列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具體是涉及一種列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著諸如高鐵、地鐵、動車等軌道交通的不斷發(fā)展，在滿足列車運(yùn)行安全可靠的同時，為乘客提供多樣化的信息服務(wù)，已經(jīng)成為一種趨勢。
[0003]目前，絕大多數(shù)列車都采用基于列車通信網(wǎng)絡(luò)(Train Communicat1n Network,以下簡稱TCN)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。TCN是列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的國際標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將通信網(wǎng)絡(luò)分成用于連接各節(jié)可動態(tài)編組的車輛的列車級通信網(wǎng)絡(luò)——絞線式列車總線(TwistedTrain Bus,以下簡稱WTB)和用于連接車輛內(nèi)固定設(shè)備的車輛通信網(wǎng)絡(luò)——多功能車輛總線(Multifunct1nal Vehicle Bus,以下簡稱 MVB)。
[0004]但是，現(xiàn)有的TCN網(wǎng)絡(luò)在帶寬、傳輸速率等方面越來越不能滿足日益增長的列車通信需求，迫切需要一種新的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中TCN網(wǎng)絡(luò)存在的帶寬低、傳輸速率低的缺陷。
[0006]本發(fā)明提供了一種列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，包括:
[0007]設(shè)置于所述列車的一節(jié)車輛中的主控單元和與每節(jié)車輛對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)；
[0008]每個所述網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中包括以太網(wǎng)骨干網(wǎng)交換機(jī)ETBN和以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)，所述以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)通過第一以太網(wǎng)接口與所述ETBN連接，所述第一以太網(wǎng)接口配置為車輛級的以太網(wǎng)接口；
[0009]所述以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)通過設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口與車輛上的車載設(shè)備連接；
[0010]相鄰的所述網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)通過相鄰的ETBN連接，相鄰的ETBN間通過第二以太網(wǎng)接口連接，所述第二以太網(wǎng)接口配置為列車級的以太網(wǎng)接口 ；
[0011]所述主控單元通過第一以太網(wǎng)接口與所在網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中的ETBN連接，并通過每個所述網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中的ETBN獲得列車的運(yùn)行狀態(tài)信息，并根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送控制信號。
[0012]本發(fā)明提供的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，包括與每節(jié)車輛對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)，每個所述網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中包括以太網(wǎng)骨干網(wǎng)交換機(jī)ETBN和以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)，相鄰的所述網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)通過相鄰的ETBN連接，相鄰的ETBN間通過列車級的第二以太網(wǎng)接口連接，以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)通過車輛級的第一以太網(wǎng)接口與所述ETBN連接，從而，列車的主控單元通過相鄰ETBN的第二以太網(wǎng)接口間的以太網(wǎng)鏈路接收到列車的運(yùn)行狀態(tài)信息。通過將列車控制系統(tǒng)構(gòu)建成基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的傳輸速率和帶寬。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3 (a)和圖3 (b)為相鄰ETBN間鏈路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖4為ECN間環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1為本發(fā)明列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實(shí)施例中以由三組車輛組成的列車為例進(jìn)行說明，該系統(tǒng)包括:
[0018]設(shè)置于所述列車的第一節(jié)車輛中的主控單元11和與第一節(jié)車輛對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)1、與第一節(jié)車輛對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)2，以及與第一節(jié)車輛對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)3 ;
[0019]每個所述網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中包括以太網(wǎng)骨干網(wǎng)交換機(jī)(Ethernet Train BusNode,以下簡稱ETBN) 12和以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)13，所述以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)13通過第一以太網(wǎng)接口 14與所述ETBN12連接，所述第一以太網(wǎng)接口 14配置為車輛級的以太網(wǎng)接口 ；
[0020]所述以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)13通過設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口 15與車輛上的車載設(shè)備連接；
[0021]相鄰的所述網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)通過相鄰的ETBN12連接，相鄰的ETBN12間通過第二以太網(wǎng)接口 16連接，所述第二以太網(wǎng)接口 16配置為列車級的以太網(wǎng)接口 ；
[0022]所述主控單元11通過第一以太網(wǎng)接口 14與所在網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)1中的ETBN12連接，并通過每個所述網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中的ETBN12獲得列車的運(yùn)行狀態(tài)信息，并根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送控制信號。
[0023]本實(shí)施例中，列車假設(shè)由三節(jié)車輛級聯(lián)而成，每節(jié)車輛對應(yīng)一個網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)，每個網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)相當(dāng)于一個局域網(wǎng)，整個列車的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)由各網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)級聯(lián)而成，具體來說，是通過每個網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中的ETBN級聯(lián)各網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)而成，其中，所述ETBN為以太網(wǎng)三層網(wǎng)管型交換機(jī)，主要用于實(shí)現(xiàn)待傳輸?shù)牧熊囘\(yùn)行數(shù)據(jù)在不同網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)間進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
[0024]本實(shí)施例中，列車的主控單元11位于第一節(jié)車輛上，并與該節(jié)車輛對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)1中的ETBN12通過車輛級的第一以太網(wǎng)接口 14連接，即該ETBN12上設(shè)置有第一以太網(wǎng)接口 14，而且，該主控單元11中也設(shè)置有第一以太網(wǎng)接口 14，兩者對應(yīng)連接。值得說明的是，一般在實(shí)際應(yīng)用中，為了保證列車運(yùn)行更為安全可靠，會在列車上設(shè)置至少一個主控單元11，一般設(shè)置兩個主控單元11，當(dāng)一個主控單元出現(xiàn)故障時，由另一個控制整個列車的運(yùn)行。
[0025]本實(shí)施例中，相鄰的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)之間通過相鄰的ETBN12連接，相鄰的ETBN12間通過列車級的第二以太網(wǎng)接口 16連接。其中，所謂列車級的以太網(wǎng)接口和車輛級的以太網(wǎng)接口，一方面意味著相鄰ETBN間的數(shù)據(jù)傳輸是跨網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)即局域網(wǎng)的，同一網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸是局域網(wǎng)內(nèi)的，另一方面意味著列車級以太網(wǎng)接口具有比車輛級以太網(wǎng)接口更大的數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬。另外，本實(shí)施例中，由于相鄰網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)的ETBN12間通過列車級的第二以太網(wǎng)接口 16進(jìn)行連接，使得從橫向看，各網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)的ETBN12間構(gòu)成了總線型的連接關(guān)系。
[0026]本實(shí)施例中，每個網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中的ETBN12通過車輛級的第一以太網(wǎng)接口 14與對應(yīng)的以太網(wǎng)接口 13網(wǎng)關(guān)相連，而且，以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)13通過設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口 15與車輛上的車載設(shè)備連接，其中，該設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接口 15包括以下類型接口中的任一種:RS485、多功能車輛總線MVB、控制器局域網(wǎng)(Controller Area Network,以下簡稱CAN)。以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)13用于將車輛上的各車載設(shè)備連入基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)中。
[0027]下面以一種實(shí)際應(yīng)用場景為例，對該列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的使用進(jìn)行說明。在列車初始運(yùn)行時，主控單元11初始啟動向其所在網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)1中的ETBN12發(fā)送一個觸發(fā)信號，告之其列車運(yùn)行方向，以使得該ETBN12根據(jù)該觸發(fā)信號為其所在的車輛編碼，并將該運(yùn)行方向和車輛編碼信息發(fā)送給相鄰的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)2中的ETBN12，以此類推，可以通過各ETBN12實(shí)現(xiàn)對各車輛的編碼。另一方面，各ETBN12通過實(shí)時或周期向相鄰ETBN12發(fā)送拓?fù)洳樵兿@得相鄰網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和車載設(shè)備的狀態(tài)信息，并且，也可以實(shí)時或周期獲取本節(jié)車輛的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和車載設(shè)備的狀態(tài)信息，然后通過相鄰ETBN12逐跳的發(fā)送給主控單元11，從而主控單元11可以獲得這列車的運(yùn)行狀態(tài)信息，即該列車的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和車載設(shè)備的狀態(tài)信息，以根據(jù)該運(yùn)行狀態(tài)信息向相應(yīng)的車載設(shè)備發(fā)送控制信號。比如，主控單元11根據(jù)獲得的列車運(yùn)行狀態(tài)信息確定需要開啟第二節(jié)車輛的車門，則該主控單元11發(fā)送的控制信號中攜帶的關(guān)鍵信息包括:網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)2中的ETBN12標(biāo)識、控制車門的車載設(shè)備標(biāo)識，以及對車門的操作信息等。從而，該控制信號通過網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)1中的ETBN12轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)2中的ETBN12，進(jìn)而通過網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)2中的以太網(wǎng)接口網(wǎng)關(guān)13發(fā)送給控制車門的車載設(shè)備4，車載設(shè)備4根據(jù)該控制信號開啟車門。
[0028]另外，值得說明的是，當(dāng)該列車出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更改的時候，比如車輛3從該列車中解掛，即車輛3脫離該列車，那么該車輛3對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)3中的ETBN12將實(shí)時把該解掛信息發(fā)送給相鄰網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)2中的ETBN12，即將網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)3的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息清