一种轨道交通车头车尾车载台及其连接方法与流程

本发明属于轨道交通通讯设备，具体涉及一种轨道交通车头车尾车载台及其连接方法。

背景技术：

1、城市轨道交通的应用，在很大程度上缓解了城市交通拥堵的问题，为城市居民的出行提供了便利。无线通讯是地铁通信系统的重要组成部分，在保障列车运行安全方面起到了重要作用。现有的城市轨道交通列车在车头和车尾各有1个驾驶室，在车头和车尾驾驶室会各安装1台车载tetra（terrestrial trunkedradio，陆地集群无线电）无线电台，这两个车载电台作为独立的无线通信指挥终端提供调度指挥中心对列车的指挥调度。

2、车头和车尾随着列车的上下行运行方向的调整、司机所在驾驶室的位置变化，车头和车尾的角色会随之转换。实际运行时，司机使用其所在的车头车载电台，而车尾的车载电台处于闲置状态，当车头车载台某个模块发生故障时指挥中心的调度台将失去对该列车的实时通信调度指挥，给繁忙的城市轨道交通的运行指挥造成极大的困扰。能让列车司机继续保持和调度中心的联系的手段，通常采用司机备用的手持对讲机代替车载电台实现和调度中心的通信，这种解决方案存在如下缺点：

3、1、必须额外增加一个手持对讲机，增加了设备的投资；

4、2、一台主机使能时，剩下的另一端主机依然满功放运行，浪费资源。

5、3、列车在行驶过程中，手持对讲机只能实现最基本的语音对讲，不能实现列车调度中的其它重要功能：包括自动转组、自动切换调度台归属、呼叫上站、呼叫下站、呼叫本车站、转组请求、呼叫确认、文本指令的收发、调度台通过车载电台对列车乘客的广播、列车运行位置的实时状态显示、司机通话内容的本地存储等。

技术实现思路

1、为解决现有技术的不足，实现车头车尾车载台主备切换，使得实时通信调度指挥不受影响，同时提高资源利用率的目的，本发明采用如下的技术方案：

2、一种轨道交通车头车尾车载台，包括控制盒和主机，所述控制盒包括相互连接的交互模块和状态控制模块，状态控制模块连接本端的主机以及对端的车头或车尾的主机；

3、所述状态控制模块，用于记录主机的状态信息，并基于状态信息对本端和对端的主机进行切换；

4、所述主机，用于所述交互模块与调度台的通讯及通讯信息的解析。

5、进一步地，所述主机包括相互连接的主机模块和车台模块，状态控制模块分别连接本端的主机模块和车台模块，以及对端车头或车尾的主机模块和车台模块；

6、所述车台模块，用于所述交互模块与调度台的语音和业务数据通讯；

7、所述主机模块，用于对语音和业务数据进行协议解析。

8、主机模块与车台模块之间，通过串口传输业务数据，通过交叉相连的speaker口和mic口传输语音数据。基于主机模块和车台模块综合的状态信息进行两端主机的切换，同时，基于主机的单个模块状态信息，还能够对单个模块进行切换，即车头的车台模块故障，车尾的主机模块故障时，能够通过车尾的车台模块获取调度信息，并通过车头的主机模块进行协议解析，然后将解析后的信息发送至交互模块。

9、进一步地，所述业务数据的传输，会建立心跳包来检测链路状态，当链路失败超过阀值时上报状态控制模块，心跳之间有业务数据传输时，关闭心跳包，直至空闲时再度开启检测。

10、进一步地，所述主机模块基于车台模块收到的注册消息，进行注册状态检测，检测车台模块是否注册到基站，并将未注册状态上报状态控制模块，以切换相应模块，获取注册消息。由于调度台需要获取列车的位置信息，而位置信息是基于车台模块是否注册到基站确定的，由于模块故障或信号问题，可能会导致车台模块无法注册到基站，此时通过切换车台模块和/或主机模块完成注册，一方面避免了模块故障导致的注册失败，另一方面也避免了车头或车尾信号不好导致的无法注册，从而为调度站获取列车位置提供了保障。

11、进一步地，所述状态模块之间、控制盒与主机之间通过网络连接，所述主机模块与音频通道之间通过链路连接，所述切换是状态控制模块基于如下条件进行的：

12、硬件优先；优先选择当前网络状态、串口链路状态正常的主机，其中一个状态异常视为硬件故障；

13、最佳优先；当网络状态和串口状态都正常时，优先选择注册状态处于最佳（信号越好越优先）的主机，剩余的模块进入节能模式；

14、同侧优先；当两侧主机的网络状态、串口链路状态、注册状态都相同时，选择同侧模块，剩余的一端模块进入节能模式，需要时再次被唤醒，在保证通讯能力和通讯质量的同时，降低能耗。

15、进一步地，所述车台模块在基站的注册，包括车台模块所在的车头或车尾信息，基于车头或车尾在车站注册时间、车身长度，计算入站出站的时间，以更为精确的确定列车位置信息。由于车头、车尾之间有车身的长度，当列车位置以车头为准时，车头出站，则车头的车台模块便失去与该站基站的注册，当车头车台模块切换为车尾车台模块，则列车出站以车尾出站为准，然而，此时调度中心仍以车头出站为准，便导致调度中心显示的列车出站时间与实际出站时间不符，车辆实际以出站，但调度中心的显示装置上仍显示车辆停留在该站。通过车台模块注册时提供该车台模块所在的是车头还是车尾的信息，调度中心能够根据车辆的长度，推算出，车辆实际出站或者入站的时间，从而使反映在调度中心的列车位置信息更为的准确。

16、进一步地，所述交互模块与对端车头或车尾的交互模块通过交换机连接，状态控制模块通过本端的交互模块获取对端主机的状态信息。由此，只要车头端交互模块及交互模块间的连接无故障，其他模块均可由另一端的模块替换，并且状态信息也能够实时显示在车头端的交互模块上。

17、进一步地，所述状态控制模块向两个主机发送心跳包，当心跳报文丢失超过阈值时，重启通道，通道重启后仍无法恢复时，进行主机切换并上报。

18、进一步地，所述状态控制模块基于状态信息进行主机切换时，每隔一段时间，对该段时间的车头端状态信息均值与车尾端状态信息均值进行比较，从而避免主机的频繁切换，而从该段时间的状态信息中，也能够获取状态信息时好时坏的波动，通过设定状态信息波动阈值，对于超过波动阈值的主机，通过待切换端状态控制模块唤醒并切换到对端主机，从而避免一端主机性能或通讯的不稳定。由于本端相较于对端能够更早的获取到本端主机的状态信息，因此，通常本端主机故障，由本端状态控制模块发起切换并同步到对端，当状态控制模块需要获取两端状态信息进行择优切换时，则由备切换端的状态控制模块发起切换，以确保备切换端待机的主机被唤醒，并减少了状态控制模块之间基于切换的交互频次。

19、一种轨道交通车头车尾车载台连接方法，车载台包括交互模块、状态控制模块和主机，所述方法如下：

20、状态控制模块分别与本端的交互模块和主机连接，以获取主机与调度台的通讯信息及信息解析的状态信息；并使交互模块通过主机与调度台建立通讯；

21、车头端和车位端车载台的状态控制模块相互连接，基于车头端和车尾端主机的状态信息，对本端和对端的主机进行切换。

22、本发明的优势和有益效果在于：

23、本发明的一种轨道交通车头车尾车载台及其连接方法，通过一端的状态控制模块控制车头车尾端的双主机，当一端的主机出现故障或者通讯收影响时，可以基于状态信息自助切换到另一端，同时，基于两端的状态控制模块起到状态信息的双机备份，当一端的状态控制模块本身出现故障时，也能够通过另一端的状态控制模块继续进行状态检测和主机切换，并且能够实现主机的无缝切换，使得实时的调度指挥不受影响。