專利名稱：一種列控報文處理方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及列車控制技術領域，更具體地說，涉及一種列控報文處理方法、裝置和 系統(tǒng)。
背景技術：
列車控制(列控)中心TCC系統(tǒng)的應答器系統(tǒng)是點式地-車信息傳輸設備，為列 車控制系統(tǒng)提供地面固定信息和地面實時信息。隨著列車效率不斷提高，所述應答器系統(tǒng) 的改善漸漸成為行車安全改善方面的重要一環(huán)?，F有的應答器系統(tǒng)大量使用了應答器和地面電子單元LEU，由于所述LEU設備的 報文存儲量非常有限(最多1000條)，因此所述應答器發(fā)送的報文需預先編制后存儲在 TCC主機中。在實際應用中，如進行列車限速調度，根據列車限速調度命令內容，需從所述列控 中心設備中提取命令對應的預存報文，如果該命令內容通過比對與所述預先編制報文一致 時，才能被列控中心接受并執(zhí)行該命令，否則將重新發(fā)送及比對，由于臨時限速等調度命令 有嚴格的規(guī)則限制，如臨時限速的效率值必須是45、60、80、120、160km/h其中之一，車輛限 速距離為200、500、1000、1500、2000、3000、4000、6000m，且臨時限速調度在同一行進路線兩 個站點之間只能允許進行一次，若在同一線路上多處需進行臨時限速，則需要根據臨時限 速的固定效率值并結合所述車輛限速距離重新下發(fā)列車限度調度命令，并重新進行發(fā)送及 比對，而此時命令報文數量以指數型數據形式增長，從而嚴重影響了命令下發(fā)的效率及相 關命令的執(zhí)行；另外，現有技術中的所述預先編制的報文檢查只能通過人工校驗及抽查進行，存 在的漏檢率將導致調度命令下發(fā)及執(zhí)行錯誤甚至列車事故的發(fā)生，同時，由于TCC的報文 數量龐大，現有存儲設備固定(多為K5B專用硬件平臺)通過擴充TCC報文存儲資源從技 術實現上存在困難。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種列控報文處理方法、裝置和系統(tǒng)，以實現對列控總線發(fā) 送的報文進行實時編碼，提高應答器報文的下發(fā)及執(zhí)行效率的目的；另外，提高了報文可用 性和校驗準確度。一種列控報文處理方法，其特征在于，包括將總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得到編碼報 文；通過對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打包并發(fā)送至地面電子設備 LEU。本實施方式將報文進行實時組幀后即進行編碼，并用編碼的逆運算解碼來驗證編
4碼的正確性，如所述解碼可逆，則說明編碼正確，否則編碼有誤。將驗證正確的編碼報文進 行打包下發(fā)至地面電子設備，從而形成將總線下發(fā)的用戶數據實時組幀、編碼、驗證、發(fā)送 的報文處理流程，克服了現有技術中報文下發(fā)次數有限制等缺點，實現了對列控總線發(fā)送 的報文進行實時編碼，提高應答器報文的下發(fā)及執(zhí)行效率的目的。優(yōu)選地，所述總線具體為互為冗余的兩路列控中心TCC系統(tǒng)主機總線中的任意一 路。本實施方式采用交叉冗余的方式，單路總線故障或者單路硬件故障不影響使用， 保證了系統(tǒng)的可用性。優(yōu)選地，所述將總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼具 體為將所述互為冗余的兩路總線中的一路下發(fā)的列車行進信息實時組幀，所述實時組幀 后的用戶數據具體為830位用戶數據，并將實時組幀后的用戶數據在現場可編程門陣列 FPGA中按照歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036編碼。所述列車行進信息包括；列車進路或臨時限時等信息，所述830位用戶是根據歐 洲列車控制系統(tǒng)(ETCS)和中國列車控制系統(tǒng)(CTCS)對用戶數據定義確定的格式。將實時組幀后的用戶數據在現場可編程門陣列FPGA中按照歐洲鐵路運輸管理系 統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036編碼，并通過解碼驗證所述編碼報文的正確性。本實施方式中，所述報文解碼過程為用戶數據編碼的逆運算，所述報文解碼過程 按照確保正確的報文解碼步驟進行，在用戶數據編碼出現錯誤時，解碼過程不可逆，從而驗 證了編碼報文的正確與否。優(yōu)選地，所述將實時組幀后的用戶數據在現場可編程門陣列FPGA中按照歐洲鐵 路運輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036編碼具體為A 將830位用戶數據sd按每10位分為一組，共83組，用一個所有位的累加和函 數替換前10位；B 選擇12位擾碼sb，按sb生成多項式對830位報文加擾；C 將加擾后的數據每10位為一組，并按照預設字母表查表變換為11位長的字；D 選擇10位修整碼esb ；E 產生 85 位校驗碼 check bits ；F 條件檢查；其中，第一條件具體為字母表條件，每個11位的字應與特定的字母 表相符合。優(yōu)選地，所述處理方法還包括在步驟B前對所述83組用戶數據進行第一條件檢查。優(yōu)選地，所述處理方法還包括緩存BCH針對所述sd的運算結果，并將所述緩存的 BCH針對所述sd的運算結果作為針對所述cb，sb, esb, checkbits運算的初始值。優(yōu)選地，所述處理方法還包括所述BCH針對所述sd的運算具體為11位并行運 算；所述針對所述cb，sb, esb, check bits運算具體為33位并行運算。優(yōu)選地，構造一張反查ROM表(字母表地址與數據位置互換)供條件1，2，4檢查 時使用，以減少查表周期，起到編碼提速的效果。以上實施方式在歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036基礎上，通 過預先條件檢查、BCH計算過程設置緩存機制及并行運算，并構造反向查詢的字母表的方式使得該報文處理流程實時性強且耗時大幅減少，且報文解碼驗證過程準確度高，克服了現 有技術中同一路段臨時限速等命令多個下發(fā)的效率低下及有命令下發(fā)個數限制等條件約 束的缺點。優(yōu)選地，所述將所述編碼報文按照預設協議打包并發(fā)送至地面電子設備具體為 將所述編碼報文按照FSFB/2協議打包并發(fā)送至地面電子設備。優(yōu)選地，所述處理方法還包括周期性檢驗幀校驗用戶數據的正確性，并發(fā)送同步 幀校驗通信時序及向地面電子設備發(fā)送報文的時序的正確性。本實施例方式中，用戶數據的正確性是在對實時組幀后的用戶數據進行編碼的第 一道檢驗，如發(fā)現用戶數據不符合編碼要求，則實時組幀后的用戶數據不可編碼，要返回到 總線，由總線處理。優(yōu)選地，所述處理方法還包括按照周期為TCC主機的同步周期將記錄的編碼狀 態(tài)及解碼驗證結果發(fā)送至TCC系統(tǒng)主機。本實施方式中，按照預設周期將用戶數據處理狀態(tài)返回至主機保證了報文處理的 準確性。優(yōu)選地，所述處理方法還包括當用戶數據進行編碼超時或用戶數據不可編時， TCC主機根據返回的編碼狀態(tài)及解碼驗證結果發(fā)出是否修改所述830位用戶數據并重新編 碼的指示。優(yōu)選地，所述處理方法還包括將所述用戶數據的編碼的關鍵變量備份，將備份的 關鍵變量反存儲并與所述關鍵變量比對驗證關鍵變量正確性。優(yōu)選地，所述處理方法還包括將所述編碼報文解碼時的關鍵變量備份，將備份的 關鍵變量反存儲并與所述關鍵變量比對驗證關鍵變量正確性。該實施方式將用戶數據的編碼過程及編碼報文的解碼過程中的關鍵變量備份，利 用反存儲的備份變量與原關鍵變量進行比對，從而進一步提高用戶數據的編碼準確度。優(yōu)選地，所述處理方法還包括將所述對編碼報文進行的解碼過程重復，得到二次 解碼結果，比對兩次解碼結果，當兩次解碼結果相同，則確定驗證正確性通過，將所述編碼 報文按照預設協議打包并發(fā)送至地面電子設備LEU，否則返回至所述TCC主機。一種列控報文處理裝置，包括報文接收接口，用于接收總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據；編碼單元，用于將所述實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得到 編碼報文；解碼單元，用于對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；中央處理單元，用于調控所述處理裝置的報文處理過程；報文發(fā)送接口，用于在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打包并 發(fā)送至地面電子設備LEU。優(yōu)選地，所述總線具體為互為冗余的兩路列控中心TCC系統(tǒng)主機總線中的任意一路。優(yōu)選地，所述編碼單元具體為現場可編程門陣列FPGA模塊。一種列控報文處理系統(tǒng)，包括TCC主機和總線結構，所述總線結構包括多條總線， 包括設置于所述TCC主機的通信接口單元的列控報文處理裝置，所述列控報文處理裝置包括報文接收接口，用于接收總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據；編碼單元，用于將所述實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得到 編碼報文；解碼單元，用于對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；中央處理單元，用于調控所述處理裝置的報文處理過程；報文發(fā)送接口，用于在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打包并 發(fā)送至地面電子設備LEU。優(yōu)選地，所述列控報文處理裝置與所述TCC主機采用交叉冗余連接第一列控報 文處理裝置第一總線接口與所述TCC主機的第一總線連接，第二總線接口與所述TCC主機 的第三總線連接；第二列控報文處理裝置第一總線接口與所述TCC主機的第二總線連接，第二總線 接口與所述TCC主機的第三總線連接。優(yōu)選地，所述列控報文處理裝置具體為報文編碼板。從上述的技術方案可以看出，本發(fā)明實施例是將用戶數據進行實時組幀后即進行 編碼，并用編碼的逆運算解碼來驗證編碼的正確性，如所述解碼可逆，則說明編碼正確，否 則編碼有誤。將驗證正確的編碼報文進行打包下發(fā)至地面電子設備，從而形成將總線下發(fā) 的用戶數據實時組幀、編碼、驗證、發(fā)送的報文處理流程，而且，本發(fā)明實施例在歐洲鐵路運 輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036基礎上，通過預先條件檢查、BCH計算過程設置緩 存機制及并行運算，并構造反向查詢的字母表的方式使得該報文處理流程實時性強且耗時 大幅減少，且報文解碼驗證過程準確度高，克服了現有技術中同一路段臨時限速等命令多 個下發(fā)的效率低下及有命令下發(fā)個數限制等條件約束的缺點，實現了對列控總線發(fā)送的報 文進行實時編碼，提高應答器報文的下發(fā)及執(zhí)行效率，并打破同一路段只能進行一次臨時 限速命令的局限的目的；另外，本發(fā)明實施例采用通信校驗用戶數據保證原始報文準確性；采用將用戶數 據編碼狀態(tài)及解碼驗證結果發(fā)送至TCC主機、編碼運算變量反存儲比對及多次解碼等方式 校驗多重校驗提高了數據的準確性，提供了完善的校驗機制和報文錯誤機制，保證了報文
可靠性。同時，由于本發(fā)明方法采用實時編碼的方式，無需大量存儲預先編制的TCC報文， 解決了 TCC主機存儲空間有限且存儲有預先編制報文而難于驗證維護的缺點。本發(fā)明實施例同時公開了一種列控報文處理裝置和系統(tǒng)，所述裝置與所述列控報 文處理方法對應，所述系統(tǒng)采用交叉冗余總線結構，保證了總線下發(fā)的報文的可用性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖。圖Ia為本發(fā)明實施例公開的一種列控報文處理方法流程7
圖Ib為本發(fā)明實施例公開的一種列控總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據格式示 意圖；圖Ic為本發(fā)明實施例公開的一種列控用戶數據編碼過程示意圖；圖2為本發(fā)明又一實施例公開的一種列控報文處理方法流程圖；圖3為本發(fā)明又一實施例公開的一種列控報文處理方法流程圖；圖4a為本發(fā)明又一實施例公開的一種列控報文處理裝置結構示意圖；圖4b為本發(fā)明又一實施例公開的一種列控報文處理裝置編碼實現結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例公開的一種列控報文處理系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式為了引用和清楚起見，下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫總結如下LEU =Line Side Dlectric Unit，地面電子單元，當代鐵路的重要地面信號設備；TCC =Train Control Center，車站列控中心；FPGA =Field-Programmable Gate Array，即現場可編程門陣列；FSFB/2 =Fail Safe Field Bus second generation，是一個通信協議，它主要分為 兩層安全層和應用層，其中，所述安全層可在一個普通的數據鏈路層上實現，它用于在一 個開放式傳輸系統(tǒng)中傳輸安全數據，所述應用層利用安全層提供的服務來實現數據交換功 能；UNISIG SUBSET-036 歐洲ATP制式的歐洲列車控制系統(tǒng)應答器用戶數據編碼規(guī) 范；SRAM =Static RAM，具有靜止存取功能的內存，不需要刷新電路即能保存它內部存 儲的數據；RS422驅動器符合平衡電壓數字接口電路的電氣特性RS422的驅動器；CRC16 16位循環(huán)冗余校驗；LSR =Linear Shift Register，線性移位寄存器。下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。需要首先明確的是列控報文TELEGRAM，此處指按歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036規(guī)范要求生成的適合與列車控制傳輸使用的報文，長碼為1023位，短碼為341 位。用戶數據USER DATA,未編碼前的原始數據，按照UNISIG SUBSET-036的規(guī)定，長 碼原始數據為830位，短碼原始數據為210位。用戶數據的格式按歐洲和中國的應用原則 定義的包組合而成，包括坡度、速度、軌道區(qū)段、鏈接、臨時限速等信息。編碼報文ENC0DED TELEGRAM,編碼后報文，本文中特指經本裝置按照UNISIG SUBSET-036規(guī)范要求編碼后的報文，經驗證無誤后即為列控報文(TELEGRAM)。本發(fā)明提供一種列控報文處理方法、裝置和系統(tǒng)，以實現對列控總線發(fā)送的報文進行實時編碼，提高應答器報文的下發(fā)及執(zhí)行效率的目的。圖Ia示出了一種列控報文處理方法，包括步驟101 將總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得 到編碼報文；步驟102 通過對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；步驟103 在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打包并發(fā)送至地 面電子設備LEU。在本實施例中，所述將總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行 編碼具體為將所述互為冗余的兩路總線中的一路下發(fā)的列車行進信息實時組幀，所述實 時組幀后的用戶數據具體為830位用戶數據，其中，所述列車行進信息包括；列車進路或臨 時限速等信息，所述830位用戶是根據歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)確定的用戶數據組數。所述通過對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性具體為 將實時組幀后的用戶數據在現場可編程門陣列FPGA中按照歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)編碼標 準UNISIG SUBSET-036編碼，并通過解碼驗證所述用戶數據編碼編碼報文的正確性。如圖Ib所示，列控總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據格式，包括sd，用戶數據；cb，控制碼；sb 擾碼，生成多項式h (χ) = x32+x31+x30+x29+x27+x25+l ；esb 修整碼，額外修正數據位；check bits 校驗碼，通過計算得到的85位校驗碼；圖Ic示出了列控用戶數據編碼過程，包括步驟1021 將830位用戶數據按每10位分為一組，用一個所有位的累加和函數替 換前10位；步驟1022 對所述83組用戶數據進行第一條件檢查；sd部分為83個11位字(長碼)或21個11位字(短碼)，在對所述sb和esb進 行下一步自加處理前就預先執(zhí)行了條件1的檢查，而在需進行條件1檢查時默認可通過，將 減少83個(長碼)/21個(短碼)時鐘周期，只需要對cb，sb, esb, check bits部分執(zhí)行 條件1檢查，每次編碼的條件1檢驗時鐘減少到10個時鐘周期，執(zhí)行該步驟耗時縮短為原 來的 10/93 = 11% (長碼)/10/31 = 32% ；類似地，cb和sb組成一個11位字，sb和esb組成一個11位字，可以在加入擾碼 前預先執(zhí)行條件1檢查，預設字母表為1024個替換字(11位字)，因此字母表的非法字母比 例為1024/2" 11 = 50%，即cb和sb,以及，sb和esb，按概率計算得到被預先淘汰而不需 進入擾碼階段的比例為50% X50%= 25%，從統(tǒng)計上看，此步可減少擾碼次數75%，即采 用本方法加速后的時間在前文加速的基礎上再縮短到25%。因此本步驟的加速效果總體為11% *25%= 2. 75% (長碼)/32% X25% (短 碼)=8%。步驟1023 選擇12位擾碼sb，按sb生成多項式對830位數據加擾；步驟1024 將加擾后的數據每10位為一組，并按預設字母表查表變換為11位長 的字；
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步驟1025 選擇10位修整碼esb ；步驟1026 產生85位校驗碼check bits。該步驟體現的是BCH計算過程，在本發(fā)明中，將BCH的計算步驟分為BCHl和BCH2， 并將所述BCHl的運算結果緩存，作為BCH2計算的初始值，其中，所述BCHl為BCH針對所述 sd的運算；所述BCH2為針對所述cb, sb，esb, check bits運算。根據UNISIG SUBSET-036編碼規(guī)則，由于cb，sb的變化將導致BCHl的重新進行； esb的變化只會導致BCH2重新進行，BCHl的結果是不變的，通過把BCH拆開為BCHl和BCH2， 更換esb時，不需再次進行BCH1，直接取出BCHl的緩沖結果作為BCH2計算的初始值。進一步地，BCH計算過程分為BCHl和BCH2兩個步驟，從長短數據的計算公式來看， 使用FPGA硬件實現時，一般方法是使用LSR進行移位異或的方式進行，每個時鐘周期計算1 位。計算一次BCH需要1023-85 = 938(長)/341-85 = 256(短)個時鐘周期。由于每次 修改esb, sb均需要計算BCH, BCH的累計時鐘周期為:938 X 2~22 (長)/256 X 2一22 (短)， 時鐘周期數非常大，雖然通過上述方法可減少一定時鐘周期數，則結合如下方式可達到加 速編碼過程的技術效果由于BCHl在一次有效編碼過程中的被計算次數遠遠小于BCH2，BCHl部分采用了 11位并行運算；BCH2被使用頻率較高，且表達式較短(輸入只有99位)，采用了并行規(guī)模 較大的33位并行電路。在本實施方式中，BCHl中采用11位并行運算(因為sd和cb的總 位數924(長碼)/242(短碼)均可被11整除)，在BCH2中采用3次11位(即33位)并行 運算電路(長碼和短碼這部分均為99位，能被33整除)加速倍數分別為11位BCHl的加 速倍數為11_1 = 10倍和33位BCH2的加速倍數為33_1 = 32倍。綜上，進行BCHl需要83 (長碼)/21 (短碼)個時鐘周期，進行BCH2需要3個時鐘 周期，如果每次修改了 esb都進行整個BCH運算，則需要86 (長碼)/24 (短碼)個時鐘周期， 采用此方法后只需要3個時鐘周期，加速比分別為為3/86 = 10% (長碼)/3/24 = 12. 5% (短碼)。步驟1027:條件檢查。上述步驟1027的條件檢查中的條件需滿足條件1 字母表條件，每個11位的字應與特定的字母表相符合；條件2 同步偏離解析條件，偏離一位時，連續(xù)符合字母表條件的碼字最多不能超 過2個，其它情況下，長報文最多不能超過10個；條件3:漢明距檢查；條件4:漏取樣檢查。需要說明的是在執(zhí)行步驟1024變換和條件1，2，4檢查步驟中均需要使用到預設 字母表(UNISIG SUBSET-036字母表)，在本發(fā)明中，構造一張正查ROM表供執(zhí)行步驟1024 時使用，再構造一張反查ROM表(字母表地址與數據位置互換)供條件1，2，4檢查時使用。此種正查字母表和反查字母表的實施方式可極大減少查表周期若均使用正查 表，查表周期為(以常見的二分法查表為例)2~n = 1204,η = 10，即統(tǒng)計上平均查一次表 的時鐘周期數為10，采用反查表后，周期數固定為1(選表地址即出數據)，此步的加速倍數 為10-1 = 9 倍。本發(fā)明實施例是將用戶數據進行實時組幀后即進行編碼，并用編碼的逆運算解碼來驗證編碼的正確性，如所述解碼可逆，則說明編碼正確，否則編碼有誤。將驗證正確的編 碼報文進行打包下發(fā)至地面電子設備，從而形成將總線下發(fā)的用戶數據實時組幀、編碼、驗 證、發(fā)送的報文處理流程，在本實施例中，更為重要的是本發(fā)明實施例在歐洲鐵路運輸管 理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036基礎上，通過預先條件檢查、BCH計算過程設置緩存機 制及并行運算，并構造反向查詢的字母表的方式使得該報文處理流程實時性強且耗時大幅 減少，且報文解碼驗證過程準確度高，克服了現有技術中同一路段臨時限速等命令多個下 發(fā)的效率低下及有命令下發(fā)個數限制等條件約束的缺點。圖2示出了又一種列控報文處理方法，包括步驟201 將所述互為冗余的兩路總線中的一路下發(fā)的列車行進信息實時組幀；所述實時組幀后的用戶數據具體為830位用戶數據；步驟202 周期性檢驗幀校驗用戶數據的正確性，并發(fā)送同步幀校驗通信時序及 向地面電子設備發(fā)送報文的時序的正確性；若正確，則進行步驟203 ；否則返回給TCC主 機；本實施例方式中，用戶數據的正確性是在對實時組幀后的用戶數據進行編碼的第 一道檢驗，如發(fā)現用戶數據不符合編碼要求，則實時組幀后的用戶數據不可被利用及被編 碼，返回至總線。步驟203 將實時組幀后的用戶數據在現場可編程門陣列FPGA中按照歐洲鐵路運 輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036編碼；步驟204 通過對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；本實施方式中，所述報文解碼過程為用戶數據編碼的逆運算，所述報文解碼過程 按照確保正確的報文解碼步驟進行，在用戶數據編碼出現錯誤時，解碼過程不可逆，從而驗 證了用戶數據編碼過程的正確與否。步驟205 將所述編碼報文按照FSFB/2協議打包并發(fā)送至地面電子設備；步驟206 按照周期為TCC主機的同步周期將記錄的編碼狀態(tài)及解碼驗證結果發(fā) 送至TCC系統(tǒng)主機。本實施方式中，按照預設周期將報文處理狀態(tài)返回至主機保證了報文處理的準確 性。需要說明的是，本實施例中，所述總線具體為互為冗余的兩路列控中心TCC系統(tǒng) 主機總線中的任意一路；本實施方式采用交叉冗余的方式，單路總線故障或者單路編碼板 硬件故障不影響使用，保證了系統(tǒng)的可用性。本實施例中，總線下發(fā)的報文處理流程實時性強且耗時少，報文解碼驗證過程準 確度高，不僅克服了現有技術中同一路段臨時限速等命令多個下發(fā)的效率低下及有命令下 發(fā)個數限制等條件約束的缺點，而且實現了對列控總線發(fā)送的報文進行實時編碼，提高應 答器報文的下發(fā)及執(zhí)行效率，并打破同一路段只能進行一次臨時限速命令的局限的目的； 另外本發(fā)明實施例采用通信校驗用戶數據保證原始報文準確性；采用將用戶數據編碼狀態(tài) 及解碼驗證結果發(fā)送至TCC主機確保了用戶數據的可靠性。圖3示出了又一種列控報文處理方法，包括步驟301 將所述互為冗余的兩路總線中的一路下發(fā)的列車行進信息實時組幀；所述實時組幀后的用戶數據具體為830位用戶數據；
步驟302 周期性檢驗幀校驗用戶數據的正確性，并發(fā)送同步幀校驗通信時序及 向地面電子設備發(fā)送報文的時序的正確性；若正確，則進行步驟303 ；否則返回給TCC主 機；步驟303 判斷所述用戶數據是否可進行編碼，如可編，則進行步驟304 ；當用戶數 據進行編碼超時或用戶數據不可編時，將所述報文返回至TCC主機，TCC主機根據返回的編 碼狀態(tài)及解碼驗證結果發(fā)出是否修改所述830位用戶的數據用戶的報文并重新編碼的指示ο步驟304 將實時組幀后的用戶數據在現場可編程門陣列FPGA中按照歐洲鐵路運 輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036編碼。在本實施例中，所述編碼過程中，需將所述編碼的關鍵變量備份，將備份的關鍵變 量反存儲并與所述關鍵變量比對驗證關鍵變量正確性。步驟305 通過對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；本實施例中，需將所述解碼的關鍵變量備份，將備份的關鍵變量反存儲并與所述 關鍵變量比對驗證關鍵變量正確性，進一步地，將所述對編碼報文進行的解碼過程重復，得 到二次解碼結果；比對兩次解碼結果，當兩次解碼結果一致時，則確定驗證正確性通過；否 則返回至所述TCC主機。步驟306 將所述編碼報文按照FSFB/2協議打包并發(fā)送至地面電子設備；步驟307 按照周期為TCC主機的同步周期將記錄的編碼狀態(tài)及解碼驗證結果發(fā) 送至TCC系統(tǒng)主機。步驟307需要說明的是，本實施例中，所述總線具體為互為冗余的兩路列控中心 TCC系統(tǒng)主機總線中的任意一路，本實施方式采用交叉冗余的方式，單總線故障或單路編碼 板故障不影響使用，保證系統(tǒng)的可用性。本實施例中，編碼運算變量反存儲比對及多次解碼等方式校驗多重校驗提高了數 據的準確性，提供了完善的校驗機制和報文錯誤機制，保證了報文可靠性。圖4a示出了一種列控報文處理裝置結構，包括報文接收接口 401，用于接收總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據；編碼單元402，用于將所述實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得 到編碼報文；解碼單元403，用于對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確 性；中央處理單元404，用于調控所述處理裝置的報文處理過程；報文發(fā)送接口 405，用于在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打包 并發(fā)送至地面電子設備LEU。需要說明的是所述總線具體為互為冗余的兩路列控中心TCC系統(tǒng)主機總線中的 任意一路，所述編碼單元具體為現場可編程門陣列FPGA模塊；毋庸置疑地，與所述中央處理單元還連接有保存程序的SRAM ；該SRAM的關鍵數據 區(qū)均使用CRC16進行保護。圖4b為一種列控報文處理裝置編碼實現結構，結合圖Ib和圖Ic所述的編碼流程 說明，該編碼實現硬件結構包括
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首字替換對用戶數據的第一個10位字進行累加和替換。預先的條件1檢查對所述83組用戶數據進行第一條件(條件1)檢查；INC_SB/ESB 對sb和esb進行自增并檢驗條件1。加擾對用戶數據位流通過32位的LSR匯編加擾。10-11替換將加擾后的用戶數據位使用替換表進行10位字到11位字的替換。BCH 計算數據流的85位校驗碼放置在數據流的最后，本步驟中將BCH的計算步驟 分為BCHl和BCH2，并將所述BCHl的運算結果緩存，作為BCH2計算的初始值；且所述BCH針 對所述sd的運算具體為11位并行運算；所述針對所述cb，sb, esb, check bits運算具體 為33位并行運算。條件過濾1 4 對以上步驟形成的數據流進行條件檢查，檢查不合格的報文通過 INC_SB/ESB模塊替換加擾位和擴展加擾位，重復進行編碼，直到通過所有的4個條件檢查。需要說明的是條件檢查中的條件需滿足條件1 字母表條件每個11位的字應與特定的字母表相符合；條件2 同步偏離解析條件，偏離一位時，連續(xù)符合字母表條件的碼字最多不能超 過2個；其它情況下，長報文最多不能超過10個；條件3:漢明距檢查；條件4:漏取樣檢查。圖5示出了一種列控報文處理系統(tǒng)，包括TCC主機501和總線結構，所述總線結 構包括第一總線5021、第二總線5022，第三總線5023，設置于所述TCC主機501的通信接 口單元的列控報文處理裝置503，所述列控報文處理裝置503包括報文接收接口，包括第一總線接口 50311和第二總線接口 50312用于接收總線下 發(fā)的實時組幀后的用戶數據；編碼單元，用于將所述實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得到 編碼報文；解碼單元，用于對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性， 在本實施例中，編碼單元和解碼單元耦合為FPGA模塊5032 ；中央處理單元5033，用于調控所述處理裝置的報文處理過程；報文發(fā)送接口 5034，用于在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打 包并發(fā)送至地面電子設備LEU，在本實施例中，所述報文發(fā)送接口具體為RS422驅動器。需要特別指出的是圖中示出了兩個相同的列控報文處理裝置，并對其中一個進 行詳細標示和說明，另一個不再贅述，為了描述方便及清晰，標示第一列控報文處理裝置為 503，第二列控報文處理裝置為504，其中如圖所示，所述第一列控報文處理裝置503及所述第二列控報文處理裝置504與 所述TCC主機501采用交叉冗余連接第一列控報文處理裝置第一總線接口 50311與所述 TCC主機的第一總線連接5021，第二總線接口 50312與所述TCC主機501的第三總線5023 連接；第二列控報文處理裝置504第一總線接口 50411與所述TCC主機501的第二總線 連接5022，第二總線接口 50412與所述TCC主機501的第三總線5024連接。所述列控報文處理裝置具體為報文編碼板，當然可實現本發(fā)明發(fā)明意圖的硬件裝 置均是本申請文件要求保護的范圍。
需要說明的是本系統(tǒng)中，為了保證用戶數據編碼和解碼的正確性，使用所述TCC 主機提供的同步幀進行周期性本地數據區(qū)檢查，并對本地保存的數據進行本地更新；圖中還示出了分別與所述第一列控報文處理裝置及第二列控報文處理裝置連接 的地面電子設備LEUl和LEU2。綜上所述
具體實施例方式將報文進行實時組幀后即進行編碼，并用編碼的逆運算解碼來驗證編碼的正確 性，如所述解碼可逆，則說明編碼正確，否則編碼有誤。將驗證正確的編碼報文進行打包下 發(fā)至地面電子設備，從而形成將總線下發(fā)的用戶數據實時組幀、編碼、驗證、發(fā)送的報文處 理流程，而且，本發(fā)明實施例在歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036基礎 上，通過預先條件檢查、BCH計算過程設置緩存機制及并行運算，并構造反向查詢的字母表 的方式使得該報文處理流程實時性強且耗時大幅減少，且報文解碼驗證過程準確度高，克 服了現有技術中同一路段臨時限速等命令多個下發(fā)的效率低下及有命令下發(fā)個數限制等 條件約束的缺點，實現了對列控總線發(fā)送的報文進行實時編碼，提高應答器報文的下發(fā)及 執(zhí)行效率的目的；另外本發(fā)明實施例采用通信校驗用戶數據保證原始報文準確性；采用將用戶數據 編碼狀態(tài)及解碼驗證結果發(fā)送至TCC主機、編碼運算變量反存儲比對及多次解碼等方式校 驗多重校驗提高了數據的準確性，提供了完善的校驗機制和報文錯誤機制，保證了報文可靠性。同時，由于本發(fā)明方法采用實時編碼的方式，無需大量存儲預先編制的TCC報文， 解決了 TCC主機存儲空間有限且存儲有預先編制報文而難于驗證維護的缺點。本發(fā)明實施例同時公開了一種列控報文處理裝置和系統(tǒng)，所述裝置與所述列控報 文處理方法對應，所述系統(tǒng)采用交叉冗余總線結構，保證了總線下發(fā)的報文的可用性。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他 實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的裝置 而言，由于其與實施例公開的方法相對應，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法部分說 明即可。專業(yè)人員還可以進一步意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元 及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機軟件或者二者的結合來實現，為了清楚地說明硬件和 軟件的可互換性，在上述說明中已經按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些 功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè) 技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現所描述的功能，但是這種實現不應 認為超出本發(fā)明的范圍。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。 對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一 致的最寬的范圍。
權利要求
一種列控報文處理方法，其特征在于，包括將總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得到編碼報文；通過對所述編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打包并發(fā)送至地面電子設備LEU。
2.根據權利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述總線具體為互為冗余的兩路列 控中心TCC系統(tǒng)主機總線中的任意一路。
3.根據權利要求2所述的處理方法，其特征在于，所述將總線下發(fā)的實時組幀后的用 戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼具體為將所述互為冗余的兩路總線中的一路下發(fā)的列 車行進信息實時組幀，所述實時組幀后的用戶數據具體為830位用戶數據，并將實時組幀 后的用戶數據在現場可編程門陣列FPGA中按照歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036 編碼。
4.根據權利要求3所述的處理方法，其特征在于，所述將實時組幀后的用戶數據在現 場可編程門陣列FPGA中按照歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036編碼具 體為A 將830位用戶數據sd按每10位分為一組，共83組，用一個所有位的累加和函數替 換前10位；B 選擇12位擾碼sb，按sb生成多項式對830位報文加擾；C 將加擾后的數據每10位為一組，并按照預設字母表查表變換為11位長的字；D 選擇10位修整碼esb ；E 產生85位校驗碼check bits ；F 條件檢查；其中，第一條件具體為字母表條件，每個11位的字應與特定的字母表相符合。
5.根據權利要求4所述的處理方法，其特征在于，還包括在步驟B前對所述83組用 戶數據進行第一條件檢查。
6.根據權利要求4所述的處理方法，其特征在于，還包括緩存BCH針對所述sd的運算 結果，并將所述緩存的BCH針對所述sd的運算結果作為針對所述cb，sb, esb, check bits 運算的初始值。
7.根據權利要求6所述的處理方法，其特征在于，還包括所述BCH針對所述sd的運算 具體為11位并行運算；所述針對所述cb，sb, esb, checkbits運算具體為33位并行運算。
8.根據權利要求2所述的處理方法，其特征在于，所述將所述編碼報文按照預設協議 打包并發(fā)送至地面電子設備具體為將所述編碼報文按照FSFB/2協議打包并發(fā)送至地面 電子設備。
9.根據權利要求3所述的處理方法，其特征在于，還包括周期性檢驗幀校驗用戶數據 的正確性，并發(fā)送同步幀校驗通信時序及向地面電子設備發(fā)送報文的時序的正確性。
10.根據權利要求3所述的處理方法，其特征在于，還包括按照周期為TCC主機的同 步周期將記錄的編碼狀態(tài)及解碼驗證結果發(fā)送至TCC系統(tǒng)主機。
11.根據權利要求3所述的處理方法，其特征在于，還包括當所述數據進行編碼超時 或報文不可編時，TCC主機根據返回的數據編碼狀態(tài)及報文解碼驗證結果發(fā)出是否修改所 述830位用戶數據并重新編碼的指示。
12.根據權利要求3所述的處理方法，其特征在于，還包括將所述用戶數據編碼時的關鍵變量備份，將備份的關鍵變量反存儲并與所述關鍵變量比對驗證關鍵變量正確性。
13.根據權利要求2所述的處理方法，其特征在于；還包括將所述編碼報文解碼時的 關鍵變量備份，將備份的關鍵變量反存儲并與所述關鍵變量比對驗證關鍵變量正確性。
14.根據權利要求2所述的處理方法，其特征在于，還包括將所述對編碼報文進行的解碼過程重復，得到二次解碼結果；比對兩次解碼結果，當兩次解碼結果一致時，則確定驗證正確性通過，否則返回至所述 TCC主機。
15.一種列控報文處理裝置，其特征在于，包括報文接收接口，用于接收總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據；編碼單元，用于將所述實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得到編碼 報文；解碼單元，用于對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；中央處理單元，用于調控所述處理裝置的報文處理過程；報文發(fā)送接口，用于在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打包并發(fā)送 至地面電子設備LEU。
16.根據權利要求15所述的處理裝置，其特征在于，所述總線具體為互為冗余的兩路 列控中心TCC系統(tǒng)主機總線中的任意一路。
17.根據權利要求15所述的處理裝置，其特征在于，所述編碼單元具體為現場可編程 門陣列FPGA模塊。
18.一種列控報文處理系統(tǒng)，包括TCC主機和總線結構，所述總線結構包括多條總線， 其特征在于，包括設置于所述TCC主機的通信接口單元的列控報文處理裝置，所述列控報 文處理裝置包括報文接收接口，用于接收總線下發(fā)的實時組幀后的用戶數據；編碼單元，用于將所述實時組幀后的用戶數據按照預設編碼規(guī)定進行編碼，得到編碼 報文；解碼單元，通過對編碼報文進行解碼，驗證所述用戶數據的編碼結果的正確性；中央處理單元，用于調控所述處理裝置的報文處理過程；報文發(fā)送接口，用于在驗證正確性通過后，將所述編碼報文按照預設協議打包并發(fā)送 至地面電子設備LEU。
19.根據權利要求18所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述列控報文處理裝置與所述TCC 主機采用交叉冗余連接第一列控報文處理裝置第一總線接口與所述TCC主機的第一總線 連接，第二總線接口與所述TCC主機的第三總線連接；第二列控報文處理裝置第一總線接口與所述TCC主機的第二總線連接，第二總線接口 與所述TCC主機的第三總線連接。
20.根據權利要求18所述的處理系統(tǒng)，其特征在于，所述列控報文處理裝置具體為報 文編碼板。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種列控報文處理方法、裝置和系統(tǒng)，所述方法將用戶數據進行實時組幀后即進行編碼，并用編碼的逆運算解碼來驗證編碼的正確性，如所述解碼可逆，則說明編碼正確，否則編碼有誤。將驗證正確的編碼報文進行打包下發(fā)至地面電子設備，從而形成將總線下發(fā)的用戶數據實時組幀、編碼、驗證、發(fā)送的報文處理流程，本發(fā)明實施例在歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)編碼標準UNISIG SUBSET-036基礎上，通過預先條件檢查、BCH計算過程設置緩存機制及并行運算，并構造反向查詢的字母表等方式并使得該報文處理流程實時性強且耗時大幅減少，克服了現有技術中同一路段臨時限速等命令多個下發(fā)的效率低下及有命令下發(fā)個數限制等條件約束的缺點。
文檔編號H04L1/00GK101917248SQ201010234719
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權日2010年7月20日
發(fā)明者楊光倫, 王一民, 賀航宇 申請人:北京全路通信信號研究設計院