CN103702878B - 用于铁路车辆的制动控制单元 - Google Patents

用于铁路车辆的制动控制单元 Download PDF

Info

Publication number
CN103702878B
CN103702878B CN201280036531.5A CN201280036531A CN103702878B CN 103702878 B CN103702878 B CN 103702878B CN 201280036531 A CN201280036531 A CN 201280036531A CN 103702878 B CN103702878 B CN 103702878B
Authority
CN
China
Prior art keywords
kernel
control unit
brak control
bus
communication
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
Application number
CN201280036531.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103702878A (zh
Inventor
R·布拉德利
N·安斯特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Rail Systems UK Ltd
Original Assignee
Knorr Bremse Rail Systems UK Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Rail Systems UK Ltd filed Critical Knorr Bremse Rail Systems UK Ltd
Publication of CN103702878A publication Critical patent/CN103702878A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103702878B publication Critical patent/CN103702878B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1705—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
    • B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
    • B60T13/665—Electrical control in fluid-pressure brake systems the systems being specially adapted for transferring two or more command signals, e.g. railway systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B60T17/228—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices for railway vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Valves And Accessory Devices For Braking Systems (AREA)

Abstract

一种用于铁路车辆的制动控制单元（11）设置有第一（12）和第二内核（13）。所述第一内核（12）负责制动控制功能，所述第二内核（13）负责通信。开关（16）控制该第二内核与铁路车辆上的通信总线之间的通信以便保护所述第一内核的制动功能。所述第二内核仅在被所述第一内核授权的情况下才具有写入所述通信总线的权限，所述第一内核判定系统是否处于确定的安全状态以保护所述制动功能。这样就减少了新的通信软件的测试要求。

Description

用于铁路车辆的制动控制单元
技术领域
本发明涉及用于铁路车辆的制动控制单元。
背景技术
在铁路车辆中当前标准的通信设计包括CAN总线，所述CAN总线能够将数据沿着火车在包括制动控制单元的装置之间通信。
通过几十年的使用，CAN通信协议已经证明了其自身。采用标准的便携式电脑来操作诊断软件以及诸如此类的软件在现如今是很常见的。可以将便携式电脑插入CAN总线并且将其用于与制动控制单元通信。当前地，在火车管理系统（TMS）中所采用的标准接口—例如RS-485、MVB和FIP—被用户认为太缓慢，他们想采用更快的标准，例如以太网。
在此背景下，以太网描述底层通信系统，例如物理层和最简单的数据包传输。用户需要支持更高级别的协议，所述协议处于以太网的顶层，例如Profinet,CIP,TCP,UDP,网络服务器（Webserver）。
由于制动系统是安全关键的，将运行在制动控制单元上的任何可执行的软件代码和与制动控制单元相关的例如车轮防滑装置的任何模块进行测试并且通过SIL2（SafetyIntegrityLevel2，安全完整性等级2）的验证是必要的。这引起的问题是每个适于所述系统的新模块都需要通过SIL2的验证。然而，对于大多数项目而言，这需要多人多年的工作量并且过于昂贵和耗费时间。
GB2395241公开了拖车制动器电子控制单元。ECU具有意在存储制动相关的车辆特有控制参数的非易失性存储装置和意在为车辆的一个或者多个辅助功能传输操作数据的离散式可编程的存储装置。这些存储装置是可操作的以检查一个或多个输入和输出的变量并且根据预定义的列表控制算法例如保护制动系统防备错误模式。这种方法存在的缺点是，由于控制单元中功能性受到限制，使其不能满足用户对API（applicationprogramminginterface，应用程序接口）的需求以支持新协议和接口卡。
本发明因此力图提供更灵活的制动控制单元装置。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于铁路车辆的制动控制单元，它具有第一和第二内核，其中第一内核负责制动控制功能，第二内核负责通信，该装置此外包括开关，该开关适用于控制铁路车辆上的通信总线与第二内核之间的通信，以便保护第一内核的制动功能，其中该第二内核仅在第一内核授权的情况下才具有写入至通信总线（向通信总线写数据）的权限，所述第一内核判定系统是否处于确定的安全状态以从而保护制动功能。
在根据本发明的解决方案中，主要的“控制”处理器如以往一样提供了所有的标准控制算法处理，但是TMS通信被移至第二“通信”处理器。所述通信处理器是服从于SIL0的，其降低了对测试的要求。
此外，所有通信CPU的性能都由通信处理器提供，从而允许了更多的针对用于制动控制算法的控制处理器的性能。
附图说明
本发明的一示例性实施例现在将参照附图更详细的描述，在附图中：
图1示意性地示出了全火车范围网络架构。
图2示意性地示出了根据本发明的架构。
具体实施方式
图1示意性地示出了示有CAN总线1的全火车范围网络架构。包括内核CPU3的制动控制单元2连接到所述总线1。制动控制单元2可设置有一个或多个模块、例如示例性的RIO模块4和RBX模块5，所述模块与制动控制单元2串联布置。制动控制单元内核CPU3通过SIL2标准的验证。所述RIO模块和RBX模块必须也通过SIL2标准的验证。
运行标准诊断软件的便携式电脑（笔记本电脑）6也通过USB-CAN总线加密锁7连接到总线1。该布置允许便携式电脑与制动控制单元2安全地通信。
图2示意性地示出了根据本发明的、示有CAN总线10的火车网络架构。包括第一内核12和第二内核13的制动控制单元11连接到总线10。所述制动控制单元11设置有一个或多个模块、例如示例性的RIO模块14和RBX模块15，所述模块与制动控制单元11串联布置。CAN总线10将代表性地为具有1级制动总线和2级火车总线的双CAN总线。
制动控制单元内核12负责制动功能并且连接至所述总线。内核13负责通信功能并且经由CAN开关16连接至总线1，所述开关16的运行由制动控制单元内核12控制。通信内核13可直接地从CAN总线接收数据，但是不能写入数据至CAN总线，除非被制动控制单元内核12允许这样做。所述通信内核13包括网络服务器，并且能够将基于网络的应用程序安装并运行在该内核上。通信内核13和任何运行在该内核13上的应用程序或者软件无须通过SIL2的验证。代表性地，通信内核仅在软件更新或者维护制动系统时会写入总线，这需要沿着所述总线的制动层通信。通信内核13能够监测在制动数据总线上的数据，这些数据可以被记录在内核中或退回至驱动程序。由于没有额外的加载，从制动控制功能分离监测功能也会导致制动内核12的性能增强。所述设置也会缓和不同的2级总线之间的相互作用。
SIL0处理器仅在SIL2处理器授权的情况下才具有写入至1级网络的权限，所述SIL2处理器判定系统是否处于确定的“安全状态”以便保护制动功能。
总线设置有多个安全性等级，在1级上的通信是最安全的，因为此等级用于例如与铁路车辆制动系统的运行相关的安全关键数据。通信内核13可直接地从CAN总线处接收数据，但是不能写入数据至CAN总线，除非当制动控制单元内核12已经判定制动系统处于安全状态时被该制动控制单元内核12允许这样做。代表性地，这种安全状态可包括当车辆处于静止的状态，但是它可包括更多变量，例如确保已应用紧急制动或者确保车辆已静止了预定的一段时间。

Claims (5)

1.一种用于铁路车辆的制动控制单元(11)，该制动控制单元具有第一内核(12)和第二内核(13)，其中，所述第一内核(12)负责制动控制功能，所述第二内核(13)负责通信，该制动控制单元此外包括开关(16)，该开关适用于控制该第二内核与铁路车辆上的通信总线之间的通信，以便保护所述第一内核(12)的制动功能，其中，所述第二内核(13)仅在被所述第一内核授权的情况下才具有写入所述通信总线的权限，所述第一内核(12)判定系统是否处于确定的安全状态以由此保护所述制动功能。
2.根据权利要求1所述的制动控制单元，其中，所述第一内核至少具有安全完整性等级SIL2，所述第二内核具有比所述第一内核低的安全完整性等级。
3.根据权利要求2所述的制动控制单元，其中，所述第二内核具有安全完整性等级SIL0。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制动控制单元，其中，所述第一内核通过判定所述车辆是否是静止的来判定所述系统是否处于确定的安全状态。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的制动控制单元，其中，所述第二内核适用于监测所述总线上的数据，并且将所述数据记录在该第二内核中或通过第二总线将所述数据返回至火车。
CN201280036531.5A 2011-07-04 2012-07-04 用于铁路车辆的制动控制单元 Active CN103702878B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1111366.9 2011-07-04
GB1111366.9A GB2493127C (en) 2011-07-04 2011-07-04 Braking system
PCT/GB2012/000570 WO2013004993A1 (en) 2011-07-04 2012-07-04 Braking system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103702878A CN103702878A (zh) 2014-04-02
CN103702878B true CN103702878B (zh) 2016-05-04

Family

ID=44512038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280036531.5A Active CN103702878B (zh) 2011-07-04 2012-07-04 用于铁路车辆的制动控制单元

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9434391B2 (zh)
EP (1) EP2892771B1 (zh)
JP (1) JP6170915B2 (zh)
KR (1) KR101960400B1 (zh)
CN (1) CN103702878B (zh)
BR (1) BR112014000844B1 (zh)
GB (1) GB2493127C (zh)
WO (1) WO2013004993A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2529478B (en) * 2014-08-22 2020-11-04 Knorr Bremse Rail Systems Uk Ltd Self testing process for a railway brake system
CN104374586B (zh) * 2014-11-25 2017-10-31 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 高速列车制动系统仿真试验平台及试验方法
CN105383475A (zh) * 2015-11-25 2016-03-09 南京浦镇海泰制动设备有限公司 一种轨道车辆用制动控制装置
EP3179674B1 (en) 2015-12-10 2019-04-03 KNORR-BREMSE Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Configurable gateway apparatus and method for an integrated brake control system in a railway vehicle
CN106218623B (zh) * 2016-08-03 2018-10-12 张惠 一种电力机车列车管压力控制模块
DE102017208840C5 (de) * 2017-05-24 2022-12-08 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Bremsvorrichtung und Verfahren zum Durchführen einer Notbremsung eines Schienenfahrzeugs
EP3461703B1 (en) 2017-09-27 2020-12-23 KNORR-BREMSE Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH Integrated brake control system and method for rail vehicles
CN110704359A (zh) * 2019-08-14 2020-01-17 北京中电华大电子设计有限责任公司 一种双核芯片的高安全低功耗的通信方法
CN110775099B (zh) * 2019-11-07 2022-01-25 交控科技股份有限公司 一种列车中通信系统的集成方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6334654B1 (en) * 1996-09-13 2002-01-01 New York Air Brake Corporation Integrated train electrical and pneumatic brakes
CN1632702A (zh) * 2004-12-31 2005-06-29 武汉正远铁路电气有限公司 固定重联机车牵引控制系统
CN1822972A (zh) * 2003-06-18 2006-08-23 克诺尔布莱姆斯轨道系统英国有限公司 具有数字数据总线的用于铁路车辆的制动系统
CN101426676A (zh) * 2006-04-18 2009-05-06 通用电气公司 用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的系统、方法和计算机可读介质
CN101497343A (zh) * 2009-01-22 2009-08-05 北京全路通信信号研究设计院 组合列车运行控制方法及运行控制系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002165312A (ja) * 2000-11-20 2002-06-07 Nippon Signal Co Ltd:The 車上データ更新システムおよび車上データ更新方法
GB2395241B (en) * 2002-11-12 2004-12-29 Knorr Bremse Systeme Electronic control apparatus for a vehicle
JP4103642B2 (ja) * 2003-03-19 2008-06-18 株式会社デンソー エアバッグシステム
JP2004341814A (ja) 2003-05-15 2004-12-02 Toshiba Corp ＳＩＬ（Ｓａｆｅｔｙ−ＩｎｔｅｇｒｉｔｙＬｅｖｅｌｓ）モニタ、およびＳＩＬモデルを用いた設計支援装置
US8788135B2 (en) * 2006-03-20 2014-07-22 General Electric Company System, method, and computer software code for providing real time optimization of a mission plan for a powered system
CN101461184B (zh) * 2006-05-18 2012-03-28 Nxp股份有限公司 用于数据总线系统的网关
JP4504990B2 (ja) * 2007-03-27 2010-07-14 株式会社京三製作所 制御システム、通信方法、操作端末、制御装置及びプログラム
EP2208023A1 (de) * 2007-11-02 2010-07-21 Continental Teves AG & CO. OHG Verifikation von digitalen karten
US7850127B2 (en) * 2008-03-11 2010-12-14 Ansaldo Sts Usa, Inc. Cab signal receiver demodulator employing redundant, diverse field programmable gate arrays
US8190313B2 (en) * 2008-10-10 2012-05-29 General Electric Company System and method for reducing a penalty period for a distributed power train
WO2010130741A1 (de) * 2009-05-11 2010-11-18 Continental Teves Ag & Co. Ohg Steuergerät für fahrzeuge in der bidirektional adhoc-netzwerk-funkkommunikation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6334654B1 (en) * 1996-09-13 2002-01-01 New York Air Brake Corporation Integrated train electrical and pneumatic brakes
CN1822972A (zh) * 2003-06-18 2006-08-23 克诺尔布莱姆斯轨道系统英国有限公司 具有数字数据总线的用于铁路车辆的制动系统
CN1632702A (zh) * 2004-12-31 2005-06-29 武汉正远铁路电气有限公司 固定重联机车牵引控制系统
CN101426676A (zh) * 2006-04-18 2009-05-06 通用电气公司 用于在通信缺失期间自适应地确定用于通知列车的远程机车的制动施加水平的系统、方法和计算机可读介质
CN101497343A (zh) * 2009-01-22 2009-08-05 北京全路通信信号研究设计院 组合列车运行控制方法及运行控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
GB2493127C (en) 2020-08-05
EP2892771B1 (en) 2016-12-14
JP6170915B2 (ja) 2017-07-26
US9434391B2 (en) 2016-09-06
BR112014000844A2 (pt) 2017-04-18
EP2892771A1 (en) 2015-07-15
KR20140054016A (ko) 2014-05-08
US20140257604A1 (en) 2014-09-11
CN103702878A (zh) 2014-04-02
BR112014000844B1 (pt) 2020-11-17
JP2014523831A (ja) 2014-09-18
GB2493127A (en) 2013-01-30
GB2493127B (en) 2018-01-17
GB201111366D0 (en) 2011-08-17
KR101960400B1 (ko) 2019-03-20
WO2013004993A1 (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103702878B (zh) 用于铁路车辆的制动控制单元
US10127161B2 (en) Method for the coexistence of software having different safety levels in a multicore processor system
JP6329075B2 (ja) 車両用の通信システム
US10216152B2 (en) Method and apparatus for parameterizing a safety device
CN102419725B (zh) 测试ima类型航空电子模块的输入/输出接口的方法和装置
US20100049379A1 (en) Method and device for assisting in the diagnostic and in the dispatch decision of an aircraft
US6470430B1 (en) Partitioning and monitoring of software-controlled system
CN105555638A (zh) 双重安全关键的分布式系统中的非关键部件的软件更新
US9734006B2 (en) System and method for error detection in a critical system
EP1970782B1 (de) Schutzeinrichtung für eine programmierbare datenverarbeitende Einheit
DE112016002785T5 (de) Elektronische Steuereinheiten für Fahrzeuge
CN105868657A (zh) 装置和用于安全地操作该装置的方法
JP6502211B2 (ja) 車両制御装置
US20090106749A1 (en) System, method, and computer software code for determining whether a change in a subsystem is compatible with a system
US20220300612A1 (en) Security processing device
DE102013226700A1 (de) Fahrzeugelektronikeinheit
DE102013207110A1 (de) Tachograph und On-Board-Einheit für ein Nutzkraftfahrzeug
EP3451215B1 (de) Hardwareeinrichtung und verfahren zum betreiben und herstellen einer hardwareeinrichtung
DE102016208937A1 (de) Kraftfahrzeug-Schnittstelleninterface
US9772897B1 (en) Methods and systems for improving safety of processor system
WO2014079564A1 (de) Verfahren und system zur applikationsinstallation in einem sicherheitselement
CN105260254A (zh) 用于在道路车辆中监控软件的方法及系统
WO2022255005A1 (ja) 監視システム、監視方法、監視装置および機能制限装置
DE102016007498A1 (de) Manipulationssichere Bereitstellung einer Funktionalität eines Assistenzsystems eines Kraftfahrzeugs
JP2020101877A (ja) 車両用電子制御装置、異常信号生成方法、異常信号生成プログラム

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