一种列车完整性检测方法、装置及列车控制单元与流程

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种列车完整性检测方法、装置及列车控制单元。

背景技术：

列车完整性检测是列车安全防护的一个关键环节，是列车正常运行必须具备的功能。列车完整性检测技术有很多，如轨道电路式、跨接线式、触点式连接器式、列车长度检测式和气制动列车检测式等。由于列车配置和轨道种类不同，导致目前的轨道列车完整性检测方法都有其局限性。比如：

轨道电路式被ctcs系统采用，其必须依赖于轨道电路等轨旁设备，需要复杂的轨旁设备。跨接线式和触点式连接器式通常用于地铁上，其对列车硬件安装的依赖性强。列车长度检测式需要利用gps定位列车首尾部坐标，为了避免列尾装置安装在车钩处的gps天线不被车厢遮挡，对周围环境有一定依赖性。气制动列车检测式，利用列车中既有的主风缸、副风缸、列车风管等设备，进行列车完整性检测，该方法依靠于车载系统以及无线通信，一旦无线通信收到干扰，存在失效的风险。

技术实现要素：

为解决现有技术中的问题，本发明实施例提供一种列车完整性检测方法、装置及列车控制单元。

第一方面，本发明实施例提供一种列车完整性检测方法，该方法包括：接收列车环网发送的列车数据，并根据所述列车数据判断所述列车环网是否出现故障；若所述列车环网未出现故障，则表示列车具有完整性；若所述列车环网出现故障，则进一步判断所述列车环网是否能够实时切换到备用链路上来；若所述列车环网不能够实时切换到备用链路上来，则表示列车没有完整性；若所述列车环网能够实时切换到备用链路上来，则进一步判断是否能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信；若能够与车头及车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车具有完整性；若不能与车头或车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车没有完整性；其中，所述列车环网由设置于列车的交换机串联而成。

第二方面，本发明实施例提供一种列车完整性检测装置，该装置包括：列车环网检测模块，用于：接收列车环网发送的列车数据，并根据所述列车数据判断所述列车环网是否出现故障；若所述列车环网未出现故障，则表示列车具有完整性；链路切换检测模块，用于：若所述列车环网出现故障，则进一步判断所述列车环网是否能够实时切换到备用链路上来；若所述列车环网不能够实时切换到备用链路上来，则表示列车没有完整性；子系统连接检测模块，用于：若所述列车环网能够实时切换到备用链路上来，则进一步判断是否能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信；若能够与车头及车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车具有完整性；若不能与车头或车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车没有完整性；其中，所述列车环网由设置于列车的交换机串联而成。

第三方面，本发明实施例提供一种列车控制单元，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。

本发明实施例提供的列车完整性检测方法、装置及列车控制单元，通过列车环网检测列车完整性，可以提高列车完整性检测可靠性和灵敏性，减少对周围设备的依赖，不增加人员对列车额外设备的维护人力成本，不需要额外的安装步骤及安装成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本发明一实施例提供的列车完整性检测方法流程图；

图2是本发明一实施例提供的列车网络组成示意图；

图3是本发明另一实施例提供的列车完整性检测方法流程图；

图4是本发明一实施例提供的列车完整性检测装置的结构示意图；

图5示例了一种列车控制单元的实体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一实施例提供的列车完整性检测方法流程图。如图1所示，所述方法包括：

步骤101、接收列车环网发送的列车数据，并根据所述列车数据判断所述列车环网是否出现故障；若所述列车环网未出现故障，则表示列车具有完整性；

步骤102、若所述列车环网出现故障，则进一步判断所述列车环网是否能够实时切换到备用链路上来；若所述列车环网不能够实时切换到备用链路上来，则表示列车没有完整性；

步骤103、若所述列车环网能够实时切换到备用链路上来，则进一步判断是否能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信；若能够与车头及车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车具有完整性；若不能与车头或车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车没有完整性；其中，所述列车环网由设置于列车的交换机串联而成。

通常，在列车的每个车厢设置交换机，由各个车厢的交换机串联构成列车环网。列车环网可以选举一个交换机作为主站，负责将其他交换机及自身的数据、网络连接状态等发送给列车控制单元(vcu)。每个车厢的交换机连接有各个车厢的列车子系统，如制动子系统、牵引子系统、车门子系统、空调子系统、远程输入输出模块(riom)等。这些子系统都与列车车厢的交换机相连接，车厢交换机之间相连接构成列车环网。交换机需要收集各个列车子系统的数据，并可以通过选举出的主站将列车数据发送给vcu。

列车控制单元设置于车头和车尾的车厢。车头和车尾的vcu也可以相互通信。本发明实施例提供的列车完整性检测方法可以运行于列车控制单元。车头和车尾的列车控制单元均可以独立执行本发明实施例提供的列车完整性检测的流程以进行列车完整性检测。

本发明实施例提供的列车完整性检测方法，包括如下步骤：

列车控制单元接收列车环网发送的列车数据，并根据列车数据判断列车环网是否出现故障。分布在每节车厢的交换机可以通过主站实时向vcu汇报当前网络连接状态，vcu可以通过接收到的网络连接状态拓扑形态进行分析当前列车环网是否发生异常。若列车环网未出现故障，则表示列车具有完整性。若所述列车环网出现故障，则进一步判断所述列车环网是否能够实时切换到备用链路上来。列车环网本身的可靠性很高，当一台交换出现故障或部分交换机节点断电，仍然能保证列车车头和车尾之间大部分设备的正常通信。这时候依靠的就是备用链路。比如，若车厢中部的某个交换机出现故障，则原本通过这个交换机将数据汇总到主站的交换机便会转换方向，从其他交换机实现数据到主站的汇聚。也即，实现了切换到备用链路。若所述列车环网不能够实时切换到备用链路上来，则表示列车没有完整性。

若所述列车环网能够实时切换到备用链路上来，vcu还要进一步判断是否能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信。因为，只有能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信才能确保列车保持完整状态。若vcu能够与车头及车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车具有完整性；若vcu不能与车头或车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车没有完整性。

当然，如果车头或车尾的vcu故障，则故障vcu无法获取数据或获取的数据是有误的，这时可以判断出这个vcu出现了故障。另外的一个vcu在执行上述流程时，若结果是列车为完整的，则仍然可以得到列车为完整的检测结果。

本发明实施例通过列车环网检测列车完整性，可以提高列车完整性检测可靠性和灵敏性，减少对周围设备的依赖，不增加人员对列车额外设备的维护人力成本，不需要额外的安装步骤及安装成本。

进一步地，基于上述实施例，所述交换机包括以太网交换机。

本发明实施例针对以太网通信为列车控制总线的列车，可以利用列车交换机、列车控制单元vcu、列车各子系统等设备，进行列车完整性检测。其中，以太网通信为列车控制总线的列车如可以是基于trdp以太网构建的列车控制系统的列车。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过针对以太网通信的列车通过列车环网进行列车完整性检测，提高了完整性检测的可靠性和灵敏性。

进一步地，基于上述实施例，所述列车环网出现故障包括交换机故障或线路故障。

列车环网由交换机(节点)和连接交换机的线路构成。因此，列车环网出现故障包括交换机故障或线路故障。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提出列车环网出现故障包括交换机故障或线路故障，为辨别列车环网是否出现故障提供基础。

进一步地，基于上述实施例，所述列车数据包括网络连接状态拓扑形态。

列车环网向vcu发送的列车数据包括网络连接状态拓扑形态。网络连接状态拓扑形态包括了各个交换机的网络连接状态，可以用于判断列车环网是否出现异常。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过在列车数据中包括网络连接状态拓扑形态，便利了列车环网的故障判断。

进一步地，基于上述实施例，在所述接收列车环网发送的列车数据之前，所述方法还包括：判断所述列车环网是否建立成功；若所述列车环网建立失败，则表示列车没有完整性；若所述列车环网建立成功，则执行所述接收列车环网发送的列车数据的步骤。

在接收列车环网发送的列车数据之前，首先需要判断列车环网是否建立成功，或者在列车发车前就要进行列车环网是否建立成功的判断。若列车环网建立失败，则表示列车没有完整性；若列车环网建立成功，则执行接收列车环网发送的列车数据的步骤。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过首先根据列车环网是否建立成功进行列车完整性检测，提高了检测可靠性和快速性。

进一步地，基于上述实施例，所述建立成功包括所述列车环网成功形成闭环以及从所述交换机中选出主站。

列车环网建立成功表示此时的列车环网可以正常工作。列车环网建立成功包括列车环网成功环闭(形成闭环通路)以及从交换机中选出主站。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过设置列车环网建立成功包括列车环网成功形成闭环以及从交换机中选出主站，适应了应用需求。

进一步地，基于上述实施例，在判断获知列车没有完整性之后，所述方法还包括：发送提醒消息给各个车厢的列车子系统。

本发明实施例提供的列车完整性检测方法，可以应用在列车vcu上。由于检测是用列车控制单元(vcu)去做的，当列车丢失完整性可以及时通知列车各子系统，提高了列车处理响应速度。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过在获知列车没有完整性之后，发送提醒消息给各个车厢的列车子系统，提高了列车处理响应速度。

图2是本发明一实施例提供的列车网络组成示意图。图3是本发明另一实施例提供的列车完整性检测方法流程图。为下面结合图2和图3进一步详细说明本发明实施例提供的列车完整性检测方法的流程。

针对以太网通信为列车控制总线的列车，可以利用列车交换机、列车控制单元、列车各子系统等设备，进行列车完整性检测，该方法可以提高列车完整性检测可靠性，减少对周围设备的依赖，不增加人员对列车额外设备的维护人力成本。不需要额外的安装成本，不增加额外的安装步骤。

系统架构：本发明实施例提出的列车完整性检测技术，适用于列车是基于trdp以太网构建的列车控制系统的列车，检测算法技术是在列车控制单元(vcu)的平台软件上实现的。列车网络组成如图2所示，列车环网是贯穿列车所有车厢的，每个车厢里都会有制动子系统(bcu)、牵引子系统(tcu)、车门子系统(edcu)、空调子系统(hvac)和远程输入输出模块(riom)等。这些车厢子系统都与列车网络交换机相连接。车厢交换机之间相连接构成列车环网。

工作原理：分布在每节车厢的交换机会实时向vcu汇报当前网络连接状态，vcu上的服务会通过接收到网络连接状态拓扑形态进行分析当前列车环网是否发生异常。当整个列车连接发生问题，或者列车连接发生断开时，将导致列车环网断开两套网络，车头车尾的vcu会通过交换机环网拓扑状态变化，检测到当前列车完整性丢失。

列车完整性检测逻辑：列车在发车前，需要先进行列车环网拓扑检测，确定当前列车的完整性状态。列车控制单元(vcu)执行列车完整性检测流程如图3所示，列车交换机经历环网主站选出，列车以太网环网环闭，列车环网建立成功，车头车尾设备进行周期巡检。

在确认过列车交换机之间组成骨干网环网之间的连接没有问题之后，列车控制单元(vcu)在运行期间，环网出现故障(包括节点故障)，首先判断是否为网络故障，网络故障则能够实时切换到备用链路上来，并在切换到备用链路上后，车头车尾的设备能否与vcu进行正常通信，如果不能则不具备完整性，如果可以则列车仍然具备完整性。如果备用网络切换失败，列车也会丢失完整性。

本发明实施例关键点在于通过列车的以太网交换机构成的列车环网进行列车完整性检测。列车环网本身的可靠性很高，当一台交换出现故障或部分交换机节点断电，仍然能保证列车车头和车尾之间大部分设备的正常通信，所以可以用列车环网双断开(表示为列车环网故障、且备用链路也无法保证vcu和车头或车尾设备的正常通信)来判断列车是否具备完整性。通过交换机列车环网检测列车完整性，可以提高检测的灵敏度和可靠性，由于检测是用列车控制单元(vcu)去做的，当列车丢失完整性可以及时通知列车各子系统，提高了列车处理响应速度。

图4是本发明一实施例提供的列车完整性检测装置的结构示意图。图4所示，所述装置包括列车环网检测模块10、链路切换检测模块20和子系统连接检测模块30，其中：列车环网检测模块10用于：接收列车环网发送的列车数据，并根据所述列车数据判断所述列车环网是否出现故障；若所述列车环网未出现故障，则表示列车具有完整性；链路切换检测模块20用于：若所述列车环网出现故障，则进一步判断所述列车环网是否能够实时切换到备用链路上来；若所述列车环网不能够实时切换到备用链路上来，则表示列车没有完整性；子系统连接检测模块30用于：若所述列车环网能够实时切换到备用链路上来，则进一步判断是否能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信；若能够与车头及车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车具有完整性；若不能与车头或车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车没有完整性；其中，所述列车环网由设置于列车的交换机串联而成。

本发明实施例通过列车环网检测列车完整性，可以提高列车完整性检测可靠性和灵敏性，减少对周围设备的依赖，不增加人员对列车额外设备的维护人力成本，不需要额外的安装步骤及安装成本。

进一步地，基于上述实施例，所述交换机包括以太网交换机。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过针对以太网通信的列车通过列车环网进行列车完整性检测，提高了完整性检测的可靠性和灵敏性。

进一步地，基于上述实施例，所述列车环网出现故障包括交换机故障或线路故障。

在上述实施例的基础上，本发明实施例提出列车环网出现故障包括交换机故障或线路故障，为辨别列车环网是否出现故障提供基础。

进一步地，基于上述实施例，所述列车数据包括网络连接状态拓扑形态。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过在列车数据中包括网络连接状态拓扑形态，便利了列车环网的故障判断。

进一步地，基于上述实施例，所述列车环网检测模块还用于：，在所述接收列车环网发送的列车数据之前，判断所述列车环网是否建立成功；若所述列车环网建立失败，则表示列车没有完整性；若所述列车环网建立成功，则执行所述接收列车环网发送的列车数据的步骤。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过首先根据列车环网是否建立成功进行列车完整性检测，提高了检测可靠性和快速性。

进一步地，基于上述实施例，所述建立成功包括所述列车环网成功形成闭环以及从所述交换机中选出主站。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过设置列车环网建立成功包括列车环网成功形成闭环以及从交换机中选出主站，适应了应用需求。

进一步地，基于上述实施例，所述装置还包括提醒模块，所述提醒模块用于：发送提醒消息给各个车厢的列车子系统。

在上述实施例的基础上，本发明实施例通过在获知列车没有完整性之后，发送提醒消息给各个车厢的列车子系统，提高了列车处理响应速度。

本发明实施例提供的装置是用于上述方法的，具体功能可参照上述方法流程，此处不再赘述。

图5示例了一种列车控制单元的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(communicationsinterface)520、存储器(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行列车完整性检测方法，该方法包括：接收列车环网发送的列车数据，并根据所述列车数据判断所述列车环网是否出现故障；若所述列车环网未出现故障，则表示列车具有完整性；若所述列车环网出现故障，则进一步判断所述列车环网是否能够实时切换到备用链路上来；若所述列车环网不能够实时切换到备用链路上来，则表示列车没有完整性；若所述列车环网能够实时切换到备用链路上来，则进一步判断是否能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信；若能够与车头及车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车具有完整性；若不能与车头或车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车没有完整性；其中，所述列车环网由设置于列车的交换机串联而成。

此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的列车完整性检测方法，该方法包括：接收列车环网发送的列车数据，并根据所述列车数据判断所述列车环网是否出现故障；若所述列车环网未出现故障，则表示列车具有完整性；若所述列车环网出现故障，则进一步判断所述列车环网是否能够实时切换到备用链路上来；若所述列车环网不能够实时切换到备用链路上来，则表示列车没有完整性；若所述列车环网能够实时切换到备用链路上来，则进一步判断是否能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信；若能够与车头及车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车具有完整性；若不能与车头或车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车没有完整性；其中，所述列车环网由设置于列车的交换机串联而成。

又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的列车完整性检测方法，该方法包括：接收列车环网发送的列车数据，并根据所述列车数据判断所述列车环网是否出现故障；若所述列车环网未出现故障，则表示列车具有完整性；若所述列车环网出现故障，则进一步判断所述列车环网是否能够实时切换到备用链路上来；若所述列车环网不能够实时切换到备用链路上来，则表示列车没有完整性；若所述列车环网能够实时切换到备用链路上来，则进一步判断是否能与车头及车尾的列车子系统设备正常通信；若能够与车头及车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车具有完整性；若不能与车头或车尾的列车子系统设备正常通信，则表示列车没有完整性；其中，所述列车环网由设置于列车的交换机串联而成。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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