基于车车通信的子系统间通信传输方法和系统与流程

1.本发明涉及车车安全通信技术领域，尤其涉及一种基于车车通信的子系统间通信传输方法和系统。


背景技术：

2.在“车-车通信的列车自主运行系统”中，列车根据各自需要向轨旁资源控制器申请路线内的各种资源，如轨道、道岔、侧冲区域等，当多辆列车共享使用时，容易带来列车之间资源冲突的问题，如信号系统解决不当，引发碰撞等安全事故。然而，解决该问题的核心在于保证资源的独占性，即资源由列车控制器持有，或者资源由轨旁资源控制器持有，而目前即便使用满足en50159定义的安全通信协议，因为列车控制器与轨旁资源控制器的通信会互相交错，所以该种方式也不能解决资源的独占性问题。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提供一种基于车车通信的子系统间通信传输方法，该方法能够确保资源在通信双方交换时不会出现同时占有的情况，从而便于确保系统安全。
4.本发明的第二个目的在于提供一种基于车车通信的子系统间通信传输系统。
5.本发明的第三个目的在于提供一种计算机可读存储介质。
6.本发明的第四个目的在于提供一种电子设备。
7.为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
8.一种基于车车通信的子系统间通信传输方法，包括：
9.设定若干种传输字段；
10.通信本方和通信对方对资源传输请求项和有效期项进行配置，以分别确定相应的传输字段，并确定各方所需发送的码位；
11.各方发送相应的码位，以实现资源独占性通信传输。
12.可选的，若干种所述传输字段包括ttq字段、ttp字段、trq字段、trp字段、rtq字段、rtp字段、rrq字段和rrp字段，其中，所述ttq字段表示通信本方发送给通信对方资源；所述ttp字段表示通信本方是否持续发送给通信对方资源；所述trq字段表示通信本方向通信对方请求资源；所述trp字段表示通信本方是否持续向通信对方请求资源；所述rtq字段表示通信本方收到通信对方发送的资源；所述rtp字段表示通信本方是否持续收到通信对方发送的资源；所述rrq字段表示通信本方收到通信对方向通信本方请求资源；所述rrp字段表示通信本方收到通信对方是否持续向通信本方请求资源。
13.可选的，对资源传输请求项进行配置为通信本方和通信对方进行资源交换时，对通信本方是否需要向通信对方发出请求进行配置；对有效期项进行配置为对通信本方收到通信对方发送的资源是否有有效期进行配置。
14.可选的，对于所述ttq字段，若通信对方配置了相应的资源传输请求项，所述方法
还包括：将通信本方发送的资源与通信对方请求的资源取交集，并确定所要发出的ttq字段，以发出相应码位。
15.可选的，对于所述ttp字段，若通信对方配置了相应的资源传输请求项，所述方法还包括：通信本方将表示是否持续发出资源的ttp字段的布尔量值与通信对方发送的表示是否持续请求资源的rrp字段取交集，并确定所要发出的ttp字段，以发出相应码位。
16.可选的，对于所述trp字段，若通信本方所要请求的资源，通信对方能够提供时，判定所述trp字段为真，其中，所述trp字段为真表示从通信本方发送trp消息时开始的一个有效期时间内有效。
17.可选的，各方发送相应码位时，通信本方将新接收到的资源减去发出且未被确认的资源，再加上本通信周期之前所持有的资源，以得到本通信周期通信本方最终拥有的资源，其中，通过通信本方最终拥有的资源能够对资源独占性通信传输进行验证。
18.为达到上述目的，本发明第二方面提供了一种基于车车通信的子系统间通信传输系统，包括：
19.设定模块，用于设定若干种传输字段；
20.配置模块，与所述设定模块连接，所述配置模块用于对资源传输请求项和有效期项进行配置，以确定通信本方或者通信对方所需发送的传输字段，以便确定所需发送的码位；
21.发送模块，用于发送所述码位，以便实现资源独占性通信传输。
22.为达到上述目的，本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述所述的基于车车通信的子系统间通信传输方法。
23.为达到上述目的，本发明第四方面提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述所述的基于车车通信的子系统间通信传输方法。
24.本发明至少具有以下技术效果：
25.本发明通过设定若干种传输字段，然后通信本方和通信对方对资源传输请求项和有效期项进行配置，以确定出各方分别所要发送的传输字段，并发出相应码位，即可通过上述配置实现资源独占性传输，确保资源在通信双方交换时不会出现同时占有的情况，从而可确保系统安全，另外本发明通过该通信方式对传输字段资源的整合，可提高用户对于传输字段使用的效率。
26.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
27.图1为本发明一实施例提供的基于车车通信的子系统间通信传输方法的流程图；
28.图2为cc与wrc资源交互时cc一侧常选的配置示意图；
29.图3为本发明一具体示例提供的wrc和cc间的资源交换过程示意图；
30.图4为本发明一实施例提供的基于车车通信的子系统间通信传输系统的结构框图。
具体实施方式
31.下面详细描述本实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
32.为解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种基于车车通信的子系统间通信传输方法，即cdeq(communication data with exclusive quantity，资源独占性通信)方法，该方法应用的安全通信系统包括子系统wrc(wayside resource controller，轨旁资源控制器)、wtc(wayside train controller，轨旁列车控制器)和cc(carborne controller，车载列车控制器)。该方法能够确保资源quantity(应用字段，类型为布尔量、区域等，下文用q表示)在通信双方不同时持有，从而使得各子系统之间的资源交换更加简洁和安全，有利于提高系统安全性及可用性。
33.下面参考附图描述本实施例的基于车车通信的子系统间通信传输方法和系统。
34.图1为本发明一实施例提供的基于车车通信的子系统间通信传输方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
35.步骤s1：设定若干种传输字段。
36.其中，若干种传输字段包括ttq字段、ttp字段、trq字段、trp字段、rtq字段、rtp字段、rrq字段和rrp字段，其中，ttq字段表示通信本方发送给通信对方资源；ttp字段表示通信本方是否持续发送给通信对方资源；trq字段表示通信本方向通信对方请求资源；trp字段表示通信本方是否持续向通信对方请求资源；rtq字段表示通信本方收到通信对方发送的资源；rtp字段表示通信本方是否持续收到通信对方发送的资源；rrq字段表示通信本方收到通信对方向通信本方请求资源；rrp字段表示通信本方收到通信对方是否持续向通信本方请求资源。
37.具体的，该cdeq通信传输方法可对通信双方设定8种传输字段，分别为：ttq字段，其类型为布尔量或者一段区域等，其表示通信本方发送给通信对方的资源quantity；ttp字段，类型为布尔量，其在用户已配有有效期的时候，表示通信本方是否持续发送给通信对方资源q，如果该字段为真，表示从通信本方发送的ttp消息的时候开始在一个有效期的时间内有效；trq字段，类型为布尔量或者一段区域等，其表示通信本方向通信对方请求的资源q；trp字段，类型为布尔量，其表示通信本方是否持续向通信对方请求资源q，如果该字段为真，表示从通信本方发送的trp消息的时候开始在一个有效期的时间内有效；rtq字段，类型为布尔量或者一段区域等，其表示通信本方收到的对方发来的资源q；rtp字段，类型为布尔量，其表示通信本方是否持续收到通信对方发送的资源q；rrq字段，类型为布尔量或者一段区域等，其表示通信本方收到的通信对方向通信本方请求的资源q；rrp字段，类型为布尔量，其表示通信本方收到通信对方是否持续向通信本方请求资源q。
38.步骤s2：通信本方和通信对方对资源传输请求项和有效期项进行配置，以分别确定相应的传输字段，并确定各方所需发送的码位。
39.其中，对资源传输请求项进行配置为通信本方和通信对方进行资源交换时，对通信本方是否需要向通信对方发出请求进行配置；对有效期项进行配置为对通信本方收到通信对方发送的资源是否有有效期进行配置。
40.具体的，通信双方可对协议栈进行用户配置，包括request即资源传输请求项和
duration即有效期项进行配置。其中，request的配置为布尔量，表示通信本方在跟通信对方交换资源的时候，是否需要向对方发出请求；duration的配置为布尔量，表示通信本方收到的通信对方发送的资源是否有有效期，当资源在有效期内的时候，通信本方用户可以正常使用该资源，如果超过有效期，表示通信本方用户无法再使用该资源。
41.本实施例中，通信各方可对request和duration进行配置，其中不同的请求及有效期配置，会决定不同的传输字段和码位。图2为cc与wrc资源交互时cc一侧常选的配置示意图，图中具体包括配置区和结果区。其中，配置区为通信本方和通信对方关于request以及duration的配置组合，结果区为不同配置情况下，通信本方八大字段比特位是否包含在通信中的结果表示。其中，高亮显示的一栏中配置区为cc-wrc通信链接中cc一侧的配置，含义为cc一侧发送给wrc的码位有ttq、trq和trp，cc一侧收到wrc发送来的码位有rtq、rtp和rrq，即wrc将资源分配给cc的时候是有有效期的，但是cc将资源释放给wrc的时候是没有有效期的。
42.在本发明的一个实施例中，对于ttq字段，若通信对方配置了相应的资源传输请求项，方法还包括：将通信本方发送的资源与通信对方请求的资源取交集，并确定所要发出的ttq字段，以发出相应码位。
43.具体的，对于ttq，如果通信对方配置了请求，则通信本方用户想要发出的资源q，需要与通信对方请求的资源rrq取交集最终形成ttq再发出。即，若通信对方不请求相关资源，则通信本方将发送资源的默认值(即对应资源的限制态)，通过此操作，协议栈可整合发送给对方的资源q。
44.在本发明的一个实施例中，对于ttp字段，若通信对方配置了相应的资源传输请求项，方法还包括：通信本方将表示是否持续发出资源的ttp字段的布尔量值与通信对方发送的表示是否持续请求资源的rrp字段取交集，并确定所要发出的ttp字段，以发出相应码位。
45.具体的，对于ttp，如果通信对方配置了请求，则通信本方用户是否想要持续发出q的布尔量值需要与通信对方发来是否持续请求资源q的rrp取交集，最终形成ttp再发出。其具体表示通信本方针对通信对方持续的请求资源q，是否持续地发出资源q。本实施例，通过此操作，协议栈可整合发送给对方的资源q。
46.在本发明的一个实施例中，对于trp字段，若通信本方所要请求的资源，通信对方能够提供时，判定trp字段为真，其中，trp字段为真表示从通信本方发送trp消息时开始的一个有效期时间内有效。
47.具体的，对于trp，只要通信本方用户想要请求的资源不为空的情况下，则trp为真；否则，trp取值为假。
48.步骤s3：各方发送相应的码位，以实现资源独占性通信传输。
49.各方发送相应码位时，通信本方将新接收到的资源减去发出且未被确认的资源，再加上本通信周期之前所持有的资源，以得到本通信周期通信本方最终拥有的资源，其中，通过通信本方最终拥有的资源能够对资源独占性通信传输进行验证，即通过资源最终拥有结果可知，通信双方不会共同持有所述资源。
50.图3描述了对于pbz(point blade zone，道岔可动区)资源，wrc和cc的资源交换过程。其中cc一侧使用周期标记为a，wrc使用周期标记为b。其中，m对应cc的pbz授权为真，n对应cc的pbz授权为假，p对应wrc的pbz授权为真，q对应wrc的pbz授权为假，即m、n、p和q仅分
别对应图3右上角各图标，并不表示某一数量值。
51.本具体示例中，以cc的周期视角，描述的资源交换过程如下：
52.初始条件下，pbz资源在wrc一侧，cc一侧不持有pbz资源。
53.a1周期，cc发出一包对于wrc的b9周期的确认消息。此时cc一侧持有的资源为既有的资源n减去发出且未被确认的资源n，得到持有的资源仍为n。
54.a2周期，cc收到wrc发来的一包带有其周期号为b10的消息，则cc此时持有的资源为新收到wrc发来的资源q减去cc在a1周期发出但未被wrc确认的消息所带的资源n再加上本周期以前cc持有的资源n，则得到最终cc持有的资源仍为n。
55.a3周期，cc发出一包对于wrc的b10周期的确认消息。此时cc一侧持有的资源为既有的资源n减去发出且未被确认的资源n，得到持有的资源仍为n，此时因为cc的nocr(对资源的需求区域)与pbz相交，cc需要pbz的资源用以过道岔，所以cc发出了对于资源的请求trq。
56.a4周期，cc收到wrc发来的一包带有其周期号为b12的消息，则cc此时持有的资源为新收到wrc发来的资源q减去cc在a3周期发出但未被wrc确认的消息所带的资源n，再加上本周期以前cc持有的资源n，则得到最终cc持有的资源仍为n。
57.a5周期，cc发出一包对于wrc的b12周期的确认消息。此时cc一侧持有的资源为既有的资源n减去发出且未被确认的资源n，得到持有的资源仍为n。
58.a6周期，cc收到wrc发来的一包带有其周期号为b14的消息，则cc此时持有的资源为新收到wrc发来的资源p减去cc在a5周期发出但未被wrc确认的消息所带的资源n，再加上本周期以前cc持有的资源n，则得到最终cc持有的资源为m。
59.a7周期，cc发出一包对于wrc的b14周期的确认消息。此时cc一侧持有的资源为既有的资源m减去发出且未被确认的资源m，持有的资源为n。此时列车已经出清pbz区域，cc不再需要pbz的资源，故不再发出向对方请求的资源trq，同时发出向对方释放的资源ttq。
60.a8周期，cc收到wrc发来的一包带有其周期号为b16的消息，则cc此时持有的资源为新收到wrc发来的资源p减去cc在a7周期发出但未被wrc确认的消息所带的资源m，再加上本周期以前cc持有的资源n，则得到最终cc持有的资源为n。
61.a9周期，cc发出一包对于wrc的b16周期的确认消息。此时cc一侧持有的资源为既有的资源n减去发出且未被确认的资源m，持有的资源为n。
62.a10周期，cc收到wrc发来的一包带有其周期号为b18的消息，则cc此时持有的资源为新收到wrc发来的资源q减去cc在a9周期发出但未被wrc确认的消息所带的资源m，再加上本周期以前cc持有的资源n，则得到最终cc持有的资源为n。
63.以wrc的周期视角，描述的资源交换过程如下：
64.初始条件下，pbz资源在wrc一侧，cc一侧不持有pbz资源。
65.b10周期，wrc发出一包对于cc的a0周期的确认消息。此时wrc一侧持有的资源为既有的资源p减去发出且未被确认的资源q，得到持有的资源仍为p。
66.b11周期，wrc收到cc发来的一包带有其周期号为a1的消息，则wrc此时持有的资源为新收到cc发来的资源n减去wrc在b10周期发出但未被cc确认的消息所带的资源q，再加上本周期以前wrc持有的资源p，则最终wrc持有的资源仍为p。
67.b12周期，wrc发出一包对于cc的a1周期的确认消息。此时wrc一侧持有的资源为既
有的资源p减去发出且未被确认的资源q，得到持有的资源仍为p。
68.b13周期，wrc收到cc发来的一包带有其周期号为a3的消息，则wrc此时持有的资源为新收到cc发来的资源n减去wrc在b12周期发出但未被cc确认的消息所带的资源q，再加上本周期以前wrc持有的资源p，则得到最终wrc持有的资源仍为p。
69.b14周期，wrc发出一包对于cc的a3周期的确认消息。此时wrc一侧持有的资源为既有的资源p减去发出且未被确认的资源p，得到持有的资源变为q。此时因为cc在a3周期发的消息包含其对资源q的申请trq，则wrc会发出释放的资源ttq。
70.b15周期，wrc收到cc发来的一包带有其周期号为a5的消息，则wrc此时持有的资源为新收到cc发来的资源n减去wrc在b14周期发出但未被cc确认的消息所带的资源p，再加上本周期以前wrc持有的资源q，则得到最终wrc持有的资源仍为q。
71.b16周期，wrc发出一包对于cc的a5周期的确认消息。此时wrc一侧持有的资源为既有的资源q减去发出且未被确认的资源p，得到持有的资源仍为q。
72.b17周期，wrc收到cc发来的一包带有其周期号为a7的消息，则wrc此时持有的资源为新收到cc发来的资源m减去wrc在b16周期发出但未被cc确认的消息所带的资源p，再加上本周期以前wrc持有的资源q，则得到最终wrc持有的资源仍为q。此时wrc虽收到了来自于cc归还的资源q，但是因有发出但未被确认的资源q，所以，通过运算可知，wrc最终持有的资源为q。
73.b18周期，wrc发出一包对于cc的a7周期的确认消息。此时wrc一侧持有的资源为既有的资源q减去发出且未被确认的资源q，得到持有的资源仍为q。此时因cc不再需要pbz资源，所以wrc不再发出pbz资源。
74.b19周期，wrc收到cc发来的一包带有其周期号为a9的消息，则wrc此时持有的资源为新收到cc发来的资源m减去wrc在b18周期发出但未被cc确认的消息所带的资源q，再加上本周期以前wrc持有的资源q，则得到最终wrc持有的资源仍为p。
75.从以上过程以及图3，可以看出cc和wrc在资源交换的过程中，对于pbz资源，双方每一周期都不会共同持有，且最多保证在一方持有，由此可保证资源的安全分配。
76.进一步的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的基于车车通信的子系统间通信传输方法。
77.进一步的，本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的基于车车通信的子系统间通信传输方法。
78.图4为本发明一实施例提供的基于车车通信的子系统间通信传输系统的结构框图。如图4所示，该基于车车通信的子系统间通信传输系统10包括：设定模块11、配置模块12和发送模块13，其中，设定模块11用于设定若干种传输字段；配置模块12与设定模块11连接，配置模块12用于对资源传输请求项和有效期项进行配置，以确定通信本方或者通信对方所需发送的传输字段，以便确定所需发送的码位；发送模块13用于发送码位，以便实现资源独占性通信传输。
79.其中，若干种传输字段包括ttq字段、ttp字段、trq字段、trp字段、rtq字段、rtp字段、rrq字段和rrp字段，其中，ttq字段表示通信本方发送给通信对方资源；ttp字段表示通信本方是否持续发送给通信对方资源；trq字段表示通信本方向通信对方请求资源；trp字
段表示通信本方是否持续向通信对方请求资源；rtq字段表示通信本方收到通信对方发送的资源；rtp字段表示通信本方是否持续收到通信对方发送的资源；rrq字段表示通信本方收到通信对方向通信本方请求资源；rrp字段表示通信本方收到通信对方是否持续向通信本方请求资源。
80.在本发明的一个实施例中，配置模块12对资源传输请求项进行配置时具体用于：在通信本方和通信对方进行资源交换过程中，对通信本方是否需要向通信对方发出请求进行配置。配置模块12对有效期项进行配置时具体用于对通信本方收到通信对方发送的资源是否有有效期进行配置。
81.在本发明的一个实施例中，对于ttq字段，若通过配置模块12配置了相应的资源传输请求项，则还通过配置模块12将通信本方发送的资源与通信对方请求的资源取交集，并确定所要发出的ttq字段，以发出相应码位。
82.在本发明的一个实施例中，对于ttp字段，若通过配置模块12配置了相应的资源传输请求项，则还通过配置模块12将通信本方表示是否持续发出资源的ttp字段的布尔量值与通信对方发送的表示是否持续请求资源的rrp字段取交集，并确定所要发出的ttp字段，以发出相应码位。
83.需要说明的是，本实施例的基于车车通信的子系统间通信传输系统的具体实施方式可参见上述基于车车通信的子系统间通信传输方法的具体实施方式，为避免冗余，此处不再赘述。
84.综上所述，本发明通过设定若干种传输字段，然后通信本方和通信对方对资源传输请求项和有效期项进行配置，以确定出各方分别所要发送的传输字段，并发出相应码位，即可通过上述配置实现资源独占性传输，确保资源在通信双方交换时不会出现同时占有的情况，从而可确保系统安全，另外本发明通过该通信方式对传输字段资源的整合，可提高用户对于传输字段使用的效率。
85.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
86.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。