CN114339669A - 一种用于车载子系统接入网络的方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种用于车载子系统接入网络的方法，包括：分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；根据所述业务特点确定所述车载子系统的优先级；根据所述通信需求、所述优先级、所述TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定所述车载子系统接入TSN网络的方式；将确定的车载子系统的接入方式推送给用户。这样使得用户能够根据推送的车载子系统的接入方式将车载子系统接入TSN网络；并且由于TSN网络具有优秀的带宽和时延保证，因而用户能够将更多的大流量车载子系统接入TSN网络。

Description

一种用于车载子系统接入网络的方法

技术领域

本申请涉及车载网络技术领域，具体地，涉及一种用于车载子系统接入网络的方法。

背景技术

目前，随着轨道交通行业的快速发展，列控、信号、PIS(Passenger InformationSystem，乘客信息系统)、轨道交通闭路电视监视系统、火灾、乘客服务等系统对于车载网络的实时性、传输带宽等方面的需求越来越高，车载网络的组网也越来越复杂。各个车载子系统都有自己的一套组网和技术，通信协议也不尽相同，在易用性、互操作性、带宽和设备成本上都存在一些不足，导致各车载子系统之间通信难度越来越大，急需一种综合承载网络技术来统一车载网络。目前车载网络主要采用工业以太网+TRDP(Train Real-time DataProtocol，列车实时数据协议)进行综合承载，但传统的工业以太网无法融合承载更多的大流量系统。

因此，使得车载网络能够融合承载更多的大流量系统，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。

在背景技术中公开的上述信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此其可能包含没有形成为本领域普通技术人员所知晓的现有技术的信息。

发明内容

本申请实施例提供了一种用于车载子系统接入网络的方法，以解决传统的工业以太网无法融合承载更多的大流量系统的技术问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种用于车载子系统接入网络的方法，包括：分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；根据所述业务特点确定所述车载子系统的优先级；根据所述通信需求、所述优先级、所述TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定所述车载子系统接入TSN网络的方式；将确定的车载子系统的接入方式推送给用户。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：通过分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；并根据所述业务特点确定所述车载子系统的优先级；然后根据所述通信需求、所述优先级、所述TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定所述车载子系统接入TSN网络的方式；并将确定的车载子系统的接入方式推送给用户；这样使得用户能够根据推送的车载子系统的接入方式将车载子系统接入TSN网络；由于TSN网络具有优秀的带宽和时延保证，因而用户能够将更多的大流量车载子系统接入TSN网络。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的第一个用于车载子系统接入网络的方法的示意图；

图2是本申请实施例提供的一个网络架构示意图；

图3是本申请实施例提供的第二个用于车载子系统接入网络的方法的示意图；

图4是本申请实施例提供的第三个用于车载子系统接入网络的方法的示意图；

图5是本申请实施例提供的一个车载子系统接入网络的实际应用图；

图6是本申请实施例提供的第四个用于车载子系统接入网络的方法的示意图；

图7是本申请实施例提供的第五个用于车载子系统接入网络的方法的示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

结合图1所示，本申请实施例提供一种用于车载子系统接入网络的方法，包括：

步骤S101，分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；

步骤S102，根据业务特点确定车载子系统的优先级；

步骤S103，根据通信需求、优先级、TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定车载子系统接入TSN网络的方式；

步骤S104，将确定的车载子系统的接入方式推送给用户。

本申请实施例通过分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；并根据业务特点确定车载子系统的优先级；然后根据通信需求、优先级、TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定车载子系统接入TSN网络的方式；并将确定的车载子系统的接入方式推送给用户；使得用户能够根据推送的车载子系统的接入方式将车载子系统接入TSN网络；并且由于TSN网络具有优秀的带宽和时延保证，因而用户能够将更多的大流量车载子系统接入TSN网络。

可选地，业务特点用于表征车载子系统是与行车安全控制相关的控制系统、车载子系统是与行车安全控制不相关的控制系统或车载子系统是与行车安全控制不相关的信息流系统。

可选地，根据业务特点确定车载子系统的优先级，包括：在业务特点表征车载子系统是与行车安全控制相关的控制系统的情况下，确定车载子系统的优先级为最高优先级。由于对应最高优先级的车载子系统在数据传输故障的情况下会影响行车安全，严重影响乘客生命安全；因此将与行车安全控制相关的控制系统的优先级确定为最高优先级。

可选地，根据业务特点确定车载子系统的优先级，包括：在业务特点表征车载子系统是与行车安全控制不相关的控制系统的情况下，确定车载子系统的优先级为中等优先级。由于对应中等优先级的车载子系统在数据传输故障的情况下，会影响行车的性能；但不会影响行车安全，因此将与行车安全控制不相关的控制系统的优先级确定为中等优先级。

可选地，根据业务特点确定车载子系统的优先级，包括：在业务特点表征车载子系统是与行车安全控制不相关的信息流系统的情况下，确定车载子系统的优先级为最低优先级。由于对应最低优先级的车载子系统在发生数据传输故障的情况下，会影响信息传输的准确性，但不会影响行车的正常运行以及安全运行；因此将与行车安全控制不相关的信息流系统的优先级确定为最低优先级。

在一些实施例中，车载子系统包括：RIOM(Remote Input/Output Module，远程输入输出模块)、BCU(Baidu Computing Unit，百度车载计算平台)、HMI(Human MachineInterface，显示屏系统)、DCU(Domain Control Unit，牵引系统)、ACU(Area ControlUnit，综合管廊区域控制单元)、MDCU(Main Door Control Unit，主门控器)、SDU(Speed&Distance Unit，测速测距单元)、TIDS(Train Intelligent Detection System，列车障碍物智能检测系统)、BMS(Battery Management System，电池控制系统)、PMS(PropertyManagement System，管理信息系统)、HVAC(Heating,Ventilation and AirConditioning，空气调节系统)、FAS(Fixedusers Access Switching，数字通信调度系统)、PIS(Passenger Information System，乘客信息系统)和轨道交通闭路电视监视系统中的一种或多种。其中，RIOM、BCU、HMI、DCU、ACU、MDCU、SDU和TIDS车载子系统的类型为与行车安全控制相关的控制系统；BMS、PMS、HVAC和FAS车载子系统的类型为与行车安全控制不相关的控制系统；PIS和轨道交通闭路电视监视系统的类型为与行车安全控制不相关的信息流系统。

可选地，TSN网络结构通过以下方式进行配置，包括：将预置的多个TSN交换机进行环网连接构成单环架构网络；从单环架构网络中选取多个TSN虚拟网络，各TSN虚拟网络分别包括多个具有连接关系的TSN交换机。由于TSN虚拟网络具有优秀的带宽和时延保证，因而能够融合承载更多的大流量网络；本申请实施例提供的TSN虚拟网络相较于现有技术中的工业以太网，还能够减少设备的占地空间，节约部署成本。

可选地，从单环架构网络中选取多个TSN虚拟网络，包括：利用虚拟网络VLAN从单环架构网络中划分出多个TSN虚拟网络。这样在出现单一网络断点的情况下，数据能够通过单环架构网络进行传输，从而提高了数据可靠性；并且，这样能够减少使用的跨车线，进而节约列车空间。

更具体的，结合图2所示，TSN网络架构是由四个TSN交换机1进行环网连接构成的单环架构网络；单环架构网络被VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)划分成第一虚拟网络VLAN10和第二虚拟网络VLAN20；这样能够为车载子系统提供两个网口接入，使得车载子系统接入网络后能够形成网络冗余。此外，单环架构网络还考虑了通过单网口接入的车载子系统，通过划分第三虚拟网络VLAN30，并结合TSN的特点，从而能够将虚拟网络提供给单网口接入的车载子系统以及设备管理/维护接口。

可选地，根据通信需求、优先级、TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定车载子系统接入TSN网络的方式，包括：在车载子系统的优先级为最高优先级或中级优先级的情况下，根据TSN协议支持能力确定车载子系统接入TSN网络的方式；或，在车载子系统的优先级为最低优先级的情况下，根据车载子系统的通信需求确定车载子系统接入TSN网络的方式。

可选地，根据TSN协议支持能力确定车载子系统接入TSN网络的方式，包括：在车载子系统不支持TSN协议的情况下，将车载子系统的接入方式确定为待进行协议转换以支持TSN协议后接入多个TSN虚拟网络；或，在车载子系统支持TSN协议的情况下，将车载子系统的接入方式确定为接入多个TSN虚拟网络。这样使得车载子系统传输的数据能够形成网络冗余；因此即便受到网络异常数据的影响也能够正确传输数据。

结合图3所示，本公开实施例提供一种用于车载子系统接入网络的方法，包括：

步骤S301，分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；

步骤S302，根据业务特点确定车载子系统的优先级；

步骤S303，在业务特点表征车载子系统是与行车安全控制相关的控制系统的情况下，确定车载子系统的优先级为最高优先级；或，在业务特点表征车载子系统是与行车安全控制不相关的控制系统的情况下，确定车载子系统的优先级为中等优先级；

步骤S304，确定车载子系统是否支持TSN协议；在车载子系统支持TSN协议的情况下，执行步骤S305，在车载子系统不支持TSN协议的情况下，执行步骤S306；

步骤S305，将车载子系统的接入方式确定为接入多个TSN虚拟网络；

步骤S306，将车载子系统的接入方式确定为待进行协议转换以支持TSN协议后接入多个TSN虚拟网络；

步骤S307，将确定的车载子系统的接入方式推送给用户。

这样使得用户能够根据确定出的车载子系统接入方式将车载子系统接入网络，并使得优先级为最高优先级或中等优先级的车载子系统在接入网络的情况下能够形成网络冗余，这样使得最高优先级或中等优先级的车载子系统在一传输链路中的数据受到网络异常数据影响的情况下，也能够通过另一链路将数据安全的进行传输；进而保障行车的正常运行和安全运行。

可选地，根据车载子系统的通信需求确定车载子系统接入TSN网络的方式，包括：在通信需求表征车载子系统需要与另一车载子系统通信的情况下，将车载子系统的接入方式确定为接入另一车载子系统处于的一个TSN虚拟网络；或，在通信需求表征车载子系统不需要与另一车载子系统通信的情况下，将车载子系统的接入方式确定为接入任意一个TSN虚拟网络。针对与行车安全控制不相关的信息流系统类型的车载子系统，由于该类型的车载子系统中的数据即使受到网络异常数据的影响也不会影响列车的运行，因此将其的接入方式确定为接入一个TSN虚拟网络，这样能够减少该类型的车载子系统占用的带宽。

结合图4所示，本公开实施例提供一种用于车载子系统接入网络的方法，包括：

步骤S401，分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；

步骤S402，根据业务特点确定车载子系统的优先级；

步骤S403，在业务特点表征车载子系统是与行车安全控制不相关的信息流系统的情况下，确定车载子系统的优先级为最低优先级；

步骤S404，根据车载子系统的通信需求确定车载子系统是否需要与另一车载子系统通信；在通信需求表征车载子系统需要与另一车载子系统通信的情况下执行步骤S405，在通信需求表征车载子系统不需要与另一车载子系统通信的情况下，执行步骤S406；

步骤S405，将车载子系统的接入方式确定为接入另一车载子系统处于的一个TSN虚拟网络；

步骤S406，将车载子系统的接入方式确定为接入任意一个TSN虚拟网络；

步骤S407，将确定的车载子系统的接入方式推送给用户。

这样针对与行车安全控制不相关的信息流系统类型的车载子系统，由于该类型的车载子系统中的数据即使受到网络异常数据的影响也不会影响列车的运行，因此将其的接入方式确定为接入一个TSN虚拟网络，这样能够减少该类型的车载子系统占用的带宽。

在一些实施例中，结合图5所示，MDCU车载子系统的业务特点用于表征MDCU是与行车安全控制相关的控制系统”，确定MDCU的优先级为“最高优先级”；并确定MDCU支持TSN协议；然后将第一虚拟网络VLAN10中的任一TSN交换机和第二虚拟网络VLAN20中的任一TSN交换机确定为MDCU的待接入的交换机；然后将MDCU的待接入的交换机推送给用户，便于用户通过MDCU的待接入的交换机将MDCU接入网络。如图5所示，MDCU车载子系统接入第一虚拟网络VLAN10中的任一TSN交换机1和第二虚拟网络VLAN20中的任一TSN交换机1。PIS车载子系统的业务特征表征PIS是与行车安全控制不相关的信息流系统，确定PIS的优先级为“最低优先级”；PIS的通讯需求表征车载子系统不需要与另一车载子系统通信；将第三虚拟网络VLAN30中的任一TSN交换机确定为PIS的待接入的交换机；然后将PIS的待接入的交换机推送给用户，便于用户通过PIS的待接入的交换机将PIS接入网络；如图5所示，车载子系统“PIS”接入第三虚拟网络VLAN30中的任一交换机1。BMS车载子系统的业务特点用于表征BMS是与行车安全控制不相关的控制系统，确定BMS的优先级为“中级优先级”；并确定BMS不支持TSN协议；将第一虚拟网络VLAN10中的任一TSN交换机和第二虚拟网络VLAN20中的任一TSN交换机确定为BMS的待接入的交换机；然后将BMS的待接入的交换机推送给用户，便于用户通过BMS的待接入的交换机将BMS接入网络。如图5所示，车载子系统“BMS”接入第一虚拟网络VLAN10中的任一TSN交换机1和第二虚拟网络VLAN20中的任一TSN交换机1。

可选地，车载子系统的业务特点用于表征车载子系统的类型。在一些实施例中，车载子系统的类型包括RIOM、BCU、HMI、DCU、ACU、MDCU、SDU、TIDS、BMS、PMS、HVAC、FAS、PIS和CCTV中的一种或多种类型。可选地，根据业务特点确定车载子系统的优先级，包括：确定RIOM、BCU和HMI类型车载子系统对应的优先级均为7级；确定DCU、ACU、MDCU和SDU类型车载子系统对应的优先级均为6级；确定TIDS类型车载子系统对应的优先级为5级；确定BMS、PMS和HVAC类型车载子系统对应的优先级均为4级；确定FAS类型车载子系统对应的优先级为3级；确定PIS和CCTV类型车载子系统对应的优先级均为0级。可选地，优先级1级至7级均用于表征车载子系统为重要，优先级0级用于表征车载子系统为普通。

可选地，根据通信需求、优先级、TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定车载子系统接入TSN网络的方式，包括：在车载子系统的优先级表征车载子系统为重要的情况下，根据TSN协议支持能力确定车载子系统接入TSN网络的方式；或，在车载子系统的优先级表征车载子系统为普通的情况下，根据车载子系统的通信需求确定车载子系统接入TSN网络的方式。

结合图6所示，本公开实施例提供一种用于车载子系统接入网络的方法，包括：

步骤S601，分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；

步骤S602，根据业务特点确定车载子系统的优先级；

步骤S603，在车载子系统的优先级表征车载子系统为重要的情况下，确定车载子系统是否支持TSN协议；在车载子系统支持TSN协议的情况下，执行步骤S604，在车载子系统不支持TSN协议的情况下，执行步骤S605；

步骤S604，将车载子系统的接入方式确定为接入多个TSN虚拟网络；然后执行步骤S606；

步骤S605，将车载子系统的接入方式确定为待进行协议转换以支持TSN协议后接入多个TSN虚拟网络；

步骤S606，将确定的车载子系统的接入方式推送给用户。

这样使得重要车载子系统中的数据能够安全的进行传输；避免列车因控制系统的数据传输受到其他异常数据的影响而发生运行失误。

结合图7所示，本公开实施例提供一种用于车载子系统接入网络的方法，包括：

步骤S701，分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；

步骤S702，根据业务特点确定车载子系统的优先级；

步骤S703，在车载子系统的优先级表征车载子系统为普通的情况下，根据车载子系统的通信需求确定车载子系统是否需要与另一车载子系统通信；在通信需求表征车载子系统需要与另一车载子系统通信的情况下执行步骤S704，在通信需求表征车载子系统不需要与另一车载子系统通信的情况下，执行步骤S705；

步骤S704，将车载子系统的接入方式确定为接入另一车载子系统处于的一个TSN虚拟网络；然后执行步骤S706；

步骤S705，将车载子系统的接入方式确定为接入任意一个TSN虚拟网络；

步骤S706，将确定的车载子系统的接入方式推送给用户。

这样针对普通的的车载子系统，由于该类型的车载子系统中的数据即使受到网络异常数据的影响也不会影响列车的运行，因此将其的接入方式确定为接入一个TSN虚拟网络，这样能够减少该类型的车载子系统占用的带宽。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种用于车载子系统接入网络的方法，其特征在于，包括：

分析车载子系统的通信需求、业务特点和时间敏感网络TSN协议支持能力；

根据所述业务特点确定所述车载子系统的优先级；

根据所述通信需求、所述优先级、所述TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定所述车载子系统接入TSN网络的方式；

将确定的车载子系统的接入方式推送给用户。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务特点用于表征所述车载子系统是与行车安全控制相关的控制系统、所述车载子系统是与行车安全控制不相关的控制系统或所述车载子系统是与行车安全控制不相关的信息流系统；根据所述业务特点确定所述车载子系统的优先级，包括：

在所述业务特点表征车载子系统是与行车安全控制相关的控制系统的情况下，确定所述车载子系统的优先级为最高优先级；或，

在所述业务特点表征车载子系统是与行车安全控制不相关的控制系统的情况下，确定所述车载子系统的优先级为中等优先级；或，

在所述业务特点表征车载子系统是与行车安全控制不相关的信息流系统的情况下，确定所述车载子系统的优先级为最低优先级。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述TSN网络结构通过以下方式进行配置，包括：

将预置的多个TSN交换机进行环网连接构成单环架构网络；从单环架构网络中选取多个TSN虚拟网络，各TSN虚拟网络分别包括多个具有连接关系的TSN交换机。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，从单环架构网络中选取多个TSN虚拟网络，包括：

利用虚拟网络VLAN从所述单环架构网络中划分出多个TSN虚拟网络。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述通信需求、所述优先级、所述TSN协议支持能力和预配置的TSN网络结构，确定所述车载子系统接入TSN网络的方式，包括：

在所述车载子系统的优先级为最高优先级或中级优先级的情况下，根据所述TSN协议支持能力确定所述车载子系统接入TSN网络的方式；或，

在所述车载子系统的优先级为最低优先级的情况下，根据所述车载子系统的通信需求确定所述车载子系统接入TSN网络的方式。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述TSN协议支持能力确定所述车载子系统接入TSN网络的方式，包括：

在所述车载子系统不支持TSN协议的情况下，将所述车载子系统的接入方式确定为待进行协议转换以支持所述TSN协议后接入多个TSN虚拟网络；或，

在所述车载子系统支持TSN协议的情况下，将所述车载子系统的接入方式确定为接入多个TSN虚拟网络。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述车载子系统的通信需求确定所述车载子系统接入TSN网络的方式，包括：

在所述通信需求表征所述车载子系统需要与另一车载子系统通信的情况下，将所述车载子系统的接入方式确定为接入另一车载子系统处于的一个TSN虚拟网络；或，

在所述通信需求表征所述车载子系统不需要与另一车载子系统通信的情况下，将所述车载子系统的接入方式确定为接入任意一个TSN虚拟网络。

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