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专利名称：融合控制架构下的通信方法、系统、设备及存储介质

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202010865139.8

专利申请（专利权）人：中车株洲电力机车研究所有限公司
权利人地址：湖南省株洲市石峰区时代路169号

专利发明（设计）人：易荣武,郝波,吴文慧,李思源,谢锋,黄强,李志远,李威林,方博伦

专利摘要：本申请公开了一种融合控制架构下的通信方法，包括：在单块板卡上建立N个虚拟机；任意一个虚拟机均作为列车控制系统中的一个子控制系统；将板卡的第一物理网口分配给预设的RootOS；为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接；建立RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第一物理网口并通过第一物理网口与各个终端通信。应用本申请的方案，可以降低列车控制系统的通信时延，提高通信效率。本申请还提供了一种融合控制架构下的通信系统、设备及存储介质，具有相应效果。

主权利要求：
1.一种融合控制架构下的通信方法，其特征在于，包括：
在单块板卡上建立N个虚拟机；其中，N为不小于2的正整数，且任意一个虚拟机均作为列车控制系统中的一个子控制系统；
将所述板卡的第一物理网口分配给预设的根操作系统RootOS；
为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接；
建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第一物理网口并通过所述第一物理网口与各个终端通信。
2.根据权利要求1所述的融合控制架构下的通信方法，其特征在于，还包括：将所述板卡的第二物理网口分配给所述根操作系统RootOS；
为每个虚拟机均配置第二虚拟网口，且各个虚拟机中的第二虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接；
建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第二物理网口并通过所述第二物理网口与各个终端通信；
其中，所述第一物理网口与所述第二物理网口互为冗余。
3.根据权利要求1所述的融合控制架构下的通信方法，其特征在于，所述建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接，包括：基于共享内存的方式，建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接。
4.根据权利要求2所述的融合控制架构下的通信方法，其特征在于，所述建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接，包括：基于共享内存的方式，建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接。
5.根据权利要求1所述的融合控制架构下的通信方法，其特征在于，所述建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接，包括：通过预设的第一数据分发器建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接。
6.根据权利要求2所述的融合控制架构下的通信方法，其特征在于，所述建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接，包括：通过预设的第二数据分发器建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接。
7.根据权利要求2至6任一项所述的融合控制架构下的通信方法，其特征在于，还包括：将所述板卡的第三物理网口至第K物理网口均分配给所述根操作系统RootOS；其中，所述K为不小于3的正整数；
为每个虚拟机均配置第三虚拟网口至第K虚拟网口，且各个虚拟机中的第i虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第i虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第i虚拟网口之间的通信连接；其中，i为正整数且3≤i≤K；
建立所述根操作系统RootOS中的第i虚拟网口与第i物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第三物理网口至第K物理网口，并通过所述第三物理网口至第K物理网口中的任意一个物理网口与各个终端通信。
8.一种融合控制架构下的通信系统，其特征在于，包括：
虚拟机建立单元，用于在单块板卡上建立N个虚拟机；其中，N为不小于2的正整数，且任意一个虚拟机均作为列车控制系统中的一个子控制系统；
第一根操作系统分配单元，用于将所述板卡的第一物理网口分配给预设的根操作系统RootOS；
第一网段设置单元，用于为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接；
第一通信建立单元，用于建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第一物理网口并通过所述第一物理网口与各个终端通信。
9.根据权利要求8所述的融合控制架构下的通信系统，其特征在于，还包括：第二根操作系统分配单元，用于将所述板卡的第二物理网口分配给所述根操作系统RootOS；
第二网段设置单元，用于为每个虚拟机均配置第二虚拟网口，且各个虚拟机中的第二虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接；
第二通信建立单元，用于建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第二物理网口并通过所述第二物理网口与各个终端通信；
其中，所述第一物理网口与所述第二物理网口互为冗余。
10.根据权利要求8所述的融合控制架构下的通信系统，其特征在于，所述第一网段设置单元，具体用于：为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以基于共享内存的方式，建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接。
11.根据权利要求8所述的融合控制架构下的通信系统，其特征在于，所述第一通信建立单元，具体用于：通过预设的第一数据分发器建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第一物理网口并通过所述第一物理网口与各个终端通信。
12.根据权利要求9所述的融合控制架构下的通信系统，其特征在于，所述第二通信建立单元，具体用于：通过预设的第二数据分发器建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第二物理网口并通过所述第二物理网口与各个终端通信。
13.根据权利要求9至12任一项所述的融合控制架构下的通信系统，其特征在于，还包括：第K根操作系统分配单元，用于将所述板卡的第三物理网口至第K物理网口均分配给所述根操作系统RootOS；其中，所述K为不小于3的正整数；
第K网段设置单元，用于为每个虚拟机均配置第三虚拟网口至第K虚拟网口，且各个虚拟机中的第i虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第i虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第i虚拟网口之间的通信连接；其中，i为正整数且3≤i≤K；
第K通信建立单元，用于建立所述根操作系统RootOS中的第i虚拟网口与第i物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第三物理网口至第K物理网口，并通过所述第三物理网口至第K物理网口中的任意一个物理网口与各个终端通信。
14.一种融合控制架构下的通信设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的融合控制架构下的通信方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的融合控制架构下的通信方法的步骤。 说明书 : 融合控制架构下的通信方法、系统、设备及存储介质技术领域[0001] 本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种融合控制架构下的通信方法、系统、设备及存储介质。背景技术[0002] 在轨道交通中，列车的控制系统是一个安全性要求高，且构成复杂的分散式的控制系统，目前，每个子控制系统采用功能单一化的设计模式，使得列车的控制系统非常分散化。[0003] 可参阅图1，为传统的列车控制系统的网络部署结构示意图，不同的子控制系统运行在不同的单板上，通过外部的交换机组成一个庞大的列车控制系统的通信网络。[0004] 随着轨道交通无人化和智能化的发展，客观上要求列车内部各子系统之间，列车、线路、信号系统等不同系统之间的数据进行融合，并构建统一的具备高速处理能力的智能化大脑，以实现控制融合。由于列车控制系统由多个子控制系统构成，例如牵引子控制系统、网络子控制系统、信号子控制系统、制动子控制系统、车门子控制系统等，按照图1的网络部署结构，这些子控制系统之间的分隔容易引起一些信息孤岛问题。同时在控制上，不同系统形成不同的控制闭环，系统之间开环，不利于提高控制精度。如果利用虚拟化技术，在图1中的某个的单板上构建多个虚拟机，由于网口硬件资源的限制以及目前虚拟化技术还不够成熟，目前的方案中，即使在图1中的某个的单板上构建了多个虚拟机，一个网口资源仍然是只能被某一个虚拟机独占，该单板上的其他虚拟机不能直接访问该网口，依旧无法提高不同的子控制系统间，以及子控制系统与终端间的通信效率。此外，在图1中，不同的子控制系统之间需要通过交换机以及终端实现通信，通信的时延也较高。[0005] 综上所述，如何有效地降低列车控制系统的通信时延，提高通信效率，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。发明内容[0006] 本发明的目的是提供一种融合控制架构下的通信方法、系统、设备及存储介质，以有效地降低列车控制系统的通信时延，提高通信效率。[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：[0008] 一种融合控制架构下的通信方法，包括：[0009] 在单块板卡上建立N个虚拟机；其中，N为不小于2的正整数，且任意一个虚拟机均作为列车控制系统中的一个子控制系统；[0010] 将所述板卡的第一物理网口分配给预设的根操作系统RootOS；[0011] 为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接；[0012] 建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第一物理网口并通过所述第一物理网口与各个终端通信。[0013] 优选的，还包括：[0014] 将所述板卡的第二物理网口分配给所述根操作系统RootOS；[0015] 为每个虚拟机均配置第二虚拟网口，且各个虚拟机中的第二虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接；[0016] 建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第二物理网口并通过所述第二物理网口与各个终端通信；[0017] 其中，所述第一物理网口与所述第二物理网口互为冗余。[0018] 优选的，所述建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接，包括：[0019] 基于共享内存的方式，建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接。[0020] 优选的，所述建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接，包括：[0021] 基于共享内存的方式，建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接。[0022] 优选的，所述建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接，包括：[0023] 通过预设的第一数据分发器建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接。[0024] 优选的，所述建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接，包括：[0025] 通过预设的第二数据分发器建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接。[0026] 优选的，还包括：[0027] 将所述板卡的第三物理网口至第K物理网口均分配给所述根操作系统RootOS；其中，所述K为不小于3的正整数；[0028] 为每个虚拟机均配置第三虚拟网口至第K虚拟网口，且各个虚拟机中的第i虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第i虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第i二虚拟网口之间的通信连接；其中，i为正整数且3≤i≤K；[0029] 建立所述根操作系统RootOS中的第i虚拟网口与所述第i物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第三物理网口至第K物理网口，并通过所述第三物理网口至第K物理网口中的任意一个物理网口与各个终端通信。[0030] 一种融合控制架构下的通信系统，包括：[0031] 虚拟机建立单元，用于在单块板卡上建立N个虚拟机；其中，N为不小于2的正整数，且任意一个虚拟机均作为列车控制系统中的一个子控制系统；[0032] 第一根操作系统分配单元，用于将所述板卡的第一物理网口分配给预设的根操作系统RootOS；[0033] 第一网段设置单元，用于为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接；[0034] 第一通信建立单元，用于建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第一物理网口并通过所述第一物理网口与各个终端通信。[0035] 优选的，还包括：[0036] 第二根操作系统分配单元，用于将所述板卡的第二物理网口分配给所述根操作系统RootOS；[0037] 第二网段设置单元，用于为每个虚拟机均配置第二虚拟网口，且各个虚拟机中的第二虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接；[0038] 第二通信建立单元，用于建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第二物理网口并通过所述第二物理网口与各个终端通信；[0039] 其中，所述第一物理网口与所述第二物理网口互为冗余。[0040] 优选的，所述第一网段设置单元，具体用于：[0041] 为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以基于共享内存的方式，建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接。[0042] 优选的，所述第一通信建立单元，具体用于：[0043] 通过预设的第一数据分发器建立所述根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与所述第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第一物理网口并通过所述第一物理网口与各个终端通信。[0044] 优选的，所述第二通信建立单元，具体用于：[0045] 通过预设的第二数据分发器建立所述根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与所述第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第二物理网口并通过所述第二物理网口与各个终端通信。[0046] 优选的，还包括：[0047] 第K根操作系统分配单元，用于将所述板卡的第三物理网口至第K物理网口均分配给所述根操作系统RootOS；其中，所述K为不小于3的正整数；[0048] 第K网段设置单元，用于为每个虚拟机均配置第三虚拟网口至第K虚拟网口，且各个虚拟机中的第i虚拟网口以及所述根操作系统RootOS中的第i虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第i二虚拟网口之间的通信连接；其中，i为正整数且3≤i≤K；[0049] 第K通信建立单元，用于建立所述根操作系统RootOS中的第i虚拟网口与所述第i物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享所述第三物理网口至第K物理网口，并通过所述第三物理网口至第K物理网口中的任意一个物理网口与各个终端通信。[0050] 一种融合控制架构下的通信设备，包括：[0051] 存储器，用于存储计算机程序；[0052] 处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述任一项所述的融合控制架构下的通信方法的步骤。[0053] 一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的融合控制架构下的通信方法的步骤。[0054] 应用本发明实施例所提供的技术方案，N个虚拟机都建立在单块板卡上，并且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，使得在单块板卡就可以进行任意两个第一虚拟网口之间的通信连接，即该板卡上的任意两个子控制系统之间需要进行通信时，无需经由外部的终端设备实现通信，在该板卡内部即可实现通信，提高了不同的子控制系统之间的通信效率，降低了通信时延，使得不容易出现子控制系统之间的分隔导致的信息孤岛问题，在控制上，也有利于提高控制精度。并且，本申请建立了根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机可以共享第一物理网口并通过第一物理网口与各个终端通信，即第一物理网口并不会被某一个虚拟机独占，而是支持多个该板卡上的各个虚拟机同时使用第一物理网口，也就使得该板卡上的各个子控制系统与终端的通信效率得到了提高，降低了时延。综上所述，本申请的方案可以有效地降低列车控制系统的通信时延，提高通信效率。附图说明[0055] 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。[0056] 图1为传统的列车控制系统的网络部署结构示意图；[0057] 图2为本发明中一种融合控制架构下的通信方法的实施流程图；[0058] 图3为本发明一种具体实施方式中的列车控制系统的融合控制架构下的通信网络部署结构示意图；[0059] 图4为本发明中一种融合控制架构下的通信系统的结构示意图；[0060] 图5为本发明中一种融合控制架构下的通信设备的结构示意图。具体实施方式[0061] 本发明的核心是提供一种融合控制架构下的通信方法，可以有效地降低列车控制系统的通信时延，提高通信效率。[0062] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。[0063] 请参考图2，图2为本发明中一种融合控制架构下的通信方法的实施流程图，该融合控制架构下的通信方法可以包括以下步骤：[0064] 步骤S201：在单块板卡上建立N个虚拟机；其中，N为不小于2的正整数，且任意一个虚拟机均作为列车控制系统中的一个子控制系统。[0065] 具体的，本申请描述的板卡通常可以是基于嵌入式系统的板卡，采用高性能、低功耗、高度集成的嵌入式处理器。并且，考虑到本申请的方案需要在单块板卡上建立N个虚拟机，因此，通常需要采用高性能的多核处理器，来保障方案的成功实施。[0066] 本申请在单块板卡上建立了N个虚拟机，每个虚拟机便作为列车控制系统中的一个子控制系统，例如可以是牵引子控制系统、网络子控制系统、信号子控制系统、制动子控制系统、车门子控制系统等等。[0067] N为不小于2的正整数，具体取值可以根据实际需要进行设定和调整，通常取决于板卡的性能以及具体的列车控制系统的构成。[0068] 步骤S202：将板卡的第一物理网口分配给预设的根操作系统RootOS。[0069] 在图2的实施方式中，第一物理网口表示为ETH1，ETH也即以太网网网口，口。[0070] 根操作系统RootOS的作用是引导N个虚拟机的操作系统的启动，此外，根操作系统RootOS还可以对N个虚拟机的操作系统进行配置管理。[0071] 步骤S203：为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接。[0072] 在图3的实施方式中，各个虚拟机的第一虚拟网口均表示为VNIC1，根操作系统RootOS中的第一虚拟网口也表示为VNIC1，本申请需要将各个虚拟机中的第一虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均设置在同一网段，便可以建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接。也就是说，使得根操作系统RootOS与N个虚拟机中的任一一个虚拟机的操作系统之间可以进行通信，并且，N个虚拟机中的任意两个虚拟机的操作系统之间也可以进行通信。[0073] 建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接时，考虑到本申请是将N个虚拟机均设置在单个板卡中，因此，通常可以基于共享内存的方式进行通信。即在本发明的一种具体实施方式中，步骤S203中描述的建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接可以具体为：基于共享内存的方式，建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接。在图3的实施方式中，第一虚拟网络VNET1表示的就是基于共享内存的方式建立的任意两个第一虚拟网口之间的通信连接，即RootOS与OS之间，OS与OS之间通过第一虚拟网络VNET1实现通信连接，此处描述的OS表示的是N个虚拟机中的任意一个虚拟机的操作系统。[0074] 步骤S204：建立根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第一物理网口并通过第一物理网口与各个终端通信。[0075] 由于在步骤S203中建立了任意两个第一虚拟网口之间的通信连接，因此执行步骤S204，建立根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接，便可以使得N个虚拟机共享第一物理网口并通过第一物理网口与各个终端通信。[0076] 在实际应用中，通常可以采用数据分发器建立根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接。即在本发明的一种具体实施方式中，步骤S204中的建立根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接，可以具体为：通过预设的第一数据分发器建立根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接。[0077] 第一数据分发器具体的数据分发规则可以根据实际需要进行设定和调整，例如一种具体场景中，第一虚拟机和第二虚拟机均需要通过第一物理网口与外部的终端通信，第一虚拟机需要将数据A1，A2发送至终端，第二虚拟机需要将数据B1，B2，B3发送至终端，则第一数据分发器可以根据其设定的规则，例如按照队列顺序，先将B1，B2发送至终端，然后依次将A1，B3，A2发送至终端。[0078] 各个虚拟机通过第一物理网口与各个终端通信时，通常是通过交换机与各个终端通信，当然，其他具体场合中，可以根据实际需要进行直接通信，或者通过其他的器件实现通信，均不影响本发明的实施。[0079] 在本发明的一种具体实施方式中，还包括：[0080] 将板卡的第二物理网口分配给根操作系统RootOS；[0081] 为每个虚拟机均配置第二虚拟网口，且各个虚拟机中的第二虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第二虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接；[0082] 建立根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第二物理网口并通过第二物理网口与各个终端通信；[0083] 其中，第一物理网口与第二物理网口互为冗余。[0084] 与第一物理网口类似，将板卡的第二物理网口分配给根操作系统RootOS，并且将各个虚拟机中的第二虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第二虚拟网口均设置在同一网段之后，便可以建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接。[0085] 同样的，建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接，通常可以具体为：基于共享内存的方式，建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接。在图3中，RootOS与OS之间，以及OS与OS之间可以通过第二虚拟网络VNET2实现通信连接，此处描述的OS表示的是N个虚拟机中的任意一个虚拟机的操作系统。第二虚拟网络VNET2可以基于共享内存的方式实现。[0086] 之后，便可以建立根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第二物理网口并通过第二物理网口与各个终端通信。具体的，可以通过预设的第二数据分发器建立根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与第二物理网口之间的通信连接。第二数据分发器具体的数据分发规则也可以根据实际需要进行设定和调整。[0087] 该种实施方式中，考虑到列车控制系统对可靠性要求比较高，一旦故障，容易引起重大的损失以及：，因此，设置了冗余通信机制，即第一物理网口与第二物理网口互为冗余，使得N个子控制系统之间，各个子控制系统与终端之间，具有两个通信渠道。具体的冗余规则可以根据实际需要进行设定，例如第一物理网口为主网口，第二物理网口为备网口，在第一物理网口故障时，可以切换到第二物理网口，使通信迅速恢复，从而提高了列车控制系统的网络通信的可靠性。当然，也可以是始终同时启用这两个网口进行通信，使得二者中的任意一个故障时，通信并不会中断。[0088] 进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，考虑到部分板卡上的网口硬件资源不止2个，并且前述实施方式中可以通过两个网口实现通信，但还是会存在一定的安全隐患，例如两个网口同时故障。因此，在本发明的一种具体实施方式中。进一步地额外设置了K个通信渠道，从而进一步地提高了列车控制系统的网络通信的可靠性。[0089] 具体的，还可以包括：将板卡的第三物理网口至第K物理网口均分配给根操作系统RootOS；其中，K为不小于3的正整数；[0090] 为每个虚拟机均配置第三虚拟网口至第K虚拟网口，且各个虚拟机中的第i虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第i虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第i二虚拟网口之间的通信连接；其中，i为正整数且3≤i≤K；[0091] 建立根操作系统RootOS中的第i虚拟网口与第i物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第三物理网口至第K物理网口，并通过第三物理网口至第K物理网口中的任意一个物理网口与各个终端通信。[0092] 这K个通信渠道的构建，可以与上文相互对应参照，此处不重复说明。此外，K个通信渠道具体使用规则，也可以根据实际需要进行设定和调整。例如K为3时，即有3个物理网口可以使用，例如第一物理网口和第二物理网口均默认为被使用的状态，任意一个或者两个都故障时，可以启用第三物理网口。[0093] 应用本发明实施例所提供的技术方案，N个虚拟机都建立在单块板卡上，并且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，使得在单块板卡就可以进行任意两个第一虚拟网口之间的通信连接，即该板卡上的任意两个子控制系统之间需要进行通信时，无需经由外部的终端设备实现通信，在该板卡内部即可实现通信，提高了不同的子控制系统之间的通信效率，降低了通信时延，使得不容易出现子控制系统之间的分隔导致的信息孤岛问题，在控制上，也有利于提高控制精度。并且，本申请建立了根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机可以共享第一物理网口并通过第一物理网口与各个终端通信，即第一物理网口并不会被某一个虚拟机独占，而是支持多个该板卡上的各个虚拟机同时使用第一物理网口，也就使得该板卡上的各个子控制系统与终端的通信效率得到了提高，降低了时延。综上所述，本申请的方案可以有效地降低列车控制系统的通信时延，提高通信效率。[0094] 相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种融合控制架构下的通信系统，可与上文相互对应参照。[0095] 参见图4所示，为本发明中一种融合控制架构下的通信系统的结构示意图，包括：[0096] 虚拟机建立单元401，用于在单块板卡上建立N个虚拟机；其中，N为不小于2的正整数，且任意一个虚拟机均作为列车控制系统中的一个子控制系统；[0097] 第一根操作系统分配单元402，用于将板卡的第一物理网口分配给预设的根操作系统RootOS；[0098] 第一网段设置单元403，用于为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接；[0099] 第一通信建立单元404，用于建立根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第一物理网口并通过第一物理网口与各个终端通信。[0100] 在本发明的一种具体实施方式中，还包括：[0101] 第二根操作系统分配单元，用于将板卡的第二物理网口分配给根操作系统RootOS；[0102] 第二网段设置单元，用于为每个虚拟机均配置第二虚拟网口，且各个虚拟机中的第二虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第二虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接；[0103] 第二通信建立单元，用于建立根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第二物理网口并通过第二物理网口与各个终端通信；[0104] 其中，第一物理网口与第二物理网口互为冗余。[0105] 在本发明的一种具体实施方式中，第一网段设置单元403，具体用于：[0106] 为每个虚拟机均配置第一虚拟网口，且各个虚拟机中的第一虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第一虚拟网口均在同一网段，以基于共享内存的方式，建立任意两个第一虚拟网口之间的通信连接。[0107] 在本发明的一种具体实施方式中，第二网段设置单元，具体用于：[0108] 为每个虚拟机均配置第二虚拟网口，且各个虚拟机中的第二虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第二虚拟网口均在同一网段，以基于共享内存的方式，建立任意两个第二虚拟网口之间的通信连接。[0109] 在本发明的一种具体实施方式中，第一通信建立单元，具体用于：[0110] 通过预设的第一数据分发器建立根操作系统RootOS中的第一虚拟网口与第一物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第一物理网口并通过第一物理网口与各个终端通信。[0111] 在本发明的一种具体实施方式中，第二通信建立单元，具体用于：[0112] 通过预设的第二数据分发器建立根操作系统RootOS中的第二虚拟网口与第二物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第二物理网口并通过第二物理网口与各个终端通信。[0113] 在本发明的一种具体实施方式中，还包括：[0114] 第K根操作系统分配单元，用于将板卡的第三物理网口至第K物理网口均分配给根操作系统RootOS；其中，K为不小于3的正整数；[0115] 第K网段设置单元，用于为每个虚拟机均配置第三虚拟网口至第K虚拟网口，且各个虚拟机中的第i虚拟网口以及根操作系统RootOS中的第i虚拟网口均在同一网段，以建立任意两个第i二虚拟网口之间的通信连接；其中，i为正整数且3≤i≤K；[0116] 第K通信建立单元，用于建立根操作系统RootOS中的第i虚拟网口与第i物理网口之间的通信连接，以使各个虚拟机共享第三物理网口至第K物理网口，并通过第三物理网口至第K物理网口中的任意一个物理网口与各个终端通信。[0117] 相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种融合控制架构下的通信设备以及一种计算机可读存储介质，可与上文相互对应参照。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的融合控制架构下的通信方法的步骤。这里所说的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD?ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。[0118] 参见图5所示，为本发明中一种融合控制架构下的通信设备的结构示意图，包括：[0119] 存储器501，用于存储计算机程序；[0120] 处理器502，用于执行计算机程序以实现上述任一实施例中的融合控制架构下的通信方法的步骤。[0121] 还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0122] 专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。[0123] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

专利地区：湖南

专利申请日期：2020-08-25

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN114090277B