CN101330421A - 铁道车辆用传输系统 - Google Patents

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Abstract

具备：传输器，具有多个传输端口，并且根据规定的指示，将从任一个端口接收到的数据发送给需要的传输端口；以及连接传输器之间的传输线路；通过网络进行铁道车辆内的数据交换的二重化铁道车辆用传输系统中，具有设置在同一车辆内的1系统传输器(1)及2系统传输器(1′)、以及由支线传输线路(4)、(4′)连接设置于车辆的各种机器(5)的传输切换器(2)，传输切换器对于从来自机器的接收数据，将其发送给1系统传输器及2系统传输器，而对于来自1系统传输器及2系统传输器的接收数据，根据接收数据的目的地地址或发送源地址，仅采用传输切换器判断为优先系统的数据并向机器发送。

Description

铁道车辆用传输系统
发明领域
本发明涉及一种铁道车辆用传输系统，特别涉及使用网络的铁道车辆用传输系统。
背景技术
在使用作为通用网络的代表的以IEEE802.3标准规范的以太网(XEROX公司注册商标)构成铁道车辆用网络的情况下，该网络为一列总线(single-layer bus)状的网络结构。另一方面，在铁道车辆中，从人员的输送这一观点出发更需要保证安全性，所以需要冗长度，因此需要使用了2组一列总线状的网络的二重网络。因此，在现有的铁道车辆用传输系统及与其连接的机器中，通过RS(Recommended Standard)-485的多点连接，连接两路传输系统和机器。
但是，以以太网为首的网络的主流基本为一对一连接(点对点连接)。如果将其应用于二重铁道车辆用网络，则各机器上就会需要2个网络接口(I/F)。另外，由于各网络独立工作、并且数据从两个网络流向机器，所以有作为机器无法判断应该选择哪一方的数据作为有效值(Valid)、或该判断变得非常困难的问题。另外，现在通过中继(relay)切换传输装置与机器间的信号等，在该情况下需要切换全部车辆的传输装置的输出，但也有在网络中存在异常的情况下只切换其中一部份的问题。
例如，有日本公开专利公报、特开2001-286001号公报(以下，称为专利文献1)，或特开2006-117024号公报(以下，称为专利文献2)。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其目的为提供一种能够构筑冗长度高、维护性良好的网络的铁道车辆用传输系统。
为了达到上述目的，本发明包括以下的结构。即，一种铁道车辆用传输系统，其特征为，具备：
分别设置于多个车辆的1系统传输器及2系统传输器，具有多个传输端口，根据规定的指示将从任一个端口接收到的数据发送给需要的传输端口；
连接上述多个车辆的1系统传输器间的1系统传输线路以及连接2系统传输器间的2系统传输线路；以及
传输切换器，由支线传输线路连接设置于同一车辆内的上述1系统传输器及2系统传输器与设置于该车辆的多个机器之间，
上述传输切换器具有如下控制功能：将从上述多个机器中的任一个发送来的数据，发送给上述1系统传输器及2系统传输器，而对于从上述1系统传输器和2系统传输器的一方或双方发送来的数据，根据预先设定的选择基准，仅采用一方的数据并发送给其目的地机器。
根据本发明的铁道车辆用传输系统，能够构筑冗长度高、维护性良好的铁道车辆用网络。
附图说明
通过引用以下具体描述并参照有关附图，可以对本发明做出更完整的评价，并更好地理解很多相应的优点。
图1是本发明的一个实施例的铁道车辆用传输系统的框图。
图2是上述实施例的铁道车辆用传输系统中的传输切换器的框图。
图3是上述实施例的铁道车辆用传输系统中的传输数据的结构图。
图4是表示在上述实施例的铁道车辆用传输系统中1号车的传输切换器的动作的框图。
图5是表示在上述实施例的铁道车辆用传输系统中对来自1号车的机器(3)的数据发送的数据传输动作的框图。
图6是表示上述实施例的铁道车辆用传输系统中的4号车的传输切换器的动作的框图。
图7是表示在上述实施例的铁道车辆用传输系统中，在3号车的1系统传输器发生了故障的状态下从1号车的机器(3)进行数据发送时的数据传输动作的框图。
图8是表示在上述实施例的铁道车辆用传输系统中，在3号车的1系统传输器发生了故障的状态下从1号车的机器(3)进行数据发送时的2号车的传输切换器的数据传输动作的框图。
图9是表示在上述实施例的铁道车辆用传输系统中，在3号车的1系统传输器发生了故障的状态下从1号车的机器(3)进行数据发送时的3号车的传输切换器的数据传输动作的框图。
图10是表示在上述实施例的铁道车辆用传输系统中，在3号车的1系统传输器发生了故障的状态下从1号车的机器(3)进行数据发送时的4号车的传输切换器的数据传输动作的框图。
具体实施方式
现在根据附图，特别是其中的图2，对本发明的一个实施例进行说明。其中涉及的相同的数字表示了多个情况下的相同或相应的部分。
以下，基于附图对本发明的实施例进行详细说明。
图1表示本发明的1个实施例的铁道车辆用传输系统的结构，图2表示该铁道车辆用传输系统中的传输切换器的结构。1系统的传输器1a～1e、2系统的传输器1a′～1e′分别搭载于各车辆。1系统的传输器1a～1e在1系统的中继线传输线路3a～3d上点对点连接并进行数据的收发。2系统的传输器1a′～1e′各自在2系统的中继线传输线路3a′～3d′上点对点连接并同样进行数据的收发。另外，在各车辆搭载有机器(1)5a～5e、机器(2)5a′～5e′、机器(3)5a″～5e″和传输切换器2a～2e，由支线传输线路4a～4e分别与1系统的传输器1a～1e连接，同时由支线传输线路4a′～4e′分别与2系统的传输器1a′～1e′连接。还有，在以下的说明中，在需要区别各个构成要素时使用符号1a～1e、1a′～1e′、2a～2e、2a′～2e′等，在不需要区别各个要素时以符号1、1′、2、2′等代表。
如图2所示，各传输切换器2具备与1系统传输器1进行传输的1系统收发器7、与2系统传输器1′进行传输的2系统收发器7′、与机器(1)5进行传输的机器(1)用收发器8、与机器(2)5′进行传输的机器(2)用收发器8′、与机器(3)用收发器5″进行传输的机器(3)用收发器8″、以及控制各收发器7、7′、8、8′、8″的传输切换器控制装置6。还有，关于机器用收发器8、8′、8″，在此对分别具备3个的情况进行了说明，但也可以是共用的一个或多个。
如图3所记载的，通过1系统传输器1或2系统传输器1′所收发的数据由以太网(ethernet)帧头(目的地MAC地址(Media Access Controladdess)+发送源地址+类型)、IP(Internet Protocol)头(包含发送源IP地址/目的地IP地址)、TCP(Transmission Control Protocol)头或UDP(User Datagram Protocol)头、数据信息、CRC校验数据(FCS)构成。这些是一般被称为“以太网帧”的数据。
下面，用图4～图10对本实施例的铁道车辆用传输系统的动作进行说明。图4表示数据从搭载于1号车的机器(3)5a″被发送的情况。该情况下，来自机器(3)5a″的接收数据(多点传送数据)9经由机器(3)用收发器8a″输入到传输切换器控制装置6a。传输切换器控制装置6a若判断为目的地MAC地址是多点传送地址，则生成作为接收数据9的复制的1系统数据10和2系统数据10′。
传输切换器控制装置6a经由1系统收发器7a将1系统数据10发送给1系统传输器1a，并且经由2系统收发器7a′将2系统数据10′发送给2系统传输器1a′。另外，传输切换器控制装置6a由于其接收数据是多点传送的，所以对机器(1)5a、机器(2)5a′也发送1系统数据10。另外，接收数据是单点传送数据时，在目的地MAC地址与机器(1)5a、机器(2)5a′不一致的情况下，仅对1系统传输器1a和2系统传输器1a′发送数据。
下面，利用图5说明在1系统优先模式下1号车的机器(3)5a″发送了数据时的向各车辆的数据流向。从1号车的机器(3)5a″发送的数据被输入到传输切换器2a，传输切换器2a通过1系统支线传输线路4a向1系统传输器1a发送1系统数据10，同时通过2系统支线传输线路4a′向1系统传输器1a′发送2系统数据10′。1系统传输器1a经由1系统中继线传输线路3a将来自传输切换器2a的1系统数据发送给相邻的1系统传输器1b。2号车的1系统传输器1b经由中继线传输线路3b将接收到的1系统数据10发送给1系统传输器1c，并且经由1系统支线传输线路4b也向本号车的传输切换器2b发送。1系统传输器1c、1d以及1e也同样地动作。由此，1系统传输器1a～1e能够共享1系统数据10。另外，传输切换器2b～2e也接收1系统数据10。
另一方面，1号车的2系统传输器1a′从传输切换器2a接收2系统数据10′，并以和1系统相同的动作使2号车以后的2系统传输器1a′～1e′和传输切换器2b～2e接收2系统数据10′。各个传输切换器2b～2e从各个1系统传输器1b～1e接收1系统数据10，并从各个2系统传输器1b′～1e′接收2系统数据10′。其中，1系统数据10和2系统数据10′原先为相同的数据。进行1系统数据10与2系统数据10′的输送。
各个传输切换器2b～2e在现在的1系统优先模式下将来自1系统的1系统数据10发送给与自己连接的各机器5、5′、5″。这样，全部传输器1、1′与全部机器5、5′、5″共享数据。
接着，利用图6对从传输器1、1′接收到1系统数据10、2系统数据10′的传输切换器2的动作进行说明。例如，设置在4号车的传输切换器2d从1系统收发器7d经由支线传输线路4d接收1系统数据10，从2系统收发器7d′经由支线传输线路4d′接收2系统数据10′。1系统数据10和2系统数据10′一起被发送给传输切换器控制装置6d。
如图6所示，作为控制程序的功能，各传输切换器控制装置6具有登记1系统、2系统的哪一个为优先系统的优先系统表61、登记源地址的源地址登记表62、判断1系统地址的地址判断部63、判断2系统地址的地址判断部64、以及判断有效采用数据的采用数据判断部65。
因此，传输切换器控制装置6d在地址判断部63、64提取目的地MAC地址。提取的目的地MAC地址与优先系统表61进行比较而取得优先系统。现在为1系统优先模式所以采用1系统数据10。另外，在2系统优先模式时就采用2系统数据10′。将采用的数据的发送源MAC地址与作为采用的数据的优先系统的1系统存储于与目的地MAC地址对应的源地址表62，并且清空对应的定时器。对一个目的地MAC地址准备多个(传输器个数以上)与目的地MAC地址对应的源地址表62，以不覆盖发送源MAC地址。
接着，传输切换器控制装置6d将采用的1系统数据10分别经由机器(1)～(3)用收发器8d、8d′、8d″发送给机器(1)5d、机器(2)5d′、机器(3)5d″。
还有，数据是单点传送时，仅对目的地MAC地址一致的机器发送1系统数据10。
另外，本实施例的情况，用发送源MAC地址说明了源地址表62中存储的发送源数据，但也可以使用IP头中所包含的发送源IP地址。进而，在1系统数据10、2系统数据10′的目的地MAC地址与优先系统表61不一致时，既可以根据规定的优先顺序判断，或者也可以放弃数据。
接着，使用图7～图9对3号车的1系统传输器1c发生了故障时的动作进行说明。图7表示在3号车的1系统传输器1c发生了故障时的1号车的机器(3)5a″的发送数据的流向。本事例的情况，由于3号车的1系统传输器1c发生了故障，所以1系统数据10虽然到达1号车的1系统传输器1a和2号车的1系统传输器1b，但未到达下游侧的4号车的1系统传输器1d、5号车的1系统传输器1e。因此，相对于2号车的传输切换器中能够一起接收1系统数据10和2系统数据10′，在3号车以后的传输切换器2c、2d、以及2e中不能接收1系统数据10，而只能接收2系统数据10′。
利用图8、图9说明这时的2号车的传输切换器2b和3号车的传输切换器2c的动作。如图8所示，在2号车的传输切换器2b中接收1系统数据10和2系统数据10′，所以和上述的情况同样地采用由优先系统表61指定的1系统数据10，并向机器(1)5b、机器(2)5b′、机器(3)5b″发送。
另一方面，如图9所示，3号车的传输切换器2c中未接收到1系统数据10，仅接收到2系统数据10′。传输切换器控制装置6c参照优先系统表61，确认优先系统为1系统。接着传输切换器控制装置6c参照与目的地MAC地址对应的源地址表62。该源地址表62在每次访问时都被清空定时器，所以在1系统传输器1c发生了故障时，对应的定时器到时(time up)。传输切换器控制装置6c中的采用数据判断部65在优先系统不一致时确认源地址表62的定时器，在到时的时候判断为对应的1系统传输线路或1系统传输器中有异常，并采用2系统数据10′向机器(1)5c、机器(2)5c′、机器(3)5c″发送。由此，可以对该3号车的机器(1)5c、机器(2)5c′以及机器(3)5c″的全部机器发送数据。
接着，利用图10说明3号车的1系统传输器1c发生了故障时的4号车的传输切换器2d的动作。4号车的传输切换器2d中，从2系统输入2系统数据10′(1号车的机器(3)5a″发送的数据)。与此同时，从1系统接收5号车的机器(3)5e″发送的1系统数据11。其中，在定时上，2系统数据10′在前，1系统数据11在后。
这时，4号车的传输切换器2d根据2系统数据10′的目的地MAC地址参照优先系统表61，确认1系统为优先系统。但是，对应的源地址表62的定时器到时，所以采用2系统数据10′，向机器(1)5d、机器(2)5d′、以及机器(3)5d″发送。
4号车的传输切换器2d接着接收1系统数据11，参照优先系统表61，确认1系统优先。传输切换器2d将1系统数据11发送给机器(1)5d、机器(2)5d′以及机器(3)5d″，同时更新对应的源地址表62。
这样，通过具有每个目的地MAC地址的优先系统表61和对每个目的地MAC地址的多个源地址表62，即使在例如全号车的机器(1)使用同样的目的地MAC地址的情况下也可以确保冗长度。因此在本实施例的铁道车辆用传输系统中能够构筑冗长度高、维护性良好的网络。
显然，按照以上的说明，可以对本发明进行很多附加的改进和变形。因此可以理解，在附加的权利要求的范围内，除了在此描述的以外，本发明还可以有其他的实施方式。

Claims (7)

1、一种铁道车辆用传输系统，其特征在于，具备：
分别设置于多个车辆的1系统传输器，具有多个传输端口，根据预定的指示将从任一个端口接收到的数据发送给需要的传输端口；
分别设置于多个车辆的2系统传输器，具有多个传输端口，根据规定的指示将从任一个端口接收到的数据发送给需要的传输端口；
连接上述多个车辆的1系统传输器之间的1系统传输线路；
连接上述多个车辆的2系统传输器之间的2系统传输线路；以及
传输切换器，由支线传输线路连接设置于同一车辆内的上述1系统传输器及2系统传输器与设置于该车辆的多个机器之间，
上述传输切换器具有如下的控制功能：将从上述多个机器中的任一个发送来的数据，发送给上述1系统传输器及2系统传输器，而对于从上述1系统传输器和2系统传输器的一方或双方发送来的数据，根据预先设定的选择基准仅采用一方的数据并发送给其目的地机器。
2、如权利要求1所述的铁道车辆用传输系统，其特征在于，
上述传输切换器在上述1系统传输器正常时，将1系统设定为优先系统，并采用从上述1系统传输器发送来的数据，而在上述1系统传输器异常时，将2系统设定为优先系统，并采用从上述2系统传输器发送来的数据。
3、如权利要求1所述的铁道车辆用传输系统，其特征在于，
上述传输切换器对每个目的地地址具有优先系统表，并且对从上述1系统传输器及2系统传输器发送来的数据，基于其目的地地址，检索上述优先系统表而判断优先系统，并仅采用来自与优先系统一致的系统的数据。
4、如权利要求3所述的铁道车辆用传输系统，其特征在于，
上述传输切换器根据从上述1系统传输器及上述2系统传输器发送来的数据的目的地地址，更新上述优先系统表，并在一定时间以上不能从对应于目的地地址的优先系统接收时，使对应的优先系统表的优先系统翻转。
5、如权利要求3所述的铁道车辆用传输系统，其特征在于，
上述传输切换器通过来自与该传输切换器连接的上述1系统传输器或2系统传输器的传输而设定上述优先系统表。
6、如权利要求3所述的铁道车辆用传输系统，其特征在于，
上述传输切换器对每个分别以上述多个机器为目的地地址的接收数据，将发送源地址和该目的地地址一起存储于源地址表。
7、如权利要求6所述的铁道车辆用传输系统，其特征在于，
上述传输切换器在从不是优先系统的传送器接收到数据时，根据该接收数据的发送源地址检索上述源地址表，并在一定时间以上没有从优先系统使用对应的发送源地址时，采用该接收数据作为对机器的数据。
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