CN103825814A - 一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构 - Google Patents

一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构 Download PDF

Info

Publication number
CN103825814A
CN103825814A CN201410068659.0A CN201410068659A CN103825814A CN 103825814 A CN103825814 A CN 103825814A CN 201410068659 A CN201410068659 A CN 201410068659A CN 103825814 A CN103825814 A CN 103825814A
Authority
CN
China
Prior art keywords
marshalling
network
data
target
net
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.)
Granted
Application number
CN201410068659.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103825814B (zh
Inventor
冯江华
周桂法
李小平
杨卫峰
唐军
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.)
Zhuzhou CRRC Times Electric Co Ltd
Original Assignee
Zhuzhou CSR Times Electric Co 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 Zhuzhou CSR Times Electric Co Ltd filed Critical Zhuzhou CSR Times Electric Co Ltd
Priority to CN201410068659.0A priority Critical patent/CN103825814B/zh
Publication of CN103825814A publication Critical patent/CN103825814A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103825814B publication Critical patent/CN103825814B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构，包括列车级的无线网络和每个机车内部的编组网，每个所述编组网连接有路由设备，所述路由设备用于连接本机车的编组网和机车之间的无线网络，当控制数据从一个机车的编组网传输到另外一个机车的编组网时，通过路由设备将直接从无线网络发送至编组网。本发明具有原理简单、易实现、组合列车控制数据传输的实时性好、控制数据传输过程中时间开销少、可靠好等优点。

Description

一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构
技术领域
本发明主要涉及到组合列车领域，特指一种适用于组合列车的层次化异构列车通信网络架构。
背景技术
随着铁路货运量的增加，单台牵引机车的列车所能提供的运力已经不能满足市场的需要。为了在现有铁路线上提升铁路货运能力，有从业者将多台机车重联，形成“组合列车”，从而提高了货物的运输能力。在组合列车的多台牵引机车中，有司机操作整个列车的牵引机车称为“主控机车”，其他的机车称为“从控机车”。主控机车的司机操作指令，需要通过车辆内的列车通信网络(Train Communication Networks,TCN)传输到主控单元，再传输到无线数据传输单元，无线数据传输单元将数据接收到应用层之后，转发到从控机车的无线数据接收单元，无线数据接收单元再将数据通过TCN网络传输给从控机车的主控单元，才能转至对应的电气装置，包括牵引控制单元(Traction Control Unit,TCU)以及制动控制单元(Brake Control Unit,BCU)等。
目前，组合列车的通信网络一般采用层次化异构的列车通信网络架构。即：列车级通信采用无线通信，车辆内采用TCN网络。由于列车无线重联过程的动态特性，组合列车之间的数据无法直接发送到各个机车的电气装置上，而是需要通过多次中转，数据传输的实时性不高。在上述的组合列车中，不同机车车载电气设备需要通信时，需要将数据通过MVB总线发送给车辆控制模块(Vehicle Control Module,VCM)，车辆控制模块再将数据转发到无线通信设备上，无线通信设备经过中继的数据传输方式，将数据传输到目标机车的无线接收设备，无线接收设备再将数据转发到机车的VCM设备上，最后VCM再将数据转发给对应的车载电气设备。由上可知，现有的组合列车数据传输过程中，无线数据到总线数据的转发，都需要通过物理层接收到应用层，而应用层多数是图形开发环境下的应用软件，执行周期很长，实时性很低，导致数据传输过程的延时很长。随着列车运行速度的增加，这种低实时性显然已经不能满足控制系统的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、易实现、组合列车控制数据传输的实时性好、控制数据传输过程中时间开销少、可靠好的组合列车层次化异构列车通信网络架构。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构，包括列车级的无线网络和每个机车内部的编组网，每个所述编组网连接有路由设备，所述路由设备用于连接本机车的编组网和机车之间的无线网络，当控制数据从一个机车的编组网传输到另外一个机车的编组网时，通过路由设备将直接从无线网络发送至编组网。
作为本发明的进一步改进：在控制数据的数据报文中为供路由设备增加路由控制字段，路由控制字段中的路由控制字用于控制数据从编组网向无线网络中的路由以及无线网络之间的无线多跳路由控制。
作为本发明的进一步改进：所述路由控制字包括：
0～2位为源编组网号，用于标识通信源设备所在的编组网网络号；
3～6位为目标编组号，用于标识目标设备所在的编组网网络号，网络号是路由器在初运行过程中获取的节点编号号码；
7～12位为路由器中继标志，用于表示该数据报文是否已经被对应的路由器中继转发；如果没有转发，路由器需要判断目标编组网方向的其他路由器是否已经转发，如果已经转发则放弃转发，否则转发该数据报文，并将对应的路由器中继标志置位；如果发现中继标志已经置位，则不转发。
作为本发明的进一步改进：当源设备在发送数据到组合列车另一个编组网的设备时，将源设备所在编组号填入到源编组网号，将目标设备所在的编组组号填入目标编组组号；源设备所在路由器在MVB总线上收到数据时，在网络层上判断目标编组网号，当目标编组网号为自身所在的编组网时，说明数据是不需要跨编组进行传输的，路由器将数据收到应用层进行处理。
作为本发明的进一步改进：当目标编组组号为1～8时，表示通信为点对点通信，目标编组网号为16时，表示通信为多播通信，即将数据发送到所有编组的目标端口上；当目标编组网号为其他数字时，无效；源设备发送数据时，将清空所有的路由器中继标志为0。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构，能够在主控机车、从控机车的电气装置上直接实现对各个从控机车的电气装置寻址，从而实现了数据的路由转发，大大提高数据传输的实时性。
2、本发明的一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构，减少了数据传输过程的延时，提高了组合列车控制数据传输的实时性，减少了组合列车控制数据传输过程中的处理和时间开销，特别是要减少处理周期较长的应用软件数据处理环节。
3、本发明的一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构，在TCN网络通信和无线通信的网络层之间增加路由机制，将应用层非实时处理的数据转到网络层来实时处理，从而提高了系统的实时性。
附图说明
图1是本发明在具体应用实例中的网络架构示意图
图2是本发明在TCN网络之间设置路由设备的原理示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，为本发明在具体应用实例中的网络架构示意图。组合列车采用分层的网络架构，即：
列车级采用的无线网络（即无线通信网络），以满足列车之间无法布置通信线缆的通信需求；
车辆内部采用编组网（即TCN网络，Train Communication Network，列车通信网络），车辆控制模块、传动控制单元、制动控制单元等电气设备通过TCN网络通信。
本发明进一步将在应用层进行转发的数据转移到网络层来进行路由，从而提升数据在组合列车的不同机车之间传输的实时性。即：本发明在TCN网络之间连接路由设备，如图2所示，也就是为每一个编组网（即组合列车的各个机车的TCN网络）设置一个路由设备（路由器），路由设备用于连接编组网和机车之间的无线网络；当控制数据从一个机车的TCN网络传输到另外一个机车的TCN网络时，将直接从无线网络发送至TCN网络。
由上可知，本发明在TCN网络和无线网络间通过路由的方法来保证数据的实时传输。路由的一个重要的作用就是连通不同的网络，为了将控制数据从组合列车的一个牵引机车TCN网络发送到另外一个牵引机车的TCN网络，路由功能位于TCN网络与无线网络的网关之上，掌握着控制数据如何传送的基本信息。
为了将编组网内的MVB过程数据与组合列车的无线数据实现路由，本发明在MVB的数据报文中增加路由控制字段。
带有路由控制字段的数据报文格式如下：
字节1 字节2 字节3 字节4 其它字节
路由控制1 路由控制2 目标端口号1 目标端口号2 控制数据
路由控制字一共由16位组成，用于控制数据从TCN网络向无线网络中的路由以及无线网络之间的无线多跳路由控制。
源编组网号，用于标识通信源设备所在的编组网网络号；
目标编组号，用于标识目标设备所在的编组网网络号；网络号是路由器在初运行过程中获取的节点编号号码。
当源设备在发送数据到组合列车另一个编组网的设备时，需要将源设备所在编组号填入到源编组网号，将目标设备所在的编组组号填入目标编组组号。目标编组组号为1～8时，表示通信为点对点通信，目标编组网号为16时，表示通信为多播通信，即将数据发送到所有编组的目标端口上。目标编组网号为其他数字时，无效。源设备发送数据时，将清空所有的路由器中继标志为0。
源设备所在路由器在MVB总线上收到数据时，在网络层上判断目标编组网号，当目标编组网号为自身所在的TCN网络时，说明数据是不需要跨编组进行传输的，路由器将数据收到应用层进行处理。
路由器中继标志，用于表示该数据报文是否已经被对应的路由器中继转发。如果没有转发，路由器需要判断目标编组网方向的其他路由器是否已经转发，如果已经转发则放弃转发，否则转发该数据报文，并将对应的路由器中继标志置位。如果发现中继标志已经置位，则不转发。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种组合列车的层次化异构列车通信网络架构，包括列车级的无线网络和每个机车内部的编组网，其特征在于，每个所述编组网连接有路由设备，所述路由设备用于连接本机车的编组网和机车之间的无线网络，当控制数据从一个机车的编组网传输到另外一个机车的编组网时，通过路由设备将直接从无线网络发送至编组网。
2.根据权利要求1所述的组合列车的层次化异构列车通信网络架构，其特征在于，在控制数据的数据报文中为供路由设备增加路由控制字段，路由控制字段中的路由控制字用于控制数据从编组网向无线网络中的路由以及无线网络之间的无线多跳路由控制。
3.根据权利要求2所述的组合列车的层次化异构列车通信网络架构，其特征在于，所述路由控制字包括：
0～2位为源编组网号，用于标识通信源设备所在的编组网网络号；
3～6位为目标编组号，用于标识目标设备所在的编组网网络号，网络号是路由器在初运行过程中获取的节点编号号码；
7～12位为路由器中继标志，用于表示该数据报文是否已经被对应的路由器中继转发；如果没有转发，路由器需要判断目标编组网方向的其他路由器是否已经转发，如果已经转发则放弃转发，否则转发该数据报文，并将对应的路由器中继标志置位；如果发现中继标志已经置位，则不转发。
4.根据权利要求3所述的组合列车的层次化异构列车通信网络架构，其特征在于，当源设备在发送数据到组合列车另一个编组网的设备时，将源设备所在编组号填入到源编组网号，将目标设备所在的编组组号填入目标编组组号；源设备所在路由器在MVB总线上收到数据时，在网络层上判断目标编组网号，当目标编组网号为自身所在的编组网时，说明数据是不需要跨编组进行传输的，路由器将数据收到应用层进行处理。
5.根据权利要求3所述的组合列车的层次化异构列车通信网络架构，其特征在于，当目标编组组号为1～8时，表示通信为点对点通信，目标编组网号为16时，表示通信为多播通信，即将数据发送到所有编组的目标端口上；当目标编组网号为其他数字时，无效；源设备发送数据时，将清空所有的路由器中继标志为0。
CN201410068659.0A 2014-02-27 2014-02-27 一种组合列车的层次化异构列车通信网络系统 Active CN103825814B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410068659.0A CN103825814B (zh) 2014-02-27 2014-02-27 一种组合列车的层次化异构列车通信网络系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410068659.0A CN103825814B (zh) 2014-02-27 2014-02-27 一种组合列车的层次化异构列车通信网络系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103825814A true CN103825814A (zh) 2014-05-28
CN103825814B CN103825814B (zh) 2015-02-25

Family

ID=50760655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410068659.0A Active CN103825814B (zh) 2014-02-27 2014-02-27 一种组合列车的层次化异构列车通信网络系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103825814B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103997545A (zh) * 2014-06-13 2014-08-20 青岛四方车辆研究所有限公司 适用于轨道车辆的列车宽带通信网络架构
CN105438222A (zh) * 2015-12-01 2016-03-30 唐山轨道客车有限责任公司 列车编组控制系统
CN106143532A (zh) * 2015-04-08 2016-11-23 中车大连电力牵引研发中心有限公司 列车动态重联的方法及节点
CN106240601A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 中车唐山机车车辆有限公司 列车网络系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001019023A2 (en) * 1999-09-07 2001-03-15 New York Air Brake Corporation Intra-train communication network
CN101404629A (zh) * 2008-09-24 2009-04-08 中国北车股份有限公司 基于arm7的wtb-以太网网关
CN102267480A (zh) * 2011-05-18 2011-12-07 长沙南睿轨道交通电气设备有限公司 一种基于无线宽带通信的机车无线重联控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001019023A2 (en) * 1999-09-07 2001-03-15 New York Air Brake Corporation Intra-train communication network
CN101404629A (zh) * 2008-09-24 2009-04-08 中国北车股份有限公司 基于arm7的wtb-以太网网关
CN102267480A (zh) * 2011-05-18 2011-12-07 长沙南睿轨道交通电气设备有限公司 一种基于无线宽带通信的机车无线重联控制方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103997545A (zh) * 2014-06-13 2014-08-20 青岛四方车辆研究所有限公司 适用于轨道车辆的列车宽带通信网络架构
CN106143532A (zh) * 2015-04-08 2016-11-23 中车大连电力牵引研发中心有限公司 列车动态重联的方法及节点
CN106143532B (zh) * 2015-04-08 2018-01-09 中车大连电力牵引研发中心有限公司 列车动态重联的方法及节点
CN105438222A (zh) * 2015-12-01 2016-03-30 唐山轨道客车有限责任公司 列车编组控制系统
CN106240601A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 中车唐山机车车辆有限公司 列车网络系统
CN106240601B (zh) * 2016-08-26 2018-11-30 中车唐山机车车辆有限公司 列车网络系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN103825814B (zh) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2011337045B2 (en) Communication system for a rail vehicle consist and method for communicating with a rail vehicle consist
US8655516B2 (en) Communication system for a rail vehicle consist and method for communicating with a rail vehicle consist
AU2012347816B2 (en) System and method for communicating data in a vehicle system
US9308832B2 (en) Method for operating railbound vehicles
CN103825814B (zh) 一种组合列车的层次化异构列车通信网络系统
US20180324640A1 (en) Vehicle-Mounted Gateway Device, Electronic Control Device, and Vehicle-Mounted Network System
CN102267480A (zh) 一种基于无线宽带通信的机车无线重联控制方法
CN103997545B (zh) 适用于轨道车辆的列车宽带通信网络架构
CN104608754A (zh) 一种列车无线电空制动控制系统及其控制方法
CN106240601A (zh) 列车网络系统
CN104579606A (zh) 多功能车辆总线mvb网络系统冗余设计方法
CN104309600A (zh) 一种铁路货车无线电空制动控制系统及其控制方法
CN105763622A (zh) 一种列车编组重联方法及编组重联装置
CN101312420B (zh) 铁道车辆用传输系统
CN103738361A (zh) 机车故障的处理系统及方法
CN104683226B (zh) 基于以太网eth的机车重联网关
CN103744401B (zh) 一种机车无线重联数据通信方法及系统
CN105691416A (zh) 一种基于无线Mesh网络的轨道交通列车信息系统
CN104009901A (zh) 基于lpc1768平台的can中继器及数据转发方法
CN105900517B (zh) 在区段化的通信网络中的数据传输
CN105027455B (zh) 列车信息管理装置
WO2010110300A1 (ja) 鉄道車両用伝送システム
CN216016889U (zh) 高速磁悬浮列车通信系统及相关装置
CN203713908U (zh) 机车故障的处理系统
CN106740997A (zh) 一种重联机车信息同步系统与方法

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
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: The age of 412001 in Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Road No. 169

Patentee after: ZHUZHOU CRRC TIMES ELECTRIC Co.,Ltd.

Address before: The age of 412001 in Hunan Province, Zhuzhou Shifeng District Road No. 169

Patentee before: ZHUZH CSR TIMES ELECTRIC Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder