技术领域
[0001] 本发明涉及无线通信，具体地，涉及一种机车无线重联数据通信方法及系统。
相关背景技术
[0002] 重载铁路机车包括主控机车和从控机车，主控机车和从控机车上分别安装有车载通信设备和列车操作控制设备。在重载铁路机车工作的过程中，主控机车和从控机车实时地通信，从而使得从控机车在接收到主控机车发出的指令后，能够及时地采取相应的操作来保证重载铁路机车。
[0003] 现有技术中所存在的问题在于，主控机车和从控机车上分别只安装有一套车载通信设备和列车操作控制设备，在通信信道或通信设备发生故障时，无法保证主控机车能够及时地发出指令，也无法保证从控机车能够正确地接收到主控机车的指令，导致重载铁路机车的安全性得不到保障。
具体实施方式
[0039] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0040] 为了提高重载铁路通信的安全性，本发明通过冗余通信系统来实现重载铁路机车无线重联通信系统，例如重载铁路机车无线重联LTE通信系统，但需要说明的是，LTE通信系统仅用作示例，也可以采用其他的通信系统，例如WCDMA通信系统。以LTE通信系统为例，每台机车配置两套LTE车载数据通信设备（DTE-L），列车运行过程中，每台机车A、B端DTE-L设备同时工作，同时收发数据。
[0041] 本发明提供的机车无线重联数据通信系统如图1所示，包括主控机车100，以及从控1机车200、从控2机车300、从控4机车400。主控机车100上设置有两套LTE车载数据通信设备（DTE-L），分别位于主控机车两端；从控1机车200、从控2机车300、以及从控4机车400上也设置有两套LTE车载数据通信设备（DTE-L），分别位于从控机车两端。每套LTE车载数据通信设备（DTE-L）具有对应的列车操作控制设备（OCE），LTE车载数据通信设备（DTE-L）和列车操作控制设备（OCE）通过多功能车辆（MVB）总线通信。
[0042] 主控机车DTE-L101，用于接收第一主控机车OCE102发送的第一主控数据业务帧并将所述第一主控数据业务帧发送至所述第二主控机车DTE-L103以及从控机车车载通信设备（例如从控1机车200-从控3机车400的车载通信设备），并将从所述第二主控机车DTE-L103接收的第二主控数据业务帧发送至从控机车车载通信设备；所述第二主控机车第二主控机车DTE-L103，用于接收所述第二主控机车OCE104发送的第二主控数据业务帧，将所述第二主控数据业务帧发送至所述第一主控机车DTE-L101以及从控机车车载通信设备，并将从所述第一主控机车DTE-L101接收的第一主控数据业务帧发送至所述从控机车车载通信设备。
[0043] 从控机车DTE-L包括第一从控机车DTE-L201、301、401和第二从控机车DTE-L203、303、403，所述从控机车列车操作控制设备包括第一从控机车OCE202、302、402和第二从控机车OCE204、304、404。如此，由于从控机车的每套DTE-L都能接收到主控机车的两套DTE-L发送的相同数据业务帧，从而增加从控机车DTE-L接收到该数据业务帧的可能性。
[0044] 第一从控机车DTE-L201、301、401，用于将接收到的所述第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧发送至所述第一从控机车OCE202、302、402；所述第二从控机车DTE-L203、303、403，用于将接收到的所述第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧发送至所述第二从控机车OCE204、304、404。
[0045] 为了实现在一定程度上的数据冗余，所述第一从控机车DTE-L，还用于将接收到的所述第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧发送至所述第二从控机车DTE-L，所述第二从控机车DTE-L将第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧发送至所述第二从控机车OCE；所述第二从控机车DTE-L，还用于将接收到的所述第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧发送至所述第一从控机车DTE-L，所述第一从控机车DTE-L将第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧发送至所述第一从控机车OCE。通过这种方式，可以使得处于从控机车一端的DTE-L，可以将其接收的数据业务帧也传送给位于该从控机车的另一端的DTE-L，使得在该另一端的DTE-L没有接收到该业务数据帧时也能够及时地根据主控机车的指令采取相应的动作。
[0046] 上述的实现方案能够提高无线链路传输的冗余性，同时也会造成列控数据的多包发送和接收。以主控机车发送信息，从控机车接收信息为例，主控机车OCE的一帧业务数据会分别通过A端、B端的DTE-L设备发送到空口，在从控机车DTE-L设备接收端会收到多包主控机车OCE的相同业务帧。业务帧的重复接收会增加列控端的处理负荷，同时由于空口传输存在不同的时延，同一业务帧到达列控端存在一定的时间差，如果不能及时过滤重复帧，有可能造成列控端重复执行同一指令而危害行车安全。因此，有必要对冗余的数据进行处理。
[0047] 为了处理冗余的数据，所述第一从控机车DTE-L201、301、401，还用于丢弃接收到的所述第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧；所述第二从控机车DTE-L203、303、403，还用于丢弃接收到的所述第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧。通过丢弃重复接收的数据，可以使得OCE能够避免接收到相同的数据业务帧，从而能够避免OCE处理过多的重复数据，并避免可能重复执行相同指令所可能发生的危险。
[0048] 第一从控机车DTE-L101，还用于丢弃在预定时间内重复接收到的帧序号相同的所述第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧；所述第二从控机车DTE-L，还用于丢弃在预定时间内重复接收到的帧序号相同的所述第一主控数据业务帧或所述第二主控数据业务帧。丢弃重复的业务数据帧可以通过多种方式实现，通过检查在预定时间内接收到相同序号的数据业务帧是比较易于实现的一种方式，例如在预定的时间（例如3s）内接收到相同序号的数据业务帧，则丢弃后接收到的数据业务帧，如果超过该预定时间接收到，则认为是新的一个数据业务帧，应当传送到对应的OCE。
[0049] 上述的通信系统优选地通过LET网络实现，所述第一主控机车DTE-L101、所述第二主控机车DTE-L103、以及所述从控机车DTE-L201-401、203-403为LTE通信设备。
[0050] 相应地，本发明提供了一种机车无线重联数据通信方法，其特征在于，该方法包括：
[0051] 安装在主控机车上的第一主控机车车载通信设备接收所述第一主控机车列车操作控制设备发送的第一主控数据业务帧，将所述第一主控数据业务帧发送至安装在主控机车上的第二主控机车车载通信设备以及安装在从控机车上的从控机车车载通信设备，并将从所述第二主控机车车载通信设备接收的第二主控数据业务帧发送至所述从控机车车载通信设备；和/或所述第二主控机车车载通信设备接收所述第二主控机车列车操作控制设备发送的第二主控数据业务帧，将所述第二主控数据业务帧发送至所述第一主控机车车载通信设备以及所述从控机车车载通信设备，并将从所述第一主控机车车载通信设备接收的第一主控数据业务帧发送至所述从控机车车载通信设备。具体的步骤不在此赘述，下面详细说明处理冗余数据的过程。
[0052] 图2示出了本发明提供的一种数据业务帧存储结构。数据业务帧中包括帧序号，帧序号变化范围：0-255。为了便于从控机车DTE-L设备进行冗余处理，在存储数据业务时按照图2的结构进行存储，包括帧序号、计时器以及数据帧。在存储时，可以划分256个区域，分别存储不同的业务数据帧，如图3所示。
[0053] 在接收到业务数据帧时，进行冗余处理的过程如下：
[0054] 接收到具有特定序号的业务数据帧时，将该业务数据帧发送到对应的OCE，并启动该特定序号对应的计时器，例如3s计时器，如果在该计时器清零之前还接收到具有相同序号的业务数据帧，则丢弃该后来接收到的业务数据帧。之所以这样处理，是因为具有序号0-255的业务数据帧会循环发送，一个循环大概在3s内完成，这样能够保证在3s内从控机车DTE-L只向对应的OCE转发一次数据业务帧。需要说明的是，对于在相同从控机车上的另一从控机车DTE-L发送过来的具有相同序号的数据业务帧，也可以按照相同的处理进行丢弃，即在3s内如果收到并向相应OCE发送了具有该序号的数据业务帧，可丢弃该另一从控机车DTE-L发送过来的具有相同序号的数据业务帧。
[0055] 图4示出了应用本发明提供的方案的具体实施例。在该实施例中，采用1.8GHz宽带移动通信系统。试验列车采用“1台SS4B型机车+1台SS4B型机车+58台C70车厢+1台SS4B型机车+1台SS4B型机车+58台C70车厢”的两万吨组合列车编组方式。主控机车和三台从控机车上分别配置两套车载数据传输设备。
[0056] 以机车无线重联系统中主控机车发送和从控机车接收的过程为例进行说明冗余通信的处理过程。主控机车与从控机车所配备的两套机车无线重联系统同时工作，实时进行数据通信。主控机车A端和B端DTE-L设备同时发送帧序号1的数据帧，从控机车A端和B端DTE-L设备会同时收到两帧帧序号1的数据帧，DTE-L设备通过上述的冗余数据处理方案可以有效地保证3s内仅将1帧帧序号为1的数据业务帧转发给OCE设备，从而能够完成主控机车发送指令的接收以及冗余数据的丢弃。
[0057] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0058] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0059] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
