CN113541991A - 基于时间敏感网络的列车网络控制系统及通信控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于通信网络技术领域，提供了一种基于时间敏感网络的列车网络控制系统及通信控制方法，该系统包括每个通信周期开始时，管理设备向各个终端设备发送时钟同步信息，以各个终端设备将各自的系统时间调节为与管理设备的系统时间同步；当完成系统时间同步后，管理设备向各个终端设备发送轮询周期表，以各个终端设备根据轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据，从而全网系统时间同步后，所有终端设备根据轮循周期表发送数据，每个终端设备在某一时间段内独享网络资源，几乎没有抖动，保证过程数据传输周期的精准性、实时性，降低数据到达接受设备的传输时间的不确定性。

Description

基于时间敏感网络的列车网络控制系统及通信控制方法

技术领域

本发明属于通信网络技术领域，尤其涉及一种基于时间敏感网络的列车网络控制系统及通信控制方法。

背景技术

随着列车网络技术的发展，列车以太网逐步成为列车控车网络的关键技术，广泛应用到动车组、地铁和有轨电车等轨道车辆的列车网络控制系统中。列车以太网中的各个终端设备通过以太网交换机组成列车网络控制系统。列车网络控制系统中的各个终端设备可以相互通信，每个参与通信的终端设备控制和管理数据采用周期性的过程数据传送，各个终端设备单独进行周期定时。若所有终端设备发送的以太网帧帧长为均为1500字节，则发送一帧数据需要0.12毫秒，t0时刻每个终端设备需要给所有车厢的CCU分别发送一帧数据，所有终端设备(假设终端设备的数目为33个)发送完成至少需要0.12×33＝3.96毫秒。因冲突产生的不确定延时在0.12毫秒到3.96毫秒之间，这样当设备较多时，多个设备有可能在同一时刻发送数据，在共享冲突域的线路或者设备上不可避免的产生传输延时，即为抖动。现有列车以太网的抖动随着发送数据的增加而增大，导致延时降低了列车网络控制系统数据传输的实时性，增大了数据到达接受设备的传输时间的不确定性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于时间敏感网络的列车网络控制系统及通信控制方法，旨在解决现有技术中出现的通信抖动、数据传输的实时性降低以及数据到达接受设备的传输时间的不确定性的问题。

为实现上述目的，本发明实施例的第一方面提供了一种基于时间敏感网络的列车网络控制系统，包括：管理设备和在各个车厢中设置的至少一个终端设备；

所述管理设备分别与各个终端设备连接；

其中，每个通信周期开始时，所述管理设备向所述各个终端设备发送时钟同步信息，以所述各个终端设备将各自的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间同步；当完成系统时间同步后，所述管理设备向所述各个终端设备发送轮询周期表，以所述各个终端设备根据所述轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据。

作为本申请另一实施例，所述管理设备为CCU、交换机或者新增加的第一设备；

当所述管理设备为第一设备时，所述第一设备连接到任一车厢中设置的交换机上。

作为本申请另一实施例，所述时钟同步信息中包括全列车网络中各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间，当所述第一预设时间到达时所述管理设备向所述各个终端设备发送轮询周期表；

或者当所述管理设备接收到各个终端设备发送的系统时钟同步完成的消息后，向所述各个终端设备发送轮询周期表。

作为本申请另一实施例，在所述管理设备向所述各个终端设备发送时钟同步信息之前，还包括：

当所述管理设备启动时，所述管理设备确定通信周期；

对待完成的各事项根据通信周期对应的时间段进行一一时间分配，得到轮询周期表；所述待完成的各事项至少包括：发送时钟同步信息以及全列车网络中所有待同步设备进行系统时钟同步、发送轮询周期表、各个终端设备通信。

作为本申请另一实施例，所述轮询周期表为动态生成或者静态配置。

作为本申请另一实施例，所述管理设备确定通信周期，包括：

根据所述列车网络控制系统中所有终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期；

或者，根据所述列车网络控制系统中待通信的终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期。

作为本申请另一实施例，所述通信周期对应的时间段中还包括预留时间段，所述预留时间段用于非周期数据的传输。

作为本申请另一实施例，所述管理设备通过广播向所述各个终端设备发送时钟同步信息；以及所述管理设备通过广播向所述各个终端设备发送轮询周期表。

本发明实施例的第二方面提供了一种通信控制方法，应用于管理设备，包括：

当启动后，在每个通信周期开始时，向各个终端设备发送时钟同步信息，以所述各个终端设备将各自的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间同步；

当完成系统时间同步后，向所述各个终端设备发送轮询周期表，以所述各个终端设备根据所述轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据。

本发明实施例的第三方面提供了一种通信控制方法，应用于任一终端设备，包括：

接收管理设备发送的时钟同步信息，并根据所述时钟同步信息将自身的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间一致；

接收所述管理设备发送的轮询周期表，并解析所述轮询周期表，确定自身的待通信时刻，并在所述待通信时刻到达时进行过程数据的发送。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：与现有技术相比，本发明通过将管理设备分别与各个终端设备连接；每个通信周期开始时，管理设备向各个终端设备发送时钟同步信息，以各个终端设备将各自的系统时间调节为与管理设备的系统时间同步；当完成系统时间同步后，管理设备向各个终端设备发送轮询周期表，以各个终端设备根据轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据，从而以以太网网络带宽分配方式，所有终端设备根据轮循周期表发送数据，每个终端设备在某一时间段内独享网络资源，消除了标准以太网由于交通“拥堵”导致的非确定性问题，在以太网网络带宽允许范围内，即使在它容纳更多设备的场合，也几乎没有抖动，保证过程数据传输周期的精准性，最大限度的确保控车网络的实时性，降低数据到达接受设备的传输时间的不确定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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是本发明实施例提供的基于时间敏感网络的列车网络控制系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的列车网络控制系统拓扑示意图；

图3是本发明实施例提供的轮询周期表示意图；

图4是本发明实施例提供的通信控制方法的流程示意图；

图5是本发明另一实施例提供的通信控制方法的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的通信控制装置的示意图；

图7是本发明另一实施例提供的通信控制装置的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本发明实施例提供的基于时间敏感网络的列车网络控制系统的示意图，详述如下。所述基于时间敏感网络的列车网络控制系统可以包括：管理设备101和在各个车厢中设置的至少一个终端设备102；

所述管理设备101分别与各个终端设备连接102；

其中，每个通信周期开始时，所述管理设备101向所述各个终端设备102发送时钟同步信息，以所述各个终端设备102将各自的系统时间调节为与所述管理设备101的系统时间同步；当完成系统时间同步后，所述管理设备101向所述各个终端设备102发送轮询周期表，以所述各个终端设备102根据所述轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据。

可选的，如图2所示的列车网络控制系统拓扑示意图，其中包括八节车厢，八节车厢通过交换机顺序连接构成以太网骨干网，其中以太网骨干网中还连接中央控制器(Central Control Unit，CCU)以及人机接口(Human Machine Interface，HMI)，各个车厢中的至少一个终端设备分别连接到对应的交换机上，构成以太网车辆网，从而实现全列车的网络连接。除交换机外，第一车厢的终端设备可以包括CCU、制动控制单元(BrakeControl Unit，BCU)、车门控制单元(Door Control Unit，DCU)、空调控制单元(Heating,Ventilating and Air Conditioning，HVAC)以及HMI；第二车厢包括的终端设备为BCU、DCU、HVAC以及牵引控制单元(Traction Control Unit，TCU)；第三车厢包括的终端设备为BCU、DCU以及HVAC；第四车厢包括的终端设备为BCU、DCU、HVAC以及TCU；第五车厢包括的终端设备为BCU、DCU、HVAC、TCU以及旅客信息系统(Passenger Information System，PIS)；第六车厢包括的终端设备与第三车厢包括的终端设备相同，第七车厢包括的终端设备与第二车厢包括的终端设备相同，第八车厢包括的终端设备与第一车厢包括的终端设备相同。需要说明的是，上述各个车厢中设置的终端设备仅仅是一个示意性说明，并不是车厢中设置的终端设备必须与上面描述的相同。

可选的，基于时间敏感网络的列车网络控制系统中的管理设备可以仅为一个。管理设备可以为CCU、交换机或者新增加的第一设备。当管理设备为CCU时，可以将第一车厢或者第八车厢中的CCU设置为管理设备，其余的各个车厢的设备为终端设备。当管理设备为交换机时，可以将第一车厢至第八车厢中的任一个交换机设置为管理设备。当在基于时间敏感网络的列车网络控制系统中新增一个第一设备时，将第一设备设置为管理设备，其中第一设备可以连接在车厢的以太网络中的任一地方，为了方便给全网发送信息，第一设备可以连接在以太网骨干网上。例如，第一设备连接到任一交换机上。

可选的，当管理设备确定后，在所述管理设备向所述各个终端设备发送时钟同步信息之前，还可以包括：当所述管理设备启动时，所述管理设备确定通信周期；对待完成的各事项根据通信周期对应的时间段进行一一时间分配，得到轮询周期表。可选的，所述轮询周期表为动态生成或者静态配置。当动态生成轮询周期表时，需要根据通信周期包括的具体时间动态分配给各项事务。当静态配置轮询周期表时，则直接根据需要的最大的时间周期进行终端设备的时间分配即可，以防止再增添或者去除终端设备时，时间周期内包括的时间不够分配。例如，时间周期可以为1秒，将1秒均分为1000毫秒，然后依时间顺序为各项事务分配时间段。一个周期执行完成后，不重新生成轮询周期表，还是根据静态配置的轮询周期表继续执行各事项。

当检测到管理设备启动时，则首先需要确定轮询周期表，以便将网络系统时间进行切分，使固定的时间段内只允许一个终端设备活跃，其它的终端设备处于等待状态。列车网络控制系统中的每个终端设备在每个周期内的一个时间段内必须享有发送数据的机会。

可选的，在确定轮询周期表前，需要确定通信周期，即一个通信周期所需的时间，为了保证各项事务的完成，需要为各项事务分配处理的时间段。

可选的，所述管理设备确定通信周期，可以包括：根据所述列车网络控制系统中所有终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期；或者，根据所述列车网络控制系统中待通信的终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期。

可选的，所述待完成的各事项至少包括：发送时钟同步信息以及全列车网络中所有待同步设备进行系统时钟同步、发送轮询周期表、各个终端设备通信。

可选的，所述通信周期对应的时间段中还包括预留时间段，所述预留时间段用于非周期数据的传输。

需要说明的是，在为各项事务分配时间时，可以根据具体事务进行不同时间段的分配，也可以将所有事务的处理时间分配为相同的时间段。

可选的，管理设备向所述各个终端设备发送时钟同步信息时，可以通过广播向所述各个终端设备发送时钟同步信息。

所述时钟同步信息中包括全列车网络中各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间，即各个终端设备可以在第一预设时间内进行系统时钟同步，当所述第一预设时间到达时，管理设备默认全网实现了系统时钟同步。

可选的，第一预设时间可以根据时间需求进行设定，也可以根据调整系统时间同步所需的最大时间进行设定，以便所有终端设备可以完成系统时钟地调节，保证整个列车网络控制系统中的终端设备和交换机的系统时间高度同步。

可选的，当所述时钟同步信息中没有包括第一预设时间时，各个终端设备完成系统时钟的调节后，向管理设备发送响应消息，当所述管理设备接收到各个终端设备发送的系统时钟同步完成的消息后，即可确定系统时钟同步完成，可以进行下一步地处理。

可选的，当整个列车网络控制系统中的终端设备和交换机的系统时间高度同步后，所述管理设备通过广播向所述各个终端设备发送轮询周期表，以便各个终端设备了解自身发送过程数据的时间段。如图3所示的轮询周期表示意图，以毫秒为单位进行时间分配。第1毫秒进行全网的系统时间同步，第2毫秒向所述各个终端设备发送轮询周期表，第3毫秒，第一车厢的CCU发送过程数据……直至第36毫秒到来时，所有终端设备均通信一次。剩余的第36毫秒至第40毫秒为预留时间段，所述预留时间段用于非周期数据的传输，此时各个终端设备均可以发送过程数据。第41毫秒时，整个网络在管理设备的控制下，重新参与通信的终端设备的系统时钟同步，如此循环。这样就保证每个终端设备发送数据时没有其他终端设备发送数据引起冲突，通信周期非常精准的控制在40毫秒，整个系统发送数据抖动很小，确定性很强，实时性也高，更好的满足列车网络控制系统对实时性、确定性的要求。

上述基于时间敏感网络的列车网络控制系统，通过将管理设备分别与各个终端设备连接；每个通信周期开始时，管理设备向各个终端设备发送时钟同步信息，以各个终端设备将各自的系统时间调节为与管理设备的系统时间同步；当完成系统时间同步后，管理设备向各个终端设备发送轮询周期表，以各个终端设备根据轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据，从而以以太网网络带宽分配方式，所有终端设备根据轮循周期表发送数据，每个终端设备在某一时间段内独享网络资源，消除了标准以太网由于交通“拥堵”导致的非确定性问题，在以太网网络带宽允许范围内，即使在它容纳更多设备的场合，也几乎没有抖动，保证过程数据传输周期的精准性，最大限度的确保控车网络的实时性，降低数据到达接受设备的传输时间的不确定性。

图4为本发明实施例提供的通信控制方法的实现流程示意图，此通信控制方法应用于管理设备，详述如下。

步骤401，当启动后，在每个通信周期开始时，向所述各个终端设备发送时钟同步信息，以所述各个终端设备将各自的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间同步。

如图2所示的列车网络控制系统拓扑示意图，管理设备可以为一个，管理设备可以为CCU、交换机或者新增加的第一设备。当管理设备为CCU时，可以将第一车厢或者最后一节车厢中的CCU设置为管理设备，其余的各个车厢的设备为终端设备。当管理设备为交换机时，可以将第一车厢至最后一节车厢中的任一个交换机设置为管理设备。当管理设备为新增的一个第一设备时，将第一设备设置为管理设备，其中第一设备可以连接在车厢的以太网络中的任一地方，为了方便给全网发送信息，第一设备可以连接在以太网骨干网上。例如，第一设备连接到任一交换机上。

可选的，当管理设备确定后，在所述管理设备向所述各个终端设备发送时钟同步信息之前，还可以包括：当所述管理设备启动时，所述管理设备确定通信周期；对待完成的各事项根据通信周期对应的时间段进行一一时间分配，得到轮询周期表。可选的，所述轮询周期表为动态生成或者静态配置。当动态生成轮询周期表时，需要根据通信周期包括的具体时间动态分配给各项事务，当静态配置轮询周期表时，则直接根据需求进行最大的时间的分配即可。

当检测到管理设备启动时，则首先需要确定轮询周期表，以便将网络系统时间进行切分，使固定的时间段内只允许一个终端设备活跃，其它的终端设备处于等待状态。列车网络控制系统中的每个终端设备在每个周期内的一个时间段内必须享有发送数据的机会。

可选的，在确定轮询周期表前，需要确定通信周期，即一个通信周期所需的时间，为了保证各项事务的完成，需要为各项事务分配处理的时间段。

可选的，所述管理设备确定通信周期，可以包括：根据所述列车网络控制系统中所有终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期；或者，根据所述列车网络控制系统中待通信的终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期。

可选的，所述待完成的各事项至少包括：发送时钟同步信息以及全列车网络中所有待同步设备进行系统时钟同步、发送轮询周期表、各个终端设备通信。

可选的，所述通信周期对应的时间段中还包括预留时间段，所述预留时间段用于非周期数据的传输。

需要说明的是，在为各项事务分配时间时，可以根据具体事务进行不同时间段的分配，也可以将所有事务的处理时间分配为相同的时间段。

可选的，管理设备向所述各个终端设备发送时钟同步信息时，可以通过广播向所述各个终端设备发送时钟同步信息。

所述时钟同步信息中可以包括全列车网络中各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间，即各个终端设备可以在第一预设时间内进行系统时钟同步，当所述第一预设时间到达时，管理设备默认全网实现了系统时钟同步。

可选的，第一预设时间可以根据时间需求进行设定，也可以根据调整系统时间同步所需的最大时间进行设定，以便所有终端设备可以完成系统时钟地调节，保证整个列车网络控制系统中的终端设备和交换机的系统时间高度同步。

可选的，当所述时钟同步信息中没有包括第一预设时间时，各个终端设备完成系统时钟的调节后，向管理设备发送响应消息，当所述管理设备接收到各个终端设备发送的系统时钟同步完成的消息后，即可确定系统时钟同步完成，可以进行下一步地处理。

步骤402，当完成系统时间同步后，向所述各个终端设备发送轮询周期表，以所述各个终端设备根据所述轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据。

可选的，当整个列车网络控制系统中的终端设备和交换机的系统时间高度同步后，所述管理设备通过广播向所述各个终端设备发送轮询周期表，以便各个终端设备了解自身发送过程数据的时间段。这样就保证每个终端设备发送数据时没有其他终端设备发送数据引起冲突，通信周期非常精准的控制在轮询周期表中规定的时间段内，例如图3所示的轮询周期表示意图中，通信周期为40毫秒。这样整个系统发送数据抖动很小，确定性很强，实时性也高，更好的满足列车网络控制系统对实时性、确定性的要求。

上述通信控制方法，在每个通信周期开始时，管理设备向各个终端设备发送时钟同步信息，以各个终端设备将各自的系统时间调节为与管理设备的系统时间同步；当完成系统时间同步后，管理设备向各个终端设备发送轮询周期表，以各个终端设备根据轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据，从而在全网时间同步后，所有终端设备根据轮循周期表发送数据，每个终端设备在某一时间段内独享网络资源，消除了标准以太网由于交通“拥堵”导致的非确定性问题，在以太网网络带宽允许范围内，即使在它容纳更多设备的场合，也几乎没有抖动，保证过程数据传输周期的精准性，最大限度的确保控车网络的实时性，降低数据到达接受设备的传输时间的不确定性。

图5所示，本发明实施例还提供另一种通信控制方法，此通信控制方法应用于任一终端设备，可以包括以下步骤：

步骤501，接收管理设备发送的时钟同步信息，并根据所述时钟同步信息将自身的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间一致。

可选的，时钟同步信息中可以包括管理设备的当前系统时钟信息，以便终端设备接收到时钟同步信息后，根据管理设备的当前系统时钟信息调节自己的系统时钟，使得与管理设备的时间一致。

可选的，当时钟同步信息中还包括各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间时，则终端设备仅需在第一预设时间内完成时钟同步即可，不必向管理设备发送响应信息，若时钟同步信息中未包括各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间时，则终端设备完成系统时间调整后，需要向管理设备发送响应信息，以便管理设备可以跟接收到的响应信息进行后续的操作。

步骤502，接收所述管理设备发送的轮询周期表，并解析所述轮询周期表，确定自身的待通信时刻，并在所述待通信时刻到达时进行过程数据的发送。

可选的，轮询周期表中标注每个终端设备对应的自己处理过程数据的独享时间段，每个终端设备在对应的时间段内进行过程数据的发送，在此时间段内其它终端设备处于等待状态，即可保证每个终端设备发送数据时没有其他终端设备发送数据引起冲突，这样整个系统发送数据抖动很小，确定性很强，实时性也高，更好的满足列车网络控制系统对实时性、确定性的要求。

上述通信控制方法，在每个通信周期开始时，接收管理设备发送的时钟同步信息，并根据所述时钟同步信息将自身的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间一致；接收所述管理设备发送的轮询周期表，并解析所述轮询周期表，确定自身的待通信时刻，并在所述待通信时刻到达时进行过程数据的发送，从而在全网时间同步后，所有终端设备根据轮循周期表发送数据，每个终端设备在某一时间段内独享网络资源，消除了标准以太网由于交通“拥堵”导致的非确定性问题，在以太网网络带宽允许范围内，即使在它容纳更多设备的场合，也几乎没有抖动，保证过程数据传输周期的精准性，最大限度的确保控车网络的实时性，降低数据到达接受设备的传输时间的不确定性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上文实施例所述的通信控制方法，图6示出了本发明实施例提供的通信控制装置的示例图，该通信控制装置可以为管理设备。如图6所示，该装置可以包括：第一发送模块601和第二发送模块602。

第一发送模块601，用于当启动后，在每个通信周期开始时，向所述各个终端设备发送时钟同步信息，以所述各个终端设备将各自的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间同步。

第二发送模块602，用于当完成系统时间同步后，向所述各个终端设备发送轮询周期表，以所述各个终端设备根据所述轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据。

可选的，所述通信控制装置还包括处理模块603。所述处理模块603，用于当所述管理设备启动时，所述管理设备确定通信周期；对待完成的各事项根据通信周期对应的时间段进行一一时间分配，得到轮询周期表。

可选的，所述轮询周期表为动态生成或者静态配置。当动态生成轮询周期表时，需要根据通信周期包括的具体时间动态分配给各项事务，当静态配置轮询周期表时，则直接根据需求进行最大的时间的分配即可。

当检测到管理设备启动时，则处理模块603首先需要确定轮询周期表，以便将网络系统时间进行切分，使固定的时间段内只允许一个终端设备活跃，其它的终端设备处于等待状态。列车网络控制系统中的每个终端设备在每个周期内的一个时间段内必须享有发送数据的机会。

可选的，在确定轮询周期表前，需要确定通信周期，即一个通信周期所需的时间，为了保证各项事务的完成，需要为各项事务分配处理的时间段。

可选的，所述处理模块603确定通信周期，可以用于：根据所述列车网络控制系统中所有终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期；或者，根据所述列车网络控制系统中待通信的终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期。

可选的，所述待完成的各事项至少包括：发送时钟同步信息以及全列车网络中所有待同步设备进行系统时钟同步、发送轮询周期表、各个终端设备通信。

可选的，所述通信周期对应的时间段中还包括预留时间段，所述预留时间段用于非周期数据的传输。

需要说明的是，在为各项事务分配时间时，可以根据具体事务进行不同时间段的分配，也可以将所有事务的处理时间分配为相同的时间段。

可选的，第一发送模块601向所述各个终端设备发送时钟同步信息时，可以通过广播向所述各个终端设备发送时钟同步信息。

所述时钟同步信息中可以包括全列车网络中各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间，即各个终端设备可以在第一预设时间内进行系统时钟同步，当所述第一预设时间到达时，管理设备默认全网实现了系统时钟同步。

可选的，第一预设时间可以根据时间需求进行设定，也可以根据调整系统时间同步所需的最大时间进行设定，以便所有终端设备可以完成系统时钟地调节，保证整个列车网络控制系统中的终端设备和交换机的系统时间高度同步。

可选的，当所述时钟同步信息中没有包括第一预设时间时，各个终端设备完成系统时钟的调节后，向管理设备发送响应消息，当所述管理设备接收到各个终端设备发送的系统时钟同步完成的消息后，即可确定系统时钟同步完成，可以进行下一步地处理。

可选的，当整个列车网络控制系统中的终端设备和交换机的系统时间高度同步后，所述第二发送模块602通过广播向所述各个终端设备发送轮询周期表，以便各个终端设备了解自身发送过程数据的时间段。这样就保证每个终端设备发送数据时没有其他终端设备发送数据引起冲突，

上述通信控制装置，在每个通信周期开始时，第一发送模块向各个终端设备发送时钟同步信息，以各个终端设备将各自的系统时间调节为与管理设备的系统时间同步；当完成系统时间同步后，第二发送模块向各个终端设备发送轮询周期表，以各个终端设备根据轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据，从而在全网时间同步后，所有终端设备根据轮循周期表发送数据，每个终端设备在某一时间段内独享网络资源，消除了标准以太网由于交通“拥堵”导致的非确定性问题，在以太网网络带宽允许范围内，即使在它容纳更多设备的场合，也几乎没有抖动，保证过程数据传输周期的精准性，最大限度的确保控车网络的实时性，降低数据到达接受设备的传输时间的不确定性。

图7所示，本发明实施例还提供另一种通信控制装置，此通信控制装置可以为任一终端设备，可以包括：接收模块701、时间调整模块702和数据处理模块703。

接收模块701，接收管理设备发送的时钟同步信息；

时间调整模块702，用于根据所述时钟同步信息将自身的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间一致。

可选的，时钟同步信息中可以包括管理设备的当前系统时钟信息，以便时间调整模块702接收到时钟同步信息后，根据管理设备的当前系统时钟信息调节自己的系统时钟，使得与管理设备的时间一致。

可选的，当时钟同步信息中还包括各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间时，则时间调整模块702仅需在第一预设时间内完成时钟同步即可，不必向管理设备发送响应信息，若时钟同步信息中未包括各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间时，则时间调整模块702完成系统时间调整后，需要向管理设备发送响应信息，以便管理设备可以跟接收到的响应信息进行后续的操作。

所述接收模块701，还用于接收所述管理设备发送的轮询周期表；

数据处理模块703，用于并解析所述轮询周期表，确定自身的待通信时刻，并在所述待通信时刻到达时进行过程数据的发送。

可选的，轮询周期表中标注每个终端设备对应的自己处理过程数据的独享时间段，每个终端设备的数据处理模块703在对应的时间段内进行过程数据的发送，在此时间段内其它终端设备处于等待状态，即可保证每个终端设备发送数据时没有其他终端设备发送数据引起冲突，这样整个系统发送数据抖动很小，确定性很强，实时性也高，更好的满足列车网络控制系统对实时性、确定性的要求。

上述通信控制装置，在每个通信周期开始时，接收模块接收管理设备发送的时钟同步信息，时间调整模块根据所述时钟同步信息将自身的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间一致；接收模块接收所述管理设备发送的轮询周期表，数据处理模块解析所述轮询周期表，确定自身的待通信时刻，并在所述待通信时刻到达时进行过程数据的发送，从而在全网时间同步后，所有终端设备根据轮循周期表发送数据，每个终端设备在某一时间段内独享网络资源，消除了标准以太网由于交通“拥堵”导致的非确定性问题，在以太网网络带宽允许范围内，即使在它容纳更多设备的场合，也几乎没有抖动，保证过程数据传输周期的精准性，最大限度的确保控车网络的实时性，降低数据到达接受设备的传输时间的不确定性。

以上所述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精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于时间敏感网络的列车网络控制系统，其特征在于，包括：管理设备和在各个车厢中设置的至少一个终端设备；

所述管理设备分别与各个终端设备连接；

其中，每个通信周期开始时，所述管理设备向所述各个终端设备发送时钟同步信息，以所述各个终端设备将各自的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间同步；当完成系统时间同步后，所述管理设备向所述各个终端设备发送轮询周期表，以所述各个终端设备根据所述轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据。

2.如权利要求1所述的基于时间敏感网络的列车网络控制系统，其特征在于，所述管理设备为CCU、交换机或者新增加的第一设备；

当所述管理设备为第一设备时，所述第一设备连接到任一车厢中设置的交换机上。

3.如权利要求1所述的基于时间敏感网络的列车网络控制系统，其特征在于，

所述时钟同步信息中包括全列车网络中各终端设备进行系统时钟同步待采用的第一预设时间，当所述第一预设时间到达时所述管理设备向所述各个终端设备发送轮询周期表；

或者当所述管理设备接收到各个终端设备发送的系统时钟同步完成的消息后，向所述各个终端设备发送轮询周期表。

4.如权利要求1所述的基于时间敏感网络的列车网络控制系统，其特征在于，在所述管理设备向所述各个终端设备发送时钟同步信息之前，还包括：

当所述管理设备启动时，所述管理设备确定通信周期；

对待完成的各事项根据通信周期对应的时间段进行一一时间分配，得到轮询周期表；所述待完成的各事项至少包括：发送时钟同步信息以及全列车网络中所有待同步设备进行系统时钟同步、发送轮询周期表、各个终端设备通信。

5.如权利要求4所述的基于时间敏感网络的列车网络控制系统，其特征在于，所述轮询周期表为动态生成或者静态配置。

6.如权利要求4所述的基于时间敏感网络的列车网络控制系统，其特征在于，所述管理设备确定通信周期，包括：

根据所述列车网络控制系统中所有终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期；

或者，根据所述列车网络控制系统中待通信的终端设备的数目以及待完成的各事项确定通信周期。

7.如权利要求4所述的基于时间敏感网络的列车网络控制系统，其特征在于，所述通信周期对应的时间段中还包括预留时间段，所述预留时间段用于非周期数据的传输。

8.如权利要求1至7中任一项所述的基于时间敏感网络的列车网络控制系统，其特征在于，所述管理设备通过广播向所述各个终端设备发送时钟同步信息；以及所述管理设备通过广播向所述各个终端设备发送轮询周期表。

9.一种通信控制方法，其特征在于，应用于管理设备，包括：

当启动后，在每个通信周期开始时，向各个终端设备发送时钟同步信息，以所述各个终端设备将各自的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间同步；

当完成系统时间同步后，向所述各个终端设备发送轮询周期表，以所述各个终端设备根据所述轮询周期表中的数据发送顺序在各自对应的预设时间段内向预设终端设备发送过程数据。

10.一种通信控制方法，其特征在于，应用于任一终端设备，包括：

接收管理设备发送的时钟同步信息，并根据所述时钟同步信息将自身的系统时间调节为与所述管理设备的系统时间一致；

接收所述管理设备发送的轮询周期表，并解析所述轮询周期表，确定自身的待通信时刻，并在所述待通信时刻到达时进行过程数据的发送。

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