CN106240601B - 列车网络系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种列车网络系统，包括：列车通信网络和以太网；所述列车通信网络用于传输预设的第一列车网络数据，所述以太网用于传输预设的第二列车网络数据。本发明提供的列车网络系统，提高了数据传输效率。
Description
技术领域
本发明涉及列车网络控制领域，尤其涉及一种列车网络系统。
背景技术
目前，高速动车组的网络系统采用列车通信网络(Train CommunicationNetwork，简称TCN)拓扑结构。
TCN列车总线一般分为两个部分：绞线式列车总线(Wire Train Bus，简称WTB)和多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，简称MVB)。其中，WTB贯穿全列车，使用专用屏蔽双绞线电缆，用于不同牵引单元之间的数据传输，以及在列车重联时实现列车之间TCN网络的互联。MVB为车辆级总线，采用双绞线，用于每节车的数据传输。TCN列车层次结构为：每节车有一个WTB/MVB网关节点，各节车之间的网关节点通过WTB互联，这样，每节车既可以单独通过MVB进行控制，又可以通过网关控制其他车或者接收其他车的运行命令。只要协调好每节车之间的控制关系，就可以实现整列车的控制。
但是，WTB和MVB的传输速率只有1Mbit/s，导致TCN网路传输带宽较小，限制了数据传输的效率。
发明内容
本发明提供一种列车网络系统，可以提升数据传输效率。
本发明提供的列车网络系统，包括：列车通信网络TCN和以太网ETH；
所述TCN用于传输预设的第一列车网络数据，所述ETH用于传输预设的第二列车网络数据。
可选的，所述TCN包括绞线式列车总线WTB和多功能车辆总线MVB，所述以太网包括ETB和ECN；所述ETB实现以太网列车级通信；所述ECN实现以太网车辆级通信；
列车的每节车中均设置有第一中继器模块REP、第一以太网交换单元ESU和连网设备组；列车的头车和尾车中还设置有第一中央控制单元CCU、第二CCU和MVB/ETH网关；
所述第一CCU和所述第二CCU均接入至所述WTB、所述MVB和所述ECN；
所述MVB/ETH网关接入至所述MVB和所述ECN；
各所述第一REP接入至所述MVB；
各所述第一ESU接入至所述ETB和所述ECN；
各所述连网设备组接入至所述MVB和所述ECN；
所述MVB/ETH网关，用于将MVB数据转换为以太网数据，或者将以太网数据转换为MVB数据；
所述头车和所述尾车中的所述第一ESU，用于在列车重联时实现以太网列车级互联。
可选的，列车的头车和尾车中还设置有第二ESU；所述第二ESU设置在电器柜中，列车的头车和尾车中的第一ESU设置在司机室中；
列车的头车和尾车中的连网设备组包括位于司机室中的第一连网设备子组和位于除司机室之外空间的第二连网设备子组；列车的头车或者尾车中的第一连网设备子组与列车的头车或者尾车中的第一ESU连接；列车的头车或者尾车中的第二连网设备子组与列车的头车或者尾车中的第二ESU连接；
列车的头车或者尾车中的MVB/ETH网关与列车的头车或者尾车中的第一ESU连接。
可选的，所述第一连网设备子组包括：司机显示屏、输入输出模块和无线数据传输装置。
可选的，列车的头车或者尾车中还设置有第二REP；
所述第二REP接入至所述MVB。
可选的，列车的头车或者尾车中还设置有备用连网设备组；
所述备用连网设备组接入至所述MVB。
本发明提供了一种列车网络系统。本发明提供的列车网络系统，通过将列车网络数据分开传输，TCN网络传输预设的第一列车网络数据，以太网传输预设的第二列车网络数据，提高了网络的传输带宽，进而提高了数据的传输效率。
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明实施例二提供的列车网络系统中TCN网络的拓扑结构图；
图2为本发明实施例二提供的列车网络系统中ETH网络的拓扑结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例一提供了一种列车网络系统，包括：TCN和以太网(Ethernet，简称ETH)。
TCN用于传输预设的第一列车网络数据，ETH用于传输预设的第二列车网络数据。
在本实施例中，TCN网络用于传输预设的第一列车网络数据，以太网用于传输预设的第二列车网络数据。可见，本实施例提供的列车网络系统，将列车网络数据分开传输，TCN网络和以太网网络各自传输一部分列车网络数据，相比于现有技术中仅通过TCN网路传输列车网络数据，可以提高网络传输带宽，进而提升了数据的传输效率。
需要说明的是，预设的第一列车网络数据和预设的第二列车网络数据根据需要进行设置，本实施例对此不做特别限制。
可选的，预设的第一列车网络数据可以包括：控制数据和状态数据。预设的第二列车网络数据可以包括：故障诊断数据、事件记录和显示信息。
本实施例提供了一种列车网络系统，包括TCN和以太网，TCN用于传输预设的第一列车网络数据，以太网用于传输预设的第二列车网络数据。本实施例提供的列车网络系统，通过将列车网络数据分开传输，可以提高网络传输带宽，进而提高数据传输效率。
实施例二
图1为本发明实施例二提供的列车网络系统中TCN网络的拓扑结构图，图2为本发明实施例二提供的列车网络系统中ETH网络的拓扑结构图。本实施例在实施例一的基础上，提供了列车网络系统的另一种实现方式。如图1和图2所示，本实施例提供的列车网络系统，可以包括：
TCN包括WTB和MVB，以太网包括列车骨干网(Ethernet Train Backbone，简称ETB)和列车编组网(Ethernet Consist Network，简称ECN)。ETB实现以太网列车级通信，ECN实现以太网车辆级通信。
列车的每节车中均设置有第一中继器模块(Repeater，简称REP)、第一以太网交换单元(Ethernet Switch Unit，简称ESU)和连网设备组。列车的头车和尾车中还设置有第一中央控制单元(Central Control Unit，简称CCU)、第二CCU和MVB/ETH网关。
第一CCU和第二CCU均接入至WTB、MVB和ECN。
MVB/ETH网关接入至MVB和ECN。
各第一REP接入至MVB。
各第一ESU接入至ETB和ECN。
各连网设备组接入至MVB和ECN。
MVB/ETH网关，用于将MVB数据转换为以太网数据，或者将以太网数据转换为MVB数据。
头车和尾车中的第一ESU，用于在列车重联时实现以太网列车级互联。
其中，连网设备组是指可以与CCU进行网络通信的设备，每节车中的连网设备组可以根据需要进行设置，本实施例对此不做特别限制。
例如，对于拖车，即不带动力的车，连网设备组可以包括：高压系统控制设备、制动系统控制设备、车门系统控制设备、空调系统控制设备、照明系统控制设备、火灾报警系统控制设备、辅助供电系统控制设备，等等。
又例如，对于动车，即自带动力的车，连网设备组相比于拖车中的连网设备组，还可以包括：牵引系统控制设备。
在本实施例中，第一CCU和第二CCU构成双机冗余设计，当一个CCU出现故障时，另一个CCU可以完全代替其工作，提高了系统的可靠性。
在本实施例中，列车网络系统包括TCN网络和以太网网络两部分，TCN网络的列车总线包括WTB和MVB，WTB为列车级总线，可以实现列车级的数据传输，MVB为车辆级总线，可以实现车辆级的数据传输，以太网包括ETB和ECN，ETB实现列车级通信，可以实现列车级的以太网数据传输，ECN实现车辆级通信，可以实现车辆级的以太网数据传输。并且，列车头车和尾车中的第一ESU，在列车重联时可以实现列车间的以太网互联，实现列车间的以太网数据传输。
在本实施例中，TCN网络的网络拓扑结构相比于现有技术中的TCN网络，在列车的头车和尾车中增加了MVB/ETH网关，MVB/ETH网关可以实现MVB数据与以太网数据之间的转换，从而实现TCN网络和以太网网络之间的信息传输。具体的，MVB/ETH网关可以将本牵引单元内部的MVB数据转换为以太网数据，通过以太网传输至列车无线数据传输装置用于数据存储，传输至司机显示屏进行数据显示，MVB/ETH网关还可以将以太网数据转换为MVB数据，通过TCN网络进行列车级以及车辆级的数据传输。
在本实施例中，TCN网络用于传输预设的第一列车网络数据，以太网用于传输预设的第二列车网络数据。可见，本实施例提供的列车网络系统，将列车网络数据分开传输，TCN网络和以太网网络各自传输一部分列车网络数据，相比于现有技术中仅通过TCN网路传输列车网络数据，可以提高网络传输带宽，进而提升了数据的传输效率。
可选的，ETB采用线性拓扑结构，ECN采用星型拓扑结构。
可选的，列车的头车和尾车中还设置有第二ESU。第二ESU设置在电器柜中，列车的头车和尾车中的第一ESU设置在司机室中。
列车的头车和尾车中的连网设备组包括位于司机室中的第一连网设备子组和位于除司机室之外空间的第二连网设备子组。列车的头车或者尾车中的第一连网设备子组与列车的头车或者尾车中的第一ESU连接。列车的头车或者尾车中的第二连网设备子组与列车的头车或者尾车中的第二ESU连接。
列车的头车或者尾车中的MVB/ETH网关与列车的头车或者尾车中的第一ESU连接。
可选的，第一连网设备子组包括：司机显示屏(也称为HMI)、输入输出模块和无线数据传输装置。
可选的，列车的头车或者尾车中还设置有第二REP。
第二REP接入至MVB。
在本实施例中，列车头车和尾车中的第一REP和第二REP构成双冗余设计，当一个REP出现故障时，另一个REP可以完全代替其工作，提高了系统的可靠性。
可选的，列车的头车或者尾车中还设置有备用连网设备组。
备用连网设备组接入至MVB。
在本实施例中，列车头车和尾车中的连网设备组和备用连网设备组构成双冗余设计，当一个连网设备组出现故障时，另一个连网设备组可以完全代替其工作，提高了系统的可靠性。
本实施例提供了一种列车网络系统，列车的每节车中均设置有第一REP、第一ESU和连网设备组，列车的头车和尾车中还设置有第一CCU、第二CCU和MVB/ETH网关，第一CCU和第二CCU均接入至WTB、MVB和ECN，MVB/ETH网关接入至MVB和ECN，各第一REP接入至MVB，各第一ESU接入至ETB和ECN，各连网设备组接入至MVB和ECN，MVB/ETH网关，用于将MVB数据转换为以太网数据，或者将以太网数据转换为MVB数据，头车和尾车中的第一ESU，用于在列车重联时实现以太网列车级互联，TCN用于传输预设的第一列车网络数据，以太网用于传输预设的第二列车网络数据。本实施例提供的列车网络系统，通过将列车网络数据分开传输，可以提高网络传输带宽，进而提高数据传输效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种列车网络系统，其特征在于，包括：列车通信网络TCN和以太网ETH；
所述TCN用于传输预设的第一列车网络数据，所述ETH用于传输预设的第二列车网络数据；
所述TCN包括绞线式列车总线WTB和多功能车辆总线MVB，所述以太网包括列车骨干网ETB和列车编组网ECN；所述ETB实现以太网列车级通信；所述ECN实现以太网车辆级通信；
列车的每节车中均设置有第一中继器模块REP、第一以太网交换单元ESU和连网设备组；列车的头车和尾车中还设置有第一中央控制单元CCU、第二CCU和MVB/ETH网关；
所述第一CCU和所述第二CCU均接入至所述WTB、所述MVB和所述ECN；
所述MVB/ETH网关接入至所述MVB和所述ECN；
各所述第一REP接入至所述MVB；
各所述第一ESU接入至所述ETB和所述ECN；
各所述连网设备组接入至所述MVB和所述ECN；
所述MVB/ETH网关，用于将MVB数据转换为以太网数据，或者将以太网数据转换为MVB数据；
所述头车和所述尾车中的所述第一ESU，用于在列车重联时实现以太网列车级互联。
2.根据权利要求1所述的列车网络系统，其特征在于，列车的头车和尾车中还设置有第二ESU；所述第二ESU设置在电器柜中，列车的头车和尾车中的第一ESU设置在司机室中；
列车的头车和尾车中的连网设备组包括位于司机室中的第一连网设备子组和位于除司机室之外空间的第二连网设备子组；列车的头车或者尾车中的第一连网设备子组与列车的头车或者尾车中的第一ESU连接；列车的头车或者尾车中的第二连网设备子组与列车的头车或者尾车中的第二ESU连接；
列车的头车或者尾车中的MVB/ETH网关与列车的头车或者尾车中的第一ESU连接。
3.根据权利要求2所述的列车网络系统，其特征在于，所述第一连网设备子组包括：司机显示屏、输入输出模块和无线数据传输装置。
4.根据权利要求1至3任一项所述的列车网络系统，其特征在于，列车的头车或者尾车中还设置有第二REP；
所述第二REP接入至所述MVB。
5.根据权利要求1至3任一项所述的列车网络系统，其特征在于，列车的头车或者尾车中还设置有备用连网设备组；
所述备用连网设备组接入至所述MVB。
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