方法可以由一种首尾端车载设备通讯装置来执行，该首尾端车载设备通讯装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该首尾端车载设备通讯装置可配置于电子设备中。如图1所示，该方法包括：

S110、基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据；其中，所述第一端车载设备为目标车辆的首端车载设备或尾端车载设备；所述第二端车载设备为另外一个；所述第一数据和第二数据为所述目标车辆的运行数据。

在本方案中，目标车辆可以是指市域铁路上运行的列车，在目标车辆的首端和尾端分别安装有车载设备，其车载设备根据轨道电路和应答器传输的行车许可信息，生成速度模式曲线监控列车运行；同时，根据临时限速服务器传输的运行计划及线路数据，在速度模式曲线的监控下实现自动驾驶。其中，车载设备存在两套控制单元，一套作为主控制单元（主系），用于执行列车控制的逻辑功能；另一套作为备控制单元（备系），用于实现列车运行数据的热备功能，即对列车运行数据进行备份。

其中，当第一端车载设备是目标车辆的首端车载设备时，第二端车载设备是目标车辆的尾端车载设备；当第一端车载设备是目标车辆的尾端车载设备时，第二端车载设备是目标车辆的首端车载设备。

在本方案中，图2是本申请实施例一提供的列车两端角色分配的示意图，如图2所示，在车载设备中增加配置参数，用于区分车载设备安装在列车A端或B端，即区分车载设备安装在列车的首端还是尾端。其中，配置参数可以根据车载设备区分需求进行设置。可选的，可以用字母或者数字区分车载设备安装在列车的A端或B端。例如，A端的配置参数可以用1表示，B端的配置参数可以用0表示。具体的，车载设备上电启动后，读取配置参数，根据配置参数识别车载设备位于列车A端或B端。

在本实施例中，图3是本申请实施例一提供的首尾端车载设备通讯的原理图，如图3所示，首端车载设备的第一控制单元（左系）向尾端车载设备的第一控制单元（左系）和第二控制单元（右系）发送数据；首端车载设备的第二控制单元（右系）向尾端车载设备的第一控制单元（左系）和第二控制单元（右系）发送数据；尾端车载设备的第一控制单元（左系）向首端车载设备的第一控制单元（左系）和第二控制单元（右系）发送数据；尾端车载设备的第二控制单元（右系）向首端车载设备的第一控制单元（左系）和第二控制单元（右系）发送数据。其中，箭头表示数据的传输方向。即市域车载设备首尾通讯功能中首尾数据的接收和发送方式，采用一端的每系与对端的两系互相发送接收的方式。双系互相发送和接收数据能够提高首尾通信功能的安全性和稳定性。

在本方案中，第一数据和第二数据包括序列号、首尾通信状态、ATP（列车超速防护系统）相关信息、ATO相关信息、主备系标识、列车相关数据等信息，用以完成数据的正确交互，支持目标车辆的折返换端过程。其中，序列号用于超时监控；主备系标识可以是指控制单元是作为主系或者是作为备系的标识。例如，当第一控制单元是主系时，第二控制单元则是备系；当第一控制单元是备系时，第二控制单元则是主系。

在本技术方案中，可选的，基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据，包括：

基于第一端车载设备的第一控制单元中预先配置的端口接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据。

在本实施例中，如表1所示，可以为第一端车载设备（A端）的第一控制单元（左系）和第二控制单元（右系），第二端车载设备（B端）的第一控制单元（左系）和第二控制单元（右系）分配唯一的端口号，每一控制单元向分配的端口号发送数据，其他控制单元从该端口号读取数据。

表1

具体的，车载设备使用通用软件向指定的端口发送数据。图4是本申请实施例一提供的首尾通讯数据发送策略的示意图，如图4所示，A端左系向Port1号端口发送数据，A端右系向Port2号端口发送数据。B端左系向Port3号端口发送数据，B端右系向Port4号端口发送数据。

通过设置端口实现第一端车载设备和第二端车载设备之间的通信，能够提高首尾通信功能的安全性和稳定性，从而能够实现目标车辆的自动换端和自动折返功能。

在本技术方案中，可选的，在基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据之后，所述方法包括：

对所述第一数据和第二数据中的序列号进行判断；

若所述序列号未发生变化，则退出所述目标车辆的控车权更换过程。

在本实施例中，序列号用于超时监控，当第二端车载设备向第一端车载设备发送数据时，序列号会增加1。当第一端车载设备接收到第一数据和第二数据后，可以将第一数据和第二数据中的序列号与上一周期接收到的第一数据和第二数据的序列号进行比较，判断序列号是否发生变化。若序列号未发生变化，说明此时第一端车载设备和第二端车载设备通讯中断，则第一端车载设备退出站后自动折返或原地自动换端过程，导向安全侧。若序列号发生变化，说明此时第一端车载设备和第二端车载设备通讯正常，则可以基于接收到的第一数据和第二数据对目标车辆进行自动换端和自动折返控制。

通过对数据中的序列号进行判断，能够提高首尾端车载设备通讯的安全性和可靠性。

S120、从所述第一数据和第二数据中确定目标数据；其中，所述目标数据为所述第二端车载设备中当前控制所述目标车辆的控制单元发送的数据。

在本实施例中，第一端车载设备的第一控制单元接收到第一数据和第二数据后，对第一数据和第二数据进行比较，从第一数据和第二数据中筛选出第二端车载设备中当前控制目标车辆的控制单元发送的数据。

S130、对所述目标数据进行热备处理，处理结束后，基于所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换。

其中，热备处理可以是指对目标数据进行备份的过程。通过对目标数据进行热备处理，提高了首尾通信功能中所使用的数据的可靠性。

在本实施例中，在对目标数据进行热备处理后，通过对目标数据进行解析使用，能够实现对目标车辆控车权的更换，从而实现目标车辆的自动换端和自动折返功能。

本发明实施例的技术方案，基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据，然后从第一数据和第二数据中确定目标数据，并对目标数据进行热备处理，处理结束后，基于目标数据对目标车辆的控车权进行更换。通过执行本技术方案，能够实现目标车辆首尾两端的数据通讯，提高了首尾通信功能的安全性和稳定性，从而能够控制目标车辆的自动换端和自动折返。

实施例二

图5为本发明实施例二提供的一种首尾端车载设备通讯过程的示意图，如图5所示，本实施例与上述实施例之间的关系是对目标数据确定过程的详细描述。如图5所示，该方法包括：

S510、若接收到所述第一数据，则对所述第二端车载设备中第一控制单元的标识符进行设置，确定第一目标标识。

其中，标识符可以由字母或者数字组成，用于对发送数据的控制单元进行标识。

在本实施例中，第一端车载设备的第一控制单元若接收到第一数据，则可以对第二端车载设备中的第一控制单元的标识符进行设置。例如，若接收到第一数据，则将第二端车载设备中第一控制单元的标识符设置为true；若未接收到第一数据，则将第二端车载设备中第一控制单元的标识符设置为false。

S520、若接收到所述第二数据，则对所述第二端车载设备中第二控制单元的标识符进行设置，确定第二目标标识。

在本实施例中，第一端车载设备的第一控制单元若接收到第二数据，则可以对第二端车载设备中的第二控制单元的标识符进行设置。例如，若接收到第二数据，则将第二端车载设备中第二控制单元的标识符设置为true；若未接收到第二数据，则将第二端车载设备中第二控制单元的标识符设置为false。

S530、若所述第一目标标识和第二目标标识中存在一个目标标识满足预设标识条件，则将满足预设标识条件的目标标识对应的数据作为目标数据。

其中，预设标识条件可以是指目标标识为true。

在本方案中，若第一目标标识和第二目标标识中存在一个标识符为true，则可以将该标识符对应的数据作为目标数据，并进行存储和使用。

S540、若所述第一目标标识和第二目标标识中存在两个目标标识满足预设标识条件，则将所述第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的主备系标识符与上一周期第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的主备系标识符进行比较，得到比较结果；其中，主备系标识符是指控制单元作为主控制单元或备控制单元的标识符。

其中，主备系标识符可以由字母、数字或者文字组成，用于表示控制单元是作为主控制单元（主系）还是备控制单元（备系）。

在本方案中，若第一目标标识和第二目标标识中存在两个标识符为true，则需要判断当前周期的第二端车载设备是否发生了切系。例如，上一周期第二端车载设备的第一控制单元为主系，当前周期第二端车载设备的第一控制单元为备系，则发生了切系。

具体的，如果接收到的第二端车载设备的第一控制单元上一周期的主备系标识符为备系，当前周期接收到主备系标识符为主系，则第二端车载设备发生了切系，第一控制单元由备系升为了主系；如果接收到的第二端车载设备的第二控制单元的上一周期主备系标识符为备系，当前周期接收到主备系标识符为主系，则第二端车载设备发生了切系，第二控制单元由备系升为了主系；否则未发生切系。

S550、根据所述比较结果，从所述第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元中确定主控制单元，并将所述主控制单元发送的数据作为目标数据。

在本实施例中，两端车载设备在进行首尾通信时，第一端车载设备可以收到第二端车载设备的两个数据，第一端车载设备需要对两个数据进行检查，并使用主系数据。即第一端车载设备接收到第二端车载设备发送的第一数据和第二数据后，需要从第一数据和第二数据中找出目标数据。

具体的，如果第二端车载设备的未发生切系，当第一控制单元为主系，第二控制单元为备系时，控制单元主备角色正确，第一端车载设备使用第二端车载设备发送的第一数据作为目标数据；当第一控制单元为备系，第二控制单元为主系时，控制单元主备角色正确，第一端车载设备使用第二端车载设备发送的第二数据作为目标数据；当第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元均为主系，或当第一控制单元和第二控制单元均为备系，控制单元主备角色错误，第一端车载设备认为首尾通信故障，第一端车载设备将退出自动折返过程。

在本方案中，如果第二端车载设备发生切系，即原来的第一控制单元从备系升级为主系，第一端车载设备使用第二端车载设备的第一数据；或原来的第二控制单元从备系升级为主系，第一端车载设备使用第二端车载设备的第二系数据。首尾端车载设备通讯的使用策略如表2所示。

表2

可选的，在进行数据发送过程中，第一端车载设备和第二端车载设备采用不对称通讯方式进行通讯。图6是本申请实施例二提供的不对称通信方式的示意图，如图6所示，两端车载设备使用MVB（Multifunction Vehicle Bus）总线进行首尾通信时，为了减少通信数据量，第二端车载设备采用慢周期发送和突发性发送两种策略。当首尾通信协议里的重要数据发生变化时，立即发送给对方，称为突发性发送策略。当首尾通信协议里的重要数据未发生变化时，但又为了支持对端进行超时监控，以比较慢的周期发送数据，称为慢周期发送策略。

为了保证第一端车载设备及时接收到来自第二端车载设备的数据并作出快速反应，第一端车载设备以比较快的周期读取数据，成为快周期读取策略。虽然每周期都能读取到数据，但是当第二端车载设备发送新数据，第一端车载设备可以读取到新数据，当前周期使用新数据并执行逻辑功能；如果第二端车载设备未发送新数据，第一端车载设备只能读到历史数据，当前周期不使用历史数据但执行逻辑功能，即基于上一周期读取的数据执行逻辑功能。

本发明实施例的技术方案，若接收到第一数据，则对第二端车载设备中第一控制单元的标识符进行设置，确定第一目标标识；若接收到第二数据，则对第二端车载设备中第二控制单元的标识符进行设置，确定第二目标标识；若第一目标标识和第二目标标识中存在一个目标标识满足预设标识条件，则将满足预设标识条件的目标标识对应的数据作为目标数据。若第一目标标识和第二目标标识中存在两个目标标识满足预设标识条件，则将第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的主备系标识符与上一周期第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的主备系标识符进行比较，得到比较结果，并根据比较结果，从第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元中确定主控制单元，并将主控制单元发送的数据作为目标数据。通过执行本技术方案，能够实现目标车辆首尾两端的数据通讯，提高了首尾通信功能的安全性和稳定性，从而能够控制目标车辆的自动换端和自动折返。

实施例三

图7为本发明实施例三提供的另一种首尾端车载设备通讯过程的示意图，本实施例与上述实施例之间的关系是对目标数据进行热备处理过程的详细描述。如图7所示，该方法包括：

S710、基于所述第一端车载设备的第一控制单元计算所述目标数据的循环冗余校验值，得到第一循环冗余校验值。

在本方案中，第一端车载设备的第一控制单元在接收到目标数据后，需要对目标数据进行热备处理，以用于保证当车载设备的主系断电或发生故障，需要切至备系时，首尾通信功能可以正常运行，可以大大提高列车的运行效率。

具体的，第一端车载设备的第一控制单元和第二控制单元分别将接收到的来自第二端车载设备发送的目标数据存储到本控制单元的未热备数据队列中，通过实时的数据热备过程，将未热备数据队列中的数据进行同步，同步成功后将数据从未同步数据队列中删除，添加到已同步数据队列中。第一端车载设备的第一控制单元和第二控制单元从已同步队列中取出一帧数据进行解析使用，从而实现首尾通信。

在本实施例中，第一端车载设备的第一控制单元和第二控制单元分别将接收到的来自第二端车载设备发送的目标数据存储后，需要对两控制单元存储的目标数据进行比较，以保证数据的正确性和完整性，同时实现热备功能。

其中，循环冗余校验（Cyclic redundancy check）是一种根据网上数据包或计算机文件等数据产生简短固定位数校验码的一种散列函数，主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误。

具体的，可以通过计算目标数据的循环冗余校验值，实现目标数据的热备过程。

S720、将所述第一循环冗余校验值发送到所述第一端车载设备的第二控制单元，以供所述第一端车载设备的第二控制单元将所述第一循环冗余校验值和第二循环冗余校验值进行比对，若所述第一循环冗余校验值和第二循环冗余校验值相同，则设置热备状态为已同步状态，将已同步状态数量增加一，得到目标已同步状态数量，并将所述目标已同步状态数量发送至所述第一端车载设备的第一控制单元以及设置目标数据读取标识；其中，所述第二循环冗余校验值是所述第一端车载设备的第二控制单元通过对目标数据的循环冗余校验值计算得到的。

在本方案中，可以将第一端车载设备的第一控制单元计算得到的目标数据的第一循环冗余校验值和第二控制单元计算得到的目标数据的第二循环冗余校验值进行比较，实现目标数据热备。

其中，目标数据读取标识可以是指慢任务开始执行标识。当第一控制单元和第二控制单元都设置面部数据读取标识时，可以基于慢任务读取目标数据。

在本实施例中，图8是本申请实施例三提供的数据热备过程的示意图，如图8所示，热备过程中第一端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的同步状态分为三个状态，分别为：等待同步状态、已同步状态和未同步状态。等待同步状态指数据热备还未开始时的初始化状态，已同步状态指已经完成数据热备的状态，未同步状态指由于故障原因导致数据热备失败的状态。整个数据热备过程的第一控制单元和第二控制单元分别执行快任务和慢任务，慢任务的任务周期应大于等于快任务周期的20倍。快任务周期性地判断当前是否接收到了新的首尾通信数据，若接收到新的数据，则计算该数据的CRC值。即计算得到第一循环冗余校验值和第二循环冗余校验值。若CRC值相同，则基于慢任务对目标数据进行解析使用。

具体的，第一控制单元的快任务将计算好的第一循环冗余校验值填入到同步请求帧中并发送到第二控制单元，第二控制单元的快任务从接收到的请求帧中解析出第一循环冗余校验值并与本控制单元计算出的第二循环冗余校验值进行比较，若CRC值相同，则锁定该条数据成功，将本控制单元置为已同步状态，并将已同步状态数量增加一，同时将已同步状态数量值填入到同步确认帧中并发送到第一控制单元，同时设置慢任务的开始执行标识。

S730、基于所述第一端车载设备的第一控制单元接收所述第一端车载设备的第二控制单元发送的目标已同步状态数量，根据所述目标已同步状态数量设置目标数据读取标识。

具体的，第一控制单元收到第二控制单元发送的同步确认帧后置本控制单元为已同步状态，同时设置慢任务的开始执行标识。

在本实施例中，若第二控制单元从接收到的请求帧中解析出第一循环冗余校验值并与本控制单元计算出的第二循环冗余校验值进行比较，若CRC值不相同，则锁定该条数据失败，置本控制单元状态为未同步状态，第一控制单元收到第二控制单元的同步状态未同步状态时，第一控制单元置本控制单元为未同步状态，开始独立运行逻辑。

S740、基于所述目标数据读取标识，读取所述目标数据，并根据所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换。

具体的，每个慢任务开始时，设置第一端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的同步状态为等待同步状态，同时阻塞等待快任务设置的任务开始执行标识，设置等待计时器，若等待超时，则认为未同步，开始独立运行逻辑；若同步成功，开始逻辑执行，慢任务根据目标已同步状态数量进行读取使用目标数据，对于未同步的数据暂不读取。

通过对目标数据进行热备处理，可以保证首尾两端车载设备的主系和备系同时进行数据的收发、存储和使用。当列车正常运行，首端的主系主控板发生断电或其他故障导致宕机时，备系主控板会自动由备系升为主系，车载设备会进入单系运行状态，由于首尾通信数据进行了热备，升为主系的主控板可以直接使用本系所同步的首尾通信数据继续执行首尾通信功能。对于尾端的车载设备，由于数据的存储和热备过程中，只使用了首端的主系的首尾通信数据，而当首端车载设备的主系主控板发生故障时，备系会自动升为主系，所以尾端车载设备会一直都会收到来自首端主系的首尾通信数据，因此尾端的首尾通信功能也不会受到影响。

本发明实施例的技术方案，基于第一端车载设备的第一控制单元计算所述目标数据的循环冗余校验值，得到第一循环冗余校验值；将第一循环冗余校验值发送到第一端车载设备的第二控制单元；基于第一端车载设备的第一控制单元接收第一端车载设备的第二控制单元发送的目标已同步状态数量，根据目标已同步状态数量设置目标数据读取标识，基于目标数据读取标识，读取目标数据，并根据目标数据进对目标车辆的控车权进行更换。通过执行本技术方案，能够实现目标车辆首尾两端的数据通讯，提高了首尾通信功能的安全性和稳定性，从而能够控制目标车辆的自动换端和自动折返。

实施例四

图9为本发明实施例四提供的一种首尾端车载设备通讯装置的结构示意图。如图9所示，该装置包括：

数据接收模块910，用于基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据；其中，所述第一端车载设备为目标车辆的首端车载设备或尾端车载设备；所述第二端车载设备为另外一个；所述第一数据和第二数据为所述目标车辆的运行数据；

目标数据确定模块920，用于从所述第一数据和第二数据中确定目标数据；其中，所述目标数据为所述第二端车载设备中当前控制所述目标车辆的控制单元发送的数据；

目标车辆控制模块930，用于对所述目标数据进行热备处理，处理结束后，基于所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换。

可选的，目标数据确定模块920，具体用于：

若接收到所述第一数据，则对所述第二端车载设备中第一控制单元的标识符进行设置，确定第一目标标识；

若接收到所述第二数据，则对所述第二端车载设备中第二控制单元的标识符进行设置，确定第二目标标识；

若所述第一目标标识和第二目标标识中存在一个目标标识满足预设标识条件，则将满足预设标识条件的目标标识对应的数据作为目标数据。

可选的，目标数据确定模块920，还用于：

若所述第一目标标识和第二目标标识中存在两个目标标识满足预设标识条件，则将所述第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的主备系标识符与上一周期第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的主备系标识符进行比较，得到比较结果；其中，主备系标识符是指控制单元作为主控制单元或备控制单元的标识符；

根据所述比较结果，从所述第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元中确定主控制单元，并将所述主控制单元发送的数据作为目标数据。

可选的，目标车辆控制模块930，具体用于：

基于所述第一端车载设备的第一控制单元计算所述目标数据的循环冗余校验值，得到第一循环冗余校验值；

将所述第一循环冗余校验值发送到所述第一端车载设备的第二控制单元，以供所述第一端车载设备的第二控制单元将所述第一循环冗余校验值和第二循环冗余校验值进行比对，若所述第一循环冗余校验值和第二循环冗余校验值相同，则设置热备状态为已同步状态，将已同步状态数量增加一，得到目标已同步状态数量，并将所述目标已同步状态数量发送至所述第一端车载设备的第一控制单元以及设置目标数据读取标识；其中，所述第二循环冗余校验值是所述第一端车载设备的第二控制单元通过对目标数据的循环冗余校验值计算得到的；

基于所述第一端车载设备的第一控制单元接收所述第一端车载设备的第二控制单元发送的目标已同步状态数量，根据所述目标已同步状态数量设置目标数据读取标识。

可选的，目标车辆控制模块930，还用于：

基于所述目标数据读取标识，读取所述目标数据，并根据所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换。

可选的，数据接收模块910，具体用于：

基于第一端车载设备的第一控制单元中预先配置的端口接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据。

可选的，所述装置还包括：

数据判断模块，用于对所述第一数据和第二数据中的序列号进行判断；

控车权更换模块，用于若所述序列号未发生变化，则退出所述目标车辆的控车权更换过程。

本发明实施例所提供的一种首尾端车载设备通讯装置可执行本发明任意实施例所提供的一种首尾端车载设备通讯方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图10示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图10所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出（I/O）接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如一种首尾端车载设备通讯方法。

在一些实施例中，一种首尾端车载设备通讯方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的一种首尾端车载设备通讯方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行一种首尾端车载设备通讯方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种首尾端车载设备通讯方法，其特征在于，包括：

基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据；其中，所述第一端车载设备为目标车辆的首端车载设备或尾端车载设备；所述第二端车载设备为另外一个；所述第一数据和第二数据为所述目标车辆的运行数据；

从所述第一数据和第二数据中确定目标数据；其中，所述目标数据为所述第二端车载设备中当前控制所述目标车辆的控制单元发送的数据；

对所述目标数据进行热备处理，处理结束后，基于所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换，从而实现目标车辆的自动换端。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述第一数据和第二数据中确定目标数据，包括：

若接收到所述第一数据，则对所述第二端车载设备中第一控制单元的标识符进行设置，确定第一目标标识；

若接收到所述第二数据，则对所述第二端车载设备中第二控制单元的标识符进行设置，确定第二目标标识；

若所述第一目标标识和第二目标标识中存在一个目标标识满足预设标识条件，则将满足预设标识条件的目标标识对应的数据作为目标数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述第一目标标识和第二目标标识中存在两个目标标识满足预设标识条件，则将所述第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的主备系标识符与上一周期第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元的主备系标识符进行比较，得到比较结果；其中，主备系标识符是指控制单元作为主控制单元或备控制单元的标识符；

根据所述比较结果，从所述第二端车载设备的第一控制单元和第二控制单元中确定主控制单元，并将所述主控制单元发送的数据作为目标数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述目标数据进行热备处理，包括：

基于所述第一端车载设备的第一控制单元计算所述目标数据的循环冗余校验值，得到第一循环冗余校验值；

将所述第一循环冗余校验值发送到所述第一端车载设备的第二控制单元，以供所述第一端车载设备的第二控制单元将所述第一循环冗余校验值和第二循环冗余校验值进行比对，若所述第一循环冗余校验值和第二循环冗余校验值相同，则设置热备状态为已同步状态，将已同步状态数量增加一，得到目标已同步状态数量，并将所述目标已同步状态数量发送至所述第一端车载设备的第一控制单元以及设置目标数据读取标识；其中，所述第二循环冗余校验值是所述第一端车载设备的第二控制单元通过对目标数据的循环冗余校验值计算得到的；

基于所述第一端车载设备的第一控制单元接收所述第一端车载设备的第二控制单元发送的目标已同步状态数量，根据所述目标已同步状态数量设置目标数据读取标识。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换，包括：

基于所述目标数据读取标识，读取所述目标数据，并根据所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据，包括：

基于第一端车载设备的第一控制单元中预先配置的端口接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据之后，所述方法包括：

对所述第一数据和第二数据中的序列号进行判断；

若所述序列号未发生变化，则退出所述目标车辆的控车权更换过程。

8.一种首尾端车载设备通讯装置，其特征在于，包括：

数据接收模块，用于基于第一端车载设备的第一控制单元接收第二端车载设备中第一控制单元发送的第一数据和第二控制单元发送的第二数据；其中，所述第一端车载设备为目标车辆的首端车载设备或尾端车载设备；所述第二端车载设备为另外一个；所述第一数据和第二数据为所述目标车辆的运行数据；

目标数据确定模块，用于从所述第一数据和第二数据中确定目标数据；其中，所述目标数据为所述第二端车载设备中当前控制所述目标车辆的控制单元发送的数据；

目标车辆控制模块，用于对所述目标数据进行热备处理，处理结束后，基于所述目标数据对所述目标车辆的控车权进行更换，从而实现目标车辆的自动换端。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7中任一项所述的一种首尾端车载设备通讯方法。

10.一种计算机可读介质，其特征在于，所述计算机可读介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的一种首尾端车载设备通讯方法。