CN114944890B - 一种应答器报文传送处理方法及系统 - Google Patents
一种应答器报文传送处理方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明适用于交通运输领域，提供了一种应答器报文传送处理方法及系统，对送达报文或有效报文进行安全层解码，得到解码用户报文；对解码用户报文进行分离，识别分离出的数据包的类型，得到分离的用户信息包和分离的纠错码包；若分离的用户信息包中的用户数据信息中含有非法值，利用分离的纠错码包对分离的用户信息包进行纠错。可以在不降低安全性的同时，完成可用性提升需求，解决现有技术中任意错误均会导致报文不可用，降低行车效率的问题。同时本发明方法兼容现有报文协议，符合现有协议和欧标编码要求。本发明方法可适用于既有设备，仅需针对用户报文的编制解析软件进行简单升级，不需更新硬件设备，实现低成本改进。
Description
技术领域
本发明属于交通运输领域，特别涉及一种应答器报文传送处理方法及系统。
背景技术
在铁路信号领域，应答器传输系统是一种基于点式信息传输的安全传输系统，实现道旁设备或地面设备与车载设备之间的安全信息传输，信息包括信号数据、控制数据、位置及地理信息、列车目标运行信息、进路信息、线路速度和临时限速等。
应答器传输系统包括安装在车上的应答器传输模块（BTM）、安装在轨道中央的应答器、安装在轨旁的地面电子单元（LEU）三个基本组成部分。应答器自身不需要外加电源，在列车运行期间，BTM不断向地面辐射能量，应答器接收到天线单元辐射的功率而工作，将应答器报文发送给BTM，BTM将接收到的数据发送给车载控制核心。应答器报文可能来自应答器内部存储，或LEU转发的来自列控中心的报文，或LEU自身编制的。
现有的应答器报文传输方案，可以简单理解为三层，第一层是应用层，对需要传输的原始数据编制为830位用户报文；第二层是安全层，对830位用户报文进行安全编码为1023位传输报文；第三层是传输层，调制后通过无线方式发送。接收方对接收到的信号进行传输层解调，然后剥离安全层的安全解码，得到830位用户报文，最后在应用层解析830位用户报文得到原始数据。为了保证安全性，一旦解析过程中发现830位用户报文中存在与约定格式不一致的情况，即认为报文无效，采用安全侧动作，报告应答器报文丢失、降低车速、列控中心调整可能受影响的列车，整个系统效率受到影响。当列车通过应答器范围内所收到的所有报文均不能解析时，会引起应答器丢失报警、降低行车效率的问题。
发明内容
针对上述问题，一方面，本发明公开了一种应答器报文传送处理方法，所述方法包括：
对送达报文Dtrans-R或有效报文Dreceivc-R进行安全层解码，得到解码用户报文D-R；
对解码用户报文D-R进行分离，识别分离出的数据包的类型，得到分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R；
若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R。
进一步地，所述对送达报文Dtrans-R或有效报文Dreceivc-R进行安全层解码之前，所述方法还包括：
对送达报文Dtrans-R进行安全层校验；
若校验通过，将检验通过的送达报文Dtrans-R输出；
若检验不通过，对送达报文Dtrans-R进行校核提取；
根据送达报文Dtrans-R，提取一个有效报文Dreceivc-R；
对有效报文Dreceivc-R进行安全层校验；
若检验通过，将检验通过的有效报文Dreceivc-R输出；
若检验仍不通过，则校验失败，将有效报文Dreceivc-R作为无效数据Derror输出。
进一步地，在对送达报文Dtrans-R进行安全层校验之前，所述方法还包括：
将用户数据信息Din按照标准协议编制成标准用户报文Duser-T；
对标准用户报文Duser-T中的用户数据信息Din进行纠错编码，得到纠错码包Dc-T；
将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并，输出重组用户报文D-T；
将重组用户报文D-T进行安全层编码，输出传输报文Dtrans-T；
将传输报文Dtrans-T进行传输层编码，并连续重复传输，输出送达报文Dtrans-R。
进一步地，所述标准用户报文中包含多个用户数据信息，在标准用户报文中每个用户数据信息在编制过程中构成一个用户信息包；
所述纠错编码对整个标准用户报文进行编码或分别对标准用户报文中的每个用户信息包进行编码。
进一步地，所述纠错码包包括纠错码包的包编号、纠错码包的长度、编码对象数据标识、纠错编码以及本包数据；
不同编码对象使用不同的编码对象数据标识。
进一步地，所述将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并具体包括：
判断标准用户报文Duser-T的空闲位长度是否小于多个纠错码包Dc-T的总长度；
当标准用户报文Duser-T的空闲位长度不小于多个纠错码包Dc-T的总长度时，将纠错码包Dc-T放入标准用户报文Duser-T的空闲位；
当标准用户报文Duser-T的空闲位长度小于多个纠错码包Dc-T的总长度时，选取对行车效率影响大的关键用户数据信息对应的纠错码包放入标准用户报文Duser-T的空闲位。
进一步地，所述对送达报文Dtrans-R进行校核提取具体包括：
对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割，获取多帧数据；
对获取的多帧数据的每一位对应进行比较；
如果对比的当前位“0”多，则认为该位为“0”；
如果对比的当前位“1”多，则认为该位为“1”；
如果对比的当前位“0”和“1”相同则舍弃最后一帧数据重新比较。
进一步地，所述对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割具体包括：
对送达报文Dtrans-R中的数据从数据开端依次按预设指定位数进行分帧，得到多帧数据M。
进一步地，所述对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割具体包括：
在送达报文Dtrans-R中的数据中设置提取起始位置为i，宽为k位的窗口；
记录第一次进入窗口内的数据m；
根据数据m，在送达报文Dtrans-R中搜索所有的数据m，并定位所有数据m的位置；
以所有m的位置为起点，以预设指定位数为长度，分割出多帧数据M。
进一步地，所述对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割具体包括：
在送达报文Dtrans-R中的数据中设置提取起始位置为i，宽为k位的窗口；
记录第一次进入窗口内的数据m1；
根据数据m1，在送达报文Dtrans-R中搜索所有的数据m1，并定位所有数据m1的位置；
以所有m1的位置为起点，以第一指定位数j为长度，分割得到数据M1；
在送达报文Dtrans-R的数据中，将提取起始位置设置为i+nk，宽为k位的窗口，重复上述数据分割步骤，得到不同的数据M2、M3......Mn；其中，n为整数，i、j、k的数值组合根据需要进行调整；
通过对数据M1、M2、M3......Mn进行拼接，最终得到数据M。
进一步地，所述若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错具体包括：
对分离的用户信息包Duser-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
若解析后的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R。
进一步地，所述利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错具体包括：
根据纠错码包Dc-T的编制规则以及纠错码包的格式，提取分离的纠错码包Dc-R中的数据信息；
判断提取的数据信息是否符合纠错码包格式协议；
若提取的数据信息符合纠错码包格式协议，则提取信息成功，使用该纠错码包Dc-R进行纠错；
根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
若提取的数据信息不符合纠错码包格式协议，则分离的纠错码包Dc-R错误，纠错失败。
进一步地，所述根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码之后，所述方法还包括：
对纠正用户信息包Duserc-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
若解析后的用户数据信息中含有非法值，则纠错失败，将纠正用户信息包Duserc-R作为无效数据Derror输出。
进一步地，当接收到多个送达报文Dtrans-R时，得到多个分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R，记为Duser-Rn和Dc-Rn；
利用分离的纠错码包Dc-R将对应的分离的用户信息包Duser-R纠正，纠正用户信息包Duserc-R解析后仍不合法时；
从所有分离的纠错码包Dc-Rn中依次选择一个分离的纠错码包，利用选择出的分离的纠错码包对每个分离的用户信息包Duser-R进行纠错，并对纠错后的纠正用户信息包Duserc-R进行解析，重复该步骤，直到得到合法的用户数据信息Din；
若解析后的用户数据信息Din中均含有非法值，则认为送达报文Dtrans-R是无效数据。
另外一方面，本发明还公开了一种应答器报文传送处理系统，所述系统包括：发送端，传输层和接收端；
所述接收端具体包括：
解码模块，用于对送达报文Dtrans-R或有效报文Dreceivc-R进行安全层解码，得到解码用户报文D-R；
分离模块，用于对解码用户报文D-R进行分离，识别分离出的数据包的类型，得到分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R；
纠错模块，用于若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R。
进一步地，所述发送端具体包括：
编制模块，用于将用户数据信息Din按照标准协议编制成标准用户报文Duser-T；
纠错编码模块，用于对标准用户报文Duser-T中的用户数据信息Din进行纠错编码，得到纠错码包Dc-T；
合并重组模块，用于将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并，输出重组用户报文D-T；
安全编码模块，用于将重组用户报文D-T进行安全层编码，输出传输报文Dtrans-T；
所述传输层，用于将传输报文Dtrans-T进行传输层编码，并连续重复传输，输出送达报文Dtrans-R。
进一步地，所述接收端还包括：
安全校验模块，用于对送达报文Dtrans-R进行安全层校验；若校验通过，将检验通过的送达报文Dtrans-R输出；若检验不通过，对送达报文Dtrans-R进行校核提取；
提取模块，用于根据送达报文Dtrans-R，提取一个有效报文Dreceivc-R；
所述安全校验模块，还用于对有效报文Dreceivc-R进行安全层校验；若检验通过，将检验通过的有效报文Dreceivc-R输出；若检验仍不通过，则校验失败，将有效报文Dreceivc-R作为无效数据Derror输出。
进一步地，所述纠错模块具体包括：
解析单元，用于对分离的用户信息包Duser-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
数据输出单元，用于若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
纠正单元，用于若解析后的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R。
进一步地，所述纠正单元具体包括：
根据纠错码包Dc-T的编制规则以及纠错码包的格式，提取分离的纠错码包Dc-R中的数据信息；
判断提取的数据信息是否符合纠错码包格式协议；
若提取的数据信息符合纠错码包格式协议，则提取信息成功，使用该纠错码包Dc-R进行纠错；
根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
若提取的数据信息不符合纠错码包格式协议，则分离的纠错码包Dc-R错误，纠错失败。
进一步地，所述接收端还包括交叉纠错模块，所述交叉纠错模块用于：
当接收到多个送达报文Dtrans-R时，得到多个分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R，记为Duser-Rn和Dc-Rn；
利用分离的纠错码包Dc-R将对应的分离的用户信息包Duser-R纠正，纠正用户信息包Duserc-R解析后仍不合法时；
从所有分离的纠错码包Dc-Rn中依次选择一个分离的纠错码包，利用选择出的分离的纠错码包对每个分离的用户信息包Duser-R进行纠错，并对纠错后的纠正用户信息包Duserc-R进行解析，重复该步骤，直到得到合法的用户数据信息Din；
若解析后的用户数据信息Din中均含有非法值，则认为送达报文Dtrans-R是无效数据。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明可以在不降低安全性的同时，完成可用性提升需求，解决现有处理方案中任意错误均会导致报文不可用，进而引起应答器丢失报警、降低行车效率的问题。同时本发明方法兼容现有报文协议，符合现有协议和欧标编码要求。本发明方法可适用于既有设备，仅需针对用户报文的编制解析软件进行简单升级，不需更新硬件设备，实现低成本改进。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例的一种应答器报文传送处理方法编解流程图；
图2示出了本发明实施例中送达报文数据分割示意图；
图3示出了830位用户报文标准格式中帧标志的释义对照表。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提出的方法，通过改进应用层830位报文的编制，增加纠错设计，当发生830位用户解析错误的情况，可以利用纠错码纠错，纠错后的报文若符合解析协议，则可作为正确数据使用。在不改变既有硬件和系统结构的前提下，通过增加冗余编码信息的方式，可以在不降低安全性的同时，提升应答器报文需求可用性。
一帧830位用户报文的标准格式如表1所示。发送方将信息编制为如下格式830位报文，接收方完成830位数据的接收后，根据格式提取相应信息。每次传输由于车速及传输质量不同，可能接收到1~N帧，每帧的内容完全相同，N在工程中通常最大为3。
表1 830位用户报文标准格式
从表1中可以看到，830位用户报文中前50位为为帧标志，最后8位为信息结束段码，中间的772位用于放置用户信息包，一帧完整的830位用户报文中可以包含多个用户信息包，除去用户信息包占用的位数之外，剩余的即为空闲位，在下面的方法中，这些空闲位被充分利用，用于放置纠错编码。
本发明是一种应答器报文设计，在发送方按照设计进行编码，在接收方按照设计进行解码，当传输中发生数据错误时，本设计有助于纠正错误，从而提高报文传输成功率，提升系统可用性。如图1所示一种应答器报文传送处理方法编解流程图，所述方法包括：
将用户数据信息Din按照标准协议编制成标准用户报文Duser-T；
对标准用户报文Duser-T中的用户数据信息Din进行纠错编码，得到纠错码包Dc-T；
将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并，输出重组用户报文D-T；
将重组用户报文D-T进行安全层编码，输出传输报文Dtrans-T；
将传输报文Dtrans-T进行传输层编码，并连续重复传输，输出送达报文Dtrans-R。
对送达报文Dtrans-R进行安全层校验；
若校验通过，将检验通过的送达报文Dtrans-R输出；
若检验不通过，对送达报文Dtrans-R进行校核提取；
根据送达报文Dtrans-R，提取一个有效报文Dreceivc-R；
对有效报文Dreceivc-R进行安全层校验；
若检验通过，将检验通过的有效报文Dreceivc-R输出；
若检验仍不通过，则校验失败，将有效报文Dreceivc-R作为无效数据Derror输出。
对送达报文Dtrans-R或有效报文Dreceivc-R进行安全层解码，得到解码用户报文D-R；
对解码用户报文D-R进行分离，识别分离出的数据包的类型，得到分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R；
若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R。
其中，所述标准用户报文中包含多个用户数据信息，在标准用户报文中每个用户数据信息在编制过程中构成一个用户信息包；所述纠错编码对整个标准用户报文进行编码或分别对标准用户报文中的每个用户信息包进行编码。所述纠错码包包括纠错码包的包编号、纠错码包的长度、编码对象数据标识、纠错编码以及本包数据；不同编码对象使用不同的编码对象数据标识。
在本发明的一种优选实施例中，所述将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并具体包括：
判断标准用户报文Duser-T的空闲位长度是否小于多个纠错码包Dc-T的总长度；
当标准用户报文Duser-T的空闲位长度不小于多个纠错码包Dc-T的总长度时，将纠错码包Dc-T放入标准用户报文Duser-T的空闲位；
当标准用户报文Duser-T的空闲位长度小于多个纠错码包Dc-T的总长度时，选取对行车效率影响大的关键用户数据信息对应的纠错码包放入标准用户报文Duser-T的空闲位。
在本实施例中，所述对送达报文Dtrans-R进行校核提取具体包括：
对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割，获取多帧数据；
对获取的多帧数据的每一位对应进行比较；
如果对比的当前位“0”多，则认为该位为“0”；
如果对比的当前位“1”多，则认为该位为“1”；
如果对比的当前位“0”和“1”相同则舍弃最后一帧数据重新比较。
另外，所述对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割具体包括：
对送达报文Dtrans-R中的数据从数据开端依次按预设指定位数进行分帧，得到多帧数据M。
在送达报文Dtrans-R中的数据中设置提取起始位置为i，宽为k位的窗口；
记录第一次进入窗口内的数据m；
根据数据m，在送达报文Dtrans-R中搜索所有的数据m，并定位所有数据m的位置；
以所有m的位置为起点，以预设指定位数为长度，分割出多帧数据M。
除此之外，所述对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割还可以具体包括：
在送达报文Dtrans-R中的数据中设置提取起始位置为i，宽为k位的窗口；
记录第一次进入窗口内的数据m1；
根据数据m1，在送达报文Dtrans-R中搜索所有的数据m1，并定位所有数据m1的位置；
以所有m1的位置为起点，以第一指定位数j为长度，分割得到数据M1；
在送达报文Dtrans-R的数据中，将提取起始位置设置为i+nk，宽为k位的窗口，重复上述数据分割步骤，得到不同的数据M2、M3......Mn；其中，n为整数，i、j、k的数值组合根据需要进行调整；
通过对数据M1、M2、M3......Mn进行拼接，最终得到数据M。
在本方法的另一种优选实施例中，所述若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错具体包括：
对分离的用户信息包Duser-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
若解析后的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R。
其中，所述利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错具体包括：
根据纠错码包Dc-T的编制规则以及纠错码包的格式，提取分离的纠错码包Dc-R中的数据信息；
判断提取的数据信息是否符合纠错码包格式协议；
若提取的数据信息符合纠错码包格式协议，则提取信息成功，使用该纠错码包Dc-R进行纠错；
根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
若提取的数据信息不符合纠错码包格式协议，则分离的纠错码包Dc-R错误，纠错失败。
进一步的，所述根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码之后，所述方法还包括：
对纠正用户信息包Duserc-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
若解析后的用户数据信息中含有非法值，则纠错失败，将纠正用户信息包Duserc-R作为无效数据Derror输出。
除上述所述方法之外，当接收到多个送达报文Dtrans-R时，得到多个分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R，记为Duser-Rn和Dc-Rn；
利用分离的纠错码包Dc-R将对应的分离的用户信息包Duser-R纠正，纠正用户信息包Duserc-R解析后仍不合法时；
从所有分离的纠错码包Dc-Rn中依次选择一个分离的纠错码包，利用选择出的分离的纠错码包对每个分离的用户信息包Duser-R进行纠错，并对纠错后的纠正用户信息包Duserc-R进行解析，重复该步骤，直到得到合法的用户数据信息Din；
若解析后的用户数据信息Din中均含有非法值，则认为送达报文Dtrans-R是无效数据。
为支撑上述方法能够运行，对应的设计一种应答器报文传送处理系统，所述系统包括：发送端，传输层和接收端；
所述接收端具体包括：
解码模块，用于对送达报文Dtrans-R或有效报文Dreceivc-R进行安全层解码，得到解码用户报文D-R；
分离模块，用于对解码用户报文D-R进行分离，识别分离出的数据包的类型，得到分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R；
纠错模块，用于若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R。
所述发送端具体包括：
编制模块，用于将用户数据信息Din按照标准协议编制成标准用户报文Duser-T；
纠错编码模块，用于对标准用户报文Duser-T中的用户数据信息Din进行纠错编码，得到纠错码包Dc-T；
合并重组模块，用于将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并，输出重组用户报文D-T；
安全编码模块，用于将重组用户报文D-T进行安全层编码，输出传输报文Dtrans-T；
所述传输层，用于将传输报文Dtrans-T进行传输层编码，并连续重复传输，输出送达报文Dtrans-R。
其中，所述接收端还包括：
安全校验模块，用于对送达报文Dtrans-R进行安全层校验；若校验通过，将检验通过的送达报文Dtrans-R输出；若检验不通过，对送达报文Dtrans-R进行校核提取；
提取模块，用于根据送达报文Dtrans-R，提取一个有效报文Dreceivc-R；
所述安全校验模块，还用于对有效报文Dreceivc-R进行安全层校验；若检验通过，将检验通过的有效报文Dreceivc-R输出；若检验仍不通过，则校验失败，将有效报文Dreceivc-R作为无效数据Derror输出。
在上述接收端中，所述纠错模块具体包括：
解析单元，用于对分离的用户信息包Duser-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
数据输出单元，用于若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
纠正单元，用于若解析后的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R。
进一步的，所述纠正单元具体包括：
根据纠错码包Dc-T的编制规则以及纠错码包的格式，提取分离的纠错码包Dc-R中的数据信息；
判断提取的数据信息是否符合纠错码包格式协议；
若提取的数据信息符合纠错码包格式协议，则提取信息成功，使用该纠错码包Dc-R进行纠错；
根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
若提取的数据信息不符合纠错码包格式协议，则分离的纠错码包Dc-R错误，纠错失败。
另外，所述接收端还包括交叉纠错模块，所述交叉纠错模块用于：
当接收到多个送达报文Dtrans-R时，得到多个分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R，记为Duser-Rn和Dc-Rn；
利用分离的纠错码包Dc-R将对应的分离的用户信息包Duser-R纠正，纠正用户信息包Duserc-R解析后仍不合法时；
从所有分离的纠错码包Dc-Rn中依次选择一个分离的纠错码包，利用选择出的分离的纠错码包对每个分离的用户信息包Duser-R进行纠错，并对纠错后的纠正用户信息包Duserc-R进行解析，重复该步骤，直到得到合法的用户数据信息Din；
若解析后的用户数据信息Din中均含有非法值，则认为送达报文Dtrans-R是无效数据。
为更好的说明和理解上述方法和系统，下面结合图1举例说明。
1、Din为拟传输的未编码用户数据信息。
2、StepT1，将Din编制为Duser-T，编制规则是现有标准应答器报文结构协议，该协议为业内统一标准格式。本发明的优点之一，即不改变既有标准应答器报文结构协议内容，仅利用标准应答器报文结构协议的空闲位。
3、StepT2为纠错编码步骤，得到纠错码包Dc-T。
1）可以使用任意有效的纠错编码，也包括简单复制。
2）编码对象可以为整帧报文内的有效信息，也可以分包编码。其中“包”的概念与标准应答器报文结构协议一致。如果对整帧报文，编码较长，需要提前计算是否有足够空间；如果分包编码，空间问题见StepT3相关说明。
3）纠错编码包可根据不同的应用需求进行设计，不同格式的纠错码包都在本发明的保护范围内。一个纠错码包示例如下表2，但不限于以下格式。
表2 纠错码包内包括的内容格式示例表
4）纠错码包Dc-T中设置特殊的信息位（例如上表中的SID_PACKET），该位值使用不同值，分别代表该数据为整帧报文的纠错编码、还是对某一个用户信息包的纠错编码，并使用不同值代表不同用户信息包。
4、StepT3，将Duser-T和Dc-T合并，将Dc-T放入Duser-T的空闲位，最终输出D-T。如果是分包编码，当空闲位不足，不足以放置所有包的Dc-T时，可以依据对行车效率的影响大小，选取关键信息的编码包放入，例如调车危险、绝对停车信息包。
5、StepT4，将D-T按照标准830转1023应答器报文编码协议进行安全层编码，输出1023位传输报文Dtrans-T。
6、按照标准1023应答器报文DBPL编码协议对Dtrans-T进行传输层的编码、连续重复传输、解码，接收方得到Dtrans-R。本发明的设计不对既有的传输层性能造成影响，根据既有统计，接收到的Dtrans-R中包含1~N帧报文，N一般为3。
7、StepR1，对接收到的Dtrans-R按照标准1023转830应答器报文解码协议进行安全层校验，如果校验通过，则输出Dtrans-R，直接进入StepR3；如果校验未通过，需要进入StepR2进行报文校核提取。
8、StepR2为报文校核提取步骤，是根据Dtrans-R提取1帧有效报文Dreceivc-R，对Dreceivc-R进行安全层校验，如果通过，将Dreceivc-R输出，进入StepR3；如果仍然不通过，则校核失败，输出无效数据Derror。校核提取方法可包括以下的1种或多种，同时不限于以下方法：
1）对接收数据按1023位分帧，对获取的多帧数据的每一位对应进行比较；如果对比的当前位“0”多，则认为该位为“0”；如果对比的当前位“1”多，则认为该位为“1”；如果对比的当前位“0”和“1”相同则舍弃最后一帧数据重新比较。
如图2所示，以首位为例，对B[0]、B[1023]、…、B[N*1023]共N+1位数据进行比较，如果0多则认为该位为0，如果1多则认为该位为1，如果0和1数量相同则舍弃B[N*1023]重新比较。其余1022位提取方法相同。
2）设置起始位置为i宽为k位的窗口，记录第一次进窗的数据M，滑动向下搜索M，以所有的M为起点、长为1023，分割为N帧，各帧两两比较，对于相同位最多的几帧，参考方法1）进行数据修正。
3）如果传输过程中存在位的插入删除，可能导致始终无法找到相同位较多的帧，此时设置起始位置为i宽为k位的窗口，记录第一次进窗的数据M1，滑动向下搜索M1，以所有的M1为起点、长为j进行分割；然后设置起始位置为i+k宽为k位的窗口，记录第一次进窗的数据M2，滑动向下搜索M2，以所有的M2为起点、长为j进行分割；重复以上步骤，通过对M1、M2…进行适当的拼接，形成Dreceivc-R。其中i\j\k的组合，可进行适当调整。（在现有方法中，没有StepR2，一旦出现错误，数据即会被作为无效数据的，通过应用了本发明的方法，数据得到纠正，可作为有效数据使用，提升了传输的可用性。对于安全性，由于本发明使用了纠错码包，在StepR2如果引入错误导致输出出错，那么纠错码包会发现该错误，使得安全性没有降低，同时如果错误数量在纠错码的纠错能力范围内，还可以将错误纠正，进一步提高了可用性。
9、StepR3，对通过安全层校验的Dtrans-R或者Dreceivc-R，按照标准1023转830应答器报文解码协议进行安全层解码，解码得到830位的D-R。
10、StepR4，根据标准应答器报文结构协议对接收到的D-R进行分离，根据协议中的数据格式，读取NID_PACKET，如果符合标准应答器报文结构协议中的用户信息包的包编号值，识别为标准应答器报文结构协议中的数据包，记为Duser-R；如果符合本发明中增加的纠错包编号值，识别为纠错包，记为Dc-R；如果两种都不符合，则认为是无效数据Derror进行相应故障处理。
11、StepR5，按照标准应答器报文结构协议对Duser-R进行解析。
1）如果本包数据通过解析，则认为完成传输，获取到了正确的Din，将Din最终输出，开始对下一包数据进行处理。
2）如果本包数据解析时发现不符合协议的内容，将不符合协议的内容定义为“非法值”，则进入StepR6。
12、StepR6，利用Dc-R对错误的Duser-R进行纠错，纠错算法与StepT2中的算法对应。纠错后的数据记为Duserc-R。具体步骤为：
1）根据纠错码包格式，分离出各数据位，以StepT2所述的格式为例，识别出长度、编码对象、编码、CRC，如果长度、编码对象、CRC均符合StepT2中定义的纠错码包格式协议，认为提取信息成功，进入下面StepR6的步骤2），否则认为纠错码包错误，纠错失败。
2）使用提取出的编码，根据编码规则判定错误所在位置，对错误位置的信息纠错并恢复原码，输出Duserc-R。
13、StepR7，对Duserc-R进行解析，使用现有标准应答器报文结构协议。
1）如果本包数据通过解析合法，则认为完成传输，获取到了正确的Din，将Din最终输出，开始对下一包数据进行处理。需要说明的是，在现有方法中，这包数据是会被作为无效数据处理，通过应用了本发明的方法，数据得到纠正，可作为有效数据使用，提升了传输的可用性。
2）如果本包数据解析时发现非法值，则纠错失败，认为是无效数据Derror进行相应故障处理。
14、步骤StepR4到步骤StepR7循环，直至完成Duser-R中全部数据包的处理。
15、在传输条件较好时，可能接收到多帧Dtrans-R，相应的，解码用户报文D-R中会有重复的数据，分别记为D-Rn（n为1~N，N为接收到的830报文帧数），相应分离出的用户信息包记为Duser-Rn、纠错编码包Dc-Rn，当Duser-Rn均无法通过解析时，首先利用Dc-R1依次对Duser-Rn进行纠错，并进行纠错后的解析，如果解析不成功，继续使用Dc-R2对依次对Duser-Rn进行纠错，并进行纠错后的解析，直至使用Dc-RN纠错，如果均不成功，则认为接收到无效数据。这个步骤通过交叉组合利用标准协议数据包和纠错编码包，进一步提高纠错成功率。
16、当有必要时，本发明提到的纠错也可以变更为检错包，以增加对某种特定故障的检错能力。
现有应答器报文，都是在欧标报文编码基础上，采用安全编码策略，保证安全性,但并未采用任何的纠错机制，在接收报文发生连续错误的情况下，必然降低可用性。现有的应答器报文应用层解析，一旦出错即认为数据非法，可用性较低。若想通过其他方式提升可用性，也存在困难，包括：
1）通过硬件改进提升接收质量，以在传输层提高可用性，对于目前大规模的铁路应用，设备成本高，更新设备所需施工工程代价高，还需要停运造成运力损失。
2）通信中常采用的可用性提升措施，会在安全层违反报文欧标编码规范，在应用层违反应答器报文协议，不能在铁路的应答器传输系统中应用。
3）目前的可用性提升方案，主要为降低车速以增加数据传输时间，实现多包冗余通信，但该方案仅能提高单应答器点位报文传输成功率，对整体运行效率并无提升。
本发明可以在不降低安全性的同时，完成可用性提升需求，解决现有处理方案中任意错误均会导致报文不可用，进而引起应答器丢失报警、降低行车效率的问题。同时本发明方法兼容现有报文协议，符合现有协议和欧标编码要求。本发明方法可适用于既有设备，仅需针对用户报文的编制解析软件进行简单升级，不需更新硬件设备，实现低成本改进。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种应答器报文传送处理方法，其特征在于，所述方法包括：
对送达报文Dtrans-R或有效报文Dreceivc-R进行安全层解码，得到解码用户报文D-R；
对解码用户报文D-R进行分离，识别分离出的数据包的类型，得到分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R；
若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
所述对送达报文Dtrans-R或有效报文Dreceivc-R进行安全层解码之前，所述方法还包括：
对送达报文Dtrans-R进行安全层校验；
若校验通过，将检验通过的送达报文Dtrans-R输出；
若检验不通过，对送达报文Dtrans-R进行校核提取；
根据送达报文Dtrans-R，提取一个有效报文Dreceivc-R；
对有效报文Dreceivc-R进行安全层校验；
若检验通过，将检验通过的有效报文Dreceivc-R输出；
若检验仍不通过，则校验失败，将有效报文Dreceivc-R作为无效数据Derror输出；
在对送达报文Dtrans-R进行安全层校验之前，所述方法还包括：
将用户数据信息Din按照标准协议编制成标准用户报文Duser-T；
对标准用户报文Duser-T中的用户数据信息Din进行纠错编码，得到纠错码包Dc-T；
将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并，输出重组用户报文D-T；
将重组用户报文D-T进行安全层编码，输出传输报文Dtrans-T；
将传输报文Dtrans-T进行传输层编码，并连续重复传输，输出送达报文Dtrans-R；
所述将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并具体包括：
判断标准用户报文Duser-T的空闲位长度是否小于多个纠错码包Dc-T的总长度；
当标准用户报文Duser-T的空闲位长度不小于多个纠错码包Dc-T的总长度时，将纠错码包Dc-T放入标准用户报文Duser-T的空闲位；
当标准用户报文Duser-T的空闲位长度小于多个纠错码包Dc-T的总长度时，选取对行车效率影响大的关键用户数据信息对应的纠错码包放入标准用户报文Duser-T的空闲位；
所述若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错具体包括：
对分离的用户信息包Duser-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
若解析后的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
所述利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错具体包括：
根据纠错码包Dc-T的编制规则以及纠错码包的格式，提取分离的纠错码包Dc-R中的数据信息；
判断提取的数据信息是否符合纠错码包格式协议；
若提取的数据信息符合纠错码包格式协议，则提取信息成功，使用该纠错码包Dc-R进行纠错；
根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
若提取的数据信息不符合纠错码包格式协议，则分离的纠错码包Dc-R错误，纠错失败。
2.根据权利要求1所述的应答器报文传送处理方法，其特征在于，
所述标准用户报文中包含多个用户数据信息，在标准用户报文中每个用户数据信息在编制过程中构成一个用户信息包；
所述纠错编码对整个标准用户报文进行编码或分别对标准用户报文中的每个用户信息包进行编码。
3.根据权利要求1所述的应答器报文传送处理方法，其特征在于，
所述纠错码包包括纠错码包的包编号、纠错码包的长度、编码对象数据标识、纠错编码以及本包数据；
不同编码对象使用不同的编码对象数据标识。
4.根据权利要求1所述的应答器报文传送处理方法，其特征在于，
所述对送达报文Dtrans-R进行校核提取具体包括：
对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割，获取多帧数据；
对获取的多帧数据的每一位对应进行比较；
如果对比的当前位“0”多，则认为该位为“0”；
如果对比的当前位“1”多，则认为该位为“1”；
如果对比的当前位“0”和“1”相同则舍弃最后一帧数据重新比较。
5.根据权利要求4所述的应答器报文传送处理方法，其特征在于，
所述对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割具体包括：
对送达报文Dtrans-R中的数据从数据开端依次按预设指定位数进行分帧，得到多帧数据M。
6.根据权利要求4所述的应答器报文传送处理方法，其特征在于，
所述对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割具体包括：
在送达报文Dtrans-R中的数据中设置提取起始位置为i，宽为k位的窗口；
记录第一次进入窗口内的数据m；
根据数据m，在送达报文Dtrans-R中搜索所有的数据m，并定位所有数据m的位置；
以所有m的位置为起点，以预设指定位数为长度，分割出多帧数据M。
7.根据权利要求4所述的应答器报文传送处理方法，其特征在于，
所述对送达报文Dtrans-R中的数据按指定位数进行分割具体包括：
在送达报文Dtrans-R中的数据中设置提取起始位置为i，宽为k位的窗口；
记录第一次进入窗口内的数据m1；
根据数据m1，在送达报文Dtrans-R中搜索所有的数据m1，并定位所有数据m1的位置；
以所有m1的位置为起点，以第一指定位数j为长度，分割得到数据M1；
在送达报文Dtrans-R的数据中，将提取起始位置设置为i+nk，宽为k位的窗口，重复上述数据分割步骤，得到不同的数据M2、M3......Mn；其中，n为整数，i、j、k的数值组合根据需要进行调整；
通过对数据M1、M2、M3......Mn进行拼接，最终得到数据M。
8.根据权利要求1所述的应答器报文传送处理方法，其特征在于，
所述根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码之后，所述方法还包括：
对纠正用户信息包Duserc-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
若解析后的用户数据信息中含有非法值，则纠错失败，将纠正用户信息包Duserc-R作为无效数据Derror输出。
9.根据权利要求1-8任一所述的应答器报文传送处理方法，其特征在于，
当接收到多个送达报文Dtrans-R时，得到多个分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R，记为Duser-Rn和Dc-Rn；
利用分离的纠错码包Dc-R将对应的分离的用户信息包Duser-R纠正，纠正用户信息包Duserc-R解析后仍不合法时；
从所有分离的纠错码包Dc-Rn中依次选择一个分离的纠错码包，利用选择出的分离的纠错码包对每个分离的用户信息包Duser-R进行纠错，并对纠错后的纠正用户信息包Duserc-R进行解析，重复该步骤，直到得到合法的用户数据信息Din；
若解析后的用户数据信息Din中均含有非法值，则认为送达报文Dtrans-R是无效数据。
10.一种应答器报文传送处理系统，其特征在于，所述系统包括：发送端，传输层和接收端；所述接收端具体包括：
解码模块，用于对送达报文Dtrans-R或有效报文Dreceivc-R进行安全层解码，得到解码用户报文D-R；
分离模块，用于对解码用户报文D-R进行分离，识别分离出的数据包的类型，得到分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R；
纠错模块，用于若分离的用户信息包Duser-R中的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
所述发送端具体包括：
编制模块，用于将用户数据信息Din按照标准协议编制成标准用户报文Duser-T；
纠错编码模块，用于对标准用户报文Duser-T中的用户数据信息Din进行纠错编码，得到纠错码包Dc-T；
合并重组模块，用于将标准用户报文Duser-T与纠错码包Dc-T合并，输出重组用户报文D-T；
安全编码模块，用于将重组用户报文D-T进行安全层编码，输出传输报文Dtrans-T；
所述传输层，用于将传输报文Dtrans-T进行传输层编码，并连续重复传输，输出送达报文Dtrans-R；
所述纠错模块具体包括：
解析单元，用于对分离的用户信息包Duser-R进行解析，判断解析后的用户数据信息Din是否合法；
数据输出单元，用于若解析后的用户数据信息Din合法，则认为完成传输，获取正确的用户数据信息Din，将用户数据信息Din输出，并开始对下一包送达报文Dtrans-R进行处理；
纠正单元，用于若解析后的用户数据信息Din中含有非法值，利用分离的纠错码包Dc-R对分离的用户信息包Duser-R进行纠错，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
所述纠正单元具体包括：
根据纠错码包Dc-T的编制规则以及纠错码包的格式，提取分离的纠错码包Dc-R中的数据信息；
判断提取的数据信息是否符合纠错码包格式协议；
若提取的数据信息符合纠错码包格式协议，则提取信息成功，使用该纠错码包Dc-R进行纠错；
根据编码规则判断错误所在位置，使用提取出的纠错编码，对错误位置的信息进行纠错并恢复原码，纠错后的数据记为纠正用户信息包Duserc-R；
若提取的数据信息不符合纠错码包格式协议，则分离的纠错码包Dc-R错误，纠错失败。
11.根据权利要求10所述的应答器报文传送处理系统，其特征在于，所述接收端还包括：
安全校验模块，用于对送达报文Dtrans-R进行安全层校验；若校验通过，将检验通过的送达报文Dtrans-R输出；若检验不通过，对送达报文Dtrans-R进行校核提取；
提取模块，用于根据送达报文Dtrans-R，提取一个有效报文Dreceivc-R；
所述安全校验模块，还用于对有效报文Dreceivc-R进行安全层校验；若检验通过，将检验通过的有效报文Dreceivc-R输出；若检验仍不通过，则校验失败，将有效报文Dreceivc-R作为无效数据Derror输出。
12.根据权利要求10-11任一所述的应答器报文传送处理系统，其特征在于，所述接收端还包括交叉纠错模块，所述交叉纠错模块用于：
当接收到多个送达报文Dtrans-R时，得到多个分离的用户信息包Duser-R和分离的纠错码包Dc-R，记为Duser-Rn和Dc-Rn；
利用分离的纠错码包Dc-R将对应的分离的用户信息包Duser-R纠正，纠正用户信息包Duserc-R解析后仍不合法时；
从所有分离的纠错码包Dc-Rn中依次选择一个分离的纠错码包，利用选择出的分离的纠错码包对每个分离的用户信息包Duser-R进行纠错，并对纠错后的纠正用户信息包Duserc-R进行解析，重复该步骤，直到得到合法的用户数据信息Din；
若解析后的用户数据信息Din中均含有非法值，则认为送达报文Dtrans-R是无效数据。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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