一种列车通信方法及列车整车车体与流程

本申请涉及网络安全技术，具体地，涉及一种列车通信方法及列车整车车体。

背景技术：

目前，各国交通运输建设已取得极大发展，各国各地的轨道交通互联互通需求也日趋迫切。轨道交通互联互通的一项重要应用为：不同车辆厂家、不同信号厂家的列车互联互通，即可实现灵活连挂解编功能。该项应用要求不同厂家的车载信号系统之间完成与车辆方的接口统型以及头尾贯通线的统型，然而，现有的信号系统厂商所采用的头尾贯通线各不相同，通信协议也大多采用私有协议，无法满足统型车的要求和不同厂家信号系统连挂解编的要求。

另一方面，现有的车辆通信网络大多采用以太网列车骨干网(etb)和以太网编组网(ecn)两种方案组网以实现车载设备之间的通信。车载信号设备与车辆设备目前采用列车实时数据协议trdp及安全数据传输协议sdt进行通信，但由于该两种通信协议均为sil2级，即使将头尾贯通线取消，头尾端车载信号系统采用车载以太网的通信方式进行数据传输，现有的车辆通信网络传输方式也无法满足头尾端信号设备通信sil4级的要求。

可见，现有技术中存在着一方面不同厂商生产的列车头尾端车载信号系统无法满足统型车及信号系统连挂解编的要求，另一方面采用车载以太网实现头尾端车载信号设备通信时又不能满足数据安全需求的技术问题。

技术实现要素：

本申请实施例中提供了一种列车通信方法及列车整车车体。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种列车通信方法，应用于列车整车车体，所述列车整车车体包括互联的第一车载控制器及列车控制管理系统，所述方法包括：

通过所述第一车载控制器获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息；

判断所述第一ip地址及第一端口信息是否表征所述通信对端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器；

若是，则向所述通信对端发送采用rssp-i协议封装的建链帧。

可选地，在所述判断所述第一ip地址及第一端口信息是否表征所述通信对端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器之后，所述方法包括：

若否，则向所述通信对端发送采用trdp协议封装的建链帧。

可选地，所述通过所述第一车载控制器获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息，包括：

通过所述第一车载控制器检测所述列车整车车体是否与其他车体连挂；

若未连挂，则从预存的数据库信息中查询获得所述第一ip地址及第一端口信息；和/或，若连挂，则从与所述第一车载控制器连接的etb或所述列车控制管理系统中获取所述第一ip地址及所述第一端口信息；

其中，所述第一ip地址为全局ip。

可选地，所述方法还包括：

在接收到建链帧后，通过所述第一车载控制器解析获得与所述建链帧的来源端对应的第二ip地址和第二端口信息；

判断所述第二ip地址和第二端口信息是否表征所述来源端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器；

若是，则向所述来源端发送采用rssp-i协议封装的响应建链帧；和/或，若否，则向所述来源端发送采用trdp协议封装的响应建链帧。

可选地，所述方法还包括：

在所述列车整车车体还包括与所述第一车载控制器、所述列车控制管理系统互联的第二车载控制器时，所述第一车载控制器、第二车载控制器、所述列车控制管理系统之间采用trdp协议封装的数据通信；

其中，所述第一车载控制器与所述第二车载控制器互不相同。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种列车整车车体，包括：

信号收发装置；

列车控制管理系统；

车载控制器，与所述列车控制管理系统及所述信号收发装置连接，用以获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息；在所述第一ip地址及第一端口信息表征所述通信对端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器时，向所述通信对端发送采用rssp-i协议封装的建链帧。

可选地，所述车载控制器用以在所述第一ip地址及第一端口信息未表征所述通信对端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器时，向所述通信对端发送采用trdp协议封装的建链帧。

可选地，所述车载控制器用以检测所述列车整车车体是否与其他车体连挂；若未连挂，则从预存的数据库信息中查询获得所述第一ip地址及第一端口信息；和/或，若连挂，则从与所述车载控制器连接的etb或所述列车控制管理系统中获取所述第一ip地址及所述第一端口信息；其中，所述第一ip地址为全局ip。

可选地，所述车载控制器，用以在接收到建链帧后，解析获得与所述建链帧的来源端对应的第二ip地址和第二端口信息；判断所述第二ip地址和第二端口信息是否表征所述来源端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器；若是，则向所述来源端发送采用rssp-i协议封装的响应建链帧；和/或若否，则向所述来源端发送采用trdp协议封装的响应建链帧。

可选地，在所述列车整车车体还包括与所述车载控制器、所述列车控制管理系统互联的另一车载控制器时，所述车载控制器、所述另一车载控制器、所述列车控制管理系统之间采用trdp协议封装的数据通信，其中，所述车载控制器与所述另一车载控制器互不相同。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种电子设备，包括存储装置、处理装置及存储在所述存储装置上并可在所述处理装置上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理装置执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的列车通信方法中的步骤。

根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的列车通信方法中的步骤。

采用本申请实施例中提供了一种列车通信方法及列车整车车体，首先通过第一车载控制器获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息，进而基于所述第一ip地址及第一端口信息判断得到通信对端是否为设置在其它列车整车车体上的车载控制器的结果，再基于判断结果向通信对端发送采用rssp-i协议封装的建链帧或采用trdp协议封装的建链帧，实现针对不同类别的车载设备而采用对应安全级别的协议进行通信，由此具有降低通信计算复杂度，提高通信数据处理效率的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种列车通信方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的一种列车整车车体的结构图。

具体实施方式

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术中存在着一方面不同厂商生产的列车头尾端车载信号系统无法满足统型车及信号系统连挂解编的要求，另一方面采用车载以太网实现头尾端车载信号设备通信时又不能满足数据安全需求的技术问题。

针对上述问题，本申请实施例中提供了一种列车通信方法及列车整车车体，首先通过第一车载控制器获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息，进而基于所述第一ip地址及第一端口信息判断得到通信对端是否为设置在其它列车整车车体上的车载控制器的结果，再基于判断结果向通信对端发送采用rssp-i协议封装的建链帧或采用trdp协议封装的建链帧，实现针对不同类别的车载设备而采用对应安全级别的协议进行通信，由此具有降低通信计算复杂度，提高通信数据处理效率的技术效果。

本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言java和直译式脚本语言javascript等。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

请参考图1，本申请实施例一提供一种列车通信方法，应用于列车整车车体，所述列车整车车体包括互联的第一车载控制器及列车控制管理系统，所述方法包括：

步骤101：通过所述第一车载控制器获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息。

本申请实施例技术方案具体可以为取消列车整车车体中的头尾贯通线，采用以太网组网方式进行通信数据传输，并且，本申请实施例技术方案中的轨道交通通信网采用udp作为传输层协议。

所述车载控制器可以为设置在列车头端或尾端的vobc(vehicleon-boardcontroller，简称：车载控制器)，vobc包括列车自动运行系统(automatictrainoperation，简称ato)和列车自动防护系统(automatictrainprotection，简称：atp)，以实现列车的自动运行和自动防护为主要功能。

所述列车控制管理系统(traincontrolandmanagementsystem，简称：tcms)以实现列车的牵引和制动为主要功能。

在本步骤执行过程中，所述第一车载控制器可以通过多种方式获取到需要通信的对端设备的ip地址及端口信息(也就是所述第一ip地址及第一端口信息)，例如，可以从与其连接的数据库、服务器中获取，可以由操作人员输入获取，还可直接从系统的默认数据中生成调取，等等。

步骤102：判断所述第一ip地址及第一端口信息是否表征所述通信对端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器。

所述第一车载控制器同样可以采用多种方式基于所述第一ip地址及第一端口信息判断所述通信对端是否为其它列车整车车体上的车载控制器。例如，系统可以预设采用哪些预设ip段位的设备默认为车载控制器，又或是预设采用哪些端口的默认为车载控制器。进一步再判断所述第一ip地址及第一端口信息是否为与本车体上的其它车载控制器相匹配即可获得判断结果。当然，现有技术中还有其它判断方法，为了说明书简洁在此就不一一例举，本领域普通技术人员可以根据需要而自行设置，本申请技术方案不作进一步限定。

步骤103：若是，则向所述通信对端发送采用rssp-i协议封装的建链帧。

所述建链帧可以是指不携带传输数据的帧，通过所述建链帧可以建立起与对端设备的通信链路。

所述第一车载控制器在判断确定需要通信的对端设备为其它列车车体上的车载控制器时，可以基于所述第一ip地址和/或所述第一端口信息，首先向对端设备发出采用rssp-i协议封装的建链帧，在得到对端设备的响应后，双方可直接采用rssp-i协议进行数据通信。

通过采用sil4级的安全通信协议rssp-i与对端设备通信，可以保证车载控制器之间的通信安全，同时，rssp-i协议为互联互通协议，可实现与多厂家的列车车载设备进行互联互通。

进一步地，在所述判断所述第一ip地址及第一端口信息是否表征所述通信对端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器之后，所述方法包括：

若否，则向所述通信对端发送采用trdp协议封装的建链帧。

也就是说，所述第一车载控制器在判断确定对端设备不是车载控制器类设备、又或为本节列车车体上的车载控制器时，则向对端设备发送采用trdp协议封装的建链帧，以在得到对端设备的响应后，双方直接采用trdp协议进行通信。

由于rssp-1和trdp均为应用层协议，本申请实施例中的技术方案通过判断对端设备是否为车载控制器类设备，进而有针对性的发送对应类型协议封装的通信数据进行通信，避免同时使用rssp-1和trdp两种通信协议对通信数据进行加载封装，发送和接收时也需要对两种协议进行解析及计算，造成车载设备通信过程中计算复杂度大大增加，数据处理效率较低的情况。具体在实际操作过程中，所述第一车载控制器可以为列车整车车体中的头端或尾端的vobc，在实现本节车体的头尾通信过程中，可以通过以太网传输方式采用trdp协议实现本节车体的头尾通信。而在本节车体与其他车体中的vobc之间则采用rssp-1协议实现sil4级的安全通信。由此不仅可以解决列车头尾端车载信号通信系统不能满足统型车及信号系统连挂解编要求的问题，同时也可以满足不同车体上的头尾端车载信号通信时的数据安全需求问题。

进一步地，所述通过所述第一车载控制器获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息，包括：

通过所述第一车载控制器检测所述列车整车车体是否与其他车体连挂；

若未连挂，则从预存的数据库信息中查询获得所述第一ip地址及第一端口信息；和/或，若连挂，则从与所述第一车载控制器连接的etb或所述列车控制管理系统中获取所述第一ip地址及所述第一端口信息；其中，所述第一ip地址为全局ip。

所述车体连挂可以是指列车的本车体与其他列车车体之间的通信系统实现以太网网络连接(包括有线连接和无线连接)。具体地，所述第一车载控制器可以通过检测网络接口端是否处于以太网网络连接的状态而实现检测是否与其他车体连挂，也可以通过向etb节点服务器发送请求反馈连挂状态检测结果，还可以通过检测是否接收到表征连挂状态的标识，等等。现有技术中还有多种可实现检测车体连挂状态的技术或方法，本领域技术人员可根据需要而自行设置。

之后，所述第一车载控制器可以根据本节车体与其他车体的连挂状态而自动选择所述第一ip地址及第一端口信息的数据来源，由于etb节点服务器可以实时获取到与其相连接(包括直接连接和间接连接)的网络中的其它车载设备的精确ip地址和端口信息(包括从其它etb节点服务器中获取，或从其上层服务器中获取，或直接从与其连接的对端设备获取)，由此可以实现提高所述第一ip地址及第一端口信息的获取效率及信息精确度的技术效果。

再进一步地，所述方法还包括：

在接收到建链帧后，通过所述第一车载控制器解析获得与所述建链帧的来源端对应的第二ip地址和第二端口信息；

判断所述第二ip地址和第二端口信息是否表征所述来源端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器；

若是，则向所述来源端发送采用rssp-i协议封装的响应建链帧；和/或，若否，则向所述来源端发送采用trdp协议封装的响应建链帧。

同理，当所述第一车载控制器接收到从其它车载设备发送的需要建立通信连接的建链帧后，也可以通过解析获得的表征其它车载设备的ip地址和端口信息，判断得到该其它车载设备是否为其它车体上的车载控制器类设备，如果是，则采用rssp-i协议封装的响应建链帧进行反馈，以使得二者之后直接用rssp-i协议进行通信，保证车载控制器之间的通信安全。如果不是，则采用trdp协议封装的响应建链帧进行反馈，以使得二者之后直接用trdp协议进行通信，以满足以太网通信的统车型及信号系统连挂解编的需要。

可见，本申请实施例中的技术方案还可以在响应通信链接请求过程中，进一步起到保证列车头尾端车载信号系统数据通信安全需求的作用。

再进一步地，所述方法还包括：

在所述列车整车车体还包括与所述第一车载控制器、所述列车控制管理系统互联的第二车载控制器时，所述第一车载控制器、第二车载控制器、所述列车控制管理系统之间采用trdp协议封装的数据通信；其中，所述第一车载控制器与所述第二车载控制器互不相同。

也就是说，本申请实施例技术方案中，在本节车体内的车载设备之间形成封闭的通信系统，例如构成构成ecn局域网，各车载设备之间通过trdp协议进行通信。由此使得本申请实施例中的技术方案在保证关键通信数据的安全性基础上，起到进一步提升对统型车设计的适应性的作用。

由此可见，本申请实施例中的技术方案首先通过第一车载控制器获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息，进而基于所述第一ip地址及第一端口信息判断得到通信对端是否为设置在其它列车整车车体上的车载控制器的结果，再基于判断结果向通信对端发送采用rssp-i协议封装的建链帧或采用trdp协议封装的建链帧，实现针对不同类别的车载设备而采用对应安全级别的协议进行通信，由此具有降低通信计算复杂度，提高通信数据处理效率的技术效果。

实施例二

请参考图2，本申请实施例二提供一种列车整车车体，包括：

信号收发装置201；

列车控制管理系统202；

车载控制器203，与所述列车控制管理系统及所述信号收发装置连接，用以获取通信对端的第一ip地址及第一端口信息；在所述第一ip地址及第一端口信息表征所述通信对端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器时，向所述通信对端发送采用rssp-i协议封装的建链帧。

进一步的，所述列车整车车体还可以包括存储器，存储器的数量可以是一个或多个。存储器可以包括只读存储器(英文：readonlymemory，简称：rom)、随机存取存储器(英文：randomaccessmemory，简称：ram)和磁盘存储器。

可选地，所述车载控制器203用以在所述第一ip地址及第一端口信息未表征所述通信对端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器时，向所述通信对端发送采用trdp协议封装的建链帧。

可选地，所述车载控制器203用以检测所述列车整车车体是否与其他车体连挂；若未连挂，则从预存的数据库信息中查询获得所述第一ip地址及第一端口信息；和/或，若连挂，则从与所述车载控制器连接的etb或所述列车控制管理系统中获取所述第一ip地址及所述第一端口信息；其中，所述第一ip地址为全局ip。

可选地，所述车载控制器203，用以在接收到建链帧后，解析获得与所述建链帧的来源端对应的第二ip地址和第二端口信息；判断所述第二ip地址和第二端口信息是否表征所述来源端为设置在其它列车整车车体上的车载控制器；若是，则向所述来源端发送采用rssp-i协议封装的响应建链帧；和/或若否，则向所述来源端发送采用trdp协议封装的响应建链帧。

可选地，在所述列车整车车体还包括与所述车载控制器203、所述列车控制管理系统202互联的另一车载控制器时，所述车载控制器203、另一车载控制器、所述列车控制管理系统202之间采用trdp协议封装的数据通信，其中，所述车载控制器与所述另一车载控制器互不相同。

也就是说，在本申请实施例的列车整车车体上可以设置头端车载控制器和尾端车载控制器，头尾两端控制器以及列车控制管理系统之间互联，并采用trdp协议进行通信。

前述图1实施例中的列车通信方法中的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的列车整车车体，通过前述对列车通信方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中列车整车车体的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括存储装置、处理装置及存储在所述存储装置上并可在所述处理装置上运行的计算机程序，所述处理装置执行所述计算机程序时实现如实施例一所述的列车通信方法中的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如实施例一所述的列车通信方法中的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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