CN110958313A - 一种全自动驾驶地铁车辆数据的车地传输方法 - Google Patents

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赵洪涛
李雪飞
李晓明
翟国锐
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Abstract

一种全自动驾驶地铁车辆数据的车地传输方法，其特征在于：列车网络控制系统为MVB总线，中心服务器端为以太网形式；通过网关（GW）设备将列车上的MVB网络协议转换为用于传输的以太网协议；车地传输通道的拓扑结构为冗余形式，即使其中一条中断，不会影响车辆数据的车地传输。地面服务器设置判断数据有效性的决策逻辑，实时监测无线通道传递来的数据包的生命信号，当信任通道生命信号异常，则切换为监测冗余通道数据；本方案优点主要为以下两点：第一两种网络冗余形式，其中一条通道完全中断，不会影响数据的实时传输；第二以太网传输协议满足了数据对带宽的需求，全部车辆数据可全部传输至中心；以上两点保证了车辆数据传输的高带宽和可靠性的需求。

Description

一种全自动驾驶地铁车辆数据的车地传输方法
技术领域
本发明属于轨道客车车辆领域，应用于全自动驾驶地铁项目，实现全部车辆数据传输至控制中心的车地传输需求。
背景技术
随着轨道交通技术的发展，全自动驾驶技术成为了城市轨道交通的趋势。全自动驾驶地铁项目中，车辆由原来的司机操控改为了设备自动操控，由于司机室并无驾驶人员，这就对能否将车辆全部数据稳定的传输到中心提出了更高的要求。即需要把车辆各系统的状态信息、故障信息、诊断信息等车辆运行数据全部实时传输到地面，用于控制中心和地面维修人员对全自动驾驶车辆状态的监视和诊断，并及时作出反应，保证全自动驾驶车辆的安全稳定运营。因此，开发研究一种高带宽、安全可靠的用于全自动驾驶地铁车辆，将运行数据实时传至控制中心的方案势在必行。
发明内容
本发明的目的是提出一种双路冗余的全自动驾驶地铁车辆数据车地传输方法，解决全自动驾驶地铁车辆数据的车地传输的高带宽、稳定性。
为实现上述发明目的，本发明提供一种全自动驾驶地铁车辆数据的车地传输方法，其特征在于：列车网络控制系统为MVB总线，中心服务器端为以太网形式；通过网关（GW）设备将列车上的MVB网络协议转换为用于传输的以太网协议；车地传输通道的拓扑结构为冗余形式，即使其中一条中断，不会影响车辆数据的车地传输。地面服务器设置判断数据有效性的决策逻辑，实时监测无线通道传递来的数据包的生命信号，当信任通道生命信号异常，则切换为监测冗余通道数据。
所述的决策逻辑如下：地面服务器同时监督A、B网的通信状态：
若A网通信正常，B网通信正常，默认相信A网数据，GW1的数据被传输至中心；
若A网通信正常，B网通信中断，则相信A网数据，GW1的数据被传输至中心；
若A网通信中断，B网通信正常，则相信B网数据，GW2的数据被传输至中心；
若A网通信中断，B网通信中断，则车地间数据通讯中断。
A网与B网互为通道冗余，即使其中一条完全中断，不会影响数据的实时传输，除非两条通信网络同时中断，此种故障概率极低，AB网拓扑的结构有效的保证车辆数据传输的实时性和可靠性。
本发明方案优点主要为以下两点：第一两种网络冗余形式，其中一条通道完全中断，不会影响数据的实时传输；第二以太网传输协议满足了数据对带宽的需求，全部车辆数据可全部传输至中心；以上两点保证了车辆数据传输的高带宽和可靠性的需求。
附图说明
图1为车辆网络拓扑示意图；
图2为车地通信拓扑示意图；
图3 车地数据传输示意图。
具体实施方式
（1）车载网关设备
如图1、图2所示，在车辆上配置MVB转以太网网关，通过MVB接口与车辆各子系统连接，接收车辆各系统的状态和故障数据，网关的另一端通过以太网接口与无线传输装置连接。网关将车辆的MVB总线数据转换为以太网协议，将车辆数据传输至地面服务器。根据IP配置表规定的IP和端口号，向地面服务器发送车辆信息。车辆网关1（GW1)经A网通道给地面服务器1中IP地址为103.24.90.8的端口发送数据，经A网通道给地面服务器2中IP地址为103.24.90.10的端口发送数据；车辆网关2（GW2)经B网通道给地面服务器1中IP地址为103.28.90.8的端口发送数据，经B网通道给地面服务器2中IP地址为103.28.90.10的端口发送数据。实现车载数据通过A网、B网分别将数据发送至地面的两台冗余服务器中。
（2）拓扑结构
物理层：网关与LTE硬件使用标准的M12连接器及双绞线物理连接。
数据链路层：MAC(Medium Access Control)层基于IEEE 802.3标准。
网络层：本层接口使用IPv4协议作为网络层的协议。
传输层：本层接口使用UDP协议作为传输协议。
车辆网关分别通过A网、B网向地面服务器1和地面服务器2发送车载数据信息。如图2示意,冗余网中发送的报文信息是一致的。
（3）有效信息的判断机制
参照图3，地面服务器同时监督A、B网的通信状态：
若A网通信正常，B网通信正常，默认相信A网数据，GW1的数据被传输至中心；
若A网通信正常，B网通信中断，则相信A网数据，GW1的数据被传输至中心；
若A网通信中断，B网通信正常，则相信B网数据，GW2的数据被传输至中心；
若A网通信中断，B网通信中断，则车地间数据通讯中断。
A网与B网互为通道冗余，即使其中一条完全中断，不会影响数据的实时传输，除非两条通信网络同时中断，此种故障概率极低，AB网拓扑的结构有效的保证车辆数据传输的实时性和可靠性。

Claims (2)

1.一种全自动驾驶地铁车辆数据的车地传输方法，其特征在于：列车网络控制系统为MVB总线，中心服务器端为以太网形式；通过网关（GW）设备将列车上的MVB网络协议转换为用于传输的以太网协议；车地传输通道的拓扑结构为冗余形式；地面服务器设置判断数据有效性的决策逻辑，实时监测无线通道传递来的数据包的生命信号，当信任通道生命信号异常，则切换为监测冗余通道数据。
2.根据权利要求1所述的一种全自动驾驶地铁车辆数据的车地传输方法，其特征在于所述的决策逻辑如下：
地面服务器同时监督A、B网的通信状态：
若A网通信正常，B网通信正常，默认相信A网数据，GW1的数据被传输至中心；
若A网通信正常，B网通信中断，则相信A网数据，GW1的数据被传输至中心；
若A网通信中断，B网通信正常，则相信B网数据，GW2的数据被传输至中心；
若A网通信中断，B网通信中断，则车地间数据通讯中断。
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