摘要：本文阐述了一种利用现有CMD系统的无线传输通道、基于UDP协议的车载应用软件的远程更新方式，基于此方式可以实现在线机车车载应用软件的远程更新维护，能很大程度上减少现场软件维护工作量，同时效率高、操作方便、全程自动化，实现车载应用软件的零错误、快速、高效部署。
关键词：无线传输通道；车载应用软件；UDP协议；远程更新
一、引言
中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统），由车载子系统、无线传输子系统和地面综合应用子系统组成，是铁路机务信息系统的核心子系统，其整合机车LKJ、TCMS、6A等运行记录信息及故障信息，实现车对地、地对车数据的采集处理传输，为总公司、铁路局、机务段/检修 段、机车制造及修理厂商提供机车定位、实时状态数据监测、实时故障报警、远程诊断、视频点播、统计分析、机车车载电子履历管理、专家支持系统、信息共享和功能接口等功能［1］。目前全局段机车车载应用软件的维护都是人工进行，不仅速度慢、维护周期长，而且任务繁重，容易导致维护人员疲劳犯错，因此很有必要提升应用软件的维护效率。
二、远程更新维护可行性分析
车载应用软件的更新维护主要是目标码文件的上传覆盖，因此地对车文件上传是实现远程更新维护的关键步骤。
由引言部分可知，利用CMD系统的数据传输子系统，可以实现车到地、地到车的数据采集传输［2］，同样通过CMD系统的数据传输子系统可以实现车载应用软件的远程更新维护。目前常用文件传输协议为FTP，其使用两个并行的TCP连接：控制连接与数据连接，控制连接用来传送请求命令，数据连接用来传送文件，考虑到机车数量多、分布广等特点，采用FTP的文件传输必须车载作为客户端，地面作为服务端，车载设备主动建立连接并请求文件更新，无法把握远程更新的时机，达不到远程更新的实时性［3］；如果地面作为客户端，车载作为服务端，并且只考虑车地间一对一的文件传输，车载无线网关无特定端口映射设置，地面无法主动建立车地连接。如果采用UDP协议，无需对无线网关做特定端口映射就能将数据透传到目标地址，UDP拥有比TCP更快的传输速率［4］，但针对网络不稳定时UDP丢包的情况，补充建立完善的丢包重发机制就能实现地对车的文件上传，进而实现车载应用软件的远程更新维护。
三、远程更新维护方案设计
使用UDP协议进行文件传输有两个关键点：数据交互通道建立与维护、UDP丢包重发实现。实现以上两点的车载应用软件远程更新业务流程图如下所示：
图1 车载应用软件远程更新业务流程图
为实现第一个关键点，车地建立握手机制。车载应用软件周期性发送软件版本、机车车型车号、当前状态等信息到地面服务器软件，服务器软件收到数据后就能判断车载应用软件是否需要更新并解析出车载软件的IP地址以及端口，并回复应答数据。
为实现第二个关键点，采用数据按序缓存机制。地面服务器软件告知车载应用软件文件数据总帧数，并在发送文件数据时对每一帧数据打上序号。当所有的文件数据包发送完后，车载软件遍历所有帧数据，并将丢失的数据帧号发给地面服务器软件，地面服务器软件再重发这些丢失的数据包，车载接收到所有数据包后记录文件。最后车载应用软件利用已经完善的自启动更新技术完成应用软件的远程更新维护。
四、远程更新维护方案实现
软件可实现对LDP主处理器应用软件进行批量更新或者指定机车单独更新。进行软件更新时，设置待更新的目标机车号和版本号即可。LDP主处理器应用软件的更新过程图如下图2所示：
图2 LDP主处理器应用软件远程更新完成图
从以上可以看出，基于UDP协议开发的LDP主处理器应用软件远程更新工具可以在机车高速运行的过程中对LDP主处理器应用软件进行更新，具有更新文件传输速率快、丢包重发响应速度快等优点，同时方便快捷、避免了传统软件更新必须上车的麻烦，能在很大程度上节省售后人员的劳力物力，缩短应用软件的维护周期。
同样，位于机车局域网内的其他车载应用程序也能按此方案实现软件的远程更新维护。
参考文献
[1]慕元鹏，路向阳，单晟．中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）总体暂行技术规范．2014：6-8．
[2]龚利，唐国平．中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）数据传输子系统暂行技术规范．2014：6-8．
[3]王婉，姚博，周鸣．FTP服务器的建立及客户端的使用．气象与环境科学．2006：75-76．
[4]赵飞，叶震．UDP协议与TCP协议的对比分析与可靠性改进．计算机技术与发展．2006．219-221.
论文作者:文林
论文发表刊物:《知识-力量》2019年10月39期
论文发表时间:2019/8/30
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