CN102514576B - 一种高速列车车载智能设备 - Google Patents
一种高速列车车载智能设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102514576B CN102514576B CN201110381589.0A CN201110381589A CN102514576B CN 102514576 B CN102514576 B CN 102514576B CN 201110381589 A CN201110381589 A CN 201110381589A CN 102514576 B CN102514576 B CN 102514576B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- veneer
- vehicle
- smart machine
- train
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 30
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 13
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000002372 labelling Methods 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 20
- 230000006870 function Effects 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000013506 data mapping Methods 0.000 description 8
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 2
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- DWSYCUKCNSVBRA-UHFFFAOYSA-N 4-(5-methylsulfonyltetrazol-1-yl)phenol Chemical compound CS(=O)(=O)C1=NN=NN1C1=CC=C(C=C1)O DWSYCUKCNSVBRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108700009949 PTP protocol Proteins 0.000 description 1
- 101710167643 Serine/threonine protein phosphatase PstP Proteins 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/40052—High-speed IEEE 1394 serial bus
- H04L12/40091—Bus bridging
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
- B61L15/0036—Conductor-based, e.g. using CAN-Bus, train-line or optical fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0063—Multiple on-board control systems, e.g. "2 out of 3"-systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L2012/40267—Bus for use in transportation systems
- H04L2012/40293—Bus for use in transportation systems the transportation system being a train
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
本发明提供一种高速列车车载智能设备，包括：背板，一个或多个核心处理模块CPM单板，一个或多个列控数据单板，一个或多个多功能输入输出MIO单板；用于处理、控制各类传感数据的采集和收发，将传感数据发送给数据中心和/或列控系统，将音视频数据、传感数据等融合到以太环网进行传输。
Description
技术领域
本发明涉及高速列车系统，尤其是高速列车车载智能设备。
背景技术
列车智能化指的是让列车具备“自检测、自诊断、自决策“的能力。自检测指的是借助传感器技术实现高速列车对自身状态的全方面，多维度的检测；自诊断指的是列车能根据检测到的状态进行故障的智能定位和诊断；自决策指的是在成功实现了前两者的基础上，高速列车实现对故障危害的判决，采取相关措施降低其危害。
现有的高速列车智能系统存在以下待解决或待改善的问题或缺陷：
1）为了高速列车的安全运营，列车上安装的传感器越来越多，随着而来的传感数据并有恰当的途径来实时地提供给地面数据中心，以备列车在出现安全事故时，彻查事故发生原因。
2）列车上的传感器重类众多，个数众多，分散布置在列车上各个位置，其提供的信号形式、功率大小各异，目前的列车上未有好的途径对其进行恰当处理和传输。
3）现有列车上的总线形式众多，通信方式众多，但网络带宽均较低、功能单一，以MVB为例，只有大约2M左右的带宽，WTB则只有1.5M左右的带宽。不足以承载越来越多的传感器数据，更难以融合车载设备开关量数据、乘客音、视频数据,其它多种列控数据等。
发明内容
本发明提供一种高速列车车载智能设备，以解决背景技术提到的部分或全部问题。但本发明提供的车载智能设备实际所能解决的问题不限于背景技术部分的描述。
本发明提供一种高速列车车载智能设备，包括：背板，一个或多个核心处理模块CPM单板，一个或多个列控数据单板，一个或多个多功能输入输出MIO单板；
所述CPM单板能处于主状态或备用状态，进行主备功能倒换；
所述列控数据单板用于实现列控数据和背板数据的相互适配；
所述MIO单板用于收发列车上的各类传感器数据，实现各类传感器数据和背板数据的适配，包括A/D转换，D/A转换，滤波，采样，信号功率缩放和速率适配；
所述背板连接各单板，为单板间的数据交换提供交换通道；
所述车载智能设备作为以太环上的节点与以太环网上的其它车载智能设备通过以太环网进行通信，能配置成主、备、从三种工作模式；
所述CPM单板主要包括数据业务硬件转发网关和数据硬件交换等模块，用于实现所述车载智能设备接入和处理多类数据业务,以及与所述其它车载智能设备间的以太数据交换；
经所述MIO单板适配后的传感数据通过所述车载智能设备和/或所述其它车载智能设备提供给车载数据中心，车载列车控制系统和/或地面数据中心；
地面数据中心与所述车载智能设备通过GSM-R进行车地通信。
优选地，高速列车车载智能设备还包括用于处理开关量数据的单板。
优选地，高速列车车载智能设备还包括用于处理列车零部件上的电子标签信息的单板。
优选地，高速列车车载智能设备还包括用于处理音、视频数据的单板。
优选地，地面数据中心和/或车载数据中心，将控制指令通过所述高速列车车载智能设备传送到列车控制系统，以进行列车控制。
优选地， 地面数据中心和/或车载数据中心，通过所述高速列车车载智能设备，传送指令给传感器，以同步收集传感器数据。
附图说明
图1: 车载智能设备系统组网方案示意图
图2：车载智能设备环网系统主设备保护方法示意图
图3：车载智能设备模块、单板架构方案示意图
图4：车载智能列车多业务传输与处理及在一对电缆上传输的方法示意图
图5：车载智能设备实时同步采集的方法示意图
具体实施方式
外文缩写解释：
ARCnet Attached Resource Computer Network链接资源计算机网络
（一种工控领域的局域网络技术，在列车上，与MVB的作用相同）
CPLD Complex Programmable Logic Device 复杂可编程逻辑器件
CPM Center Processor Module 核心处理（单板）
DMA Direct Memory Access，直接内存存取
ETH Ethernet 以太网（单板）
GSM-R GSM for Railways铁路通信专用数字移动通信系统
MIO Multi Input and Output 多功能输入输出（单板）
MSTP Multi-Service Transfer Platform 多业务传送平台
MVB Multifunction Vehicle Bus多功能车辆总线
（是一种列车控制网络总线，可用于传感器数据传递，列车控制信息传递等）
NRZ Not Return to Zero不归零码
NTP Network Time Protocol 网络同步时间协议
PCI-E Pedpherd Component Interconnect -Express 快速外围器件互联，
一种高速串行PCI接口
PIS Passenger Information System 乘客信息系统
PTP Precision Timing Protocol 精密网络同步协议
QoS Quality of Service 服务质量
RES Reserved 扩展功能（单板）
SVR Server 服务器（单板）
TDM Time Division Multiplex 时分复用
UTC Universal Time Coordinated 协调世界时
实施例：
一种高速列车车载智能设备，包括：背板，一个或多个核心处理模块CPM单板，一个或多个列控数据单板，一个或多个多功能输入输出MIO单板；
所述CPM单板能处于主状态或备用状态，进行主备功能倒换；
所述列控数据单板用于实现列控数据和背板数据的相互适配；
所述MIO单板用于收发列车上的各类传感器数据，实现各类传感器数据和背板数据的适配，包括A/D转换，D/A转换，滤波，采样，信号功率缩放和速率适配；
所述背板连接各单板，为单板间的数据交换提供交换通道；
所述车载智能设备作为以太环上的节点与以太环网上的其它车载智能设备通过以太环网进行通信，能配置成主、备、从三种工作模式；
所述CPM单板包括数据业务硬件转发网关和数据硬件交换模块，用于实现所述车载智能设备接入和处理多类数据业务,以及与所述其它车载智能设备间的以太数据交换；
经所述MIO单板适配后的传感数据通过所述车载智能设备和/或所述其它车载智能设备提供给车载数据中心，车载列车控制系统和/或地面数据中心；
地面数据中心与所述车载智能设备通过GSM-R进行车地通信。
优选地，高速列车车载智能设备还包括用于处理开关量数据的单板。
优选地，高速列车车载智能设备还包括用于处理列车零部件上的电子标签信息的单板。
优选地，高速列车车载智能设备还包括用于处理音、视频数据的单板。
优选地，地面数据中心和/或车载数据中心，将控制指令通过所述高速列车车载智能设备传送到列车控制系统，以进行列车控制。
优选地， 地面数据中心和/或车载数据中心，通过所述高速列车车载智能设备传送指令给传感器，以同步收集传感器数据。
图1为本发明的实施例提供的一种车载智能设备系统组网示意图，所述系统可以包括：
车载智能环网S101，环网S101由车载智能从设备S102、S103，车载智能主设备S104，车载智能备设备S105等组成，需要指出的是，一列列车中每个车厢都有一个车载智能设备，具体为有一车厢为主设备、一个备设备，其它都为从设备。比如在8车厢的列车中有1个主设备、1个备设备和6个从设备。S101环网的作用是解决网络传输通信、克服列车特殊工况、解决长距离电缆传输、网络故障实现自愈，让高速列车上各种数字业务都能利用这一环网进行通信。
车载智能从设备S103，第一用于组建智能环网S101；第二用于接入S108所包括的各种设备。S103是一个支持多种接口的多业务接入处理的设备，通过所述车载设备，高速列车上各类传感器数据，各种列控网数据，车载设备开关量数据，乘客音、视频数据等都可以融合在车载以太环网上实现通信；S102与S103功能相同，可以根据其所在车厢接入不同设备和不同业务。车载智能子设备集合S108，是指车载智能设备S103支持接入的各类设备。包括MVB、ARCnet、RS485等列控网络，各类传感器，车载配电柜开关量，车载RF电子标签，乘客信息系统，车载智能终端，IP电话，IP摄像头。当然所支持的设备没有列详尽，现有列车所有电子设备不需要对接口进行创新工作的其它设备也适用。所述的车载智能终端是指列车车底传感采集设备。在具体实现上，以传感器数据为例，首先经过所述从车载智能设备MIO单板采集，CPM单板运算和封装到以太网报文。再经过所述车载智能环网送到所述车载智能主设备进行整车传感器数据统一运算。而后经过所述车载智能主设备把整车数据送给所述车载数据中心和/或地面数据中心，显然整车数据也可以由此发送给列控系统。最后，整车传感数据由所述车载数据中心、地面数据中心和/或列控系统进行统一分析处理和综合运用。
车载智能主设备S104，第一个作用与智能从设备S103完全相同，可以接入各种智能子设备，用于组建环网；第二个作用作为整个环网的采集数据的中央处理设备，对环网各节点发送到此的数据进行统合处理；第三个作用是与车载数据中心S106、地面数据中心S107相连接通信。
车载智能备设备S105，在系统网络处于正常状态时作用与车载智能从设备S103相同；在网络故障，特别是车载智能主设备S104出现故障时，环网S101的主设备从S104切换到S105，此时，其作用与上面描述的车载智能主设备S104相同。
车载数据中心S106，不属于本发明内容，提供人机界面，其作用是处理车载智能环网收集的数据并实施应用层安全和运维运用。
地面数据中心S107，不属于本发明内容，通过车地GSM-R无线通信设备与车载智能主设备相连接，其作用是通过智能环网收集的数据进行综合挖掘分析，进行维修参考、领导观摩、安全评估、部件履历管理等功能。
图2为本发明实施例提供的一种车载智能设备环网系统的主设备保护方法示意图，该方法优选地包括：
S201：智能环网启动。
S202：主设备与各从、备设备节点建立数据通信，主设备与车载、地面数据中心建立数据通信。
S203：环网主、备设备进行信息交互、状态热备份。
S204：主设备判断传输、处理数据是否异常，备设备判断主设备是否工作异常。
S205：主设备退为备设备，备设备升为主设备。
本实施案例中，S203环网主、备设备进行信息交互，数据热备份，两个设备的数据备份建立于两个设备相连的环网链路。S204主设备判断传输、处理数据是否异常，备设备判断主设备是否工作异常，主设备通过自身巡检判断，通过环网链路、数据中心提供工作状态异常检测信息；从设备通过自身巡检的基础上，接受环网链路、数据中心送至的状态信息来判断主设备是否工作异常。
进一步地讲，不管是主设备还是备设备，在判断传输数据、链路故障时，都需要一个归避环网自愈的时间。具体实现为，当主、备设备判断出异常时，这个异常可能是列车环网链路故障引起的，并且环网有其自愈的特点，所以这里需要做一个等待环网自愈过程的时间，只有在超出了这个预定的时间后，才进行正常的异常分析处理过程。
本发明的车载智能设备的结构例如图3所示。所述车载智能设备可以包括以下一项或几项及其改变形式：
CPM单板S310、S320，两者会互为备份关系，实现1+1冗余保护，在正常工作时，一个为主，另一个为备。
背板数据同步总线S331，用于连接非以太类数据业务单板，并为其提供时钟同步和时间同步功能。运用TDM双向同步传输方式，为设备中各业务单板（MIO、MVB）与CPM单板之间提供数据链路；业务单板到CPM单板，提供同步时钟源、同步时间源；CPM单板到各业务单板提供同步时钟和同步时间授时。在具体实现中， 所述背板数据同步总线处于业务单板与CPM单板之间。各类业务单板把各种状态的数据码型转换到NRZ码，根据其速率映射到所述背板数据同步总线TDM的若干时隙，数据带宽越大则所占用TDM的时隙就越多，规定其固定的开始、结束、校验等帧格式，未足位用填塞位表示，此即为速率匹配和数据映射。另一端CPM单板上，CPM单板可以获得各业务单板送来的标准帧格式TDM数据，进行运算、分类，二次速率匹配映射到以太网报文中，整个过程都以硬件方式实现，以达到数据的低抖动和高实时性。背板PCI-E总线S332，用于SVR单板的扩展，为其提供高数据数据通道。
背板ETH总线S333、S334，用于接入RNA和ETH单板。
在具体实现中，为了达到单板与机框槽位无关，背板要求所有槽位都具有背板数据同步总线S331、背板PCI-E总线S332和背板ETH总线S333。
MVB单板S341，作用是采集和连接列车控制网络MVB总线。其主要功能块为电气隔离、码型转换、速率匹配、数据映射至背板数据同步总线S331。
TCM单板S342，作用是采集和连接列车控制网络RS485总线。其主要功能块为电气隔离、码型转换、速率匹配、数据映射至背板数据同步总线S331。
ARC单板S343，作用是采集和连接列车控制网络ARCnet设备中的电流环。其主要功能块为电气隔离、码型转换、速率匹配、数据映射至背板数据同步总线S331。
在具体实现中，上面三类列控网络单板在业务层次在设备系统中有两个作用，一个是可把列控数据透明传输，达到车厢内的列控网数据可以在整列车进行传输通信；另一个是可通过CPM单板S310中的硬件网关与CPU模块的功能，把列控网络的数据进行提取再构造，打破现有列控数据的闭环与不开放，提高数据利用率。
FRF单板S344，作用是利用外联天线或露缆，从车厢中读取RF电子标签。其主要功能块为耦合器，放大器，射频发射接收模块，射频访问协议模块，基带信号处理，速率匹配、数据映射至背板数据同步总线S331。通过RFR单板，不再需要机车人员扶持有手持式RF阅读器，并且可以更加实时，持续地对电子标签进行访问管理。
MIO单板S345，作用是传感器数据采集，包括电压、电流、温度、振动、压力等各种类型。其主要功能块为A/D转换，工频滤波，抗混叠滤波，小信号放大，过采样数字滤波，速率匹配、数据映射至背板数据同步总线S331。
在具体实现中，MIO单板可以从CPM单板提取同步时钟和时间，达到系统网络内所有传感器同步采集。
NIF单板S346，有两个主要功能，一是提供开关量输出输入驱动；二是提供设备同步时钟同步时间接口。共主要功能块为，开关量输入，开关量输出，时钟输入输出接口，时间输入输出接口，速率匹配、数据映射至背板数据同步总线S331。
在具体实现中，NIF单板可以从CPM单板提取同步时钟和时间，达到设备中，系统网络内所有开关量的同步输入采集和同步输出控制。
RES单板S347，业务功能类型没定义，面向背板的速率匹配、数据映射和其它单板一样有完整的定义。
ETH单板S348，作用是连接各类以太网类型的设备，其主要功能有长距离、抗干扰传输，各类业务接入许可确认。
SVR单板S350，是CPM单板CPU模块的扩展数据计算单板，在设备和系统中可以起服务器的作用。其主要功能是数据运算与存储。
RNA单板S360，作用是让车载智能设备组建环网并完成自愈功能，共主要功能有长距离、抗干扰传输，节点接入许可确认，链路状态检测。
在一种具体实现中，所述CPM单板S310可以包括：
时钟时间同步处理模块S311，其作用是由上游提供的数据报文恢复同步时钟和同步时间，这里的上游包括从NIF单板S346来的GPS信号；从ETH单S348或RNA单板S360来的同步时钟信号和PTP报文。另一方面，通过背板同步总线S331向各业务单板提供同步时钟和同步时间。
数据业务硬件转发网关S312，其作用是把各种码型、速率匹配好的数据以硬件电路的方式进行分类、运算、封装、转发到CPU或以太网数据报文中。
CPU模块S313，其作用是设备内各单板管理，业务数据运算，为以太网数据通信提供通信协议栈。在复杂海量数据处理时，进行数据分流、调度至SVR单板S350。
数据硬件交换模块S314，其作用是进行高QoS的以太网数据二层交换。
在具体实现中，启用QoS队列调度规则，提供网络传输队列机制，区分对待报文延迟，阻塞和过载。
以太环网保护模块S315，用硬件方式实现环网保护协议，检测和处理链路状态、环网状态，发送、接收协议帐，实现链路倒换等功能。
图4为本发明的实施例提供的一种智能列车多业务在一对电缆上传输的方法示意图，该方法可包括：
S410：各类业务接入，匹配各式物理层功能。
S420：归一化，码型转换为NRZ码、速率匹配映射到TDM背板总线。
在具体实现中，本发明的核心思想就是利用一种同步低延时，低抖动的TDM背板总线技术，把各类单板接入的各类业务通过码型转换、速率匹配映射到统一的报文格式，统一的物理总线上，为而后CPM的处理提供了便利，为支持各种业务的插拔式板卡设计提供了便利。
S430：判断主CPM工作是否正常。
在具体实现中，在设备中有两个CPM，可以实现1+1冗余保护。判断CPM工作是否正常的判据有，CPM单板上CPU软件狗，CPU硬件狗，硬件白板寄存器，主备状态机等。
S441：主CPM进行TDM数据接收、分类。
S442：备CPM进行TDM数据接收、分类。
在具体实现中，CPM在这一步完成数据的接受、分类。主备两个CPM单板是1+1实时备份冗余关系，当主异常时，由主退备，而备则由备升主。进一步讲，在具体实现时通常以“并发选收”的模式进行热备份，即可以并行处理的地方电路进行1+1备份处理，需要择一输出时则选择主CPM处理的内容。再进一步，而后各个步骤如果在CPM单板上执行，那么理解为在主CPM上执行处理。
在具体实现中，必须指出，原有MVB等列控数据本来是自闭环处理而不对外开放，此处通过硬件网关模块，结合CPU运算查询功能，可以MVB数据透明上传，也可以对基本报文进行分解提取，再进行重新封装，上传利用。
S450：是否需要进行数据分析。具体实现中，由人机配置，硬件网关模块执行。
S460：数据硬件交换模块，依业务需求按优先级传输。
在具体实现中，启用QoS队列调度规则，实现差分化服务，提供网络传输队列机制，区分对待报文延迟，阻塞和过载。
S461：CPU进行数据分析。
在具体实现上，这里主要对各类采集数据的去重，滤噪。
S462：是否需要请求SVR单板。
在具体实现中。是否需要请求SVR，需要查看所需运算数据是否需要专有数字滤波器，CPU计算能力，上层应用对数据提取要求配置等。
S463：SVR单板进行数据分析处理。
在具体实现上，进行各类采集数据信噪筛选，数字滤波器组建，计算有效测量对像等。
S470：判断主传输通道工作是否正常。
在具体实现中，可以通过RNA在位状态，远端设备状态、接入链路状态、环路保护状态机状态等来判断主传输通道是否正常工作。
S481：主通道东向RNA单板及通信电缆。
S482：主通道东向RNA单板及通信电缆。
在具体实现中，提供了适合列车的环网组建方案，RNA单板长距离、抗干扰传输方案，RNA设备节点接入确认方法。
图5为本发明的实施例提供的一种车载智能设备实时同步采集的方法示意图，该方法以MIO单板采集传感器信号为例，可包括：
S510：智能设备系统启动。
S520：是否可获得UTC时钟时间。
在具体实现中，是否可获得UTC时钟时间有两个方式，一个是从上游PTP报文恢复，本设备支持IEEE 1588 PTP协议或者NTP协议；一个是从GPS设备中直接提取时间。
S531：主设备提取UTC时间、时钟，通过PTP传递给各设备。
在具体实现中，车载智能设备时钟时间同步功能块需要支持PTP报文解析和时钟、时间恢复并向下游设备节点传递。全部设备跟踪上UTC时间后，那么所有设备内的传感器都可以实现完全同步采集。
S532：主设备自己生成时钟、时间，通过PTP传递给各设备。
在具体实现中，各从设备跟踪主设备生成的时间，达到这一网络内的所有传感器达到同步采集，实现准同步采集。
S540：设备CPM通过背板同步总线把同步时间、时钟广播给各业务单板。
在具体实现中，在背板上定义一种TDM总线， 利用TDM的物理特性低延时，零抖动传递时间和时钟，利用TDM的时隙做数据速率匹配与传递数据。
S550：各业务单板通过背板同步总线恢复出同步时间。
在具体实现中，总线上定义了一一对应的时间脉冲和时间报文。时间脉冲间的细致时间由于脉冲和跟随的同步时钟计算而得。
S560：判断是否同步触发。
S571：MIO根据同步时间，触发采样动作获取数据后，把同步时间戳加入报文。
S572：MIO执行过采样，采集连续时间上的数据，上行业务同步提取时间和数据，形成带时间戳的报文。
在整个同步采集方案具体实现中，当服务器或者数据中心收到带有时间戳的数据报文后，可以进行横向各类传感、控制数据的对比较、统筹运用、深度发掘。
Claims (6)
1.一种高速列车车载智能设备，包括：背板、一个或多个核心处理模块CPM单板、一个或多个列控数据单板和一个或多个多功能输入输出MIO单板；
所述CPM单板能处于主状态或备用状态，进行主备功能倒换；
所述列控数据单板用于实现列控数据和背板数据的相互适配；
所述MIO单板用于收发列车上的各类传感器数据，实现各类传感器数据和背板数据的适配，包括A/D转换、D/A转换、滤波、采样、信号功率缩放和速率适配；
所述背板连接各单板，为所述CPM单板与各列控数据单板、各MIO单板之间的数据交换提供交换通道；
所述车载智能设备作为以太环上的节点与以太环网上的其它车载智能设备通过以太环网进行通信，能配置成主、备、从三种工作模式；
所述CPM单板包括数据业务硬件转发网关和数据硬件交换模块，用于实现所述车载智能设备接入和处理多类数据业务,以及与所述其它车载智能设备间的以太数据交换；
经所述MIO单板适配后的传感数据通过所述车载智能设备和/或所述其它车载智能设备提供给车载数据中心、列控系统和/或地面数据中心；
所述地面数据中心与所述车载智能设备通过GSM-R或其它无线方式进行车地通信。
2.根据权利要求1所述的高速列车车载智能设备，其特征在于： 高速列车车载智能设备还包括用于处理开关量数据的单板。
3.根据权利要求1所述的高速列车车载智能设备，其特征在于： 高速列车车载智能设备还包括用于处理列车零部件上的电子标签信息的单板。
4.根据权利要求1所述的高速列车车载智能设备，其特征在于： 高速列车车载智能设备还包括用于处理音、视频数据的单板。
5.根据权利要求1所述的高速列车车载智能设备，其特征在于： 地面数据中心和/或车载数据中心，将控制指令通过所述高速列车车载智能设备传送到列控系统，以进行列车控制。
6.根据权利要求1所述的高速列车车载智能设备，其特征在于： 地面数据中心和/或车载数据中心，通过所述高速列车车载智能设备传送指令给传感器，以同步收集传感器数据。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110381589.0A CN102514576B (zh) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 一种高速列车车载智能设备 |
| PCT/CN2012/085399 WO2013078986A1 (zh) | 2011-11-28 | 2012-11-28 | 一种高速列车车载智能设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110381589.0A CN102514576B (zh) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 一种高速列车车载智能设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102514576A CN102514576A (zh) | 2012-06-27 |
| CN102514576B true CN102514576B (zh) | 2015-06-03 |
Family
ID=46285747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110381589.0A Active CN102514576B (zh) | 2011-11-28 | 2011-11-28 | 一种高速列车车载智能设备 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102514576B (zh) |
| WO (1) | WO2013078986A1 (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102514576B (zh) * | 2011-11-28 | 2015-06-03 | 浙江网新技术有限公司 | 一种高速列车车载智能设备 |
| PL219427B1 (pl) * | 2012-09-03 | 2015-04-30 | Ls Electric Spółka Cywilna | Urządzenie do odbierania, przetwarzania i generowania sygnałów dla samoczynnego oddziaływania na pojazd szynowy |
| DE102014214228B4 (de) * | 2014-07-22 | 2023-02-02 | Siemens Mobility GmbH | Schienenfahrzeug |
| CN106095721A (zh) * | 2016-06-27 | 2016-11-09 | 深圳市金溢科技股份有限公司 | 一种时间同步方法、系统及车载单元 |
| CN108085717B (zh) * | 2016-11-23 | 2024-04-19 | 广西南宁凡成电子科技有限公司 | 一种电解铝厂天车联网系统 |
| CN106899372B (zh) * | 2017-01-11 | 2018-08-28 | 同济大学 | 一种燃料电池汽车动力性能测试系统的实时同步方法 |
| CN108900596B (zh) * | 2018-06-25 | 2020-11-24 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | Wtb物理层数据帧采集装置及数据帧采集方法 |
| CN108725263B (zh) * | 2018-07-30 | 2024-04-09 | 广州铁路科技开发有限公司 | 一种自动过分相系统车载控制设备 |
| JP6969528B2 (ja) * | 2018-09-25 | 2021-11-24 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | 中継装置システム |
| CN113162719A (zh) * | 2021-02-25 | 2021-07-23 | 上海赫千电子科技有限公司 | 一种基于光纤车载以太网的环状网络数据通信架构 |
| CN114475713B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-07-25 | 电子科技大学 | 高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101083590A (zh) * | 2007-05-24 | 2007-12-05 | 谢步明 | Tcn机车网络控制试验平台 |
| CN101254791A (zh) * | 2008-03-31 | 2008-09-03 | 北京和利时系统工程有限公司 | 基于通信的轨道交通列车自动监控系统 |
| CN101602371A (zh) * | 2008-06-12 | 2009-12-16 | 阿尔斯通运输公司 | 用于控制列车的计算机化车载系统 |
| CN201550133U (zh) * | 2009-07-24 | 2010-08-11 | 上海神剑铁路通信信号有限公司 | 列车综合管理智能化系统 |
| CN201611439U (zh) * | 2009-12-22 | 2010-10-20 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种基于vpx总线及加固技术的车载控制终端 |
| CN102139700A (zh) * | 2010-02-01 | 2011-08-03 | 同济大学 | 一种轨道交通的车辆工况在线监测系统 |
| CN102149225A (zh) * | 2011-04-28 | 2011-08-10 | 北京交通大学 | 动车组状态监测系统及其多功能混合网关 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007013812A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | データ伝送システム、およびデータ伝送方法 |
| US20060170285A1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-08-03 | Kazuya Morimitsu | Data transmission system and data transmission method |
| CN102514576B (zh) * | 2011-11-28 | 2015-06-03 | 浙江网新技术有限公司 | 一种高速列车车载智能设备 |
-
2011
- 2011-11-28 CN CN201110381589.0A patent/CN102514576B/zh active Active
-
2012
- 2012-11-28 WO PCT/CN2012/085399 patent/WO2013078986A1/zh active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101083590A (zh) * | 2007-05-24 | 2007-12-05 | 谢步明 | Tcn机车网络控制试验平台 |
| CN101254791A (zh) * | 2008-03-31 | 2008-09-03 | 北京和利时系统工程有限公司 | 基于通信的轨道交通列车自动监控系统 |
| CN101602371A (zh) * | 2008-06-12 | 2009-12-16 | 阿尔斯通运输公司 | 用于控制列车的计算机化车载系统 |
| CN201550133U (zh) * | 2009-07-24 | 2010-08-11 | 上海神剑铁路通信信号有限公司 | 列车综合管理智能化系统 |
| CN201611439U (zh) * | 2009-12-22 | 2010-10-20 | 山东超越数控电子有限公司 | 一种基于vpx总线及加固技术的车载控制终端 |
| CN102139700A (zh) * | 2010-02-01 | 2011-08-03 | 同济大学 | 一种轨道交通的车辆工况在线监测系统 |
| CN102149225A (zh) * | 2011-04-28 | 2011-08-10 | 北京交通大学 | 动车组状态监测系统及其多功能混合网关 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| D.J.莫理士.《可靠性和维修性》.《通信指挥和控制系统导论》.国防工业出版社,1980,(第1版),第209-213页. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013078986A1 (zh) | 2013-06-06 |
| CN102514576A (zh) | 2012-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102514576B (zh) | 一种高速列车车载智能设备 | |
| CN205068381U (zh) | 一种用于轨道交通的安全计算机平台 | |
| CN103079220B (zh) | 车地协同的高速铁路宽带通信系统集散式网络管理系统及方法 | |
| CN203246468U (zh) | 一种数字化无线列调机车电台 | |
| CN104579606B (zh) | 多功能车辆总线mvb网络系统冗余设计方法 | |
| CN104767558B (zh) | 基于北斗卫星授时信号的车载设备系统 | |
| CN104038383A (zh) | 基于交换机的过程层网络报文分析方法 | |
| CN107800566B (zh) | 一种lte-r铁路专用宽带移动通信网络接口监测系统 | |
| CN103582186A (zh) | 一种无线软基站中bbu框间数据交互的方法及装置 | |
| CN102014411B (zh) | 无线测量报告的采集方法及系统 | |
| CN103986775A (zh) | 基于数字集群pdt基站的故障信息采集系统 | |
| CN103019141A (zh) | 一种控制模块及方法、电力动态记录装置及其实现方法 | |
| CN209535113U (zh) | 城轨列车车载信号系统实时监测平台 | |
| CN102724164A (zh) | 电力控制系统的多通信协议传输装置及方法 | |
| CN102282787A (zh) | 将分布式计算机网络中的本地时钟同步的方法 | |
| CN107612758A (zh) | 一种铁路gprs网络空中接口监测系统及方法 | |
| CN106102032A (zh) | 高速铁路地震预警监测信息无线传送系统 | |
| KR20090006300U (ko) | 다기종 호스트와 계전기의 전력용 통신 유니트 | |
| CN109005477A (zh) | 铁路信号数字化轨旁安全通信装置及方法 | |
| CN100446585C (zh) | 基于短信的分布式信息发布系统 | |
| CN207460521U (zh) | 一种基于lte技术的铁路stp系统 | |
| RU2417914C1 (ru) | Интегрированная система передачи информации для железнодорожной станции | |
| CN210822295U (zh) | 一种基于lte-r网络的车载安全维护通信平台 | |
| CN103905177B (zh) | 一种应用于广域保护的采样值传输系统及传输方法 | |
| CN203158029U (zh) | 地铁列车故障信息采集及传输装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |