一种适用于cir设备的gsm-r应用业务功能降级控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于CIR设备的GSM?R应用业务功能降级控制方法，该方法为一种GSM?R单元的冗余方案，可以在不增加新单元的情况下，充分的利用现有模块资源，增强了CIR通信系统的可靠性，在单一模块故障时能够智能检测故障，并采取备用单元替代工作，使CIR正常工作使用。由此避免由于GSM?R单元引起的不必要停车现象，和减少模块更换带来的各种维护工作。
【专利说明】
一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法。
【背景技术】
[0002]目前列车CIR(CabIntegrated Rad1 communicat1n equipment)机车综合无线通信设备主机各功能单元采用模块化设计。
[0003]目前CIR上GSM-R模块存在的缺陷:
[0004]1、可靠性问题
[0005]目前CIR主机上GSM-R话音通信单元、GSM-R数据通信单元，开车前进行出库检测，如果检测没有问题则进行使用，无法避免库检时模块是好的情况下，使用过程中损坏的问题。
[0006]虽然主机进行模块化设计，如果GSM-R话音通信单元、GSM-R数据通信单元模块故障可以方便的拆装，使用新的模块替换当前模块，但往往需要停车进行更换，会造成一定程度上的人力物理的损失。
[0007]2、灵活性问题
[0008]当前GSM-R话音通信单元、GSM-R数据通信单元仅仅实用单一功能，即GSM-R话音通信单元仅仅用于话音，GSM-R数据通信单元仅仅用于数据，一旦其中一个模块发生故障则G网功能不能使用。并且故障只有一个处理方法即停车更换当前故障模块，缺乏灵活性。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是提供一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法，可以增强CIR设备的可靠性，避免由于GSM-R单元故障引起的不必要停车现象，和减少模块更换带来的各种维护工作。
[0010]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0011]一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法，包括:
[0012]所述CIR设备中包含用于完成话音呼叫通信功能的GSM-R话音单元，以及用户完成车地间数据通信功能的GSM-R数据单元;所述的GSM-R话音单元与GSM-R数据单元均分别通过一 CAN接口转换单元与控制单元实时通信，且每一 CAN接口转换单元均通过主、从两根CAN总线与控制单元连接；
[0013]当所述GSM-R话音单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，由控制模块控制GSM-R数据单元来完成话音呼叫以及车地间数据通信功會K;
[0014]当所述GSM-R数据单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，由控制模块控制GSM-R话音单元来完成话音呼叫以及车地间数据通信功會K。
[0015]进一步的，所述CIR设备开机上电后:
[0016]GSM-R数据单元首先进行鉴权和TOP激活，以实际的机车号进行注册，从RADIUS获得一个实际IP地址，GSM-R数据单元以所述实际IP地址和实际的机车号与地面GSM-R网络进行数据通信；
[0017]GSM-R话音单元以当前车次号及实际的机车号，与本地的MSISDN号绑定后进行话音呼叫通信。
[0018]进一步的，当所述GSM-R话音单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，控制单元判断和控制GSM-R话音单元退出话音呼叫通信，由正常工作的GSM-R数据单元完成GSM-R话音单元的功能;之后，正常工作的GSM-R数据单元以本地的MSISDN号入网鉴权，并对已注册的车次号功能号、机车号功能号的对GSM-R话音单元进行强制注销，然后再通过本地的MSISDN号重新注册车次号功能号和机车号功能号，从而实现话音呼叫通信功能。
[0019]当故障排除后，控制单元确认GSM-R话音单元正常工作后，GSM-R数据单元在控制单元的控制下，注销当前车次号功能号和机车号功能号，GSM-R话音单元在控制单元的控制下重新注册车次号功能号和机车号功能号，恢复原有正常工作模式。
[0020]进一步的，当所述GSM-R数据单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，控制单元判断和控制GSM-R数据单元退出车地间数据通信，由正常工作的GSM-R话音单元完成GSM-R车地间数据通信的功能;之后，由正常工作的GSM-R话音单元以虚拟机车号作为用户号进行注册和激活，从RADIUS获得一个虚拟的IP地址，并通过该虚拟的IP地址与GRIS或GROS进行数据通信；
[0021]当故障排除后，控制单元确认GSM-R数据单元正常工作后，GSM-R数据单元以实际的机车号进行注册和激活，从RADIUS获得一个实际IP地址，并通过该实际的IP地址与GRIS或GROS进行数据通信，GSM-R话音单元在控制单元的控制下停止使用虚拟的IP地址与GRIS或GROS进行数据通信。
[0022]进一步的，所述虚拟的IP地址与实际的IP地址为同一IP地址。
[0023]由上述本发明提供的技术方案可以看出，其作为一种GSM-R单元的冗余方案，可以在不增加新单元的情况下，充分的利用现有模块资源，增强了CIR通信系统的可靠性，在单一模块故障时能够智能检测故障，并采取备用单元替代工作，使CIR正常工作使用。由此避免由于GSM-R单元引起的不必要停车现象，和减少模块更换带来的各种维护工作。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
[0025]图1为本发明实施例提供的CIR3.0设备功能模块框图；
[0026]图2为本发明实施例提供的GSM-R数据单元与GSM-R话音单元正常工作时的鉴权和注册示意图；
[0027]图3a为本发明实施例提供的GSM-R话音单元故障时的切换示意图；
[0028]图3b为本发明实施例提供的GSM-R数据单元故障时的切换示意图；
[0029]图4为本发明实施例提供的GSM-R数据单元对GSM-R话音单元进行强制注销和重新注册示意图；
[0030]图5为本发明实施例提供的GSM-R数据单元故障时GRIS更新IP地址的示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
[0032]本发明实施例的方案基于CIR3.0设备实现，CIR 3.0设备功能模块框图如图1所示。所述CIR设备中包含用于完成话音呼叫通信功能的GSM-R话音单元，以及用户完成车地间数据通信功能的GSM-R数据单元;所述的GSM-R话音单元与GSM-R数据单元均分别通过一CAN接口转换单元与控制单元实时通信，且每一 CAN接口转换单元均通过主、从两根CAN总线与控制单元连接；
[0033]当所述GSM-R话音单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，由控制模块控制GSM-R数据单元来完成话音呼叫以及车地间数据通信功會K;
[0034]当所述GSM-R数据单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，由控制模块控制GSM-R话音单元来完成话音呼叫以及车地间数据通信功會K。
[0035]需要强调的时，CIR3.0设备中包含了主控单元与备控单元，本发明实施例中所述的控制单元可以根据CIR 3.0设备的运行情况来确定具体为主控单元或是备控单元。
[0036]为了便于理解，下面针对本发明做详细的说明。
[0037]如图2所示，在正常工作的情况下，
[0038]所述CIR设备开机上电后:
[0039]GSM-R数据单元首先进行鉴权和PDP激活，以实际的机车号(如:302 00031)进行注册，从RADIUS获得一个实际IP地址(如:10.13.2.1)，GSM-R数据单元以所述实际IP地址和实际的机车号与地面GSM-R网络进行数据通信；
[0040]GSM-R话音单元以当前车次号及实际的机车号，与本地的MSISDN号绑定后进行话音呼叫通信。
[0041]本发明实施例主要包括:GSM-R话音单元故障时的冗余方案以及GSM-R数据单元故障时的冗余方案;具体如下:
[0042]UGSM-R话音单元故障时的冗余方案。
[0043]实现GSM-R话音单元冗余方案的条件:GSM-R话音单元与GSM-R数据单元中均插有一S頂卡，两张S頂卡同时具备支持话音通信功能和数据通信功能，均有MSISDN号，并且均具备对其它MSISDN号进行FM(FoI low Me)强制注销的权限和功能。
[0044]当所述GSM-R话音单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式(如图3a所示)，控制单元判断和控制GSM-R话音单元退出话音呼叫通信，由正常工作的GSM-R数据单元完成GSM-R话音单元的功能。
[0045]之后，如图4所示，正常工作的GSM-R数据单元以本地的MSISDN号(如:180…37)入网鉴权，并对已注册的车次号(如:D1303)功能号、机车号(如:30200031)功能号的对GSM-R话音单元进行强制注销，然后再通过本地的MSISDN号(如:180…37)重新注册车次号功能号和机车号功能号，从而实现话音呼叫通信功能。
[0046]当故障排除后，控制单元确认GSM-R话音单元正常工作后，GSM-R数据单元在控制单元的控制下，注销当前车次号(如:D1303)功能号和机车号(如:302 00031)功能号，GSM-R话音单元在控制单元的控制下重新注册车次号功能号和机车号功能号，恢复原有正常工作模式。
[0047]2、GSM_R数据单元故障时的冗余方案
[0048]实现GSM-R数据单元故障时的冗余方案的条件:I)核心网:DNS和RADIUS增加相应分配IP地址功能；2)GSM-R话音单元与GSM-R数据单元中均插有一 SM卡，两张S頂卡同时具备支持话音通信功能和数据通信功能，均有MSISDN号，并且均具备对其它MSISDN号进行FM(Follow Me)强制注销的权限和功能。
[0049]当所述GSM-R数据单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式(如图3b所示)，控制单元判断和控制GSM-R数据单元退出车地间数据通信，由正常工作的GSM-R话音单元完成GSM-R车地间数据通信的功能；
[0050]之后，由正常工作的GSM-R话音单元以虚拟机车号(如:1302 00031)作为用户号进行注册和激活，从RADIUS获得一个虚拟的IP地址(如:10.13.2.2)，并通过该虚拟的IP地址与GRIS或GROS进行数据通信；
[0051]当故障排除后，控制单元确认GSM-R数据单元正常工作后，GSM-R数据单元以实际的机车号进行注册和激活，从RADIUS获得一个实际IP地址(如10.13.2.1)，并通过该实际的IP地址与GRIS或GROS进行数据通信，GSM-R话音单元在控制单元的控制下停止使用虚拟的IP地址(如10.13.2.2)与GRIS或GROS进行数据通信。
[0052]实现GSM-R数据单元冗余方案的关键方案:
[0053]CTC通过GRIS向CIR发送调度命令和进路预告信息时，存在两种可能情况:
[0054](I)列车当前所属CTC通过GRIS向CIR发送信息。此种情况下，通过更新当前GRIS内CIR机车号与IP地址对应列表可以正常实现相关功能。
[0055](2)列车运行前方的CTC通过对应的GRIS向CIR提前发送信息。此时，由于列车运行前方路局的GRIS尚未获取CIR机车号与IP地址的对应关系，该GRIS如果只按照CIR的机车号向DNS查询获取CIR的IP地址，有可能出现获取的IP地址与CIR实际IP地址不一致的情况，从而会出现信息发送失败的情况。
[0056]针对以上需求，为实现车次号校核信息中为实际机车号，但降级时填写虚拟机车号的IP，可以采取处理方案。在RADIUS中给CIR对应的机车号和虚拟机车号均分配同一个IP地址，也就是给2个不同的用户分配相同的IP地址。
[0057]正常工作时，CIR的GSM-R数据单元采用自己的机车号(如12345678)从RADIUS获取自己的IP地址(如10.14.100.1 )，通过GSM-R数据单元实现相关的数据传送。此时，CTC/TDCS向该CIR发送数据时，GRIS采用I 2345678机车号向DNS发起查询，DNS返回的地址是10.14.100.1，GRIS可以将数据正常发送给该CIR的GSM-R数据单元，正常实现相关功能。
[0058]当GSM-R数据单元出现故障时，如图5中，CIR的GSM-R话音单元采用虚拟机车号(如I 12345678)向RADIUS申请IP地址，此时RADIUS给该GSM-R话音单元仍然分配同样的IP地址(SP10.14.100.1)。此后，网络中会认为该CIR的GSM-R话音单元是有效用户，向10.14.100.1地址发送的数据都会被发送给CIR的GSM-R话音单元，从而实现了CIR GPRS数据传输的冗余。此时，CTC/TDCS若需要向该CIR发送数据，GRIS依然采用12345678机车号向DNS发起查询，DNS返回的地址依然是10.14.100.1，GRIS可以将数据发送给该CIR的GSM-R话音单元，实现CIR功能单元冗余条件下的相关功能。
[0059]本发明的上述方案，可以在不增加新单元的情况下，充分的利用现有模块资源，增强了CIR通信系统的可靠性，在单一模块故障时能够智能检测故障，并采取备用单元替代工作，使CIR正常工作使用。由此避免由于GSM-R单元引起的不必要停车现象，和减少模块更换带来的各种维护工作。
[0060]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法，其特征在于，包括: 所述CIR设备中包含用于完成话音呼叫通信功能的GSM-R话音单元，以及用户完成车地间数据通信功能的GSM-R数据单元;所述的GSM-R话音单元与GSM-R数据单元均分别通过一CAN接口转换单元与控制单元实时通信，且每一 CAN接口转换单元均通过主、从两根CAN总线与控制单元连接； 当所述GSM-R话音单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，由控制模块控制GSM-R数据单元来完成话音呼叫以及车地间数据通信功能； 当所述GSM-R数据单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，由控制模块控制GSM-R话音单元来完成话音呼叫以及车地间数据通信功能。2.根据权利要求1所述的一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法，其特征在于， 所述CIR设备开机上电后: GSM-R数据单元首先进行鉴权和PDP激活，以实际的机车号进行注册，从RADIUS获得一个实际IP地址，GSM-R数据单元以所述实际IP地址和实际的机车号与地面GSM-R网络进行数据通信； GSM-R话音单元以当前车次号及实际的机车号，与本地的MSISDN号绑定后进行话音呼叫通信。3.根据权利要求1或2所述的一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法， 当所述GSM-R话音单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，控制单元判断和控制GSM-R话音单元退出话音呼叫通信，由正常工作的GSM-R数据单元完成GSM-R话音单元的功能;之后，正常工作的GSM-R数据单元以本地的MSISDN号入网鉴权，并对已注册的车次号功能号、机车号功能号的对GSM-R话音单元进行强制注销，然后再通过本地的MSISDN号重新注册车次号功能号和机车号功能号，从而实现话音呼叫通信功能。 当故障排除后，控制单元确认GSM-R话音单元正常工作后，GSM-R数据单元在控制单元的控制下，注销当前车次号功能号和机车号功能号，GSM-R话音单元在控制单元的控制下重新注册车次号功能号和机车号功能号，恢复原有正常工作模式。4.根据权利要求1或2所述的一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法， 当所述GSM-R数据单元或者与其连接的CAN接口转换单元出现故障时，CIR设备进入降级工作模式，控制单元判断和控制GSM-R数据单元退出车地间数据通信，由正常工作的GSM-R话音单元完成GSM-R车地间数据通信的功能;之后，由正常工作的GSM-R话音单元以虚拟机车号作为用户号进行注册和激活，从RADIUS获得一个虚拟的IP地址，并通过该虚拟的IP地址与GRIS或GROS进行数据通信； 当故障排除后，控制单元确认GSM-R数据单元正常工作后，GSM-R数据单元以实际的机车号进行注册和激活，从RADIUS获得一个实际IP地址，并通过该实际的IP地址与GRIS或GROS进行数据通信，GSM-R话音单元在控制单元的控制下停止使用虚拟的IP地址与GRIS或GROS进行数据通信。5.根据权利要求4所述的一种适用于CIR设备的GSM-R应用业务功能降级控制方法， 所述虚拟的IP地址与实际的IP地址为同一 IP地址。
【文档编号】H04L12/40GK105897538SQ201610350298
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】赵波, 姜永富, 蒋志勇, 熊杰, 陈松, 欧阳智辉, 周宏伟, 孔进亮, 张弘毅, 梁轶群, 蒋韵, 刘奎江, 王祖元, 兰添, 卢晓辉
【申请人】中国铁道科学研究院通信信号研究所, 中国铁路总公司, 中国铁道科学研究院, 北京锦鸿希电信息技术股份有限公司