CN105763622A - 一种列车编组重联方法及编组重联装置 - Google Patents

一种列车编组重联方法及编组重联装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种列车编组重联方法,包括:S1.建立列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间的映射关系;S2.编组重联装置侦听所述编组网络中的数据包,并判断所述数据包的源地址与目的地址是否位于同一编组网络,是则跳转至步骤S2,否则跳转至步骤S3;S3.编组重联装置对该数据包中的目的地址进行实际地址与虚拟以址之间的转换,生成转发数据包;S4.编组重联装置将所述转发数据包发送至目的地址所在编组网络。一种列车编组重联装置,包括第一网络收发模块、第二网络收发模块、网关转换模块、地址映射模块。具有可灵活、自由实现不同列车之间的重联编组,编组可靠、稳定等优点。

Description

一种列车编组重联方法及编组重联装置
技术领域
本发明涉及列车编组重联控制领域,尤其涉及一种列车编组重联方法及编组重联装置。
背景技术
目前,CRH2型动车的网络控制系统主要为基于ARCNET网络的MON控制系统。MON控制系统采用ARCNET网络实现列车的编组连接,ARCNET网络属于令牌环的链路层通信协议网络,即数据发送节点必须获得令牌才拥有数据发送权限,同时重联端中央装置与终端装置间也采用ARCNET令牌通信,针对节点编号侦听,因此重联端的数据不会形成阻塞,环网数据量非常稳定,但也存在网络传输速率较低等缺点,传输速率仅为2.5Mbps。为了提高列车网络控制系统的网络传输速率,在MON系统的基础上,研发出了基于以太网络的以太控制系统,以太控制系统采用以太网络实现列车的编组连接,属于CSMA/CD介质访问控制的IEEE802.3类型网络,在列车网络控制系统各个装置采用交换转发的形式,每个节点发送的数据,所在列车的装置都能收到,且每个装置的数据发送时间不同步,速率达到100Mbps,针对端口侦听,以太网传输速率明显高于ARCNET。虽然,该两种网络控制系统采用相同的指令系统,但由于这两种网络控制系统采用不同的网络类型,通信机制完全不同,因此,这两种网络控制系统的列车无法互联互通。而在列车运营中,为了提高运营承载能力,经常要进行多编组自由重联,组成重联编组,对列车的编组重联提出了实际的需求。因此,研究可以实现不同网络控制系统的列车间的编组重联技术具有重要的现实意义。
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,本发明提供一种可以灵活、自由实现具有不同网络控制系统的列车编组重联的方法及编组重联装置。
为解决上述技术问题,本发明提出的技术方案为:一种列车编组重联方法,通过编组重联装置连接列车重联的两个编组,并对两个编组网络的数据进行映射转发,所述映射转发的具体步骤包括:
S1.建立列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间的映射关系;
S2.编组重联装置侦听所述编组网络中的数据包,并判断所述数据包的源地址与目的地址是否位于同一编组网络,是则跳转至步骤S2,否则跳转至步骤S3;
S3.编组重联装置对该数据包中的目的地址进行实际地址与虚拟以址之间的转换,生成转发数据包;
S4.编组重联装置将所述转发数据包发送至目的地址所在编组网络。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S3之后,还包括步骤S3a:编组重联装置将所述转发数据包存入缓存。
作为本发明的进一步改进,所述步骤S2中判断所述数据包的源地址与目的地址是否位于同一编组网络的具体步骤包括:判断所述数据包的目的地址是否为实际地址,是则判定所述数据包的源地址与目的地址位于同一编组网络,否则判定所述数据包的源地址与目的地址位于不同的编组网络。
作为本发明的进一步改进,所述列车重联编组的两个编组网络分别为ARCNET网络和以太网络。
一种列车编组重联装置,包括用于与列车第一编组网络进行通信的第一网络收发模块、与列车第二编组网络通信的第二网络收发模块、用于实现第一编组网络与第二编组网络间数据转换的网关转换模块、和用于记载列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间映射关系的地址映射模块;
所述第一网络收发模块依次与所述网关转换模块和第二网络收发模块连接;所述地址映射模块分别与所述第一网络收发模块、第二网络收发模块连接。
作为本发明的进一步改进,所述地址映射模块与所述网关转换模块连接。
作为本发明的进一步改进,还包括缓存模块,所述缓存模块与所述网关转换模块连接,所述缓存模块同时与所述第一网络收发模块和/或第二网络收发模块连接,用于对所述网关转换模块生成的转发数据包进行双向/单向缓存。
作为本发明的进一步改进,所述第一网络收发模块为ARCNET网络收发模块,所述第二网络收发模块为以太网收发模块。
作为本发明的进一步改进,所述以太网收发模块和ARCNET网络收发模块均包括接收端口和发送端口。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
1、本发明不需要改变原有列车的电气接口,即可灵活、自由实现不同网络控制系统的列车进行编组重联。
2、本发明解决了列车不同编组网络的传输速率不一致可能导致的重联编组时网络拥塞的问题。
附图说明
图1为现有技术中列车编组方式示意图。
图2为本发明的列车编组重联时列车编组示意图。
图3为本发明实际地址与虚拟地址之间的映射关系示意图。
图4为本发明的流程图。
图5为本发明编组重联装置一种实施例的结构示意图。
图6为本发明编组重联装置另一种实施例的结构示意图。
图例说明:1、第一网络收发模块;2、第二网络收发模块;3、地址映射模块;4、网关转换模块;5、缓存模块。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述,但并不因此而限制本发明的保护范围。
列车通常采用固定的车辆进行编组,如6车编组、8车编组等,图1为列车采用6车编组的情况,在列车的头尾两车各有一个中央终端,即列车的控制系统终端,在列车的每一节车厢,均有一个车辆终端,中央终端与车辆终端采用环网连接,按照列车的运行方向,车头方向的中央终端在线,控制列车的运行,而车尾的中央终端处于离线状态。列车的每个终端设备均使用固定的通信地址,以基于ARCNET网络的MON控制系统的列车为例,1#中央装置的通信地址为N1,2#中央装置的通信为N2,1#车至6#车的车辆终端的通信地址依次为A、B、C、D、E、F,若采用8车编组,则7#车和8#车的车辆终端地址分别为G和H,在ARCNET网络的,终端的地址为节点地址。而对基于以太网络的以太控制系统,1#中央装置的通信地址为n1,2#中央装置的通信为n2,1#车至6#车的车辆终端的通信地址依次为a、b、c、d、e、f,若采用8车编组,则7#车和8#车的车辆终端地址分别为g和h,在以太网络中,终端的地址为端口地址。即对于列车的编组而言,终端装置的通信地址与编组车辆本身无关,而是由编组车辆在列车编组中的位置决定。图2显示了采用两种不同控制系统的列车编组情况,其中,第一编组:1#中央终端、1#车辆终端、2#车辆终端、3#车辆终端通过ARCNET网络连接,采用MON网络控制系统;第二编组:2#中央终端、4#车辆终端、5#车辆终端、6#车辆终端通过以太网连接,采用以太网络控制系统。
如图3所示,本实施例一种列车编组重联方法,通过编组重联装置连接列车重联的两个编组,并对两个编组网络的数据进行映射转发,映射转发的具体步骤包括:S1.建立列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间的映射关系;S2.编组重联装置侦听所述编组网络中的数据包,并判断所述数据包的源地址与目的地址是否位于同一编组网络,是则跳转至步骤S2,否则跳转至步骤S3;S3.编组重联装置对该数据包中的目的地址进行实际地址与虚拟以址之间的转换,生成转发数据包;S4.编组重联装置将所述转发数据包发送至目的地址所在编组网络。
在本实施例中,步骤S2中判断数据包的源地址与目标地址是否位于同一编组网络的具体步骤为:判断数据包的目的地址是否为实际地址,是则判定数据包的源地址与目的地址位于同一编组网络,否则判定数据包的源地址与目的地址位于不同的编组网络。列车重联编组的两个编组网络分别为ARCNET网络和以太网络。
本实施例中,针对如图2所示的列车编组,列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间的映射关系如图4所示,对于ARCNET网络中的每一个终端设备,均有一个在以太网络中的虚拟以址,对于以太网络中的每一个终端设备,均有一个在ARCNET网络中的虚拟地址。ARCNET网络与以太网络相互独立,并且,在互相独立的通信网络内,各终端仍按照各自的通信规则进行通信,如1#中央终端需要与5#车辆终端通信时,1#中央终端所发送的数据包data1的通信目的地址与全部由ARCNET网络的列车编组相同,即目的地址仍为ARCNET网络的地址E。同理,6#车辆终端需要与1#中央终端通信时,其所发送的数据包data2的通信目的地址仍为以太网络的地址n1。编组重联装置侦听编组重联后ARCNET网络与以太网络,并读取1#终端所发送的数据包data1的目的地址E和6#车辆终端发送的数据包data2中的目的地址n1,通过查询如图4所示的通信终端的实际地址与虚拟地址之间的映射关系,目的地址E和目的地址n1均为虚拟地址,则可以判断数据包data1和数据包data2均是发往编组重联中的另一个编组网络,则编组重联装置接收数据包data1和数据包data2,并将数据包data1的目的地址转换为实际地址e,生成数据包data1的转换数据包DATA1,并将转换数据包DATA1发送至以太网络中的5#车辆终端;将数据包data2的目的地址转换为实际地址N1,生成数据包data2的转换数据包DATA2,并将转换数据包DATA2发送至ARCNET网络中的1#中央装置。
而对于同一编组网络内部的通信,如1#中央终端发送给2#车辆终端的数据包data3,编组重联装置侦听该数据包,并读取其目的地址,判断该目的地址为实际地址,则不对该数据包进行处理,继续执行侦听步骤。据此,不需要对列车原有编组进行包括电气接口在内的任何改变,即可实现基于不同网络的列车编组之间的互联互通,具有简单、方便、灵活的优点。
由于ARCNET网络中进行数据传输需要获传送令牌,ARCNET网络的传输速率远远低于以太网络的传输速率,为了保证由以太网络向ARCNET网络的数据传输不会因为编组重联装置等待传输令牌而导致数据拥塞,在本实施例中,在步骤S3之后,还包括步骤S3a:编组重联装置将转发数据包存入缓存。对于由高传输速率的以太网络发往低传输速率的ARCNET的数据包,由编组重联装置生成转换数据包后,将转换数据包存入缓存,并等待获得ARCNET网络传输令牌后,对转换数据包进行传输。通过该方法,可以有效防止高速率网络向低速率网络的数据传输发生数据拥塞,保证列车编组重联中数据顺利传输,保证列车编组重联的可靠、稳定。当然,对于低速率网络向高速率网络的数据传输,也可以选择将转发数据包存入缓存,再发送至目的地址。
如图5所示,本实施例一种列车编组重联装置,包括用于与列车第一编组网络进行通信的第一网络收发模块1、与列车第二编组网络通信的第二网络收发模块2、用于实现第一编组网络与第二编组网络间数据转换的网关转换模块4、和用于记载列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间映射关系的地址映射模块3;第一网络收发模块1依次与网关转换模块4和第二网络收发模块2连接;地址映射模块3分别与第一网络收发模块1、第二网络收发模块2连接。在本实施例中,第一编组网络为ARCNET网络,经二编组网络为以太网络。第一网络收发模块1为ARCNET网络收发模块,第二网络收发模块2为以太网收发模块。第一网络收发模块1侦听第一编组ARCNET网络中的数据包,并读取数据包中的目的地址,通过地址映射模块3判断目的地址是否为虚拟地址,是则接收该数据包,将该数据包以及从地址映射模块3读取的该数据包的实际地址送往网关转换模块4,由网关转换模块4将数据包中的虚拟地址转换成实际地址,生成转换数据包,并将转换数据包送往第二网络收发模块2,发送至以太网络的目的终端;否则不对该数据包进行处理,继续侦听ARCNET网络。同理,对于以太网络,编组重联装置的第二网络收发模块2侦听以太网络中的数据包,并读取数据包中的目的地址,通过地址映射模块3判断目的地址是否为虚拟地址,是则接收该数据包,将该数据包以及从地址映射模块3读取的该数据包的实际地址送往网关转换模块4,由网关转换模块4将数据包中的虚拟地址转换成实际地址,生成转换数据包,并将转换数据包送往第一网络收发模块1,发送至ARCNET网络的目的终端;否则不对该数据包进行处理,继续侦听以太网络。
当然,在本实施例中,也可以将地址映射模块3与网关转换模块4连接。由地址映射模块3直接为网关转换模块4提供转换的实际地址,则在数据包的处理过程中,第一网络收发模块1和第二网络收发模块2只需要向网关转换模块4发送所接收的数据包,由网关转换模块4直接从地址映射模块3读取数据包的实际地址,并生成转换数据包。
由于ARCNET网络中进行数据传输需要获传送令牌,ARCNET网络的传输速率远远低于以太网络的传输速率,为了保证由以太网络向ARCNET网络的数据传输不会因为编组重联装置等待传输令牌而导致数据拥塞,在本实施例中,如图6所示,编组重联装置还包括缓存模块5,缓存模块5与网关转换模块4连接,缓存模块5同时与第一网络收发模块1和/或第二网络收发模块2连接,用于对网关转换模块4生成的转发数据包进行双向/单身缓存。由第二网络收发模块2接收到的数据包,经网关转换模块4进行目的地址转换后生成的转换数据包,先送入缓存模块5进行缓存,第一网络收发模块1侦听第一编组ARCNET网络,获取传送令牌后,从缓存模块5中读取转换数据包并发送至ARCNET网络中的目的终端。通过缓存模块5,即可有效解决从高传输速率的以太网络向低传输速率的ARCNET网络转发数据时可能造成的拥塞问题,从而保证编组重联的可靠、稳定。当然,也可以根据实际需要,对网关转换模块4向第二网络收发模块2的转发数据包,也送入缓存,由第二网络收发模块2侦听第二编组网络空闲时,从缓存模块5中读取转发数据包并发送至第二编组网络。需要说明的是,当采用缓存模块5进行双向缓存时,对于两个方向的缓存可以采用隔离策略,即缓存模块5包括第一缓存模块和第二缓存模块,分别缓存两个方向传输的数据包。
在本实施例中,为了适应列车控制网络的环网特性,以太网收发模块和ARCNET网络收发模块均包括接收端口和发送端口,本实施例的重联装置无需要其它设备即可方便、灵活的实现组网。
上述只是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明。因此,凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明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,均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种列车编组重联方法,其特征在于:通过编组重联装置连接列车重联的两个编组,并对两个编组网络的数据进行映射转发,所述映射转发的具体步骤包括:
S1.建立列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间的映射关系;
S2.编组重联装置侦听所述编组网络中的数据包,并判断所述数据包的源地址与目的地址是否位于同一编组网络,是则跳转至步骤S2,否则跳转至步骤S3;
S3.编组重联装置对该数据包中的目的地址进行实际地址与虚拟以址之间的转换,生成转发数据包;
S4.编组重联装置将所述转发数据包发送至目的地址所在编组网络。
2.根据权利要求1所述的列车编组重联方法,其特征在于:所述步骤S3之后,还包括步骤S3a:编组重联装置将所述转发数据包存入缓存。
3.根据权利要求1或2所述的列车编组重联方法,其特征在于:所述步骤S2中判断所述数据包的源地址与目的地址是否位于同一编组网络的具体步骤包括:判断所述数据包的目的地址是否为实际地址,是则判定所述数据包的源地址与目的地址位于同一编组网络,否则判定所述数据包的源地址与目的地址位于不同的编组网络。
4.根据权利要求3所述的列车编组重联方法,其特征在于:所述列车重联编组的两个编组网络分别为ARCNET网络和以太网络。
5.一种列车编组重联装置,其特征在于:包括用于与列车第一编组网络进行通信的第一网络收发模块(1)、与列车第二编组网络通信的第二网络收发模块(2)、用于实现第一编组网络与第二编组网络间数据转换的网关转换模块(4)、和用于记载列车重联编组中各通信终端的实际地址与虚拟地址之间映射关系的地址映射模块(3);
所述第一网络收发模块(1)依次与所述网关转换模块(4)和第二网络收发模块(2)连接;所述地址映射模块(3)分别与所述第一网络收发模块(1)、第二网络收发模块(2)连接。
6.根据权利要求5所述的列车编组重联装置,其特征在于:所述地址映射模块(3)与所述网关转换模块(4)连接。
7.根据权利要求5或6所述的列车编组重联装置,其特征在于:还包括缓存模块(5),所述缓存模块(5)与所述网关转换模块(4)连接,所述缓存模块(5)同时与所述第一网络收发模块(1)和/或第二网络收发模块(2)连接,用于对所述网关转换模块(4)生成的转发数据包进行双向/单向缓存。
8.根据权利要求7所述的列车编组重联装置,其特征在于:所述第一网络收发模块(1)为ARCNET网络收发模块,所述第二网络收发模块(2)为以太网收发模块。
9.根据权利要求8所述的列车编组重联装置,其特征在于:所述以太网收发模块和ARCNET网络收发模块均包括接收端口和发送端口。
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