CN111596646B - 列车安全控制系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种列车安全控制系统和方法，该系统包括：多个车辆级控制模块，每个车辆级控制模块包括：车辆级交换机，分别通过车辆级总线与车辆级交换机连接的中央控制单元、输入输出单元、列车级以太网设备和制动系统；相邻的车辆级控制模块的列车级以太网设备由列车级总线连接；车辆级交换机用于在接收到制动系统发送的第一设备状态数据时，将其发送至对应的列车级以太网设备；列车级以太网设备用于将第一设备状态数据发送至其他各个车辆级控制模块的制动系统；制动系统用于根据自身采集或接收到的第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。本申请能够提高列车安全控制系统结构的可靠性，提高列车控制的可靠性和效率，保证列车运行的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及以太网技术领域，尤其涉及一种列车安全控制系统和方法。
背景技术
现有技术中，高速动车组的列车网络控制系统一般采用列车通信网络(TrainCommunication Network，简称TCN)总线结构通信，包括：多功能车辆总线(MultifunctionVehicle Bus，简称MVB)，用于实现车辆内部通信及控制；绞线式列车总线(Wire TrainBus，简称WTB)，用于实现跨单元、跨编组的列车级通信及控制。制动系统是高速动车组安全级别最高的子系统。
但是，随着高速动车组的技术发展以及应用数据量的增长，现有的TCN总线结构在结构的可靠性和传输效率等方面已不能满足列车网络控制系统与制动系统发展的需求。
发明内容
针对现有技术中的问题，本申请提出了一种列车安全控制系统和方法，能够提高列车安全控制系统结构的可靠性，能够提高列车控制的可靠性和效率，进而保证列车运行的安全性。
第一方面，本申请提供一种列车安全控制系统，包括：
多个车辆级控制模块，其中，每个车辆级控制模块包括：车辆级交换机，以及分别通过车辆级总线与该车辆级交换机连接的中央控制单元、输入输出单元、列车级以太网设备和制动系统；
相邻的所述车辆级控制模块各自包含的列车级以太网设备之间经由列车级总线连接；
所述车辆级交换机用于在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备；
所述列车级以太网设备用于将所述第一设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统；
各个所述制动系统均用于根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
进一步地，所述中央控制单元包括：第一中央处理器、输入输出板卡和第一以太网通信板卡，其中，该第一中央处理器、输入输出板卡和第一以太网通信板卡相互之间通信连接且集成设置；所述第一以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接。
进一步地，所述列车级以太网设备包括：第二中央处理器、第二以太网通信板卡和以太网网关，其中，该第二中央处理器、第二以太网通信板卡和以太网网关相互之间通信连接且集成设置；所述第二以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接，并且所述以太网网关与相邻的车辆级控制模块的以太网网关通信连接。
进一步地，所述输入输出单元包括：控制子单元和第三以太网通信板卡，其中，该控制子单元和第三以太网通信板卡相互之间通信连接且集成设置，所述控制子单元包括：第三中央处理器或单片机；所述第三以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接。
进一步地，所述制动系统包括：多个制动控制单元；其中，在同一时间内仅有一个所述制动控制单元用于执行自身所属的车辆级控制模块对应的目标列车安全控制过程，即网段制动管理器；在各个车辆级控制模块的网段制动管理器中包括用于执行各个车辆级控制模块对应的目标列车安全控制过程的列车制动管理器；各个所述制动控制单元分别与自身所属的车辆级控制模块中的车辆级交换机通信连接。
进一步地，所述车辆级控制模块还包括：与所述列车级以太网设备连接的中继器；相邻的所述车辆级控制模块通过各自的中继器通信连接。
第二方面，本申请提供一种列车安全控制方法，应用所述的列车安全控制系统实现，该方法包括：所述车辆级交换机在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备；所述列车级以太网设备将所述第一设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统；各个所述制动系统均根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
进一步地，所述车辆级交换机在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备，包括：所述制动系统采集第一设备状态数据，根据该第一设备状态数据的数据类型确定所述第一设备状态数据的传输频率；所述制动系统基于所述传输频率，将所述第一设备状态数据经由所述车辆级交换机发送至对应的列车级以太网设备。
进一步地，所述各个所述制动系统均根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程，还包括：所述车辆级交换机接收所述中央控制单元发送的第二设备状态数据，并将该第二设备状态数据分别发送至所述制动系统和列车级以太网设备；所述列车级以太网设备用于将所述第二设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统；各个车辆级控制模块的制动系统根据所述第一设备状态数据和第二设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
进一步地，所述第二设备状态数据为所述中央控制单元生成的设备状态数据和/或所述输入输出单元发送的设备状态数据。
进一步地，所述各个所述制动系统均根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程，还包括：所述制动系统将列车控制状态信息经由所述车辆级交换机发送至对应的中央控制单元；所述中央控制单元根据所述列车控制状态信息监控目标列车的安全控制过程，并将监控结果输出显示。
由上述技术方案可知，本申请提供一种列车安全控制系统和方法，该列车安全控制系统包括：多个车辆级控制模块，其中，每个车辆级控制模块包括：车辆级交换机，以及分别通过车辆级总线与该车辆级交换机连接的中央控制单元、输入输出单元、列车级以太网设备和制动系统；相邻的所述车辆级控制模块各自包含的列车级以太网设备之间经由列车级总线连接；所述车辆级交换机用于在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备；所述列车级以太网设备用于将所述第一设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统；各个所述制动系统均用于根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程，能够提高列车安全控制系统结构的可靠性，能够提高列车控制的可靠性和效率，进而保证列车运行的安全性；具体地，能够增加网络控制系统和制动系统之间的带宽，为未来更多的功能需求提供可能；以太网控车模式能够提高网络控制系统和制动系统之间的传输效率；根据子系统控制与监视诊断的功能需求，合理分配列车级通信数据，提高通信数据传输的灵活性，能够提高列车安全控制系统的可用性，成本低，超五类双绞线比WTB/MVB成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例中列车安全控制系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种列车网络控制系统的软件架构示意图；
图3是本申请实施例中列车安全控制方法的流程示意图；
图4是本申请实施例中列车安全控制方法步骤401和步骤402的流程示意图；
图5是本申请实施例中列车安全控制方法步骤501至步骤503的流程示意图；
图6是本申请一个举例中CCU产生紧急制动请求的控制流程图；
图7是本申请一个举例中制动指示灯控制过程的流程示意图。
符号说明
11、车辆级交换机；
12、中央控制单元；
13、输入输出单元；
14、列车级以太网设备；
15、制动系统；
16、人机界面显示屏；
17、中继器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
考虑现有的TCN通信控制存在的问题，本申请考虑从改变现有的列车安全控制方法入手，结合以太网控车技术，提出一种以太网控车模式高速动车组列车网络控制系统与制动系统接口的硬件结构和软件架构，以及ECN/ETB网络架构下车辆级和列车级通信传输和控制方法，能够实现紧急制动和状态监视，比如保持制动和停放制动的监视等，能够增加网络控制系统和制动系统之间的带宽和列车控制的成本。
具体通过下述各个实施例进行说明。
为了提高列车安全控制系统结构的可靠性，提高列车控制的可靠性和效率，进而保证列车运行的安全性，如图1所示，本申请实施例提供一种列车安全控制系统，具体包含有如下内容：
车辆级控制模块，其中，每个车辆级控制模块包含有：车辆级交换机11，以及分别通过车辆级总线与该车辆级交换机11连接的中央控制单元12(Central Control Unit，CCU)、输入输出单元13(Input and Output Unit，IOU)、列车级以太网(Ethernet TrainBackbone Node，ETBN)设备14和制动系统15；相邻的所述车辆级控制模块各自包含的列车级以太网设备之间经由列车级总线连接；所述车辆级交换机用于在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备；所述列车级以太网设备用于将所述第一设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统；各个所述制动系统均用于根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
具体地，所述车辆级总线可以是以太网编组网(Ethernet Consist Network，ECN)总线，所述列车级总线可以是以太网列车骨干网(Ethernet Train Backbone，简称ETB)总线。所述列车安全控制系统还可以包含有：分别与所述车辆级交换机连接的列车子系统和人机界面显示屏16(Human Machine Interface，HMI)，该列车子系统可以设置为制动系统的一部分；该列车子系统可以是自动速度控制、辅助供电、车门、空调、火灾报警和旅客信息系统中的至少一种，该人机界面显示屏可以用于显示列车的安全控制的监控结果。每个单元的CCU、IOU、HMI和ETBN与车辆级交换机直连实现车辆级总线传输；两个单元的列车级以太网设备ETBN可通过中继器rep 17相连实现以太网列车级总线传输。可以理解的是，该列车安全控制系统设有网络控制系统和制动系统，本实施例提供的列车安全控制系统还能够增加网络控制系统和制动系统之间的带宽。
如图2所示，根据IEC61375标准ETB/ECN架构要求，ETBN产品遵循IEC61375-2-5和IEC61375-2-3标准，ECN产品符合IEC IEC61375-3-4标准。列车级以太网拓扑发现协议(Train Topology Discovery Protocol，TTDP)可实现列车通信网络拓扑结构的自动配置和维护。列车实时数据协议(Train Real-time Data Protocol，TRDP)基于IP网络层，位于TCP/UDP传输层顶部，可以实现车辆级或列车级的通信。TRDP层可以和安全应用层结合在一起。实时数据都以高位优先和字节对齐进行定义。
为了进一步提高中央控制单元的可靠性，在本申请一个实施例中，所述中央控制单元包含有：第一中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、输入输出板卡I/O和第一以太网通信板卡，其中，该第一中央处理器、输入输出板卡和第一以太网通信板卡相互之间通信连接且集成设置；所述第一以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接。
具体地，所述CCU通过ETH通信板卡实现车辆级以太网总线的数据传输，可以对数字量输入输出信号和模拟量输入输出信号进行处理。所述输入输出板卡作为CCU和输入输出单元之间的接口，通过数据总线和地址总线连接到CPU进行数据处理与传输；CPU主要负责中央控制单元的所有软硬件资源的调度和通信。
为了进一步提高列车级以太网设备的可靠性，进而提高列车级通信的效率和准确性，在本申请一个实施例中，所述列车级以太网设备包含有：第二中央处理器、第二以太网通信板卡和以太网网关，其中，该第二中央处理器、第二以太网通信板卡和以太网网关相互之间通信连接且集成设置；所述第二以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接，并且所述以太网网关与相邻的车辆级控制模块的以太网网关通信连接。
具体地，所述以太网网关可以是ECN/ETB网关，一方面，可以通过以太网网关和车辆级交换机相连，实现车辆级以太网通信，另一方面，可以通过以太网网关和其他车辆级控制模块的ETBN设备相连。
为了进一步提高输入输出单元的可靠性，进而提高列车子系统与输入输出单元之间，以及输入输出单元与中央控制单元之间通信的效率和准确性，在本申请一个实施例中，所述输入输出单元包含有：控制子单元CPU/MCU和第三以太网通信板卡，其中，该控制子单元和第三以太网通信板卡相互之间通信连接且集成设置，所述控制子单元包含有：第三中央处理器CPU或单片机(Microcontroller Unit，简称MCU)；所述第三以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接。
一方面，输入输出单元通过硬线与其他子系统相连，另一方面，通过以太网与CCU实现通信，为其他子系统接入列车网络控制系统(Train Control and ManagementSystem，简称TCMS)提供多种方式。
为了进一步提高制动系统的可靠性，进而提高列车控制的准确性和效率，保证列车运行的安全性，在本申请一个实施例中，所述制动系统包含有：多个制动控制单元(BrakeControl Unit，简称BCU)；其中，在同一时间内仅有一个所述制动控制单元用于执行自身所属的车辆级控制模块对应的目标列车安全控制过程，即网段制动管理器；在各个车辆级控制模块的网段制动管理器中包括用于执行各个车辆级控制模块对应的目标列车安全控制过程的列车制动管理器；各个所述制动控制单元分别与自身所属的车辆级控制模块中的车辆级交换机通信连接。
具体地，所述制动系统还包含有：制动牵引单元(Traction Control Unit，简称TCU)，且各个所述制动牵引单元分别与车辆级交换机通信连接。
进一步地，以制动系统连接到车辆级交换机的某列车以为例，各个车辆级控制模块分别对应不同的牵引单元，在一个牵引单元内，BCU、CCU、TCU和人机接口(Human MachineInterface，简称HMI)之间通过车辆级以太网实现通信。每车厢设置有一个BCU，用于执行制动系统的主要功能，命名为BCUX.1，X＝1、2、3、4，数字代表车厢号，其中1和3车为拖车，2和4车为动车。在拖车中还有一个BCU执行不旋转轴的独立检测，定义为BCUY.2，Y＝1，3，数字代表车厢号。BCU1.2同时可以执行制动管理的冗余功能。制动管理功能能够通过BCU1.1或者BCU1.2执行。这两个BCU在同一时间内仅有一个执行本牵引单元的制动管理，被称为网段制动管理器(Sector Brake Manager，SBM)。主控牵引单元的SBM也执行列车级的制动管理功能，被称为列车制动管理器(Train Brake Manager，TBM)。
为了进一步提高列车级通信的通信距离，进而提高列车安全控制的效率和可靠性，在本申请一个实施例中，车辆级控制模块还包含有：与所述列车级以太网设备连接的中继器；相邻的所述车辆级控制模块通过各自的中继器通信连接。
为了提高列车控制的可靠性和效率，进而保证列车运行的安全性，参见图3，在申请还提供一种列车安全控制方法的实施例，该方法应用所述的列车安全控制系统实现，该方法包含有：
步骤301：所述车辆级交换机在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备。
步骤302：所述列车级以太网设备将所述第一设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统。
步骤303：各个所述制动系统均根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
具体地，所述第一设备状态数据可以是P1、P2、P3、P4、P5五类端口数据中的至少一种，用于实现列车级通信，进而实现列车控制，具体描述如下：
1)P1数据由编组中的主控车编排发出，其中主控车发送命令，包含有控制指令，速度等数据，每个周期都发送，不分时；
2)P2数据由编组中的从控车发送状态信号给主控车，用于主控车进行列车级的控制(主控车本单元用于列车级控制的状态信号可以从车辆总线中获取，无需通过列车总线传输)。主控车P1过程数据与从控车P2过程数据的识别通过P1中某个字节中的“主控车标志”信号区分；
3)P3数据由编组中的所有单元编排发出，主要为车辆关键设备状态，每个周期都发送，不分时；
4)P4数据由编组中的所有单元编排发出，主要为车辆设备状态，可分时发送也可不分时发送；
5)P5数据由编组中的所有单元编排发出，主要为车辆故障信息，可分时发送也可不分时发送。
在列车级数据传输中，由于实时以太网端口数据长度较大，数据段最大可达1400字节，可以使用较少的端口实现相同功能，实时性好，具备一定的优势；所述执行目标列车安全控制的过程可以是制动控制、状态监视和故障诊断等。
为了进一步提高车辆级通信的灵活性与可靠性，参见图4，在本申请一个实施例中，步骤301包含有：
步骤401：所述制动系统采集第一设备状态数据，根据该第一设备状态数据的数据类型确定所述第一设备状态数据的传输频率。
具体地，可以根据预设的数据类型和传输频率对应关系，确定所述第一设备状态数据的数据类型确定所述第一设备状态数据的传输频率；所述预设的数据类型和传输频率对应关系可根据实际需要进行设置，本申请对此不作限制。
步骤402：所述制动系统基于所述传输频率，将所述第一设备状态数据经由所述车辆级交换机发送至对应的列车级以太网设备。
为了进一步提高列车安全控制的可靠性，参见图5，步骤303还包含有：
步骤501：所述车辆级交换机接收所述中央控制单元发送的第二设备状态数据，并将该第二设备状态数据分别发送至所述制动系统和列车级以太网设备。
具体地，所述第二设备状态数据为所述中央控制单元生成的设备状态数据和/或所述输入输出单元发送的设备状态数据。
步骤502：所述列车级以太网设备用于将所述第二设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统。
步骤503：各个车辆级控制模块的制动系统根据所述第一设备状态数据和第二设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
具体地，所述第二设备状态数据可以是一紧急制动请求，最大常用制动指令、常用制动指令、保持制动缓解指令、清洁制动指令、撒沙指令、空压机允许启动和空压机切除指令等。
在一个举例中，CCU产生紧急制动(Emergent Brake，EB)请求的控制流程如图6所示。CCU在紧急制动环(Emergent Brake Loop，EBL)没有被隔离且来自IOU的被拖拽信号无效的情况下，有8个触发源会产生EB请求。CCU将EB请求通过ETB发送给每个单元的BCU。这8个触发源分别是：1)EBL环路断开请求EB信号；2)ASD请求EB信号(主控端)；3)乘客紧急制动环(Passenger Emergent Brake Loop，PEBL)请求EB信号(主控端)；4)停放制动监视环(Parking Brake Monitor Loop，PBML)请求EB信号(主控端)；5)转向架监视环(BogieMonitor Loop，BML)请求EB信号(主控端)；6)地震预警请求EB信号(主控端)；7)手柄请求EB信号(不可隔离)；8)最大常用制动转EB请求信号。在主控端，非紧急模式下，CCU请求最大常用制动，但TBM反馈未施加最大常用制动时，CCU激活最大常用制动转EB请求。除了EB请求指令外，CCU还产生紧急制动UB指令、最大常用制动指令、常用制动指令、保持制动缓解指令、清洁制动指令、撒沙指令、空压机允许启动、空压机切除指令等。
为了保证列车安全控制过程的可靠性，实现对列车安全控制过程的监控，进而保证列车运行的安全性，在本申请一个实施例中，步骤303还包含有：
所述制动系统将列车控制状态信息经由所述车辆级交换机发送至对应的中央控制单元；所述中央控制单元根据所述列车控制状态信息监控目标列车的安全控制过程，并将监控结果输出显示。
进一步地，在一种举例中，在得到监控结果之后，列车网络控制系统可以根据指令和监控结果进行诊断，生成相应的故障代码和故障名称。CCU会将故障信息存储在本地。同时，端车HMI会将全列部分故障信息实时显示。CCU诊断制动系统故障代码可以分五类，包含轴抱死、空开故障、隔离开关状态、传感器故障以及其他故障，具体参考表1。
表1
进一步地，在一种制动按钮状态控制监控的应用场景中，所述中央控制单元接收输入输出单元发送的输入信号，并根据该输入信号判断司机室是否被占用，若是且停放制动施加按钮被操作，则将施加按钮被操作信息发送经由车辆级交换机发送至BCU；若是，则接收以太网列车骨干网发送的停放制动施加按钮被操作信息并发送至BCU；当司机室被占用，列车速度小于阈值时，BCU接收制动施加请求执行列车制动的过程，并将制动施加状态信息发送至中央控制单元。CCU监控的安全控制过程还包含有对制动测试进度、制动模式、隔离确认、空压机状态和隔离开关状态进行安全监控等。
为了进一步将列车控制状态可视化显示，进而提高列车运行的安全性，参见图7，在一个举例中，在各个所述制动系统均根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程中，还包含有中央控制单元对停放制动(ParkingBrake，简称PB)施加指示灯进行控制，具体描述如下：
CCU通过判断TBM的通信是否正常，来选择取信的信号。当TBM通信正常时，CCU取信来自TBM的所有车制动施加信号，当TBM通信不正常时，CCU取信来自ETB的所有车制动施加信号。如果所有车制动施加信号有效，则CCU点亮停放制动施加指示灯。如果所有车制动施加信号无效，则CCU会再次通过判断TBM的通信是否正常，来选择取信的有部分车停放制动施加信号的来源。当有部分车停放制动施加信号有效时，CCU闪烁停放制动施加指示灯。CCU还可以控制停放制动缓解指示灯和保持制动指示灯等。
由上述描述可知，本申请提供的列车安全控制系统和方法，能够提高列车安全控制系统结构的可靠性，能够提高列车控制的可靠性和效率，进而保证列车运行的安全性；具体地，能够增加网络控制系统和制动系统之间的带宽，为未来更多的功能需求提供可能；以太网控车模式能够提高网络控制系统和制动系统之间的传输效率；根据子系统控制与监视诊断的功能需求，合理分配列车级通信数据，提高通信数据传输的灵活性，能够提高列车安全控制系统的可用性，节省成本。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实现方法的实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
虽然本说明书实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本说明书实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。
Claims (11)
1.一种列车安全控制系统，其特征在于，包括：
多个车辆级控制模块，其中，每个车辆级控制模块包括：车辆级交换机，以及分别通过车辆级总线与该车辆级交换机连接的中央控制单元、输入输出单元、列车级以太网设备和制动系统；
相邻的所述车辆级控制模块各自包含的列车级以太网设备之间经由列车级总线连接；
所述车辆级交换机用于在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备；
所述列车级以太网设备用于将所述第一设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统；
各个所述制动系统均用于根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
2.根据权利要求1所述的列车安全控制系统，其特征在于，所述中央控制单元包括：第一中央处理器、输入输出板卡和第一以太网通信板卡，其中，该第一中央处理器、输入输出板卡和第一以太网通信板卡相互之间通信连接且集成设置；
所述第一以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接。
3.根据权利要求1所述的列车安全控制系统，其特征在于，所述列车级以太网设备包括：
第二中央处理器、第二以太网通信板卡和以太网网关，其中，该第二中央处理器、第二以太网通信板卡和以太网网关相互之间通信连接且集成设置；
所述第二以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接，并且所述以太网网关与相邻的车辆级控制模块的以太网网关通信连接。
4.根据权利要求1所述的列车安全控制系统，其特征在于，所述输入输出单元包括：
控制子单元和第三以太网通信板卡，其中，该控制子单元和第三以太网通信板卡相互之间通信连接且集成设置，所述控制子单元包括：第三中央处理器或单片机；
所述第三以太网通信板卡与所述车辆级交换机通信连接。
5.根据权利要求1所述的列车安全控制系统，其特征在于，所述制动系统包括：
多个制动控制单元；其中，在同一时间内仅有一个所述制动控制单元用于执行自身所属的车辆级控制模块对应的目标列车安全控制过程，即网段制动管理器；
在各个车辆级控制模块的网段制动管理器中包括用于执行各个车辆级控制模块对应的目标列车安全控制过程的列车制动管理器；
各个所述制动控制单元分别与自身所属的车辆级控制模块中的车辆级交换机通信连接。
6.根据权利要求1所述的列车安全控制系统，其特征在于，所述车辆级控制模块还包括：与所述列车级以太网设备连接的中继器；
相邻的所述车辆级控制模块通过各自的中继器通信连接。
7.一种列车安全控制方法，其特征在于，应用权利要求1至6任一项所述的列车安全控制系统实现，该方法包括：
所述车辆级交换机在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备；
所述列车级以太网设备将所述第一设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统；
各个所述制动系统均根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
8.根据权利要求7所述的列车安全控制方法，其特征在于，所述车辆级交换机在接收到与其连接的制动系统发送的第一设备状态数据时，将该第一设备状态数据发送至对应的列车级以太网设备，包括：
所述制动系统采集第一设备状态数据，根据该第一设备状态数据的数据类型确定所述第一设备状态数据的传输频率；
所述制动系统基于所述传输频率，将所述第一设备状态数据经由所述车辆级交换机发送至对应的列车级以太网设备。
9.根据权利要求7所述的列车安全控制方法，其特征在于，所述各个所述制动系统均根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程，还包括：
所述车辆级交换机接收所述中央控制单元发送的第二设备状态数据，并将该第二设备状态数据分别发送至所述制动系统和列车级以太网设备；
所述列车级以太网设备用于将所述第二设备状态数据发送至除其自身所属的车辆级控制模块之外的其他各个车辆级控制模块的制动系统；
各个车辆级控制模块的制动系统根据所述第一设备状态数据和第二设备状态数据执行目标列车安全控制的过程。
10.根据权利要求9所述的列车安全控制方法，其特征在于，所述第二设备状态数据为所述中央控制单元生成的设备状态数据和/或所述输入输出单元发送的设备状态数据。
11.根据权利要求7所述的列车安全控制方法，其特征在于，所述各个所述制动系统均根据自身采集或接收到的所述第一设备状态数据执行目标列车安全控制的过程，还包括：
所述制动系统将列车控制状态信息经由所述车辆级交换机发送至对应的中央控制单元；
所述中央控制单元根据所述列车控制状态信息监控目标列车的安全控制过程，并将监控结果输出显示。
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