列車網絡控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于列車網絡技術，具體是涉及一種列車網絡控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著諸如高鐵、地鐵、動車等軌道交通的不斷發(fā)展，在滿足列車運行安全可靠的同時，為乘客提供多樣化的信息服務，已經成為一種趨勢。
[0003]目前，絕大多數(shù)列車都采用基于列車通信網絡(Train Communicat1n Network,以下簡稱TCN)的網絡控制系統(tǒng)。TCN是列車網絡控制系統(tǒng)的國際標準，該標準將通信網絡分成用于連接各節(jié)可動態(tài)編組的車輛的列車級通信網絡——絞線式列車總線(TwistedTrain Bus,以下簡稱WTB)和用于連接車輛內固定設備的車輛通信網絡——多功能車輛總線(Multifunct1nal Vehicle Bus,以下簡稱 MVB)。
[0004]但是，現(xiàn)有的TCN網絡在帶寬、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絡控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明提供一種列車網絡控制系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術中TCN網絡存在的帶寬低、傳輸速率低的缺陷。
[0006]本發(fā)明提供了一種列車網絡控制系統(tǒng)，包括:
[0007]設置于所述列車的一節(jié)車輛中的主控單元和與每節(jié)車輛對應的網絡控制子系統(tǒng)；
[0008]每個所述網絡控制子系統(tǒng)中包括以太網骨干網交換機ETBN和以太網接口網關，所述以太網接口網關通過第一以太網接口與所述ETBN連接，所述第一以太網接口配置為車輛級的以太網接口；
[0009]所述以太網接口網關通過設備網絡接口與車輛上的車載設備連接；
[0010]相鄰的所述網絡控制子系統(tǒng)通過相鄰的ETBN連接，相鄰的ETBN間通過第二以太網接口連接，所述第二以太網接口配置為列車級的以太網接口 ；
[0011]所述主控單元通過第一以太網接口與所在網絡控制子系統(tǒng)中的ETBN連接，并通過每個所述網絡控制子系統(tǒng)中的ETBN獲得列車的運行狀態(tài)信息，并根據(jù)所述運行狀態(tài)信息發(fā)送控制信號。
[0012]本發(fā)明提供的列車網絡控制系統(tǒng)，包括與每節(jié)車輛對應的網絡控制子系統(tǒng)，每個所述網絡控制子系統(tǒng)中包括以太網骨干網交換機ETBN和以太網接口網關，相鄰的所述網絡控制子系統(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接口連接，以太網接口網關通過車輛級的第一以太網接口與所述ETBN連接，從而，列車的主控單元通過相鄰ETBN的第二以太網接口間的以太網鏈路接收到列車的運行狀態(tài)信息。通過將列車控制系統(tǒng)構建成基于以太網的網絡架構，提高了網絡控制系統(tǒng)的傳輸速率和帶寬。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明列車網絡控制系統(tǒng)實施例一的結構示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明列車網絡控制系統(tǒng)實施例二的結構示意圖；
[0015]圖3 (a)和圖3 (b)為相鄰ETBN間鏈路結構示意圖；
[0016]圖4為ECN間環(huán)形網絡結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]圖1為本發(fā)明列車網絡控制系統(tǒng)實施例一的結構示意圖，如圖1所示，本實施例中以由三組車輛組成的列車為例進行說明，該系統(tǒng)包括:
[0018]設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)車輛對應的網絡控制子系統(tǒng)1、與第一節(jié)車輛對應的網絡控制子系統(tǒng)2，以及與第一節(jié)車輛對應的網絡控制子系統(tǒng)3 ;
[0019]每個所述網絡控制子系統(tǒng)中包括以太網骨干網交換機(Ethernet Train BusNode,以下簡稱ETBN) 12和以太網接口網關13，所述以太網接口網關13通過第一以太網接口 14與所述ETBN12連接，所述第一以太網接口 14配置為車輛級的以太網接口 ；
[0020]所述以太網接口網關13通過設備網絡接口 15與車輛上的車載設備連接；
[0021]相鄰的所述網絡控制子系統(tǒng)通過相鄰的ETBN12連接，相鄰的ETBN12間通過第二以太網接口 16連接，所述第二以太網接口 16配置為列車級的以太網接口 ；
[0022]所述主控單元11通過第一以太網接口 14與所在網絡控制子系統(tǒng)1中的ETBN12連接，并通過每個所述網絡控制子系統(tǒng)中的ETBN12獲得列車的運行狀態(tài)信息，并根據(jù)所述運行狀態(tài)信息發(fā)送控制信號。
[0023]本實施例中，列車假設由三節(jié)車輛級聯(lián)而成，每節(jié)車輛對應一個網絡控制子系統(tǒng)，每個網絡控制子系統(tǒng)相當于一個局域網，整個列車的網絡控制系統(tǒng)由各網絡控制子系統(tǒng)級聯(lián)而成，具體來說，是通過每個網絡子系統(tǒng)中的ETBN級聯(lián)各網絡控制子系統(tǒng)而成，其中，所述ETBN為以太網三層網管型交換機，主要用于實現(xiàn)待傳輸?shù)牧熊囘\行數(shù)據(jù)在不同網絡控制子系統(tǒng)間進行轉發(fā)。
[0024]本實施例中，列車的主控單元11位于第一節(jié)車輛上，并與該節(jié)車輛對應的網絡控制子系統(tǒng)1中的ETBN12通過車輛級的第一以太網接口 14連接，即該ETBN12上設置有第一以太網接口 14，而且，該主控單元11中也設置有第一以太網接口 14，兩者對應連接。值得說明的是，一般在實際應用中，為了保證列車運行更為安全可靠，會在列車上設置至少一個主控單元11，一般設置兩個主控單元11，當一個主控單元出現(xiàn)故障時，由另一個控制整個列車的運行。
[0025]本實施例中，相鄰的網絡控制子系統(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接口 16連接。其中，所謂列車級的以太網接口和車輛級的以太網接口，一方面意味著相鄰ETBN間的數(shù)據(jù)傳輸是跨網絡控制子系統(tǒng)即局域網的，同一網絡控制子系統(tǒng)內的數(shù)據(jù)傳輸是局域網內的，另一方面意味著列車級以太網接口具有比車輛級以太網接口更大的數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬。另外，本實施例中，由于相鄰網絡控制子系統(tǒng)的ETBN12間通過列車級的第二以太網接口 16進行連接，使得從橫向看，各網絡控制子系統(tǒng)的ETBN12間構成了總線型的連接關系。
[0026]本實施例中，每個網絡控制子系統(tǒng)中的ETBN12通過車輛級的第一以太網接口 14與對應的以太網接口 13網關相連，而且，以太網接口網關13通過設備網絡接口 15與車輛上的車載設備連接，其中，該設備網絡接口 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(Controller Area Network,以下簡稱CAN)。以太網接口網關13用于將車輛上的各車載設備連入基于以太網的網絡控制子系統(tǒng)中。
[0027]下面以一種實際應用場景為例，對該列車網絡控制系統(tǒng)的使用進行說明。在列車初始運行時，主控單元11初始啟動向其所在網絡控制子系統(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，并將該運行方向和車輛編碼信息發(fā)送給相鄰的網絡控制子系統(tǒng)2中的ETBN12，以此類推，可以通過各ETBN12實現(xiàn)對各車輛的編碼。另一方面，各ETBN12通過實時或周期向相鄰ETBN12發(fā)送拓撲查詢消息獲得相鄰網絡控制子系統(tǒng)的網絡拓撲結構和車載設備的狀態(tài)信息，并且，也可以實時或周期獲取本節(jié)車輛的網絡拓撲結構和車載設備的狀態(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行狀態(tài)信息，即該列車的網絡拓撲結構和車載設備的狀態(tài)信息，以根據(jù)該運行狀態(tài)信息向相應的車載設備發(fā)送控制信號。比如，主控單元11根據(jù)獲得的列車運行狀態(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鍵信息包括:網絡控制子系統(tǒng)2中的ETBN12標識、控制車門的車載設備標識，以及對車門的操作信息等。從而，該控制信號通過網絡控制子系統(tǒng)1中的ETBN12轉發(fā)給網絡控制子系統(tǒng)2中的ETBN12，進而通過網絡控制子系統(tǒng)2中的以太網接口網關13發(fā)送給控制車門的車載設備4，車載設備4根據(jù)該控制信號開啟車門。
[0028]另外，值得說明的是，當該列車出現(xiàn)網絡拓撲結構更改的時候，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對應的網絡控制子系統(tǒng)3中的ETBN12將實時把該解掛信息發(fā)送給相鄰網絡控制子系統(tǒng)2中的ETBN12，即將網絡控制子系統(tǒng)3的網絡拓撲結構信息清