一种基于数据压缩算法的轨旁安全平台数据更新方法及系统与流程

1.本技术涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种基于数据压缩算法的轨旁安全平台数据更新方法及系统。


背景技术：

2.目前，随着城市轨道交通线路越来越长，轨旁轨道信号系统(zc、lc)以及车载信号系统(cc)设备的个数也变的很多。现场经常因配置数据的变更或者软件的缺陷进行数据的升级，目前的配置升级主要依赖人力通过更换小扣板(类似u盘)更新的方式。存在以下问题：
3.(1)轨旁设备在一条线的不同车站，比较分散，使得人工成本比较高；
4.(2)人工数据升级可能存在错误导致系统无法正常启动；
5.(3)信号系统正常运营期间设备无法升级，只能在夜间停止运营时，才能有很短的时间进行升级，升级的设备个数比较多，难度较大；
6.(4)城市轨道信号系统互联互通项目要求车能够从一条线路跑到另一条线路，这样车载要求必须在线更新数据文件，这种使用小扣板更换数据的方式无法满足。


技术实现要素：

7.为了解决或部分解决相关技术中存在的问题，本技术提供了一种基于数据压缩算法的轨旁安全平台数据更新方法及系统，采用在线更新减少人工成本，利用压缩算法压缩数据和m-lvds总线广播数据的方法使得4个mpu可以同时收到数据，提高数据传输效率，以满足车载系统换线路时，极短时间内可以完成数据的在线升级。
8.本技术第一方面提供了一种基于数据压缩算法的轨旁安全平台数据更新方法，该轨旁安全平台用于作为上层应用的通用平台以处理其更新过程，tftp服务器用于存储、压缩和传输数据；该轨旁安全平台包括mpu1-a、mpu2-a、mpu1-b、mpu2-b以及至少两个mncu；该方法包括：
9.tftp服务器接收mncu发送的数据更新请求，其中，所述数据更新请求用于从tftp服务器获取用于对mpu的上层应用进行更新的更新数据；
10.tftp服务器在接收到所述数据更新请求后，将与所述数据更新请求对应的更新数据进行压缩；
11.tftp服务器将压缩后的更新数据发送至mncu。
12.可选地，该方法在所述tftp服务器接收mncu发送的数据更新请求之前还包括：
13.tftp服务器向mncu发送配置文件请求；
14.mncu在接收到所述配置文件请求之后，将对应的配置文件发送至tftp；
15.若tftp服务器接收到所述配置文件，则配置系统通信；
16.若tftp服务器未接收到所述配置文件或接收到的所述配置文件的内容存在错误，则重新向mncu发送配置文件请求，直至系统完成初始化。
17.可选地，该方法在所述tftp服务器向mncu发送配置文件请求之前还包括：
18.tftp服务器自身初始化。
19.可选地，该方法在所述tftp服务器接收mncu发送的数据更新请求之前还包括：
20.mpu接收其上层应用发送的数据更新命令和更新文件名列表；
21.若本系的mpu和对系对等的mpu均收到数据更新命令，且接收的更新文件名列表一致，则进入更新模式。
22.可选地，该方法在所述mpu接收其上层应用发送的数据更新命令和更新文件名列表之前还包括：
23.确定mpu的上层应用是否需要更新；
24.若mpu的上层应用需要更新，则向mpu发送数据更新命令和更新文件名列表。
25.可选地，所述更新模式包括：
26.mpu将数据更新命令和更新文件名列表发送至mncu；
27.mncu对本系的两个mpu发送的数据更新命令和/或更新文件名列表进行一致性比较；
28.若本系的两个mpu发送的数据更新命令和/或更新文件名列表一致，则mncu向tftp服务器发送网络探测包。
29.可选地，所述更新模式还包括：
30.若本系的两个mpu发送的数据更新命令和/或更新文件名列表不一致，则进入故障安全处理。
31.可选地，所述更新模式还包括：
32.tftp服务器接收至少两个mncu发送的网络探测包；
33.tftp服务器在接收到至少两个mncu发送的网络探测包之后，分别向至少两个mncu发送对应的网络探测回复，其中，该网络探测回复包括该网络探测回复对应的mncu与tftp服务器之间的网络状态。
34.可选地，所述更新模式还包括：
35.根据至少两个mncu与tftp服务器之间的网络状态确定下载策略。
36.可选地，所述下载策略具体包括：
37.若至少两个mncu与tftp服务器之间的网络状态是正常的，则确定任一网络状态正常的mncu进行下载；
38.若至少两个mncu与tftp服务器之间的网络状态均不正常，则通知上层应用数据更新失败；
39.若只有一个mncu与tftp服务器之间的网络状态是正常的，则确定该正常的mncu进行下载。
40.可选地，所述上层应用包括zc、lc、cc和dsu。
41.可选地，该方法在所述tftp服务器将压缩后的更新数据发送至mncu之后还包括：
42.mncu将压缩后的更新数据发送至mpu；
43.mpu在接收到压缩后的更新数据后，对压缩后的更新数据进行解压，还原原始数据；
44.mpu对原始数据进行校验，并将自身校验结果告知其他mpu；
45.若每个mpu均校验通过，则从mpu文件夹中拷贝数据到小扣板根目录下以覆盖原始数据，否则，更新失败。
46.可选地，该方法在所述tftp服务器将压缩后的更新数据发送至mpu之前还包括：
47.mncu向mpu发送数据下载完成消息；
48.mpu在接收到所述数据下载完成消息后，向mncu发送请求数据下载消息；
49.mncu在接收到所述请求数据下载消息后，将压缩后的更新数据发送至mpu。
50.可选地，所述mncu将压缩后的更新数据发送至mpu具体包括：
51.mncu通过m-lvds总线广播的方法将压缩后的更新数据发送至每个mpu。
52.可选地，所述校验为md5校验。
53.本技术第二方面提供了一种基于数据压缩算法的轨旁安全平台数据更新系统，该系统包括：
54.轨旁安全平台，作为zc、lc和dsu的通用平台，用于处理zc、lc和/或dsu的更新过程；
55.tftp服务器，用于存储zc、lc和dsu的更新数据，以及在接收到所述轨旁安全平台发送的数据更新请求后，将压缩后的更新数据发送至轨旁安全平台。
56.可选地所述轨旁安全平台包括mpu1-a、mpu2-a、mpu1-b、mpu2-b以及至少两个mncu。
57.可选地，所述至少两个mncu通过m-lvds总线与所述mpu1-a、所述mpu2-a、所述mpu1-b和所述mpu2-b连接。
58.可选地，该系统还包括：
59.车载安全平台，用于处理cc的更新过程；
60.其中，cc通过冗余网络与tftp服务器、至少两个mncu连接。
61.可选地，该系统还包括：
62.sdms维护台，用于获取压缩后的更新数据上传传输进度。
63.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
64.1、mncu会核对双通道的下载文件名，想要下载的数据是正确的。下载完成后，mpu会核对文件的md5值，确保传输过程及文件内容的正确性，避免人工操作无法实时校验数据的正确性导致系统无法启动。
65.2、数据在传输之前需要对数据进行压缩以提高传输效率，尽可能缩短下载过程所需时间，以满足互联互通车载的在线下载功能。
66.3、通过远程服务器下载所需的配置文件，可远程同时完成多台分布在不同地点的zc/lc设备的升级，大大降低了人工成本，提高了操作的便捷性。
67.4、使用m-lvds总线广播的方法将更新数据发送给每个mpu，不需要向每个mpu单独发送数据，缩短了更新的过程，提高了传输通道的资源利用效率。
68.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
69.为了更清楚地说明本技术专利实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使
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技术专利的一些实施例，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。
70.图1为本发明实施例中轨旁安全平台数据更新系统的结构示意图；
71.图2为本发明实施例中的tftp服务器状态转化方法的流程图；
72.图3为本发明实施例中tftp服务器与mncu之间的结构示意图；
73.图4为本发明实施例中轨旁安全平台数据更新方法的流程图。
具体实施方式
74.下面将参照附图更详细地描述本技术的实施方式。虽然附图中显示了本技术的实施方式，但是应该理解的是，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
75.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
76.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
77.本实施例提供了一种基于数据压缩算法的轨旁安全平台数据更新方法及系统，采用在线更新减少人工成本，利用压缩算法压缩数据和m-lvds总线广播数据的方法使得4个mpu可以同时收到数据，提高数据传输效率，以满足车载系统换线路时，极短时间内可以完成数据的在线升级。
78.下文将结合附图对本技术实施例的技术方案进行详细描述。
79.如图1所示，本实施例提供了一种基于数据压缩算法的轨旁安全平台数据更新系统，该更新系统是一个2002安全平台产品(2by 2out of 2platform，2乘2取2安全平台)。该系统具体包含mpu(主处理单元)、mncu(主通信单元)、tftp服务器、sdms维护台、冗余网络和冗余m-lvds总线。
80.图1中的“asw”指的是zc/lc/dsu，zc/lc/dsu作为mpu的上层应用。mpu1-a、mpu2-a和mpu1-b、mpu2-b分别为主处理单元的两系；mncu是通信板，负责将主处理单元和外设之间的数据转发；tftp服务器作为文件传输的服务器，为各个zc/lc/cc提供更新数据。
81.其中，车载安全平台作为cc的通用平台处理更新过程，车载的下载数据的过程与轨旁安全平台的处理过程比较相似；主要区别在于车载必须要在运行过程中更新数据，因此需要将配置数据在短时间内从tftp服务器上下载下来。
82.如图2所示，本实施例提供了一种tftp服务器状态转化方法，该方法的具体流程如
下：
83.tftp服务器自身初始化，初始化完成后向mncu发送配置文件请求，用于获取与外设客户端通信使用的配置；
84.收到配置文件组包成功后，配置系统通信；
85.如果超时未收到配置文件或者接收配置文件内容存在错误，则重新发送配置文件请求，直至系统完成初始化。
86.本实施例中，tftp服务器初始化成功后，等待mncu数据下载请求消息以及下载的文件并且每隔10s向mncu发送tftp服务器心跳消息；收到mncu发来的数据下载请求后，根据文件名读取本地存储的配置数据到内存缓冲区一；通过数据压缩算法将数据压缩纯放在缓冲区二，并且释放缓冲区一，减小数据的大小以提高输出效率；将压缩后的数据传输给mncu，并且上传传输进度给sdms。
87.如图3所示，本实施例提供一种tftp服务器与mncu之间物理连接方式。红蓝网tftp服务器和红蓝网mncu之间的网络连接示意图，红蓝网的tftp服务器使用的软件是一样的，红蓝网mncu使用的软件是一样的。
88.如图4所示，本实施例提供了一种基于数据压缩算法的轨旁安全平台数据更新方法，该方法的具体流程如下：
89.第一阶段：
90.步骤1：应用向mpu发送更新数据命令，其中包括需要跟新的配置数据文件名。mpu接收到命令后，本系的mpu1/mpu2分别向对系的mpu1/mpu2发送收到的配置数据文件名。mpu确认本系和对系对等mpu均收到配置数据文件名后，进入升级模式。
91.步骤2：mpu将下载文件命令以及配置数据文件名发送给mncu，mncu对本系mpu的配置数据文件名进行一致性比较，如果一致则mncu向tftp服务器发送网络探测包，否则本系进入故障安全处理，无法进行自动升级；tftp服务器收到升级网络探测请求后，向mncu发送升级网络探测回复。红蓝网mncu交互收到的网络状态，并根据交互结果决定使用何种策略下载。某个mncu向tftp服务器发起下载文件请求，tftp服务器收到请求将数据压缩发送给mncu。
92.第二阶段：
93.mncu向mpu发送数据下载已完成的消息，mpu接收配置数据下载完成消息，并告知其他三个mpu已收到配置数据下载完成消息。mpu确认其他四个mpu均收到配置数据下载完成消息后，向对应mncu发送文件传输请求。mncu通过m-lvds总线将数据广播到总线，不需要分别向每个mpu单独发送数据，4个mpu就可以同时收到更新数据。mpu收到文件传输结束消息后，数据解压缩，将文件写到小扣板mpu的文件夹中。提取文件列表中的md5值进行md5校验。将校验结果告知其他mpu；如果每个mpu都校验通过则聪mpu文件夹中拷贝数据到小扣板根目录下覆盖原始数据，否则数据更新失败。
94.以上所述，仅为本技术的实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。凡在本技术的精神和范围之内做出的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本技术的保护范围之内。