一种轨道交通链路备份系统及其备份方法与流程

本发明涉及轨道交通通信技术领域，更具体地，涉及一种轨道交通链路备份系统及其备份方法。

背景技术

随着我国城市化的进程大大加快，城市交通面临着严峻的局势。交通拥堵、空气污染日益严重，严重影响了城市经济和社会活动的正常秩序。发展大容量、快捷、准点、安全的城市轨道交通已成为我国大中城市的首选，这是对国家战略需求与老百姓出行质量改善要求的积极响应。北京已开通轨道交通线路527公里、日均客流量超1000万人次。国内多个城市的轨道交通网络已初具规模，进入网络化阶段，已成为城市公共交通的命脉，在城市运行中发挥着越来越重要的作用。

城市轨道交通车地无线通信作为保障安全运营的重要环节，承载了基于通信的cbtc(communicationbasedtraincontrolsystem，基于通信的列车自动控制系统)系统，列车运行状态监测、pis(passengerinformationsystem，乘客信息系统,)系统，和cctv(closedcircuittelevision，车辆视频监控)系统等多个保障安全运营的应用。

其中，cbtc系统主要作用为列车间距及速度防护、列车自动运行与调度，是城市轨道交通自动化系统中的关键部分，是保证列车和乘客安全，实现列车高效运行、指挥管理有序的自动控制系统。cbtc系统车地传输数据主要为列车位置、运行控制、移动授权等信息。该业务应用层要求低速的实时数据的可靠传输；控制层要求最高优先级的低速逻辑通道；通道层要求独立、高可靠性及冗余的信道。

cctv系统用于车内情况的视频监视，并为应急调度指挥提供实时的车内高清动态图像信息。cctv车地传输数据主要为视频信息。该业务应用层要求海量的实时视频数据传输、带宽要求上行远大于下行及流媒体形式的录像回放；控制层要求实时视频数据优先级高、小区切换不丢包、限制录像回放带宽；通道层要求大带宽、高质量的实时数据通道，减少重传，降低时延。

pis系统(包含紧急文本)用于列车车厢内资讯发布、乘客指引信息的视频展播。pis系统车地传输数据主要为视频信息。该业务应用层要求直播(广播)为主、录播(点播)为辅、录播要考虑批量数据传输的带宽利用效率；控制层要求广播数据优先级高、小区切换不丢包、限制录播数据带宽、以组播点播结合的方式进行节目数据传送；通道层要求高传输质量的广播通道、组播通道。除视频信息外，紧急文本下发信息也在pis系统中传输，用于通知乘客列车运营信息或其它紧急信息，如某车站通过不停车等。

目前，以上三个保障城市轨道交通安全运营的应用都采用各自独立的车地通信系统，也就是说在建设阶段，需要建设多个车地通信网络，从而使得施工周期较长，施工成本增加。

而在后期的系统检修升级中，由于各个系统相互独立，造成设备型号各异，种类繁多，使维护检修难度大。且由于每套系统相互独立，通信为单一线路通信，而在检修过程中需要将该系统进行断开调试，从而造成该系统通信中断，而在检修cbtc系统时，一旦断开cbtc系统就会导致轨道交通中断，使得检修只能在轨道交通停运过程中进行，而对于城市轨道交通而言，其停运时间较短，从而使得其检修时间更短，造成检修困难。

因此，针对上述的技术问题，人们发明一种城市轨道交通车地综合承载系统，即在地面服务器端设置一个控制平台和车载服务器上设置一个控制平台，使得地面服务器端的信息都可以通过控制平台与控制平台的交互传递至车载服务器上。

这种系统普遍采用的是主备链路进行信号传递，如在中国专利申请：具体参见专利《一种链路切换方法及装置》，申请号为：201510178744.7，应用于无线网格mesh网络中的车载接入点ap上，所述车载ap已与信号类型为波导信号的第一轨旁ap建立第一链路，该方法包括：当检测到信号类型为空口信号的第二轨旁ap时，与所述第二轨旁ap建立第二链路；计算所述车载ap与所述第二轨旁ap之间的信号传输时长；根据所述信号传输时长从所述第一链路切换到所述第二链路。

上述现有技术中的缺点为：上述专利使用mesh组网，轨道ap和车载ap都是ap模式，使用802.11s协议定义的对等管理框架协议实现，这样只能是车载ap的一个实际射频口对应一个轨道ap的信号源，在信号分配上比较受局限。

但是，上述专利使用波导管和自由空间交叉建立主备链路，波导信号为主链路，空口信号为备份链路；以空口作为备份链路由于地铁和轨道之间，因为地铁沿线要经过隧道、高架桥、地面等不同的地方，部署在轨道旁的这些轨道ap信号随着环境和部署方案等原因，信号差异非常大，导致车载ap和轨道ap之间的无线链路波导非常大，由于备份链路采用空口信号，在隧道依然会存在多径、反射、信号衰减等问题，所以一旦切换备份链路容易信号不稳定；另外在信号切时容易换导致丢包、断流：列车行驶过程中，车载ap检测当前关联的轨道ap信号减弱时，通过无线漫游原理，切换到信号高的轨道ap上，在这个过程中，因为要重新关联，所以在关联过程中会导致数据丢失。

技术实现要素：

本发明提供一种应轨道交通链路备份系统及其备份方法，以达到解决现有城市轨道交通车地综合承载系统在信号交换过程中容易出现数据丢失导致通信传输安全性差的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种轨道交通链路备份系统，包括地面服务器、地面联控平台、无线通讯通道、车载联控平台和车载服务器，

所述地面服务器为多个服务器，且其包括cbtc服务器、cctv服务器、pis服务器和bas服务器；

所述无线通讯通道，包括主链路和备份链路；

所述地面联控平台，与所述地面服务器相连，获取所述地面服务器的信息，并通过所述无线通讯通道与所述车载联控平台相连；

所述车载联控平台，与所述车载服务器相连，用于发送或接受所述车载服务器的信息；

所述车载服务器为多个服务器，且其包括车载cbtc服务器、车载cctv服务器、车载pis服务器和车载bas服务器。

在上述方案基础上优选，所述地面服务器还包括备份处理模块，用于探测所述主链路和备份链路的工作状态，当所述主链路为正常通信状态，将所述备份链路自动切换至备份等待备份状态。

在上述方案基础上优选，所述车载服务器还包括信息确认模块，所述信息确认模块用于检测所述地面服务器发出的信息包是否有信息丢失的问题。

本发明还提供了一种轨道交通链路备份方法，包括以下步骤，

步骤s1，地面服务器通过所述地面联控平台经过所述无线通讯通道，向所述车载联控平台发送心跳包；

步骤s2，所述地面联控平台接收所述心跳包，并完成所述心跳包的校验，判断所述心跳包是否正确，并将所述心跳包发送至车载服务器。

在上述方案基础上优选，所述步骤s1中，所述地面服务器通过所述地面联控平台分别向所述主链路和所述备份链路发送心跳包传递至所述车载联控平台。

在上述方案基础上优选，所述步骤s2，进一步详细包括：

步骤s2.1，所述地面联控平台分别将所述主链路传递的心跳包和所述备份链路传递的心跳包分别存储；

步骤s2.2，所述地面联控平台分别对所述主链路传递的心跳包和所述备份链路传递的心跳包进行校验，分别提取所述主链路传递的心跳包信息和所述备份链路传递的心跳包信息；

步骤s2.3，所述地面联控平台，分别对比所述主链路传递的心跳包信息和所述备份链路传递的心跳包信息，获取完整的心跳包信息，并将所述完整的心跳包信息传送至所述车载联控平台。

本发明的一种轨道交通链路备份系统，通过在无线通讯通道内设置主链路和备份链路，在进行数据交换过程中，地面服务器上的传递数据可以分别通过主链路和备份链路向车载联控平台传输，因此，车载联控平台上可以分别获取到从主链路传递过来的数据包和从备份链路传递过来的数据包，通过车载联控平台进行校验后，可以分别获取主链路上的数据和备份链路上的数据，然后将主链路上的数据与备份链路上的数据进行拼接，可以获取地面服务器上传递的数据。

与普通的轨道交通链路传输相比较，本发明地面服务器上的数据可以进行双重传输备份，可以有效降低数据在传输过程中的丢失，提高数据传输稳定性和安全性。

附图说明

图1为本发明的一种轨道交通链路备份系统的备份方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参阅图1所示，本发明的一种轨道交通链路备份系统，包括地面服务器、地面联控平台、无线通讯通道、车载联控平台和车载服务器。

其中，本发明的地面服务器为多个服务器，且地面服务器包括cbtc服务器、cctv服务器、pis服务器和bas服务器；

无线通讯通道，包括主链路和备份链路；

地面联控平台，与地面服务器相连，获取地面服务器的信息，并通过无线通讯通道与所述车载联控平台相连；

车载联控平台，与所车载服务器相连，用于发送或接受车载服务器的信息；

车载服务器为多个服务器，且车载服务器包括车载cbtc服务器、车载cctv服务器、车载pis服务器和车载bas服务器。

本发明的一种轨道交通链路备份系统，通过在无线通讯通道内设置主链路和备份链路，在进行数据交换过程中，地面服务器上的传递数据可以分别通过主链路和备份链路向车载联控平台传输，因此，车载联控平台上可以分别获取到从主链路传递过来的数据包和从备份链路传递过来的数据包，通过车载联控平台进行校验后，可以分别获取主链路上的数据和备份链路上的数据，然后将主链路上的数据与备份链路上的数据进行拼接，可以获取地面服务器上传递的数据。

地面服务器还包括备份处理模块，用于探测所述主链路和备份链路的工作状态，当所述主链路为正常通信状态，将备份链路自动切换至备份等待备份状态。而本发明的车载服务器还包括信息确认模块，信息确认模块用于检测地面服务器发出的信息包是否有信息丢失的问题。

本发明还提供了一种轨道交通链路备份方法，包括以下步骤，

步骤s1，地面服务器通过所述地面联控平台经过无线通讯通道，向所述车载联控平台发送心跳包；

步骤s2，地面联控平台接收所述心跳包，并完成所述心跳包的校验，判断所述心跳包是否正确，并将所述心跳包发送至车载服务器。

在本发明的步骤s1中，地面服务器通过地面联控平台分别向主链路和备份链路发送心跳包传递至车载联控平台。

而在步骤s2中，进一步详细包括：

步骤s2.1，所述地面联控平台分别将所述主链路传递的心跳包和所述备份链路传递的心跳包分别存储；

步骤s2.2，所述地面联控平台分别对所述主链路传递的心跳包和所述备份链路传递的心跳包进行校验，分别提取所述主链路传递的心跳包信息和所述备份链路传递的心跳包信息；

步骤s2.3，所述地面联控平台，分别对比所述主链路传递的心跳包信息和所述备份链路传递的心跳包信息，获取完整的心跳包信息，并将所述完整的心跳包信息传送至所述车载联控平台。

本发明的一种轨道交通链路备份系统，通过在无线通讯通道内设置主链路和备份链路，在进行数据交换过程中，地面服务器上的传递数据可以分别通过主链路和备份链路向车载联控平台传输，因此，车载联控平台上可以分别获取到从主链路传递过来的数据包和从备份链路传递过来的数据包，通过车载联控平台进行校验后，可以分别获取主链路上的数据和备份链路上的数据，然后将主链路上的数据与备份链路上的数据进行拼接，可以获取地面服务器上传递的数据。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。