本發(fā)明涉及軌道交通通信，尤其是涉及一種列尾裝置與車載設(shè)備的通信方法及列尾裝置。

背景技術(shù)：

1、列尾裝置是用于列車完整性檢查的安全防護(hù)設(shè)備，該裝置通過一根軟管與列車尾部車輛連接，能夠測(cè)算尾部車輛風(fēng)壓并傳輸?shù)剿緳C(jī)控制盒，以便根據(jù)尾部車輛風(fēng)壓情況判斷制動(dòng)風(fēng)路是否貫通，進(jìn)而判斷列車的完整性。在列車尾部脫節(jié)、制動(dòng)異常等情況下，司機(jī)控制盒可以控制列尾裝置進(jìn)行排風(fēng)制動(dòng)，提升了列車的智能化控制水平和整體安全性。

2、目前，列尾裝置主要通過gsm-r（用于鐵路通信及應(yīng)用的國(guó)際無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)）將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到車載設(shè)備，列尾業(yè)務(wù)功能整體遵循故障導(dǎo)向安全原則，當(dāng)列尾裝置發(fā)生故障時(shí)，停止向車載設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，切斷首尾通信鏈路，此時(shí)，司機(jī)只能通過機(jī)械裝置控車，控車靈活性較差。且列尾裝置和車載設(shè)備之間的無(wú)線通信鏈路采用冷備冗余方式，即當(dāng)其中一路無(wú)線通信子系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，切換到另外一路無(wú)線通信子系統(tǒng)。由于無(wú)線通信鏈路切換時(shí)延導(dǎo)致列尾裝置與車載設(shè)備通信中斷，造成列車完整性判斷失效，列車需要停車排查，影響列車運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有列尾裝置的缺陷，本發(fā)明提供了一種列尾裝置和車載設(shè)備的通信方法及列尾裝置，基于lte-m網(wǎng)絡(luò)采用雙路通信單元熱備冗余設(shè)計(jì)機(jī)制傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，避免了無(wú)線通信模塊切換時(shí)延帶來的通信中斷，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。將安全列尾業(yè)務(wù)和常規(guī)列尾業(yè)務(wù)進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，提供了列尾裝置和車載設(shè)備之間無(wú)線通信信息的一致性判斷機(jī)制，且安全列尾業(yè)務(wù)按照sil4（safety?integrity?level?4）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了列車首尾通信的安全性和穩(wěn)定性以及控車的靈活性。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種列尾裝置和車載設(shè)備的通信方法，包括：列尾裝置分別通過兩路lte-m網(wǎng)絡(luò)通道與atp車載設(shè)備和機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備建立無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接；當(dāng)接收到atp車載設(shè)備的通信命令時(shí)，將實(shí)時(shí)采集的列尾風(fēng)壓信息、位置信息和速度信息傳輸?shù)絘tp車載設(shè)備，根據(jù)atp車載設(shè)備的排風(fēng)命令執(zhí)行輔助排風(fēng)制動(dòng)；當(dāng)接收到機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備的查詢命令時(shí)，將風(fēng)壓信息傳輸至機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備，根據(jù)機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備的排風(fēng)命令執(zhí)行輔助排風(fēng)制動(dòng)。

3、根據(jù)上述技術(shù)方案，列尾裝置通過兩路不同的網(wǎng)絡(luò)通道接入lte-m網(wǎng)絡(luò)，使得系統(tǒng)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)仍然可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B續(xù)性，避免了因網(wǎng)絡(luò)問題導(dǎo)致的通信中斷。列尾裝置與atp車載設(shè)備和機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備分別建立連接，提高了通信的可靠性和冗余性，可以根據(jù)atp車載設(shè)備和機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備的排風(fēng)命令自動(dòng)執(zhí)行輔助排風(fēng)制動(dòng)，提高了列車在特定情況下的自動(dòng)化操作能力，有助于提高列車運(yùn)行安全性和控車靈活性。

4、可選地，在本發(fā)明提供的列尾裝置和車載設(shè)備的通信方法中，列尾裝置和atp車載設(shè)備通過第一lte-m通信單元和第二lte-m通信單元分別接入a網(wǎng)絡(luò)通道和b網(wǎng)絡(luò)通道傳輸列尾安全信息；列尾裝置和機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備通過第一lte-m通信單元和第二lte-m通信單元分別接入a網(wǎng)絡(luò)通道和b網(wǎng)絡(luò)通道傳輸常規(guī)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，第一lte-m通信單元和第二lte-m通信單元采用熱備冗余設(shè)計(jì)。

5、可選地，在本發(fā)明提供的列尾裝置和車載設(shè)備的通信方法中，當(dāng)列尾裝置接收到atp車載設(shè)備的通信命令后，按照l(shuí)te-m無(wú)線通信模塊和核心控制單元之間通信協(xié)議透?jìng)鞯胶诵目刂茊卧?，核心控制單元收到后按照核心控制單元和安全邏輯單元之間通信協(xié)議透?jìng)鞯桨踩壿媶卧?；安全邏輯單元?duì)atp車載設(shè)備發(fā)送的消息由進(jìn)行安全層拆解和解密后，發(fā)送到核心控制單元進(jìn)行拆包處理；

6、當(dāng)列尾裝置進(jìn)行無(wú)線消息發(fā)送時(shí)，核心控制單元對(duì)無(wú)線消息中非安全信息進(jìn)行組包后傳送到安全邏輯單元，安全邏輯單元對(duì)組包后信息進(jìn)行風(fēng)壓信息、位置信息和速度信息等列尾安全信息補(bǔ)充封裝，并按照安全協(xié)議對(duì)整包消息進(jìn)行加密，把加密后的信息回傳到核心控制單元，核心控制單元把該無(wú)線消息透?jìng)鞯綗o(wú)線通信單元，無(wú)線通信單元收到后通過lte-m網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到atp車載設(shè)備。

7、通過采用上述技術(shù)方案，整個(gè)消息傳輸過程中l(wèi)te-m無(wú)線通信模塊和核心控制單元對(duì)車載設(shè)備發(fā)送的通信消息不進(jìn)行任何拆解和改動(dòng)，通過32位crc校驗(yàn)算法保證信息傳輸?shù)耐暾院蜏?zhǔn)確性，保證了安全相關(guān)處理任務(wù)均由安全邏輯單元完成，核心控制單元進(jìn)行非安全數(shù)據(jù)處理，不涉及安全邏輯處理，滿足了sil4標(biāo)準(zhǔn)要求的安全業(yè)務(wù)和非安全業(yè)務(wù)的邊界無(wú)交叉要求。

8、可選地，在本發(fā)明提供的列尾裝置和車載設(shè)備的通信方法中，在列尾裝置和atp車載設(shè)備通信的同時(shí)，接收機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備的通信命令，列尾裝置風(fēng)壓信息分別回送到atp車載設(shè)備和機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備；司機(jī)將機(jī)車臺(tái)設(shè)備獲取的風(fēng)壓信息與atp車載設(shè)備獲取的風(fēng)壓信息進(jìn)行比對(duì)，判斷兩種車載設(shè)備獲取的風(fēng)壓信息是否一致，把風(fēng)壓信息是否一致作為列車設(shè)備故障判定的依據(jù)之一。當(dāng)atp車載設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，根據(jù)機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備的排風(fēng)命令執(zhí)行輔助排風(fēng)制動(dòng)。

9、通過上述技術(shù)方案，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)通信狀態(tài)，能夠迅速識(shí)別通信中斷，確保系統(tǒng)的及時(shí)響應(yīng)。通過比對(duì)機(jī)車臺(tái)和atp車載設(shè)備的風(fēng)壓信息，確保數(shù)據(jù)的一致性，減少錯(cuò)誤決策的風(fēng)險(xiǎn)，能夠根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整制動(dòng)策略，優(yōu)化運(yùn)行效率。

10、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種列尾裝置，包括：核心控制單元、安全邏輯單元、lte-m無(wú)線通信模塊、排風(fēng)制動(dòng)單元、風(fēng)壓檢測(cè)單元、測(cè)速定位單元，顯示單元，風(fēng)壓檢測(cè)單元用于實(shí)時(shí)采集列車尾部的風(fēng)壓信息；測(cè)速定位單元用于實(shí)時(shí)獲取列尾裝置的位置信息和速度信息；風(fēng)壓檢測(cè)單元和測(cè)速定位單元分別接入安全邏輯單元，安全邏輯單元用于通過風(fēng)壓檢測(cè)單元和測(cè)速定位單元獲取風(fēng)壓信息、位置信息和速度信息等安全信息，用于接收核心控制單元發(fā)送的非安全組包數(shù)據(jù)和透?jìng)鞯牧形舶踩畔?，?duì)該非安全組包數(shù)據(jù)和透?jìng)鞯牧形舶踩畔⒎謩e進(jìn)行加密封裝和解密處理；

11、安全邏輯單元、排風(fēng)制動(dòng)單元和lte-m無(wú)線通信模塊分別連接核心控制單元；排風(fēng)制動(dòng)單元用于控制列車尾部進(jìn)行排風(fēng)制動(dòng)操作；lte-m無(wú)線通信模塊包括第一lte-m通信單元和第二lte-m通信單元，第一lte-m通信單元和第二lte-m通信單元采用熱備冗余設(shè)計(jì)，分別通過兩路網(wǎng)絡(luò)通道接入lte-m網(wǎng)絡(luò)，用于同時(shí)通過兩路網(wǎng)絡(luò)通道傳輸列尾安全信息和常規(guī)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

12、根據(jù)上述技術(shù)方案，通過安全邏輯單元對(duì)安全列尾業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密，保障了列尾安全信息的安全性。列尾裝置同時(shí)和atp車載設(shè)備和機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備兩套設(shè)備進(jìn)行通信，提供了列尾裝置無(wú)線通信信息的一致性判斷機(jī)制，提高了系統(tǒng)的通信穩(wěn)定性和atp車載設(shè)備故障后的控車靈活性。

13、可選地，在本發(fā)明提供的列尾裝置中，當(dāng)列尾裝置與atp車載設(shè)備建立連接后，進(jìn)行安全協(xié)議雙向認(rèn)證，認(rèn)證通過后建立通信會(huì)話，列尾裝置用于將實(shí)時(shí)采集的列尾風(fēng)壓信息、位置信息和速度信息傳輸?shù)絘tp車載設(shè)備，并根據(jù)atp車載設(shè)備的排風(fēng)命令執(zhí)行輔助排風(fēng)制動(dòng)。當(dāng)列尾裝置與機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備之間建立連接后，用于在接收到機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備的查詢命令時(shí)，將風(fēng)壓信息傳輸?shù)綑C(jī)車臺(tái)車載設(shè)備，在接收到機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備的排風(fēng)命令后，執(zhí)行輔助排風(fēng)制動(dòng)。

14、根據(jù)上述技術(shù)方案，列尾裝置和atp車載設(shè)備之間按照故障導(dǎo)向安全的原則進(jìn)行通信，保證了列車頭部和尾部通信的可靠性和安全性。通過機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備查詢尾部風(fēng)壓進(jìn)而完成atp車載設(shè)備的風(fēng)壓信息確認(rèn)，即通過機(jī)車臺(tái)設(shè)備和atp設(shè)備同時(shí)確認(rèn)尾部風(fēng)壓，保證查詢到的風(fēng)壓信息的準(zhǔn)確性；當(dāng)列尾裝置和atp車載設(shè)備之間因故障導(dǎo)向安全原因及其他異常因素引起通信中斷時(shí)，列尾裝置可以通過機(jī)車臺(tái)車載設(shè)備進(jìn)行減壓緩慢停車和排風(fēng)制動(dòng)輔助停車，避免了司機(jī)只能通過機(jī)械裝置緊急剎車的情況。

15、可選地，在本發(fā)明提供的列尾裝置中，當(dāng)列尾裝置接收到atp車載設(shè)備的通信命令后，lte-m無(wú)線通信模塊用于按照l(shuí)te-m無(wú)線通信模塊和核心控制單元之間的通信協(xié)議透?jìng)鞯胶诵目刂茊卧诵目刂茊卧糜诎凑蘸诵目刂茊卧桶踩壿媶卧g的通信協(xié)議透?jìng)鞯桨踩壿媶卧?，安全邏輯單元用于?duì)接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行拆解和解密后，發(fā)送到核心控制單元；核心控制單元和lte-m無(wú)線通信模塊用于通過32位crc校驗(yàn)算法對(duì)傳輸過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性和準(zhǔn)確性校驗(yàn)。

16、可選地，在本發(fā)明提供的列尾裝置中，當(dāng)列尾裝置向atp車載設(shè)備發(fā)送消息時(shí)，核心控制單元用于對(duì)消息進(jìn)行組包后傳送到安全邏輯單元，安全邏輯單元用于對(duì)組包后的消息進(jìn)行列尾安全信息補(bǔ)充封裝和加密，將加密后的消息回傳到核心控制單元；核心控制單元用于將加密后的消息透?jìng)鞯絣te-m無(wú)線通信模塊；lte-m無(wú)線通信模塊用于通過lte-m網(wǎng)絡(luò)無(wú)線傳輸?shù)絘tp車載設(shè)備；核心控制單元和lte-m無(wú)線通信模塊用于通過32位crc校驗(yàn)算法對(duì)傳輸過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行完整性和準(zhǔn)確性校驗(yàn)。

17、根據(jù)上述技術(shù)方案，整個(gè)消息傳輸過程中l(wèi)te-m傳輸模塊和核心控制單元對(duì)atp車載設(shè)備發(fā)送的通信消息不進(jìn)行任何拆解和改動(dòng)，通過32位crc校驗(yàn)算法保證信息傳輸?shù)耐暾院蜏?zhǔn)確性，保證了安全相關(guān)處理任務(wù)均由安全邏輯單元完成，核心控制單元進(jìn)行非安全數(shù)據(jù)處理，不涉及安全邏輯處理，滿足了sil4標(biāo)準(zhǔn)要求的安全業(yè)務(wù)和非安全業(yè)務(wù)的邊界無(wú)交叉要求。

18、可選地，在本發(fā)明提供的列尾裝置中，列尾裝置與atp車載設(shè)備通過兩路不同的網(wǎng)絡(luò)通道同時(shí)傳輸安全列尾業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，列尾裝置與機(jī)車臺(tái)設(shè)備同時(shí)通過兩路不同的網(wǎng)絡(luò)通道傳輸常規(guī)列尾業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，兩路不同的網(wǎng)絡(luò)通道通過lte-m網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通，當(dāng)一路網(wǎng)絡(luò)通道故障時(shí)，另一路網(wǎng)絡(luò)通道保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸。

19、根據(jù)上述技術(shù)方案，通過雙網(wǎng)通道和熱備冗余設(shè)計(jì)提高了列尾裝置通信的可靠性，確保在一路網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)仍能維持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，避免了任務(wù)切換的需要，減少了通信中斷的風(fēng)險(xiǎn)。

20、可選地，在本發(fā)明提供的列尾裝置中，lte-m無(wú)線通信模塊通過棒狀天饋線和板狀天饋線接入lte-m網(wǎng)絡(luò)；核心控制單元內(nèi)置記錄單元，用于記錄并存儲(chǔ)列尾裝置的工作狀態(tài)和工作過程信息。

21、綜上所述，根據(jù)本發(fā)明提供的列尾裝置與車載設(shè)備的通信方法及列尾裝置，至少可以達(dá)到以下技術(shù)效果：

22、1.基于lte-m網(wǎng)絡(luò)采用雙網(wǎng)熱備冗余設(shè)計(jì)機(jī)制傳輸安全列尾業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和常規(guī)列尾業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，避免了無(wú)線通信模塊切換時(shí)延帶來的通信中斷，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；

23、2.將安全列尾業(yè)務(wù)和常規(guī)列尾業(yè)務(wù)進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，提供了列尾裝置和車載設(shè)備之間無(wú)線通信信息的一致性判斷機(jī)制，且安全列尾業(yè)務(wù)按照sil4標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了列車首尾通信的安全性和穩(wěn)定性以及控車的靈活性。

24、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。