軌道交通換線移交方法和系統與流程

本發明涉及移動通信技術，特別是涉及一種軌道交通換線移交方法和系統。

背景技術：

應用于軌道交通場景的基于無線通信的列車自動控制(cbtc)系統的組網規劃如圖1所示，在全市設置一套歸屬簽約用戶服務器(hss)，進行全市地鐵的用戶簽約。一條線路建立a，b兩張網，a網和b網是獨立的兩張網，地面控制系統(zc)是一套，即包含zc1和zc2，在物理接口和處理單元上對外接口也是獨立的，a網和b網的地面控制系統通過內部的信息交換，保證發給車上的控制信息的一致性。

lte系統的列車接入單元(tau)設備在軌道交通應用上有其特殊的需求，當tau設備在跨線、跨局運營時，為了職責明確，減少歸屬線路網絡故障對其他線路或路局造成的影響，方便屬地局進行數據業務計費等方面的考慮，當tau設備從源線路的核心網(epc)切換到目標線路的epc后，需要目標線路上的epc全權接管tau設備的行為。這樣做的目的是當tau設備切換到目標線路后，如果源線路上的epc發生故障，將不會對已經切換到目標線路上的tau設備行為造成影響，從而可以避免本地網絡故障對相鄰線路、路局的正常運營的干擾。同時，也為列車在不同線路間進行跨線作業提供了便利，為未來城市軌道列車同站臺無縫換乘提供可能性。

為了確保tau設備的正常通信，當列車進行跨線運行時，不僅需要進行上述核心網的切換還需要進行信號系統的移交。目前，軌道交通lte-m標準尚未提出一種能滿足上述需求的軌道交通換線移交方案。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種軌道交通換線移交方法和系統，可以實現列車跨線運行時信號系統的移交。

為了達到上述目的，本發明提出的技術方案為：

一種軌道交通換線移交方法，包括：

當軌道交通的列車接入單元tau設備在歸屬簽約用戶服務器開戶時，所述歸屬簽 約用戶服務器將為該tau設備配置的運行線路對應的接入點apn，確定為所述tau設備可以接入的apn，并為每個可以接入的apn設置相應的該用戶使用的靜態ip地址，其中，每條所述運行線路對應的apn為預設的該線路專用的apn；在所述tau設備上設置每條所述運行線路對應的apn與ip地址網段的映射關系；

對于每個單網，在列車運行過程中，所述tau設備根據接收到的業務數據包和所述映射關系，判斷是否需要建立新線路的公用數據網pdn連接；如果需要，則觸發與相應的目標pdn建立連接，其中，所述目標pdn為所述業務數據包目標地址所在ip地址網段對應的apn所對應的pdn；當服務所述tau設備的公用數據網網關pgw檢測到當前滿足與源pdn斷開連接的條件時，則斷開所述tau設備與源pdn的連接。

一種軌道交通換線移交系統，包括：

歸屬簽約用戶服務器，用于當軌道交通的列車接入單元tau設備在本服務器開戶時，將為該tau設備配置的運行線路對應的接入點apn，確定為所述tau設備可以接入的apn，并為每個可以接入的apn設置相應的該用戶使用的靜態ip地址，其中，每條所述運行線路對應的apn為預設的該線路專用的apn；

tau設備，用于所述開戶后在本設備上設置每條所述運行線路對應的apn所對應的ip地址網段；對于所在的每個單網，在列車運行過程中，根據接收到的業務數據包和所述映射關系，判斷是否需要建立新線路的公用數據網pdn連接；如果需要，則觸發與相應的目標pdn建立連接，其中，所述目標pdn為所述業務數據包目標地址所在ip地址網段對應的apn所對應的pdn；

公用數據網網關pgw，用于為所服務的所述tau設備檢測：當前是否滿足與源pdn斷開連接的條件，當檢測到滿足時觸發斷開所述tau設備與所述源pdn的連接。

綜上所述，本發明提出的軌道交通換線移交方法和系統，預先為每條線路配置一個apn，在為tau設備開戶時，根據為其分配的線路，確定其可以接入的apn，同時，一個可接入的apn將對應配置一個靜態ip地址，另外，在tau設備中，不同的可接入apn將對應不同的目標地址網段。這樣，在列車運行過程中，tau設備可以根據接收到的數據包的目標地址對應的apn與當前附著的apn是否一致，及時獲知換線移交的時機，并觸發新pdn的連接建立，同時，其服務pgw會根據對源pdn連接的檢測結果，及時觸發源pdn連接的斷開，從而可以實現列車跨線運行時信號系統的移交。并且，本發明所實現的軌道交通信號系統的切換，不依賴于lte系統核心網的切換過程，因此可以與其保持松耦合，易于實現。

附圖說明

圖1為現有的軌道交通cbtc系統的組網規劃示意圖；

圖2為本發明實施例的方法流程示意圖；

圖3為信號系統移交區和lte系統切換帶的關系示意圖；

圖4為本發明實施例的系統結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例對本發明作進一步地詳細描述。

本發明的核心思想是：預先為每條線路配置一個apn，在為tau設備開戶時，根據為其分配的線路，確定其可以接入的apn，同時，一個可接入的apn將對應配置一個靜態ip地址，另外，在tau設備中，不同的可接入apn將對應不同的目標地址網段。這樣，在列車運行過程中，tau設備可以根據接收到的數據包的目標地址對應的apn與當前附著的apn是否一致，及時獲知換線移交的時機，觸發相應新pdn的連接建立，同時，其服務pgw會根據對源pdn連接的檢測結果，及時觸發源pdn連接的斷開，從而可以實現列車跨線運行時信號系統的移交。

圖2為本發明實施例一的軌道交通換線移交方法流程示意圖，如圖2所示，該實施例主要包括：

步驟201、當軌道交通的列車接入單元(tau)設備在歸屬簽約用戶服務器開戶時，所述歸屬簽約用戶服務器將為該tau設備配置的運行線路對應的apn，確定為所述tau設備可以接入的apn，并為每個可以接入的apn設置相應的該用戶使用的靜態ip地址，其中，每條所述運行線路對應的apn為預設的該線路專用的apn；在所述tau設備上設置每條所述運行線路對應的apn與ip地址網段的映射關系。

本步驟中，歸屬簽約用戶服務器，需要在tau設備開戶時，根據為其配置的運行線路，確定的apn以及各apn對應的該用戶使用的靜態ip地址，并且，tau設備中也需要配置每條可用運行線路的apn所對應的ip地址網段，這樣，不同的apn對應不同的ip地址網段，如此，在列車運行中，tau設備可以根據該映射關系，及時獲知觸發軌道交通換線移交的時機，從而可以及時觸發軌道交通換線移交的相關操作。

這里需要說明的是，與現有系統所不同的是，預先在線路建設規劃階段，需要為每條線路配置一個該線路專用的apn，這樣，不同線路將對應不同的apn，相應的，每條線路的專用apn與該線路的pgw對應。

步驟202、對于每個單網，在列車運行過程中，所述tau設備根據接收到的業務數據包和所述映射關系，判斷是否需要建立新線路的pdn連接；如果需要，則觸發與相應的目標pdn建立連接，其中，所述目標pdn為所述業務數據包目標地址所在ip地址網段對應的apn所對應的pdn；當服務所述tau設備的pgw檢測到當前滿足與源pdn斷開連接的條件時，則斷開所述tau設備與源pdn的連接。

本步驟，用于在列車運行過程中，根據tau設備對業務數據包的解析，及時獲知觸發軌道交通換線移交的時機，進而及時觸發軌道交通換線移交的相關操作。

這里需要說明的是，由于現有軌道交通中cbtc系統中為一條線路所建立的兩張網是獨立運行的，兩張網中的所有ip地址都不沖突，因此，在進行軌道交通換線移交時，可以對于每張網獨立進行操作，每張網的所執行的換線移交操作是相同的，這樣，本步驟中只需要闡述單張網中的具體換線移交操作即可。

在實際應用中，在列車運行過程中，tau設備開機后將附著到默認的apn，如果接收到業務數據包，則可以通過檢查數據包中的目標地址信息，來判斷是否需要建立新線路的pdn連接。這里，當判斷出需要建立新線路的pdn連接時，說明當前移動到了信號系統移交區，需要觸發軌道交通換線移交的相關操作。

較佳地，可以采用下述方法，來判斷是否需要建立新線路的pdn連接：

所述tau設備根據所述映射關系，判斷所述業務數據包的目標地址所在的ip地址網段對應的apn，是否是本設備當前附著的apn，如果是，則確定不需要建立新線路的pdn連接，否則，確定需要建立新線路的pdn連接。

由于每個apn對應的的ip地址網段不同，因此在上述方法中，當tau設備檢查到業務數據包目標地址對應的apn與當前附著的apn不一致時，說明其進入了信號系統移交區，需要觸發軌道交通換線移交的相關操作，因此，此時可以判定需要建立新線路的pdn連接。

在步驟202中，在判斷出需要建立新線路的pdn連接，并觸發與相應的目標pdn建立連接后，還需要及時斷開tau設備與源pdn的連接。根據軌道交通業務特性，如果連接存在，則會周期性的進行數據收發，如果長時間沒有數據收發，則可以斷開連接。因此，這里將由tau設備的服務pgw根據對源pdn連接業務的非活動性檢測結果來觸發斷開與源pdn的連接。

較佳地，所述與源pdn斷開連接的條件為：

在預設時間長度內，所述tau設備與換線移交前所連接的源pdn之間無數據交互時。

根據上述條件，當tau設備的服務pgw檢測到tau設備與源pdn之間長時間 沒有數據交互，則說明與源pdn之間的連接可以斷開了，此時，服務pgw將觸發該連接的斷開。

所述時間長度，可由本領域技術人員根據實際需要進行設置，在此不再贅述。

通過上述技術方案，可以看出，本發明可以及時獲知軌道交通換線移交的時機，進而及時觸發軌道交通換線移交的相關操作。另外，采用本發明所實現的信號系統的移交可以和標準lte系統的切換達到松耦合，即在信號系統移交區域所進行的信號系統的移交，與核心網的切換互不影響。在具體實現時，信號系統的移交區域范圍比較大，一般一公里左右，而lte系統的切換帶相對較小，兩者存在包含關系(如圖3所示)，但是信號系統移交的時間點和lte系統的切換的時間點不需要保持一致，從而可以工程建設的難度，易于實施。

圖4為與上述方法相對應的一種軌道交通換線移交系統，如圖4所示，該系統包括：

歸屬簽約用戶服務器，用于當軌道交通的列車接入單元tau設備在本服務器開戶時，將為該tau設備配置的運行線路對應的apn，確定為所述tau設備可以接入的apn，并為每個可以接入的apn設置相應的該用戶使用的靜態ip地址，其中，每條所述運行線路對應的apn為預設的該線路專用的apn；

tau設備，用于所述開戶后在本設備上設置每條所述運行線路對應的apn所對應的ip地址網段；對于所在的每個單網，在列車運行過程中，根據接收到的業務數據包和所述映射關系，判斷是否需要建立新線路的pdn連接；如果需要，則觸發與相應的目標pdn建立連接，其中，所述目標pdn為所述業務數據包目標地址所在ip地址網段對應的apn所對應的pdn；

pgw，用于為所服務的所述tau設備檢測：當前是否滿足與源pdn斷開連接的條件，當檢測到滿足時觸發斷開所述tau與所述源pdn的連接。

進一步地，所述tau設備，用于根據所述映射關系，判斷所述業務數據包的目標地址所在的ip地址網段對應的apn，是否是本設備當前附著的apn，如果是，則確定不需要建立新線路的pdn連接，否則，確定需要建立新線路的pdn連接。

進一步地，所述pgw，用于在檢測到：在預設時間長度內，所述tau設備與換線移交前所連接的源pdn之間無數據交互時，判定當前滿足與源pdn斷開連接的條件。

綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。