Lkj數據遠程載入方法及其系統的製作方法

2023-12-08 14:20:06 3

Lkj數據遠程載入方法及其系統的製作方法
【專利摘要】一種LKJ數據遠程載入方法及其系統，它包括以下步驟：①地面設備將獲取的LKJ基礎數據實時通過網際網路發送出去；②車載設備通過天線實時獲取由網際網路發送來的LKJ基礎數據，並對LKJ設備監控主機進行數據更新。本發明實現了對LKJ基礎數據進行無線遠程換裝的功能，實現了同時對多臺機車進行基礎數據文件換裝的功能，實現了遠程對換裝過程的全程管理與監控，實現了基礎數據換裝自動化控制。它改變了人工進行LKJ數據換裝工作的繁瑣性、提高LKJ版本換裝作業工作的及時性、準確性和可控性，提高LKJ設備管理方面的信息化水平。
【專利說明】LKJ數據遠程載入方法及其系統

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種將LKJ基礎數據遠程載入LAIS平臺的數據遠程載入方法。

【背景技術】
[0002] LKJ2000型列車運行監控記錄裝置（以下簡稱LKJ)作為國內機車的主用監控設備 已在全路推廣使用，在保障鐵路運輸安全和推進機務安全管理方面發揮了顯著的作用。LKJ 採用車載存儲線路參數的方式，這樣的存儲方式要求車載數據應隨列車線路設施的變化對 數據進行維護和更新，即對板載數據存儲器進行維護，目前對系統程序及數據進行維護時， 需對裝置進行拆卸，每次的數據維護均會造成大量的人力、物力的浪費。近年來鐵路新線路 修建、既有線路改造和機車長交路運用等因素影響帶來了大量的LKJ基礎數據修改和換裝 工作，各鐵路局要求採用必要的技術手段，解決這一棘手的問題。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的是提供一種實時將LKJ基礎數據進行遠程換裝的數據載入方法，並 提供一種實施該方法的數據載入系統。
[0004] 為實現上述目的，本發明採用以下技術方案： 一種LKJ數據遠程載入方法，它包括以下步驟： ① 、地面設備將獲取的LKJ基礎數據實時通過網際網路發送出去； ② 、車載設備通過天線實時獲取由網際網路發送來的LKJ基礎數據，並對LKJ設備監控主 機進行數據更新。
[0005] 在步驟①中，地面設備中的每個機務段換裝終端將獲取的LKJ基礎數據發送給數 據庫中，資料庫將LKJ基礎數據轉發給處理伺服器，經處理伺服器的處理後轉發給通信服 務器，通信伺服器通過網際網路將LKJ基礎數據發送給車載設備。
[0006] 所述處理伺服器的處理過程為： i) 、初始化時，處理伺服器從配置文件讀取相關配置信息，分別創建了 ClientSocket 線程、數據處理線程、計劃讀取線程和數據文件發送線程，用於並行進行文件、命令發送和 接收數據的處理； ii) 、ClientSocket線程負責實現從通信伺服器接收機車發送過來的數據和向通信服 務器發送數據，該線程創建有數據收發隊列，用於緩存接收和發送的數據，避免數據堵塞； iii) 、數據處理線程用於並行從ClientSocket線程的數據接收隊列讀取機車發送的 原始數據，將原始數據解析成相應的資料庫欄位，保存到資料庫，並解析生成在線機車列 表； iv) 、計劃讀取線程從資料庫中讀取由遠程數據載入終端發布的載入計劃信息，將計劃 中包含的數據文件讀取到內存中備用，根據計劃開始時間並結合在線機車列表確定是否開 始向機車發送數據文件； V)、數據文件發送線程根據計劃線程的判定結果，開始向機車分包發送數據文件，形成 斷點續傳管理文件，並根據機車應答信息確定重發數據幀，所有應答包都收到後表示文件 發送完成。
[0007] 在步驟②中，車載設備將接收到得LKJ基礎數據放入LAIS車載平臺中，在LAIS車 載平臺上設有數據載入載出插件，所述的數據載入載出插件與LKJ設備監控主機上的Η型 監控記錄插件通信連接。
[0008] 數據載入載出插件先將LKJ基礎數據送入轉存器中，再由轉存器送入Η型監控記 錄插件中。
[0009] 所述的LKJ設備監控主機將獲取的LKJ基礎數據實時顯示在屏幕顯示器上。
[0010] 一種LKJ數據遠程載入系統，它包括地面設備和車載設備，所述的地面設備包括 至少一個電務處換裝終端，每個電務處換裝終端分別將LKJ基礎數據送入資料庫中，數據 庫發送的LKJ基礎數據依次經過處理伺服器、通信伺服器後由網際網路發出；所述的車載設 備包括LAIS車載平臺以及與其通信連接的LKJ設備監控主機。
[0011] 在所述的LAIS車載平臺上設有數據載入載出插件，數據載入載出插件與LKJ設備 監控主機上的Η型監控記錄插件通信連接。
[0012] 所述的數據載入載出插件通過數據轉存器與Η型監控記錄插件通信連接。
[0013] 所述的LKJ設備監控主機與屏幕顯示器相連接。
[0014] 採用上述技術方案的本發明，實現了對LKJ基礎數據進行無線遠程換裝的功能， 實現了同時對多臺機車進行基礎數據文件換裝的功能，實現了遠程對換裝過程的全程管理 與監控，實現了基礎數據換裝自動化控制。它改變了人工進行LKJ數據換裝工作的繁瑣性、 提高LKJ版本換裝作業工作的及時性、準確性和可控性，提高LKJ設備管理方面的信息化水 平。本發明系統採用了無線數據傳輸技術、斷點續傳技術和海量數據處理等技術，實現了 基礎數據文件的遠程傳輸、遠程換裝，實現了遠程對換裝過程的全程管理與監控，實現了基 礎數據換裝自動化控制，這些改善將強化LKJ設備在鐵路安全設備領域的主導地位，有效 的提升LKJ設備的應用水平，向國外先進的列車控制設備研發方向靠攏，對企業的發展、對 LKJ設備的發展、對中國列控事業的發展均有不可忽視的重要意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明的原理框圖。
[0016] 圖2為本發明的工作流程圖。
[0017] 圖3為處理伺服器的工作流程圖。
[0018] 圖4為處理伺服器發送流程圖。
[0019] 圖5為LKJ基礎數據遠程載入的數據顯示流程圖。
[0020] 圖6為LAIS車載平臺的原理框圖。
[0021] 圖7為數據載入載出插件的原理框圖。
[0022] 圖8為數據轉存器的原理框圖。
[0023] 圖9為數據轉存器的換裝流程圖。

【具體實施方式】
[0024] 如圖1、圖2所示，一種LKJ數據遠程載入方法，系統主要分為車載設備和地面設備 兩部分，地面設備實現基礎數據載入計劃管理功能，生成基礎數據載入計劃、審核計劃、發 布計劃，並跟蹤計劃執行情況等功能，車載設備通過無線網絡接收基礎數據文件，利用有校 驗機制，握手機制和應答機制保證的傳輸協議進行空中數據的安全傳輸，並完成向LKJ載 入基礎數據的功能。它包括以下步驟： ①、地面設備將獲取的LKJ基礎數據實時通過網際網路發送出去；在步驟①中，每個機務 段換裝終端將獲取的LKJ基礎數據發送給資料庫中，資料庫將LKJ基礎數據轉發給處理服 務器，經處理伺服器的處理後轉發給通信伺服器，通信伺服器通過網際網路將LKJ基礎數據 發送給車載設備。
[0025] 如圖3所示，處理伺服器的處理過程為： i) 、初始化時，處理伺服器從配置文件讀取相關配置信息，分別創建了 ClientSocket 線程、數據處理線程、計劃讀取線程和數據文件發送線程，用於並行進行文件、命令發送和 接收數據的處理； ii) 、ClientSocket線程負責實現從通信伺服器接收機車發送過來的數據和向通信服 務器發送數據，該線程創建有數據收發隊列，用於緩存接收和發送的數據，避免數據堵塞； iii) 、數據處理線程用於並行從ClientSocket線程的數據接收隊列讀取機車發送的 原始數據，將原始數據解析成相應的資料庫欄位，保存到資料庫，並解析生成在線機車列 表； iv) 、計劃讀取線程從資料庫中讀取由遠程數據載入終端發布的載入計劃信息，將計劃 中包含的數據文件讀取到內存中備用，根據計劃開始時間並結合在線機車列表確定是否開 始向機車發送數據文件； V)、數據文件發送線程根據計劃線程的判定結果，開始向機車分包發送數據文件，形成 斷點續傳管理文件，並根據機車應答信息確定重發數據幀，所有應答包都收到後表示文件 發送完成，具體發送流程如圖4所示：文件發送完成後，由數據載入插件進行數據文件完整 性校驗，將校驗結果告知地面，數據處理線程判斷校驗結果，如果數據文件通過校驗，將向 機車發出數據載入控制指令，開始進行數據換裝。
[0026] ②、車載設備通過天線實時獲取由網際網路發送來的LKJ基礎數據，並對LKJ設備監 控主機進行數據更新。在步驟②中，車載設備將接收到得LKJ基礎數據放入LAIS車載平臺 中，在LAIS車載平臺上設有數據載入載出插件，所述的數據載入載出插件與LKJ設備監控 主機上的Η型監控記錄插件通信連接。另外，數據載入載出插件先將LKJ基礎數據送入轉 存器中，再由轉存器送入Η型監控記錄插件中。
[0027] 如圖2所示，通信伺服器與LAIS車載平臺的通信過程如下： a、 LAIS車載平臺將機車狀態信息發送給通信伺服器，通信伺服器根據機車狀態信息生 成在線機車列表並發送給數據處理伺服器，數據處理伺服器將LKJ基礎數據通過通信服務 器發給LAIS車載平臺； b、 LAIS車載平臺對接到的LKJ基礎數據進行校驗，校驗完畢後進行數據載入過程； c、 LAIS車載平臺通過數據載入載出插件將LKJ基礎數據寫入轉存器中；轉存器再將 LKJ基礎數據寫入LKJ設備監控主機的Η型監控記錄插件中，從而完成LKJ基礎數據寫入 LKJ設備。
[0028] 上述的LKJ設備監控主機將獲取的LKJ基礎數據實時顯示在屏幕顯示器上，LKJ基 礎數據遠程載入的數據顯示流程如圖5所示，該過程實現了數據換裝計劃和LKJ基礎數據 文件的整合管理，實現了 LKJ基礎數據文件存放到資料庫時完整性保障，實現了數據文件 發送進度的可視化動態展示和數據載入進度的展示，以及機車換裝結束後，機車基礎數據 文件版本信息的展示。
[0029] 具體處理過程如下：根據機車數據換裝計劃編輯局換裝計劃，添加該計劃使用的 LKJ基礎數據文件，軟體將計劃和數據文件進行捆綁，增加數據文件校驗信息，然後存放到 資料庫中，電務段用戶讀取已經發布的局換裝計劃信息，通過數據文件校驗信息和局計劃 信息校驗數據文件完整性，並結合本段機車信息生成段換裝計劃，段計劃通過審核、發布流 程保存到資料庫中，數據處理伺服器讀取段計劃，發送數據文件，進行基礎數據文件換裝， 並將換裝進度和換裝結果保存到資料庫，遠程載入終端實時顯示數據文件發送進度、換裝 進度和機車數據版本信息。
[0030] 顯示過程如下：局計劃添加時，軟體會為該局計劃生成唯一 ID，並結合基礎數據 文件一併生成數據文件管理信息，和基礎數據文件一併保存到資料庫中，這樣就形成了一 個局計劃和數據文件的校驗方式，從而保證了計劃讀取、文件發送、文件接收，數據文件載 入整個流程中文件校驗的依據。
[0031] 文件發送開始後，軟體從資料庫讀取當前文件發送字節數，並根據文件大小計算 出文件發送進度百分比，提供了單個文件和整體進度顯示，根據文件發送進度，計算文件發 送速度信息，並顯示載入結果。
[0032] 如圖1所示，一種LKJ數據遠程載入系統，它包括地面設備和車載設備，所述的地 面設備包括至少一個電務處換裝終端，每個電務處換裝終端分別將LKJ基礎數據送入數據 庫中，資料庫發送的LKJ基礎數據依次經過處理伺服器、通信伺服器後由網際網路發出；所述 的車載設備包括LAIS車載平臺以及與其通信連接的LKJ設備監控主機，LKJ設備監控主機 與屏幕顯示器相連接。
[0033] 如圖6所示，LAIS車載平臺由電源部分，主控部分，無線通信部分，對外接口部分， 以及機車天線組成。其中，電源輸入為機車110V，經自身電路轉換後，為平臺其它部件提供 工作電源。為提高設備工作可靠性，電源部分為雙冗餘設計。主控部分和無線通信部分為 平臺核心，為雙冗餘設計。無線通信部分功能是建立平臺的無線傳輸通道。主控部分實現 對外接口單元和無線通信的間接聯繫，從對外接口單元獲取信息，通過無線通信通道發送 到地面數據中心。對外接口單元提供不同的用戶接口，可實現不同廠家設備之間的的互連 互通。機車天線是無線通信部分的必備設備，通過天線實現和無線公用網絡的空中接口，達 到信息交換的目的。
[0034] 在LAIS車載平臺上設有數據載入載出插件，數據載入載出插件與LKJ設備監控主 機上的Η型監控記錄插件通信連接。其中，Η型監控記錄插件為專利號為CN201220325256.6 所公開的技術方案。
[0035] 圖7為數據載入載出插件的原理框圖。數據載入載出插件由多個進程組成，每個 進程完成相對獨立的功能。進程間使用共享內存、信號量、郵箱進行通信。
[0036] 其中，數據交互進程通過乙太網接口和主控插件交互數據；把主控插件發來的數 據通過郵箱分發到對應的進程處理；把從郵箱接收其他進程發來的數據，傳輸給主控插件， 由主控插件發送的地面伺服器。
[0037] 載入文件管理進程負責載入數據文件的暫存；數據文件保存在Flash中，根據載 入計劃ID，最多保存兩套數據；當收到超過兩套數據後，清除以前的數據。
[0038] LKJ顯示器數據載入進程為：當收到啟動數據載入命令後，在Flash中寫入準備載 入LKJ顯示器數據的標誌，同時進入準備載入LKJ顯示器數據的標誌，等待LKJ顯示器的申 請命令；插件啟動後，先檢查Flash中是否有載入LKJ顯示器數據載入標誌，如果有，進入準 備載入LKJ顯示器數據的標誌，等待LKJ顯示器的申請命令；數據載入完成後，清除數據載 入標誌，準備換裝結果，通過主控插件發送到地面伺服器；數據載入結果傳遞給數據交互進 程，由數據交互進程發送給主控插件。
[0039] LKJ主機數據載入進程 為：當收到啟動數據載入命令後，把暫存在Flash中的 LKJ主機載入文件複製到兩個LKJ轉存器的根目錄中，然後在Flash中寫入準備載入LKJ主 機數據的標誌，把LKJ數據轉存器的控制權交給LKJ主機；插件啟動後，先檢查Flash中是 否有載入LKJ主機數據載入標誌，如果有，把LKJ數據轉存器的控制權交給LKJ主機；數據 載入完成後，讀取LKJ轉存器中的日誌文件，同時刪除保存的載入文件和日誌文件；數據載 入結果傳遞給數據交互進程，由數據交互進程發送給主控插件。
[0040] LKJ信息處理進程為：獲取LKJ的CAN信息，按照協議組織數據；把組織好的數據 傳遞給數據交互進程，由數據交互進程發送給主控插件。
[0041] 另外，數據載入載出插件通過數據轉存器與Η型監控記錄插件通信連接。上述的 數據轉存器的原理框圖如圖8所示，LKJ數據轉存器是LKJ2000型列車運行監控裝置（以下 簡稱LKJ) Η型監控記錄插件的配套設備，是專門為LKJ數據換裝而設計的一種便捷、安全、 可靠的工具，主要由控制器、FLASH存儲器及USB通信接口三部分構成，設計尺寸充分考慮 便攜要求，無須獨立供電，所採用的雙片存儲技術、ECC校驗算法、CRC校驗等技術，充分保 證LKJ數據換裝過程的安全性及可靠性。具體地說，CPU採用TI的TM4C1233E6PZ，雙FLASH 均採用 MT29F16G08FAA。
[0042] 其數據轉存器的換裝流程如圖9所示，LKJ數據轉存器可以直接與Η型監控記錄插 件的"轉儲/編程" 口相連，用於對Η型監控記錄插件進行在線程序/數據換裝，其LKJ程 序/數據換裝過程具體操作如下：1)、關閉LKJ監控主機電源；2)、將已寫入換裝文件的LKJ 數據轉存器插入到Η型監控記錄插件的"編程/轉儲"口；3)、打開LKJ監控主機電源，插入 LKJ數據轉存器的Η型監控記錄插件前面板指示燈1Α燈閃爍，插件自動識別LKJ數據轉存 器(識別出後，Η型監控記錄插件面板指示燈2Α燈亮)，讀取LKJ數據轉存器內換裝文件（LKJ 數據轉存器綠燈快閃）判斷合法性；4)、若文件合法，LKJ數據轉存器綠燈亮，Η型監控記錄 插件自動啟動換裝過程，將LKJ數據轉存器中的LKJ車載控制程序、LKJ車載基礎數據文件 下載到該插件內，換裝過程中LKJ數據轉存器綠燈快閃，且Η型監控記錄插件面板指示燈有 明確的過程指示（3Α燈閃爍正在換裝LKJ車載控制程序，3Α亮程序換裝完成；3Β燈閃爍正 在換裝LKJ車載基礎數據，3Β燈亮數據換裝完成；4Β燈亮換裝工作結束)，換裝完成後，換裝 成功LKJ數據轉存器綠燈慢閃，換裝失敗LKJ數據轉存器紅燈慢閃，且Η型監控記錄插件對 換裝的文件進行CRC校驗（4Α燈閃正在校驗，4Α燈亮校驗正確)，校驗通過後進入正常程序 的上電自檢和正常運行過程。5 )、關閉LKJ監控主機電源，拔下LKJ數據轉存器。
【權利要求】
1. 一種LKJ數據遠程載入方法，其特徵在於，它包括以下步驟： ① 、地面設備將獲取的LKJ基礎數據實時通過網際網路發送出去； ② 、車載設備通過天線實時獲取由網際網路發送來的LKJ基礎數據，並對LKJ設備監控主 機進行數據更新。
2. 根據權利要求1所述的LKJ數據遠程載入方法，其特徵在於：在步驟①中，地面設備 中的每個機務段換裝終端將獲取的LKJ基礎數據發送給資料庫中，資料庫將LKJ基礎數據 轉發給處理伺服器，經處理伺服器的處理後轉發給通信伺服器，通信伺服器通過網際網路將 LKJ基礎數據發送給車載設備。
3. 根據權利要求2所述的LKJ數據遠程載入方法，其特徵在於：所述處理伺服器的處 理過程為： i) 、初始化時，處理伺服器從配置文件讀取相關配置信息，分別創建了 ClientSocket 線程、數據處理線程、計劃讀取線程和數據文件發送線程，用於並行進行文件、命令發送和 接收數據的處理； ii) 、ClientSocket線程負責實現從通信伺服器接收機車發送過來的數據和向通信服 務器發送數據，該線程創建有數據收發隊列，用於緩存接收和發送的數據，避免數據堵塞； iii) 、數據處理線程用於並行從ClientSocket線程的數據接收隊列讀取機車發送的 原始數據，將原始數據解析成相應的資料庫欄位，保存到資料庫，並解析生成在線機車列 表； iv) 、計劃讀取線程從資料庫中讀取由遠程數據載入終端發布的載入計劃信息，將計劃 中包含的數據文件讀取到內存中備用，根據計劃開始時間並結合在線機車列表確定是否開 始向機車發送數據文件； V)、數據文件發送線程根據計劃線程的判定結果，開始向機車分包發送數據文件，形成 斷點續傳管理文件，並根據機車應答信息確定重發數據幀，所有應答包都收到後表示文件 發送完成。
4. 根據權利要求2所述的LKJ數據遠程載入方法，其特徵在於：在步驟②中，車載設 備將接收到得LKJ基礎數據放入LAIS車載平臺中，在LAIS車載平臺上設有數據載入載出 插件，所述的數據載入載出插件與LKJ設備監控主機上的Η型監控記錄插件通信連接。
5. 根據權利要求4所述的LKJ數據遠程載入方法，其特徵在於：數據載入載出插件先 將LKJ基礎數據送入轉存器中，再由轉存器送入Η型監控記錄插件中。
6. 根據權利要求4所述的LKJ數據遠程載入方法，其特徵在於：所述的LKJ設備監控 主機將獲取的LKJ基礎數據實時顯示在屏幕顯示器上。
7. -種LKJ數據遠程載入系統，它包括地面設備和車載設備，其特徵在於：所述的地面 設備包括至少一個電務處換裝終端，每個電務處換裝終端分別將LKJ基礎數據送入資料庫 中，資料庫發送的LKJ基礎數據依次經過處理伺服器、通信伺服器後由網際網路發出；所述的 車載設備包括LAIS車載平臺以及與其通信連接的LKJ設備監控主機。
8. 根據權利要求7所述的LKJ數據遠程載入系統，其特徵在於：在所述的LAIS車載平 臺上設有數據載入載出插件，數據載入載出插件與LKJ設備監控主機上的Η型監控記錄插 件通信連接。
9. 根據權利要求8所述的LKJ數據遠程載入系統，其特徵在於：所述的數據載入載出 插件通過數據轉存器與Η型監控記錄插件通信連接。
10.根據權利要求7所述的LKJ數據遠程載入系統，其特徵在於：所述的LKJ設備監控 主機與屏幕顯示器相連接。
【文檔編號】G06F17/30GK104219082SQ201310712627
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年12月21日 優先權日:2013年12月21日
【發明者】劉力, 宋社平, 陳留章, 崔文超, 閆鑫 申請人:河南思維自動化設備股份有限公司