CN105471978B - 列车网络通信控制方法及系统 - Google Patents

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张云廷
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Abstract

本发明提供了一种列车网络通信控制方法及系统，该方法包括：机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置；所述机车网络管理设备根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，标记至少一车辆网络节点设备为信息转发设备；机车网络管理设备发送操作指令至所述车辆网络节点设备；车辆网络节点设备响应所述操作指令，被标记为信息转发设备的车辆网络节点设备转发操作指令至其他车辆网络节点设备。本发明能够解决现有技术中受限于网络报文传输的距离，从而影响车辆编组数的问题。

Description

列车网络通信控制方法及系统
技术领域
本发明涉及一种网络报文传递技术，尤其涉及一种列车网络通信控制方法及系统，可应用于货车电控空气制动系统的网络报文传递。
背景技术
lonworks网络电力线传输方式在重载列车上的应用，是重载技术的一项重大突破，其主要优势在于实现了全列车的同步制动、缓解和再制动作用，并具备了阶段缓解功能(尤其是在低速运行下的缓解)，从而极大地降低了货车在制动、缓解时纵向的冲动，为列车安全提供了保障。
采用lonworks网络的电控空气制动列车编组中，一般使用一主多从的网络拓扑结构。在编组中，设置本务机车为网络主节点，即网络管理者；辅机和车辆等其他网络设备作为网络从节点。本务机车主节点发送配置和控制命令，从节点向本务机车反馈状态和故障信息。
在应用中，申请人发现在这样的网络通信中，信号的衰减随着传输距离的增加而成倍的增加，这就使得列车的节点数受到了限制。
发明内容
本发明提供列车网络通信控制方法及系统，用于解决现有技术中受限于网络报文传输的距离，从而影响车辆编组数的问题。
本发明为了解决上述技术问题，提供了一种列车网络通信控制方法，包括，
机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置；
所述机车网络管理设备根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，标记至少一车辆网络节点设备为信息转发设备；
所述机车网络管理设备发送操作指令至所述车辆网络节点设备；及
所述车辆网络节点设备响应所述操作指令，被标记为信息转发设备的车辆网络节点设备转发操作指令至其他车辆网络节点设备。
本发明还提供一种列车网络通信控制系统，包括，机车网络管理设备及车辆网络节点设备，其中，所述机车网络管理设备包括，
位置信息获取单元，用于获得车辆网络节点设备相对机车的位置；
信息转发设备确定单元，用于根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，标记至少一车辆网络节点设备为信息转发设备；及
控制单元，用于发送操作指令至所述车辆网络节点设备；
所述车辆网络节点设备包括，
指令接收单元，用于接收机车网络管理设备发送的操作指令；及
响应单元，用于响应所述操作指令，被标记为信息转发设备的车辆网络节点设备转发操作指令至其他车辆网络节点设备。
本发明可在不改变列车硬件的情况下，在列车网络系统初始化阶段，先进行如下操作：机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置，根据车辆相对机车的位置，标记至少一车辆网络节点设备为信息转发设备。列车运行时，由机车网络管理设备发送操作指令，信息转发设备接收到操作指令后，响应操作指令并将其发送至其他车辆网络节点设备。本发明能够实现如下技术效果：使列车编组中个别车辆网络节点设备转发操作指令(网络报文)，以延长操作指令的传输距离，从而拓展编组数量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的列车网络通信控制方法流程图；
图2为本发明一实施例的列车通信消息流向图；
图3为本发明一实施例的信息转发设备设定过程的流程图；
图4为本发明一实施例的列车网络通信控制系统结构图；
图5为本发明一实施例的机车网络管理设备结构图；
图6为本发明一实施例的车辆网络节点设备结构图。
具体实施方式
为了使本发明的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，本发明也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本发明的保护范畴。
本发明主要应用于不固定编组列车的电控空气制动系统，该列车可以为货运列车，也可以为客运列车，本发明对此并不做限制。
如图1所示，图1为本发明一实施例的列车网络通信控制方法流程图，该控制方法能够延长通信信号的传输距离，从而解决了列车编组数量受限的问题。具体的，该方法包括：
步骤101：机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置，即车辆相对机车的位置。
步骤102：根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，标记至少一个车辆网络节点设备为信息转发设备。
本实施例并不限制信息转发设备的个数及具体位置，可根据列车的编组数量，灵活确定哪个位置的车辆网络节点设备为信息转发设备，如将中间位置的车辆网络节点设备设定为信息转发设备。
步骤103：所述机车网络管理设备发送操作指令至所述车辆网络节点设备，其中，所述操作指令包括：制动指令、缓解指令及再制动指令。及
步骤104：所述车辆网络节点设备响应所述操作指令，被标记为信息转发设备的车辆网络节点设备转发操作指令至其他车辆网络节点设备。
需要说明的是，本发明所述的机车网络管理设备及车辆网络节点设备具有网络通信能力及指令执行能力，为集成设备，如机车网络管理设备及车辆网络节点设备为计算机。本发明对机车网络管理设备及车辆网络节点设备并不做具体限制，只要具有网络通信能力的设备均可作为本发明所述的网络管理设备及网络节点设备。
本实施例中，机车网络管理设备与车辆网络节点设备为总线连接，如为lonworks网络电力线传输方式，以便简化通信线路，减少布线成本。本发明其他实施例中，还可采用lonworks网络双绞线传输方式，甚至可以为其他的网络总线，本发明对此并不做具体限制。
本发明提供了一种新的操作指令传输方式，相关设备为机车网络管理设备、车辆网络节点设备及信息转发设备，机车网络管理设备在通信系统中起到管理作用，向车辆网络节点设备发送配置及操作指令，同时处理车辆网络节点设备反馈的信息。信息转发设备是由机车网络管理设备根据车辆网络节点设备相对于机车的位置设定的设备，具有中转操作指令的功能。车辆网络节点设备接受操作指令，并执行接收到的指令，同时将采集的车辆网络节点设备信息反馈给车辆网络节点设备，如采集车辆控制信息的响应状态信息。
本发明其他实施例中，还可通过安装特定设备以代替上述方法设定的信息转发设备，机车网络管理设备在运行前无需指定信息转发设备，就能立即投入正常运行。具体的，以制动为例，通信过程为：机车网络管理设备发送制动指令，信息转发设备在收到制动指令后，不需执行该制动指令直接将该指令广播发送即可，车辆网络节点设备接收到制动指令后直接执行。
如图2所示，图2为本发明一实施例的列车通信消息流向图，机车网络管理设备201发出指令，向网络广播发送，车辆网络节点设备202接收到指令后，执行指令操作，信息转发设备203接收到指令后，执行指令操作，同时将接收到的指令通过网络转发给其他车辆网络节点设备。
本发明在常规传输的基础上，通过车辆网络节点设备相对于机车的位置，设定了信息转发设备，信息转发设备具有转发功能，保证列车各车辆都能收到网络报文信号，能够满足延长传输距离，灵活拓展列车编组数量的要求。
本发明提供的列车网络通信控制方法可在不改变列车硬件的情况下，在列车网络系统初始化阶段，先进行如下操作：机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置，根据车辆相对机车的位置，设定至少一车辆网络节点设备为信息转发设备。列车运行时，由机车网络管理设备发送操作指令，信息转发设备接收到操作指令后，响应操作指令并将其发送至其他车辆网络节点设备。本发明能够实现如下技术效果：使列车编组中个别车辆网络节点设备转发操作指令(网络报文)，以延长操作指令的传输距离，从而拓展编组数量。
本发明一实施例中，机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置过程为：采集车辆网络管理设备及车辆网络节点设备的地理位置信息，根据地理位置信息确定车辆网络节点设备相对于机车的位置。本发明其他实施例中，还可选择其它方法获得车辆网络节点相对于机车的位置，本发明对此不做限制。
本发明一实施例中，机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置之前还包括，所述机车网络管理设备获取所述车辆网络节点设备的标识信息，根据车辆网络节点设备的标识信息确定车辆总数。
本实施例能使机车网络管理设备了解列车中都有哪些车辆网络节点设备，根据车辆网络节点设备标识的个数确定车辆总数。
本申请一实施例中，如图3所示，所述机车网络管理设备根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，设定至少一个车辆网络节点设备为信息转发设备进一步包括，
步骤301：所述机车网络管理设备根据车辆总数及预定的信息转发设备个数，确定信息转发设备位置信息；
步骤302：所述机车网络管理设备根据信息转发设备位置信息，将相应位置的车辆网络节点设备设定为信息转发设备。
详细的说，步骤301进一步包括，所述机车网络管理设备将所述车辆总数除以所述预定的转发设备个数得到一整数值，设定所述整数值的整数倍位置为信息转发设备的位置。如列车包括11个车辆，预定的转发设备为3个，11除以3得到的整数为3，则设定第3个、第6个及第9个位置为信息转发设备的位置。
本发明并不限制转发设备具体个数，可根据信号传输的实际情况，灵活设定转发设备的个数。
如图4所示，图4为本发明一实施例的列车网络通信控制系统结构图，该系统包括，机车网络管理设备401及车辆网络节点设备402，机车网络管理设备设置于机车内，车辆网络节点设备设置于车辆内，机车网络管理设备与车辆网络节点设备之间为总线连接，形成一主多从的网络拓扑结构。
具体的，如图5所示，所述机车网络管理设备包括，
位置信息获取单元501，用于获得车辆网络节点设备相对机车的位置；
信息转发设备确定单元503，用于根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，标记至少一车辆网络节点设备为信息转发设备；及
控制单元502，用于发送操作指令至所述车辆网络节点设备；
具体的，如图6所示，所述车辆网络节点设备包括，
指令接收单元601，用于接收机车网络管理设备发送的操作指令；及
响应单元602，用于响应所述操作指令，被标记为信息转发设备的车辆网络节点设备转发操作指令至其他车辆网络节点设备。
机车网络管理设备401与车辆网络节点设备402的交互过程可参见上述实施例，此处不再赘述。
本申请一实施例中，机车网络管理设备还包括车辆标识信息获取单元，用于获取所述车辆网络节点设备的标识信息，根据所述车辆网络节点设备的标识信息确定车辆总数。
信息转发设备确定单元具体用于：
根据所述车辆总数及预定的信息转发设备个数，确定信息转发设备位置信息；
根据信息转发设备位置信息，将相应位置的车辆网络节点设备设定为信息转发设备。
本发明提供的列车网络通信控制系统，可在不改变列车硬件的情况下，在列车网络系统初始化阶段，先进行如下操作：机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置，根据车辆相对机车的位置，设定至少一车辆网络节点设备为信息转发设备。列车运行时，由机车网络管理设备发送操作指令，信息转发设备接收到操作指令后，响应操作指令并将其发送至其他车辆网络节点设备。本发明能够实现如下技术效果：使列车编组中个别车辆网络节点设备转发操作指令(网络报文)，以延长操作指令的传输距离，从而拓展编组数量
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述的方法和技术内容对本发明技术方法做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种列车网络通信控制方法，其特征在于，该方法包括，
机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置；
所述机车网络管理设备根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，标记至少一车辆网络节点设备为信息转发设备；
所述机车网络管理设备发送操作指令至所述车辆网络节点设备；及
所述车辆网络节点设备响应所述操作指令，被标记为信息转发设备的车辆网络节点设备转发操作指令至其他车辆网络节点设备；
所述机车网络管理设备与所述车辆网络节点设备为总线连接，通过电力线载波的方式进行通信；
所述机车网络管理设备获得车辆网络节点设备相对机车的位置之前还包括，
所述机车网络管理设备获取所述车辆网络节点设备的标识信息，根据所述车辆网络节点设备的标识信息确定车辆总数。
2.如权利要求1所述的列车网络通信控制方法，其特征在于，所述机车网络管理设备根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，标记至少一个车辆网络节点设备为信息转发设备进一步包括，
所述机车网络管理设备根据所述车辆总数及预定的信息转发设备个数，确定信息转发设备位置信息；
所述机车网络管理设备根据信息转发设备位置信息，将相应位置的车辆网络节点设备设定为信息转发设备。
3.如权利要求2所述的列车网络通信控制方法，其特征在于，所述机车网络管理设备根据所述车辆总数及预定的信息转发设备个数，确定信息转发设备位置信息进一步包括，
所述机车网络管理设备将所述车辆总数除以所述预定的信息转发设备个数得到一整数值，设定所述整数值的整数倍位置为信息转发设备的位置。
4.如权利要求1所述的列车网络通信控制方法，其特征在于，所述操作指令包括制动指令、缓解指令及再制动指令。
5.一种列车网络通信控制系统，其特征在于，包括，机车网络管理设备及车辆网络节点设备，其中，所述机车网络管理设备包括，
位置信息获取单元，用于获得车辆网络节点设备相对机车的位置；
信息转发设备确定单元，用于根据所述车辆网络节点设备相对机车的位置，标记至少一车辆网络节点设备为信息转发设备；及
控制单元，用于发送操作指令至所述车辆网络节点设备；
所述车辆网络节点设备包括，
指令接收单元，用于接收机车网络管理设备发送的操作指令；及
响应单元，用于响应所述操作指令，被标记为信息转发设备的车辆网络节点设备转发操作指令至其他车辆网络节点设备；
所述机车网络管理设备与所述车辆网络节点设备为总线连接，通过电力线载波的方式进行通信；
所述机车网络管理设备还包括，
车辆标识信息获取单元，用于获取所述车辆网络节点设备的标识信息，根据所述车辆网络节点设备的标识信息确定车辆总数。
6.如权利要求5所述的列车网络通信控制系统，其特征在于，所述信息转发设备确定单元具体用于，
根据所述车辆总数及预定的信息转发设备个数，确定信息转发设备位置信息；
根据信息转发设备位置信息，将相应位置的车辆网络节点设备设定为信息转发设备。
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