CN112590829B - 基于下一代列车的自适应集成模块化平台 - Google Patents
基于下一代列车的自适应集成模块化平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112590829B CN112590829B CN202011540089.2A CN202011540089A CN112590829B CN 112590829 B CN112590829 B CN 112590829B CN 202011540089 A CN202011540089 A CN 202011540089A CN 112590829 B CN112590829 B CN 112590829B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- train
- integrated modular
- modular platform
- adaptive integrated
- network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C17/00—Arrangement or disposition of parts; Details or accessories not otherwise provided for; Use of control gear and control systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种基于下一代列车的自适应集成模块化平台，包括第一插箱；所述第一插箱中包括多个计算机主板；每一计算机主板配备时间敏感网络TSN网卡；各个计算机主板通过TSN交换机相互连接；在计算机主板中部署列车子系统；列车子系统之间使用TSN网络协议进行通信。本申请实施例提供一种基于下一代列车的自适应集成模块化平台，通过共享网络、共享主机/IO、共享信息和共享服务，减少硬件空间，提升系统安全性和扩展能力，降低全生命周期成本，达到列车计算机平台的自适应集成模块化。
Description
技术领域
本申请涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种基于下一代列车的自适应集成模块化平台。
背景技术
当前轨道交通车辆中各子系统独立发展、相互孤立，车辆制造商将各子系统以“搭积木”的方式将设备安装到车辆内。
图1是现有技术中当前车辆电气控制系统组成框图，如图1所示，目前的城市轨道交通车辆电气控制系统由以下系统组成：a、主牵引传动系统：主电路系统，是列车牵引动力和电制动力得以实现的载体；b、辅助供电系统：提供辅助供电；c、牵引/制动控制系统：列车实现牵引和制动控制相关功能的控制电路系统；d、车门控制系统：通过列车信息显示系统，告知和提醒驾驶员所有乘客车门的状态。各子系统设备繁多和交互信息的列车网络拓扑复杂。当前轨道客车控制网络以多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)为主，基于工业以太网的网络正逐步增加，但仍未获得广泛应用；同时，控制网络一般与乘客信息系统(Passenger Information System,PIS)、门控、智能监测系统单独组网。
但是现有地铁存在以下问题：感知能力不足，对客流、列车运行区域等无感知；网络相对陈旧，MVB带宽、速率、可扩展性不足；既有专业划分带来功能实现偏弱的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种基于下一代列车的自适应集成模块化平台，用以解决现有技术中的上述技术问题。
本申请实施例提供一种基于下一代列车的自适应集成模块化平台，包括第一插箱；
所述第一插箱中包括多个计算机主板；
每一计算机主板配备时间敏感网络TSN网卡；
各个计算机主板通过TSN交换机相互连接；
在计算机主板中部署列车子系统；
列车子系统之间使用TSN网络协议进行通信。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，根据各个列车子系统的业务功能要求不同，以及对安全等级要求的不同分别部署不同安全完整性等级SIL的应用。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，所述列车子系统包括列车控制和管理系统TCMS，TCMS中包括SIL2级别的车辆控制单元VCU。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，所述VCU的操作系统使用VxWorks嵌入式实时操作系统。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，所述TCMS中包括SIL0级别的列车智能运维系统T-SMMS。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，所述T-SMMS的操作系统使用Linux嵌入式操作系统。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，所述TCMS中的远端输入输出模块RIOM上的IO端口采集信息，通过数据分发服务DDS通讯中间件共享给TSN中任意一端的设备。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，列车子系统中所有的应用和服务均执行二进制文件；
列车子系统的升级方式均采用空中OTA升级方式。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，平台的应用层从感知层获取感知数据信息，所有的应用通过DDS订阅所述感知数据信息。
根据本申请一个实施例的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，还包括第二插箱，所述第二插箱与所述第一插箱具有相同的配置，所述第二插箱是所述第一插箱的热备插箱。
本申请实施例提供一种基于下一代列车的自适应集成模块化平台，通过共享网络、共享主机/IO、共享信息和共享服务，减少硬件空间，提升系统安全性和扩展能力，降低全生命周期成本，达到列车计算机平台的自适应集成模块化。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是现有技术中当前车辆电气控制系统组成框图；
图2是本申请实施例提供的基于下一代列车的自适应集成模块化平台的示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
图2是本申请实施例提供的基于下一代列车的自适应集成模块化平台的示意图，如图2所示，本申请实施例提供的基于下一代列车的自适应集成模块化平台，包括：
包括第一插箱；
所述第一插箱中包括多个计算机主板；
每一计算机主板配备时间敏感网络TSN网卡；
各个计算机主板通过TSN交换机相互连接；
在计算机主板中部署列车子系统；
列车子系统之间使用TSN网络协议进行通信。
可选地，根据各个列车子系统的业务功能要求不同，以及对安全等级要求的不同分别部署不同安全完整性等级SIL的应用。
可选地，所述列车子系统包括列车控制和管理系统TCMS，TCMS中包括SIL2级别的车辆控制单元VCU。
可选地，所述VCU的操作系统使用VxWorks嵌入式实时操作系统。
可选地，所述TCMS中包括SIL0级别的列车智能运维系统T-SMMS。
可选地，所述T-SMMS的操作系统使用Linux嵌入式操作系统。
可选地，所述TCMS中的远端输入输出模块RIOM上的IO端口采集信息，通过数据分发服务DDS通讯中间件共享给TSN中任意一端的设备。
可选地，列车子系统中所有的应用和服务均执行二进制文件；
列车子系统的升级方式均采用空中OTA升级方式。
可选地，平台的应用层从感知层获取感知数据信息，所有的应用通过DDS订阅所述感知数据信息。
可选地，还包括第二插箱，所述第二插箱与所述第一插箱具有相同的配置，所述第二插箱是所述第一插箱的热备插箱。
具体来说，列车车辆上各设备使用共享网络，首先在设备端需要配备TSN网卡，然后在TSN网卡上通过物理网线连接到TSN交换机。使用TSN网络协议提供的实时性、低延时和可靠性等，可以扩展更多的智能系统，例如，控制中心CC、智能乘客服务系统IPSS等。这样使得自适应集成模块化平台可以很方便的使用TSN网络进行可靠的通信，同时还可以动态扩展各个子系统。
自适应集成模块化平台的插箱提供若干计算机主板，根据各个子系统的业务功能要求不同，以及对安全等级要求的不同，可以部署SIL0或SIL2级别的应用。例如，TCMS中对于SIL2级别的VCU，从硬件上使用性能更高的处理器，操作系统使用VxWorks嵌入式实时操作系统，或者对于SIL0级别的T-SMMS，从硬件上就可以使用性能稍低一些的处理器，操作系统使用Linux嵌入式操作系统，从而实现SIL0和SIL2应用高度集成，能够使自适应集成模块化平台成为共享平台。同时在TCMS中对于RIOM上的IO采集信息，可以通过DDS通讯中间件共享给网络中任意一端设备去使用。
自适应集成模块化平台基于TSN网络使用DDS通讯中间件来实现平台内部或与外部的通信，该通信基于QoS策略调度，结合TSN双重保障数据通信的实时性、低延时和可靠性。利用DDS可以屏蔽各设备之间复杂的网络通讯方式，以数据对象为中心，可以融合进更多的车辆感知信息，从而为平台提供信息共享。例如，获取车速信息的设备，可以发布车速数据信息，网络中谁需要使用当前车速数据，直接订阅车速数据信息即可获得数据，使用非常方便，使用者无需关心获取车速设备的IP地址、端口、通讯接口。
自适应集成模块化平台的服务层能够提供多种与平台相关的服务，所有的应用和服务执行的二进制文件，在升级时均依靠OTA升级服务，由OTA负责从云端获取升级差分包与本地结合；平台还提供定位或测速的服务，该服务从感知层获取数据信息，所有的应用都可以通过DDS去订阅该数据，从而使平台提供共享服务，供所有应用或服务去使用。
本申请实施例提供一种基于下一代列车的自适应集成模块化平台，通过共享网络、共享主机/IO、共享信息和共享服务，减少硬件空间，提升系统安全性和扩展能力，降低全生命周期成本，达到列车计算机平台的自适应集成模块化。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种基于列车的自适应集成模块化平台，其特征在于，包括第一插箱；
所述第一插箱中包括多个计算机主板；
每一计算机主板配备时间敏感网络TSN网卡；
各个计算机主板通过TSN交换机相互连接；
在计算机主板中部署列车子系统；
列车子系统之间使用TSN网络协议进行通信；
其中，所述列车子系统包括列车控制和管理系统TCMS，TCMS中包括SIL2级别的车辆控制单元VCU；
其中，所述VCU的操作系统使用VxWorks嵌入式实时操作系统；
其中，所述TCMS中包括SIL0级别的列车智能运维系统T-SMMS。
2.根据权利要求1所述的基于列车的自适应集成模块化平台，其特征在于，根据各个列车子系统的业务功能要求不同，以及对安全等级要求的不同分别部署不同安全完整性等级SIL的应用。
3.根据权利要求1所述的基于列车的自适应集成模块化平台，其特征在于，所述T-SMMS的操作系统使用Linux嵌入式操作系统。
4.根据权利要求3所述的基于列车的自适应集成模块化平台，其特征在于，所述TCMS中的远端输入输出模块RIOM上的IO端口采集信息，通过数据分发服务DDS通讯中间件共享给TSN中任意一端的设备。
5.根据权利要求2所述的基于列车的自适应集成模块化平台，其特征在于，列车子系统中所有的应用和服务均执行二进制文件；
列车子系统的升级方式均采用空中OTA升级方式。
6.根据权利要求5所述的基于列车的自适应集成模块化平台，其特征在于，平台的应用层从感知层获取感知数据信息，所有的应用通过数据分发服务 DDS订阅所述感知数据信息。
7.根据权利要求1-6任一项所述的基于列车的自适应集成模块化平台，其特征在于，还包括第二插箱，所述第二插箱与所述第一插箱具有相同的配置，所述第二插箱是所述第一插箱的热备插箱。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011540089.2A CN112590829B (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 基于下一代列车的自适应集成模块化平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011540089.2A CN112590829B (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 基于下一代列车的自适应集成模块化平台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112590829A CN112590829A (zh) | 2021-04-02 |
| CN112590829B true CN112590829B (zh) | 2022-06-28 |
Family
ID=75200487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011540089.2A Active CN112590829B (zh) | 2020-12-23 | 2020-12-23 | 基于下一代列车的自适应集成模块化平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112590829B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114475673B (zh) * | 2022-01-27 | 2023-07-04 | 中车青岛四方车辆研究所有限公司 | 一种列车电子电气架构及轨道列车 |
| CN115883200B (zh) * | 2022-11-29 | 2024-05-03 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种日志的安全管理方法、装置、平台及介质 |
| CN118337820A (zh) * | 2024-04-26 | 2024-07-12 | 南京康尼机电股份有限公司 | 一种轨道交通门系统控制架构及控制方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102880759A (zh) * | 2012-09-27 | 2013-01-16 | 西南交通大学 | 高速列车大系统耦合动力学仿真平台 |
| US11072356B2 (en) * | 2016-06-30 | 2021-07-27 | Transportation Ip Holdings, Llc | Vehicle control system |
| KR101956454B1 (ko) * | 2017-07-07 | 2019-03-08 | 한양대학교 산학협력단 | Tsn 기반 차량의 메시지 송수신 방법 |
| CN108156244A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-06-12 | 中车大连机车车辆有限公司 | 中低速磁浮列车多总线混合网络列车控制和管理系统 |
| CN209265208U (zh) * | 2019-03-11 | 2019-08-16 | 雷沃重工股份有限公司 | 一种安全控制器 |
| CN110775099B (zh) * | 2019-11-07 | 2022-01-25 | 交控科技股份有限公司 | 一种列车中通信系统的集成方法 |
| CN111010350B (zh) * | 2019-12-09 | 2023-04-07 | 交控科技股份有限公司 | 基于tsn的列车多专业以太网综合承载方法及装置 |
| CN111596646B (zh) * | 2020-05-21 | 2021-07-23 | 中国铁道科学研究院集团有限公司 | 列车安全控制系统和方法 |
-
2020
- 2020-12-23 CN CN202011540089.2A patent/CN112590829B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112590829A (zh) | 2021-04-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112590829B (zh) | 基于下一代列车的自适应集成模块化平台 | |
| US11511712B2 (en) | Train compartment brake control method, train compartment, and train | |
| CN109952545B (zh) | 车辆控制系统 | |
| CN103685560B (zh) | 一种汽车电子系统网络架构 | |
| EP3761607A1 (en) | Vehicle-mounted network system and communication method thereof | |
| CN103112459B (zh) | 机车控制装置、系统及方法 | |
| CN103067266A (zh) | 车载智能网关、车载数据传输系统和数据传输方法 | |
| CN113771915A (zh) | 列车融合控制系统及方法 | |
| CN106357499A (zh) | 汽车总线异构网络数据共享系统及方法 | |
| CN202453730U (zh) | 应用于轨道交通车辆制动系统的通信接口板 | |
| CN112793624A (zh) | 基于tsn的列车控制及监控系统 | |
| CN103917938B (zh) | 电子控制装置及微型计算机的控制方法 | |
| KR101848610B1 (ko) | 실시간 충전 데이터 모니터링 방법 및 그를 위한 장치 및 시스템 | |
| CN104176094A (zh) | 列车运行监控车载系统控制单元 | |
| CN109194434B (zh) | 一种整车系统时间同步的控制方法、装置和存储介质 | |
| CN111196287A (zh) | 一种轨道车辆门系统区域控制器和轨道车辆门系统 | |
| CN210793218U (zh) | 一种新型的地铁列车数据集成采集系统 | |
| CN201893800U (zh) | 一种由主网卡和从网卡构建的机车mvb通信系统 | |
| CN115158410A (zh) | 列车运行控制系统、方法、电子设备和存储介质 | |
| CN114726682A (zh) | 轨道交通通信网关及其数据传输方法 | |
| CN112849214B (zh) | 一种列车、列车通信网络及其动态构建方法 | |
| JP2001275211A (ja) | 電気車の車両情報装置 | |
| CN110254475B (zh) | 一种列车运行监控系统 | |
| CN214045689U (zh) | 一种车载数据采集装置 | |
| CN101916083B (zh) | 基于ft3150的数字量输入板卡 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |