[發明專利]在列車控制系統中應用基于IP地址的無線優先級的方法

有效

• 申請號: 201210336711.7
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102843444A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 張晴;鞠永杰;楊世華
• 申請（專利權）人: 上海富欣智能交通控制有限公司
• 主分類號: H04L29/12
• 分類號: H04L29/12;H04L29/06;B61L27/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 孫大為

技術領域

本發明屬于列車控制領域，主要用于根據IP地址劃分確定列車控制系統中數據信息的優先級，確保安全控制信息的優先實時傳輸。

背景技術

隨著信息化的發展，通信技術、計算機技術的觸角已延伸到社會生活的各個角落。任何領域內的自動化、信息化飛躍，都離不開這些技術的支持，列車信號控制領域也不例外。基于通信的列車控制系統（CBTC）就是通過連續、雙向的車地通信來進行列車控制，從而實現列車安全性和系統運輸效率的大幅度提高的。目前，CBTC技術也成為列車控制系統的主流技術。

車地通信采用無線方式的CBTC系統稱為無線CBTC系統。無線CBTC系統的基本特點是：通過連續的車地通信而不是通過軌道電路來確定列車位置。一個列車車載控制器通過探測軌道上的應答器決定列車位置，在數據庫中查找它們的方位，并測量自前一個探測到的應答器起已走行的距離。列車車載控制器通過使用列車到軌旁的雙向無線通信向軌旁CBTC設備報告本列車的位置。雙向通信也加強了對列車的運行和監督。因此，列車能夠在保證與其他列車安全間隔的情況下，以更短的行車間隔運行，并提高列車控制的靈活性。

無線列車控制系統邏輯上主要分為三層：管理層、運算層和執行層。管理層主要提供列車自動控制和監測功能。運算層通過運行系統控制軟件，負責列車安全間隔、列車允許速度和進路連鎖等邏輯運算。運算結果以通信報文的形式通過數據通信子系統發送給執行單元。執行層主要分為兩部分，軌旁控制設備和車載控制設備。其主要功能是解釋來自運算層的指令，并根據這些指令設定列車速度和列車安全間隔來控制列車，同時傳送有關列車的位置、速度、運行方向和車載控制器的狀態等數據給運算層。各層的實體通過數據通信子系統（DCS）進行信息的交互。

從數據的安全屬性上看，運算層和執行層之間傳輸的信息是涉及安全的控制信息，而管理層和運算層以及管理層和執行層之間傳輸的則是不涉及安全的信息，因此，作為信息傳輸媒介的數據通信子系統應該需要確保安全控制信息的優先傳輸。然而目前，所有安全信息和非安全信息在列車控制系統中的傳輸共享一個數據通信網絡，且采用相同的數據傳輸等級，沒有體現安全數據的優先級。

運算層與執行層軌旁設備之間的數據是通過有線網絡傳輸的，而運算層與執行層車載設備之間的數據則是通過有線網絡與無線網絡共同傳輸的。有線網絡在帶寬上有足夠的優勢，同時它的優先級也可以通過成熟協議中的QoS設置（QoS（Quality?of?Service）服務質量，是網絡的一種安全機制，是用來解決網絡延遲和阻塞等問題的一種技術。對關鍵應用和多媒體應用，當網絡過載或擁塞時，QoS能確保重要業務量不受延遲或丟棄，同時保證網絡的高效運行）實現。因此，數據特別是安全控制數據在無線網絡中傳輸的帶寬和時延往往成為評判整個數據通信網絡性能優劣的關鍵因素之一。如何根據列車控制系統的特點，保證安全控制數據在無線網絡部分的優先傳輸，實現端到端優先級控制成為需要解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在列車控制系統中應用基于IP地址的無線優先級的方法，它可以針對列車控制系統信息傳輸的特點，優化數據通信子系統中的無線傳輸方式。

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種在列車控制系統中應用基于IP地址的無線優先級的方法，其特征在于，為無線列車控制系統設備分配子網和相應IP地址，安全設備劃分為安全子網，非安全設備劃分為非安全子網；在無線信道優先傳輸安全子網的數據。

本發明的有益效果在于：針對列車控制系統信息傳輸的特點，優化數據通信子系統中的無線傳輸方式。對于區域控制中心發給車載控制器的指令，以及車載控制器回傳到區域控制中心的有關列車位置、速度、運行方向和車載控制器的狀態等相關的安全控制數據，確保其在無線網絡中優先傳輸。

為管理層設備分配同一個子網的IP地址，成為非安全子網。

為運算層和執行層的設備分配同一個子網的IP地址，成為安全子網。

所述執行層的設備包括區域控制設備、軌旁控制設備和車載控制設備。

對數據包的源地址和目的地址進行分析，將源地址和目的地址為安全子網的數據包映射到MAC層的高優先級，在無線信道優先傳輸。

通過軌旁和車載無線單元對數據包的源地址和目的地址進行分析。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

附圖1是基于IP地址無線優先級實現方式示意圖；

附圖2是區域控制設備和車載控制設備之間信息傳輸的端到端時延示意圖；

附圖3是無線列車控制系統示例圖。