本发明涉及通信技术领域，动车组跨平台通信系统、跨平台旅客信息通信系统及方法。
背景技术：
旅客信息系统作为动车组的全列组网系统之一，具有车内外显示、自动报站、广播对讲和娱乐等功能。从系统架构角度出发，一列动车组的旅客信息系统包含一个系统控制器，8个车厢控制器和各车厢的终端设备(车内和车外显示屏、电话等)，其中，系统控制器与车厢控制器之间称为一级网络，车厢控制器与外围设备之间称为二级网络。系统架构如图1所示。
中国目前现存的短编动车组一般采用8编组，在客流量增多时，两列8编组的动车组将重联运行，组成16编组，以提高动车组的载客效率。重联运行时，两列动车组一级网络将进行连接，由主车的系统控制器直接控制16个车厢控制器，并保证整个旅客信息系统的功能正常，从车的系统控制器不执行控制功能。重联时，系统架构如2所示。
两列动车组编组进行重联时，需要解决不同动车组平台之间的通信问题。对于采用同样通信总线的列车编组来说，这个问题是容易解决的，只需要直接进行数据的转发即可。例如，两列同样采用RS485总线的CRH5G型动车组进行编组，由于都采用RS485总线，数据格式相同，不需要解决不同总线间数据的转换问题。而对于采用不同通信总线的动车组进行编组，需要解决不同总线间数据的通信问题。例如，我国目前大量运用的CRH5G型动车组，旅客信息系统的系统控制器与车厢控制器之间一级网络采用的是RS485总线。而随着KDZ9型动车组的普及，其应用将逐渐广泛。KDZ9的旅客信息系统采用中国自主化研制的标准动车组平台，系统控制器与车厢控制器之间采用以太网总线。
现有技术中，动车组仅能在同一车型同一平台(RS485-RS485,以太网-以太网)下实现互联互通，而对于不同平台(RS485-以太网)之间的互联互通尚未实现。基于此，提出跨平台动车组通信的问题。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中采用不同通信总线的动车组平台，在重联之后无法进行通信的问题，提供了一种动车组跨平台通信系统、跨平台旅客信息通信系统及方法，该系统可解决不同通信总线动车组平台之间的跨平台重组问题。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种动车组跨平台通信系统，包括采用不同通信总线的第一动车组平台和第二动车组平台，第一动车组平台，和/或，第二动车组平台的头车和/或尾车内设置有重联网关，重联网关与其所在的动车组平台的系统控制器及对方动车组平台的系统控制器通信，设置有重联网关的动车组平台的系统控制器内设置有协议转换单元，用于不同通信总线间数据的转换。
作为优选：第一动车组平台的头车和/或尾车内设置有重联网关。
一种动车组跨平台旅客信息通信系统，包括上述的动车组跨平台通信系统。
作为优选：协议转换单元包括：
初始化信息处理模块：用于获取作为主车的动车组平台的系统控制器对从车动车组平台的初始化设定信息，并进行协议转换后，发送至从车动车组平台的车厢控制器；
初始化反馈信息解析模块：用于获取从车动车组平台反馈的初始化信息。
作为优选：协议转换单元进一步至少包括以下模块之一：
音频处理模块：获取主车动车组平台对于从车动车组平台音频设定信息，并进行协议转换后，发送至从车动车组平台的车厢控制器；
显示处理模块：获取主车动车组平台对于从车动车组平台显示设定信息，并进行协议转换后，发送至从车动车组平台的车厢控制器；
通信处理模块：获取主车动车组平台与从车动车组平台之间的通信请求信息，进行协议转换后，发送至被请求一方的动车组平台的车厢控制器。
动车组跨平台旅客信息系统的通信方法，基于上述的动车组跨平台旅客信息通信系统，第一动车组平台设置有重联网关，通信方法包括以下步骤：第一动车组平台设置有重联网关，所述通信方法包括以下步骤：两列动车组平台重联后：
若第一动车组平台为主车，第一动车组平台的系统控制器通过重联网关下达对第二动车组平台的执行指令，经协议转换单元转换为第二动车组平台可识别的信号后，传递至第二动车组平台的车厢控制器；
若第二动车组平台为主车，通过第二动车组平台的系统控制器下达对第一动车组平台的执行指令，经重联网关传递至第一动车组平台系统控制器的协议转换单元，转换为第一动车组平台可识别的信号后，传递至第一动车组平台的各车厢控制器。
作为优选：通信方法进一步包括以下步骤：所述执行指令包括连挂初始化指令；
若第一动车组平台为主车，系统控制器设置连挂状态，并告知协议转换单元，协议转换单元解析连挂状态，转换为第二动车组平台的各车车号信息，经重联网关传递至各车的车厢控制器；
若第二动车组平台为主车，则其系统控制器将连挂状态经第一动车组平台的重联网关传递至第一动车组平台的协议转换单元，确定各车车厢号，传递至各车车厢控制器。
作为优选：通信方法进一步包括以下步骤：
若第一动车组平台为主车，重联网关接收第二动车组平台反馈的上线信息，并传递至第一动车组平台的系统控制器，以确定第二动车组平台各车厢的初始化状态；
若第二动车组平台为主车，协议转换单元为第一动车组平台的每节车厢分配一个虚拟地址，重联网关接收第二动车组平台的查询指令，根据第一动车组平台协议转换单元的反馈信息确定各车厢控制器的初始化状态。
作为优选：执行指令进一步包括音频控制指令：
若第一动车组平台为主车，第一动车组平台系统控制器对其自身下达音频控制指令时，同时设定对第二动车组平台的音频控制指令，对第二动车组平台的音频控制指令经协议转换单元转换后经重联网关发送至第二动车组平台的各车厢控制器；
若第二动车组平台为主车，第二动车组平台系统控制器对其自身下达音频控制指令时，同时设定对第一动车组平台的音频控制指令，经重联网关传递至协议转换单元，经协议转换后由系统控制器控制第一动车组平台的音频切换。
作为优选：执行指令进一步包括显示控制指令：
若第一动车组平台为主车，第一动车组平台系统控制器对其自身下达显示控制指令时，将显示内容告知协议转换单元，协议转换单元进行信息转换后经重联网关传递至第二动车组平台各车厢控制器；
若第二动车组平台为主车，第二动车组平台系统控制器对其自身下达显示控制指令时，显示指令经重联网关传递至第一动车组平台的协议转换器，根据转换后的指令在系统控制器中提取显示信息，并传递至各车厢控制器。
作为优选：执行指令进一步包括内部通讯指令：
若第一动车组平台为主车，协议转换单元根据第二动车组平台反馈的重联状态确定车厢号、设备号，并为第二动车组平台的设备分配IP地址；对于在线的第二动车组平台设备，协议转换单元向系统控制器发起连接；
若第二动车组平台为主车，第二动车组平台轮巡第一动车组平台设备状态，协议转换单元监控第一动车组平台的设备状态，并反馈至第二动车组平台。
作为优选：第一动车组平台的的头车和尾车均设置有重联网关，进一步包括以下步骤：
若第一动车组平台为重联前车，则尾车中的重联网关进行数据收发；
若第一动车组平台为重联后车，则头车中的重联网关进行数据收发。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
(1)本发明提供了一种动车组不同平台动车组连挂的通信系统及通信方法，尤其提供了一种旅客信息系统互联互通的解决方案，可应用于不同技术平台间的互联互通，实现动车组之间的灵活编组，提高动车组的利用率。
(2)本发明提供的系统充分保留和利用既有平台的技术特点和优势，在既有系统上做增量开发，开发周期短，稳定性高，安全性好。
附图说明
图1为一列动车组车内系统架构图；
图2为两列动车组连挂车内系统架构图；
图3为本发明两列动车组跨平台通信系统结构示意图；
图4为KDZ9作为主控端动车组跨平台初始化流程图；
图5为KDZ9作为主控端动车组跨平台音频控制流程图；
图6为KDZ9作为主控端动车组跨平台显示控制流程图；
图7为KDZ9作为主控端动车组跨平台内部通讯控制流程图；
图8为CRH5作为主控端动车组跨平台初始化流程图；
图9为CRH5作为主控端动车组跨平台音频控制流程图；
图10为CRH5作为主控端动车组跨平台显示控制流程图；
图11为CRH5作为主控端动车组跨平台内部通讯控制流程图。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明首先提供了一种动车组跨平台通信系统，该系统用于采用不同通信总线的列车编组之间的通信。
一种动车组跨平台通信系统，结构参考图1，包括采用不同通信总线的第一动车组平台和第二动车组平台，第一动车组平台，和/或，第二动车组平台的头车和/或尾车内设置有重联网关，重联网关与其所在的动车组平台的系统控制器及对方动车组平台的系统控制器通信，设置有重联网关的动车组平台的系统控制器内设置有协议转换单元，用于不同通信总线间数据的转换。重联网关的作用是在物理层面实现不同总线间的数据转发。系统控制器用于全车各车厢的控制，通常设置在中间车。
以上所述的第一动车组平台和第二动车组平台是泛指两列待连挂的动车组平台，不限定具体车型，也不暗指动车组平台的重要性。例如，可以为一列KDZ9动车组和一列CRH5动车组。本发明所述的系统是专门针对两列采用不同通信总线的列车组之间的连挂通信，例如，KDZ9动车组采用的是以太网总线，CRH5动车组采用的是RS485总线。
为了避免对两组动车组平台均进行软硬件的改装，作为一种更优的实施方式，可仅为一列动车组平台配置重联网关和协议转换单元。例如，本实施例中仅为第一动车组平台设置重联网关。为了简化设计，可以仅在一列通车组的头车或者尾车设置重联网关，但这种机构需要保证每次重联时，设置有重联网关的一辆车是与另一辆车的连挂端。更进一步的，为了使列车连挂不受限制，可以在一列动车组平台的头车和尾车内设置有重联网关。
两列动车组平台连挂后，一台作为主车，另一台作为从车。主车负责自身指令的下发，并负责向从车下发指令。进行通信时，数据经过重联网关中转并发送到对方动车组平台。具体的通信流程将在后文中详述。
本发明进一步提供一种动车组跨平台旅客信息通信系统，包括上述的动车组跨平台通信系统。
系统控制器内的协议转换单元负责两种不同通信总线之间的数据转换，具体到旅客信息系统的应用，协议转换单元包括：
初始化信息处理模块：用于获取作为主车的动车组平台的系统控制器对从车动车组平台的初始化设定信息，并进行协议转换后，发送至从车动车组平台的车厢控制器；具体的说，带有重联网关的动车组做主车时，初始化信息直接发送到各车厢控制器；带有重联网关的动车组做从车时，初始化信息从主车首先发送到从车动车组平台的系统控制器，再经系统控制器转发至各车厢控制器。
初始化反馈信息解析模块：用于获取从车动车组平台反馈的初始化信息。
初始化信息处理模块和初始化反馈信息解析模块的功能是主车对从车下达初始化指令，并接收从车反馈的指令，以确定是否初始化完成。
旅客信息系统的主要功能是广播、通信等，因此基于旅客信息系统的应用，协议转换单元进一步至少包括以下模块之一：
音频处理模块：获取主车动车组平台对于从车动车组平台音频设定信息，并进行协议转换后，发送至从车动车组平台的车厢控制器；
显示处理模块：获取主车动车组平台对于从车动车组平台显示设定信息，并进行协议转换后，发送至从车动车组平台的车厢控制器；
通信处理模块：获取主车动车组平台与从车动车组平台之间的通信请求信息，进行协议转换后，发送至被请求一方的动车组平台的车厢控制器。
在以上对从车音频、显示、通信等信息的设定过程中，带有重联网关的动车组做主车时，信息直接发送到各车厢控制器；带有重联网关的动车组做从车时，信息从主车首先发送到从车动车组平台的系统控制器，再经系统控制器转发至各车厢控制器。
基于以上系统，可以完成不同通信总线间的动车组平台的连挂后的通信，尤其可完成旅客信息系统的通信和音频、显示等信息的设置。
基于上述的动车组跨平台旅客信息通信系统，本发明进一步提供一种动车组跨平台旅客信息系统的通信方法，本发明将以第一动车组平台设置有重联网关为例，来说明具体通信方法。
通信方法包括以下步骤：两列动车组平台重联后：
若第一动车组平台为主车，第一动车组平台的系统控制器通过重联网关下达对第二动车组平台的执行指令，经协议转换单元转换为第二动车组平台可识别的信号后，经重联网关传递至第二动车组平台的系统控制器；
若第二动车组平台为主车，通过第二动车组平台的系统控制器下达对第一动车组平台的执行指令，经重联网关传递至第一动车组平台系统控制器的协议转换单元，转换为第一动车组平台可识别的信号后，传递至第一动车组平台的各车厢控制器。
更进一步的，第一动车组平台的头车和尾车均设置有重联网关，重联后，若第一动车组平台为重联前车，则尾车中的重联网关进行数据收发；若第一动车组平台为重联后车，则头车中的重联网关进行数据收发。这种信息传递方式有利于保证信息传递效率。
仍以KDZ9动车组和CRH5动车组的列车编组为例，来说明具体的步骤。KDZ9动车组相当于第一动车组平台，CRH5动车组相当于第二动车组平台。由于CRH5型动车组已经在全国大范围内运用。KDZ9动车组是新造车，其使用的以太网总线的系统架构和终端产品已有成熟的技术方案，并且已经培养了大批用户。本文所述方法对CRH5G型动车组没有进行任何软硬件更改。对KDZ9既有系统架构、控制软件架构、终端软硬件也没有更改。为实现互联互通功能，在KDZ9动车组的硬件上在车厢控制器增加了一个独立的网关单元，软件上在系统控制器软件增加了一个独立的协议转换单元。两个平台原有的技术特点、系统功能、通信协议、稳定性和可靠性都得到了最大限度的保留。两个平台的用户操作习惯不做改变，完全不影响用户体验。
KDZ9车的重联网关仅负责数据的转发，不做数据解析和时序控制，功能简单、可靠性高。将不同平台的数据解析、协议转换、时序控制等任务交由性能更好的KDZ9系统控制器完成，可满足重联运行时，整个系统的实时性与性能需求。
通信方法进一步包括以下步骤
1、系统初始化。
执行指令包括连挂初始化指令；
若第一动车组平台为主车，系统控制器设置连挂状态，并告知协议转换单元，协议转换单元解析连挂状态，转换为第二动车组平台的各车车号信息，经重联网关传递至各车的车厢控制器；重联网关同时接收第二动车组平台反馈的上线信息，并传递至第一动车组平台的系统控制器，以确定第二动车组平台各车厢的初始化状态。
若第二动车组平台为主车，则其系统控制器将连挂状态经第一动车组平台的重联网关传递至第一动车组平台的协议转换单元，确定各车车厢号，传递至各车车厢控制器。协议转换单元为第一动车组平台的每节车厢分配一个虚拟地址，重联网关接收第二动车组平台的查询指令，根据第一动车组平台各车厢控制器的初始化状态。
具体流程参考图4和图8。以下将参考图4和图8对初始化步骤进行展开说明。
1.1 KDZ9作为主控端。
KDZ9作为主控端时，初始化流程如图4所示，具体步骤如下所述：
KDZ9系统控制器主程序启动后，从列车网络系统获取联挂状态，并告知协议转换单元，协议转换单元可通过联挂状态确定CRH5G各车厢的车厢号。
主程序启动对CRH5G车厢控制器的初始化，协议转换单元进行初始化操作，包括：CRH5G车厢控制器复位、CRH5G车厢控制器查询、修改和锁定车厢控制器车厢号。在初始化过程中，协议转换单元通过信号将车厢控制器上线情况告知主程序。初始化完成后，协议转换单元通过信号方式告知主程序初始化完成。
在协议转换单元完成CRH5G车厢控制器初始化后，主程序启动CRH5G车内显示和CRH5G车外显示的初始化。协议转换单元对显示屏进行初始化，并显示车厢号。协议转换单元内置定时器，定时发送车厢号、车次、区间等信息。
主程序对电话进行初始化操作。
1.2 CRH5作为主控端。
CRH5作为主控端时，初始化流程如图8所示，具体步骤如下所述：
KDZ9系统控制器主程序启动后，从列车网络系统获取联挂状态，并告知协议转换单元，协议转换单元可通过联挂状态确定KDZ9各车厢的车厢号。
协议转换单元为KDZ9的每个车厢控制器虚拟一个MAC地址(AA:AA:AA:**)，并根据KDZ9车厢控制器在线状态，回复来自CRH5G的车厢控制器查询指令。
协议转换单元接收来自CRH5G的内外显初始化指令，向KDZ9主程序发出信号，提示主程序显示内外显车厢号。协议转换单元内置定时器启动，定时发送内外显信息。
2、音频控制。
若第一动车组平台为主车，第一动车组平台系统控制器对其自身下达音频控制指令时，同时设定对第二动车组平台的音频控制指令，对第二动车组平台的音频控制指令经协议转换单元转换后经重联网关发送至第二动车组平台的各车厢控制器；
若第二动车组平台为主车，第二动车组平台系统控制器对其自身下达音频控制指令时，同时设定对第一动车组平台的音频控制指令，经重联网关传递至协议转换单元，经协议转换后由系统控制器控制第一动车组平台的音频切换。
具体流程参考图5和图9，以下将详细论述其过程。
2.1 KDZ9作为主控端。
KDZ9系统控制器主程序向UIC总线播放公共音频时，需同时设定CRH5动车组的车厢控制器音频状态，由协议转换单元向CRH5车的车厢控制器发送切换指令。
KDZ9动车组娱乐音频切换由单独的视频娱乐控制器控制，而CRH5从车组的娱乐音频切换由系统控制器控制。当KDZ9娱乐音频切换时，视频娱乐控制器需告知系统控制器需要进行音频切换，然后系统控制器通过协议转换单元设定CRH5音频状态，经重联网关转发至CRH5。具体流程如图5所示。
2.2 CRH5作为主控端。
CRH5下达音频切换指令。KDZ9系统控制器协议转换单元接收到经RS485总线传输、重联网关转发来的音频切换指令，并通知主程序，由主程序控制音频切换板切换，并告知视频娱乐控制器进行娱乐音频切换。具体流程如图8所示。
3、显示控制。
若第一动车组平台为主车，第一动车组平台系统控制器对其自身下达显示控制指令时，将显示内容告知协议转换单元，协议转换单元进行信息转换后经重联网关传递至第二动车组平台各车厢控制器；
若第二动车组平台为主车，第二动车组平台系统控制器对其自身下达显示控制指令时，显示指令经重联网关传递至第一动车组平台的协议转换器，根据转换后的指令在系统控制器中提取显示信息，并传递至各车厢控制器。
具体流程参考图6和图10，以下将详细论述其过程。
3.1 KDZ9作为主控端。
具体流程参考图6。KDZ9系统控制器更改车内或车外显示信息时，需将显示内容告知协议转换单元，通过协议转换单元同步设定CRH5G动车组显示信息。
为适应不同平台间控制逻辑的差异，对于车厢号、车次号、运行区间等较为固定的信息，协议转换单元应自行存储，并通过内置定时器定时发送。
3.2 CRH5作为主控端。
CRH5系统控制器更改车内或车外显示信息时，信息将传递至从重联网关，并进一步传递至协议转换单元，协议转换单元接收RS485总线上的显示数据，解析提取显示区域和显示文本，通过信号告知主程序，主程序调用显示模块进行显示。具体流程参考图10。
4、内部通讯控制。
若第一动车组平台为主车，协议转换单元根据第二动车组平台反馈的重联状态确定车厢号、设备号，并为第二动车组平台的设备分配IP地址；对于在线的第二动车组平台设备，协议转换单元向系统控制器发起连接；
若第二动车组平台为主车，第二动车组平台轮巡第一动车组平台设备状态，协议转换单元监控第一动车组平台的设备状态，并反馈至第二动车组平台。
具体流程参考图6和图10，以下将详细论述其过程。
4.1 KDZ9作为主控端。
具体流程参考图7。
协议转换单元根据重联状态确定CRH5电话的车厢号、设备号，并按照KDZ9平台原则虚拟分配IP地址。
对于在线的CRH5电话，根据其车厢号、设备号和虚拟IP地址，协议转换单元按照以太网通信协议，向主程序发起连接，并发送心跳。
协议转换单元接收以太网对CRH5电话的控制指令，并将其转换为CRH5电话的控制协议，通过网关发送给CRH5车厢控制器。
协议转换单元通过网关接收CRH5电话请求指令，并将其转换为KDZ9电话协议数据，发送给主程序。当存在RS485的协议中若干条协议数据对应以太网协议中的一条指令，由协议转换单元负责分析合并。
4.2 CRH5作为主控端。
具体流程参考图11。
协议转换单元监视KDZ9电话状态，当CRH5轮询从车车厢控制器时，协议转换单元将电话状态按照RS485总线协议发送给CRH5主机。
协议转换单元接收并解析来自CRH5对于从车电话的控制指令，转换成以太网协议数据发送给KDZ9电话。
协议转换单元与电话的数据通信通过按照以太网平台的数据方式进行。
KDZ9电话一条请求指令可能对应RS485总线多条数据协议，由协议转换单元完成。
本发明提供了一种动车组不同平台，并具体提供了一种跨平台旅客信息系统互通互联系统解决方案，具体以RS485-以太网旅客信息为例描述了其解决过程，只需要对协议控制单元进行相应改进即可。该系统后续可应用于不同技术平台间的互联互通，实现动车组之间的灵活编组，可极大的提高动车组的利用率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。