一種軌道車輛網絡系統(tǒng)的通信方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種軌道車輛網絡領域，特別地涉及一種軌道車輛網絡系統(tǒng)的通信方 法。
【背景技術】
[0002] 網絡系統(tǒng)是軌道車輛的神經系統(tǒng)。通過軌道車輛的網絡控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)軌道車 輛各個子系統(tǒng)之間信息傳輸共享，匯總各個子系統(tǒng)工作狀態(tài)和故障診斷信息，以及將中央 控制系統(tǒng)的工作指令傳輸到各個子系統(tǒng)而實現(xiàn)遠程控制。因此，網絡系統(tǒng)是軌道車輛運行 的重要系統(tǒng)，而如何實現(xiàn)軌道車輛的網絡系統(tǒng)的高效和穩(wěn)定的通信也是同樣重要的問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 針對以上技術問題，本申請?zhí)岢隽艘环N通信方法，包括：執(zhí)行TCN初運行；將WTB節(jié)點地址映射為節(jié)點索引，其中所述節(jié)點索引序列可以描述各WTB節(jié)點的相對位置；將WTB 節(jié)點位置映射到車輛實際位置；以及利用WTB節(jié)點索引完成WTB節(jié)點之間的通信。
[0004] 如上所述的方法，進一步包括：執(zhí)行TCN初運行。
[0005] 如上所述的方法，其中執(zhí)行TCN初運行包括：將所有所述WTB節(jié)點均設置為弱節(jié) 點；確定1個弱節(jié)點成為弱主設備，其他所述WTB節(jié)點成為從設備；確定所有WTB節(jié)點的地 址、位置、取向以及特征周期。
[0006] 如上所述的方法，其中將WTB節(jié)點地址映射為節(jié)點索引包括：確定底節(jié)點的節(jié)點 索引為1 ;以及從底節(jié)點到頂節(jié)點，節(jié)點索引依次加1。
[0007] 如上所述的方法，其中將WTB節(jié)點位置映射到車輛實際位置包括在過程數據中加 入位置信息，以確定WTB節(jié)點發(fā)出的過程數據與車輛的實際位置的對應關系。
[0008] 如上所述的方法，其中所述位置信息包括：編組編號、本單元列車位置和重聯(lián)信 號。
[0009] 如上所述的方法，進一步包括：識別主控車；以及根據主控車的司控器發(fā)出方向 指令后，確定從控車的電機的轉向。
[0010] 如上所述的方法，其中識別主控車包括：當列車中有且僅有一個車輛占用，占用的 所述車輛成為主控車。
[0011] 如上所述的方法，進一步包括：所述主控車確定后，所有從控車識別出與所述主控 車的取向是否一致，以確定從控車的方向。
[0012] 如上所述的方法，其中所有從控車識別出與所述主控車的取向是否一致，以確定 從控車的方向包括：以主控車相對WTB主設備的取向為列車參考方向，通過WTB過程數據 通知所有從控車；從控車相對WTB主設備的方向，與列車參考方向進行對比；如果從控車比 對結果為同向，則主控車發(fā)出向前指令時，給列車控制單元TCU發(fā)向前指令；主控車發(fā)出向 后指令時，給TCU發(fā)向后指令；以及如果從控車比對結果為反向，則主控車元發(fā)出向前指令 時，給TCU發(fā)向后指令；主控車發(fā)出向后指令時，給TCU發(fā)向前指令。
[0013] 如上所述的方法，進一步包括：從主設備的主控單元向其他從控制單元發(fā)送控制 命令報文。
[0014] 如上所述的方法，進一步包括：從其他從控制單元反饋設備工作狀態(tài)和故障信息 報文。
[0015] 如上所述的方法，進一步包括：所有WTB節(jié)點的過程數據在一個傳輸周期內至少 發(fā)送一次。
[0016] 如上所述的方法，進一步包括:WTB過程數據劃分為P1、P2、P3、P4端口，其中P1端 口數據為不分時控制信息，P2端口數據為不分時關鍵狀態(tài)信息，P3端口數據為分時設備狀 態(tài)信息，而P4端口數據為分時故障信息。
【附圖說明】
[0017] 下面，將結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行進一步詳細的說明，其中：
[0018] 圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的通信方法的流程圖。
[0019] 圖2是根據本發(fā)明的一個實施例的TCN初運行節(jié)點地址分配示意圖。
[0020] 圖3是根據本發(fā)明的一個實施例的TCN初運行后重聯(lián)示意圖。
[0021] 圖4是根據本發(fā)明的一個實例在重聯(lián)時TCN初運行結束后WTB節(jié)點地址序列示意 圖。
[0022] 圖5所示是根據本發(fā)明的實例的兩種節(jié)點序列的映射關系。
[0023] 圖6是根據本發(fā)明的一個實施例的節(jié)點位置映射示意圖。
[0024] 圖7是根據本發(fā)明的一個實施例的方向識別示意圖。
[0025] 圖8是WTB過程數據通信時序示意圖。
[0026] 圖9是根據本發(fā)明的一個實施例的WTB過程數據架構示意圖。
【具體實施方式】
[0027] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員 在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0028] 本發(fā)明涉及例如高速動車組的軌道車輛的用于實現(xiàn)網絡系統(tǒng)通信的通信協(xié)議。根 據本發(fā)明的一個實施例，軌道車輛網絡系統(tǒng)的通信協(xié)議包含初運行配置通信協(xié)議、正常運 行列車級通信協(xié)議、車輛級通信協(xié)議三個部分。
[0029] 列車通信網絡（TrainCommunicationNetwork，TCN)的初運行是指當列車組成改 變時，特別是每次車輛連掛或摘掛時，TCN的主設備要重新組態(tài)總線，這個進程稱為初運行。 TCN初運行完成WTB總線組態(tài)，給每個WTB節(jié)點分配節(jié)點地址，建立WTB過程數據通信。在 初運行階段的通信協(xié)議即為初運行配置通信協(xié)議。正常運行列車級通信協(xié)議用來定義初運 行后WTB網絡單元間（包括重聯(lián)列車）傳輸的信號。車輛級通信協(xié)議指車輛級網絡單元內 部傳輸的協(xié)議。這三部分通信協(xié)議構成了列車網絡控制系統(tǒng)通信協(xié)議的核心部分。
[0030] 根據本發(fā)明的一個實施例，本發(fā)明的通信協(xié)議符合IEC61375和nC556標準。
[0031] 根據本發(fā)明的一個實施例，從硬件的角度看，TCMS(traincontrolandmonitor system)車輛控制和監(jiān)視系統(tǒng)采用列車級、車輛級兩級總線式拓撲結構，其中列車級總線采 用WTB總線；而車輛級總線采用MVB總線。二者均可以為兩路冗余。
[0032] WTB為絞線式列車總線。根據本發(fā)明的一個實施例，WTB是由網關控制的連接在 MVB單元之間的雙絞屏蔽線線路。WTB通過自動車鉤覆蓋整車，允許重聯(lián)操作。WTB處理MVB 單元之間的數據通信。根據本發(fā)明的一個實例，WTB可動態(tài)配置。也就是說，掛接在總線上 的單元數是可變。根據本發(fā)明的一個實例，WTB總線通信速率為1.OMbit/s。
[0033] MVB屬于列車基本單元內部數據總線。MVB只能靜態(tài)配置。根據本發(fā)明的一個實 施例，網絡控制上每4輛車為一個MVB單元。每個MVB單元采用了主鏈-分支結構，每輛車 都設有中繼器，將一個MVB單元分成多個分支。這樣，即使出現(xiàn)了某個子系統(tǒng)設備網絡通訊 故障，也只能影響網絡與本輛車中子系統(tǒng)的通訊，不會影響整個網絡單元的網絡通訊。兩個 MVB單元之間通過各自網關再經過WTB總線連接，實現(xiàn)信息的傳遞。根據本發(fā)明的一個實 例，MVB總線介質為雙絞屏蔽線纜，通信速率為1. 5Mbit/s。
[0034] 如上所介紹的，初運行配置通信協(xié)議用于實現(xiàn)編組車輛在動態(tài)配置過程中所需傳 輸的數據和數據流；而正常運行列車級通信協(xié)議用于實現(xiàn)編組車輛在正常運行過程中需要 傳輸的數據和數據流。列車初運行配置通信協(xié)議和正常運行列車級通信協(xié)議兩部分稱為列 車級網絡通信協(xié)議。本發(fā)明的實例中不涉及車輛級通信協(xié)議。
[0035] 1.列車初運行配置通信協(xié)議
[0036] 列車初運行為單列或重聯(lián)中的車輛節(jié)點分配拓撲地址，確定中的車輛總數和每個 車輛的屬性，為后續(xù)正常運行中的過程數據和消息數據的傳輸建立地址，為實現(xiàn)的列車級 和單元級控制與診斷建立通信和控制基礎。
[0037] 圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的通信方法的流程圖。如圖1所示，為了實現(xiàn) 列車網絡系統(tǒng)的互聯(lián)互通，列車初運行包括TCN初運行（步驟110)和操作初運行（步驟 120-150)兩部分；其中，在步驟110，TCN初運行完成WTB總線組態(tài)，給每個WTB節(jié)點分配節(jié) 點地址，建立WTB過程數據通信；而在步驟120-140的操作初運行包括以下四個步驟：節(jié)點 索引、節(jié)點識別、主控車識別和方向識別。
[0038] 操作初運行各個說明如下：
[0039] 在步驟120,節(jié)點索引：按照一定規(guī)則將WTB節(jié)點地址映射為便于應用訪問的節(jié)點 索引，并用節(jié)點索引序列來描述各WTB節(jié)點的相對位置；
[0040] 在步驟130,節(jié)點識別：在TCN初運行后，節(jié)點數量正?；虍惓r，將WTB節(jié)點位置 映射到車輛實際位置；
[0041] 在步驟140,主控車識別：識別出列車占用的車輛；以及
[0042] 在步驟150,方向識別：所有從控車識別出與主控車的取向是同向還是反向，以確 定主控車的司控器發(fā)出方向指令后，從控車的電機的轉向。其中，電機的旋轉方向由TCU根 據列車方向和電機的實際安裝及接線方式確定。
[0043] 根據本發(fā)明的一個實施例，所述通信方法100可以實現(xiàn)WTB節(jié)點數量、WTB節(jié)點方 向、列車方向的配置；其中，
[0044] 1.WTB節(jié)點數量：一個編組內節(jié)點激活的數量；
[0045] 2.WTB節(jié)點方向：辨識兩個方向：指向列車車端⑴或者是向列車內部（2)。
[0046] 3?列車方向：
[0047] (a)當列車為單編組時，應規(guī)定占用司機室單元的列車向前方向是該單元的WTB 的方向1，占用司機室的列車向后方向是該單元的WTB的方向2 ;非占用司機室的列車向前 方向是該單元的WTB的方向2,非占用司機室的列車向后方向是該單元的WTB的方向1 ;
[0048] (b)當列車重聯(lián)時，應規(guī)定占用司機室的列車向前方向是該單元的WTB的方向1， 占用司機室列車向后方向是該單元的WTB的方向2 ;占用司機室所在編組的非占用司機室 單元的列車向前方向是該單元的WTB的方向2,占用司機室所在編組的非占用司機室單元 的列車向后方向是該單元的WTB的方向1 ;非占用司機室所在編組的聯(lián)掛單元的列車向前 方向是該單元的WTB的方向1，非占用司機室所在編組的聯(lián)掛單元的列車向后方向是該單 元的WTB的方向2 ;非占用司機室所在編組的非聯(lián)掛單元的列車向前方向是該單元的WTB 的方向2,非占用司機室所在編組的非聯(lián)掛單元的列車向后方向是該單元的WTB的方向