CN115484126B - 一种列车数据传输装置、方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种列车数据传输装置、方法、设备及介质，涉及列车网络通信领域。列车数据传输装置包括两个第一ETBN、两个第二ETBN、通信主机和多个ECNN。通过分别设置两组ETBN在列车首尾两端，且每组ETBN中第一ETBN和第二ETBN互相独立；当列车重联时，两个重联端的两组ETBN中第一ETBN和第二ETBN分别对应连接。在数据传输过程中，通信主机通过ECNN和重联端的ETBN跨列车传输数据；由于第一ETBN和第二ETBN互相独立，存在了两个ETB网络，降低了ETB传输负荷；同时由于列车重联时两组ETBN的距离小于以太网信号最大传输距离，节省了中继器设备和旁路中继功能，节约了成本。
Description
技术领域
本申请涉及列车网络通信领域，特别是涉及一种列车数据传输装置、方法、设备及介质。
背景技术
目前，每辆列车中包含两个互为冗余的以太网列车骨干网节点(Ethernet TrainBackbone Node，ETBN)，构建成以太网列车骨干网(Ethernet Train Backbone，ETB)。图1为本申请实施例提供的传统列车网络拓扑示意图。如图1所示，列车之间的ETBN通过A/B两条线缆线性串联而成。考虑到以太网信号只能传输100米，当ETBN之间距离较大时，需要通过中继器进行信号放大。当ETBN或者中继器异常时，为了防止故障设备将骨干网断成两节，ETBN和中继器都需要具备旁路中继功能，故障时自动旁路。以太网车辆编组网(EthernetConsist Network，ECN)通过以太网车辆编组网节点(Ethernet Consist Network Node，ECNN)组成环网，车辆内的通信主机通过一个网口或者两个网口接入ECN网络。两个主机车内的数据通过ECN网络传输，跨车的数据通过ETB网络传输。
然而，传统的ETB需要部署多个中继器，且必须具备旁路中继功能，带来了成本的上升的缺点。同时，通信主机的两个网口所输出的跨列车的数据全部通过一个ETB网络传输，增加了ETB的传输负荷。
鉴于上述问题，设计一种列车数据传输装置，能够避免因部署中继器导致ETB成本增加，同时在数据传输过程中降低ETB传输负荷，是该领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种列车数据传输装置、方法、设备及介质，能够避免因部署中继器导致ETB成本增加，同时在数据传输过程中降低ETB传输负荷。
为解决上述技术问题，本申请提供一种列车数据传输装置，包括：第一ETBN、第二ETBN、通信主机和多个ECNN；其中，所述第一ETBN和所述第二ETBN的数量分别为2个；
所述通信主机通过网口接入由各所述ECNN所构成的ECN网络，用于传输数据至所述ECNN；
所述ECNN通过所述ECN网络连接各所述第一ETBN和各所述第二ETBN，以用于当列车重联时，通过所述列车的重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN对应传输所述数据至另一辆所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN；
其中，所述重联端包括所述列车的首端和尾端；所述列车的首端和尾端均设置有一个所述第一ETBN和一个所述第二ETBN；当两辆所述列车重联时，两个所述重联端分别对应的所述第一ETBN互相连接，两个所述重联端分别对应的所述第二ETBN互相连接。
优选地，所述通信主机的所述网口的数量为2个，其中一个所述网口通过所述ECN网络连接所述第一ETBN，另一个所述网口通过所述ECN网络连接所述第二ETBN。
为解决上述技术问题，本申请还提供一种列车数据传输方法，应用于上述列车数据传输装置，所述方法包括：
当列车重联时，接收通信主机通过网口传输的数据；
通过ECN网络将所述数据传输至所述列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，以用于通过所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN对应传输所述数据至另一辆所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN；
其中，所述重联端包括所述列车的首端和尾端；所述列车的首端和尾端均设置有一个所述第一ETBN和一个所述第二ETBN；当两辆所述列车重联时，两个所述重联端分别对应的所述第一ETBN互相连接，两个所述重联端分别对应的所述第二ETBN互相连接。
优选地，还包括：
在所述ECN网络中选取主时钟ECNN；
基于所述主时钟ECNN发起ECN网络时钟同步，以用于所述ECN网络中的其余所述ECNN和所述通信主机进行ECN网络时钟同步，构建ECN级时钟域。
优选地，还包括：
当所述列车重联时，在所述列车的所述重联端和另一辆所述列车的所述重联端中选取主时钟ETBN；
基于所述主时钟ETBN发起ETB网络时钟同步，以用于各所述重联端中其余的ETBN进行ETB网络时钟同步，构建ETB级时钟域；
同时各所述重联端中各所述ETBN进行ECN网络时钟同步。
优选地，还包括：
根据所述数据在所述通信主机的发送时刻和各所述ECNN对应的各出口时刻设置各所述ECNN的端口开启时间和端口关闭时间，以实现所述ECN网络中的数据流调度。
优选地，所述根据所述数据在所述通信主机的发送时刻和各所述ECNN对应的各出口时刻设置各所述ECNN的端口开启时间和端口关闭时间包括：
获取所述通信主机输出所述数据的所述发送时刻；
根据所述发送时刻、线缆长度和交换延时获取所述数据在各所述ECNN的各出口时刻；
设置端口保护时间t1，并设置各所述ECNN的所述端口开启时间为对应的各所述出口时刻减t1，设置各所述ECNN的所述端口关闭时间为对应的各所述出口时刻加t1。
优选地，还包括：
根据所述数据在所述列车的ECN网络的发送时刻和所述重联端中所述ETBN的出口时刻，以及所述数据在另一辆所述列车所述重联端中所述ETBN的出口时刻设置各所述ETBN的端口开启时间和端口关闭时间，以实现ETB网络中的数据流调度；
其中，所述ETB网络由各所述ETBN构成。
优选地，所述根据所述数据在所述列车的ECN网络的发送时刻和所述重联端中所述ETBN的出口时刻，以及所述数据在另一辆所述列车所述重联端中所述ETBN的出口时刻设置各所述ETBN的端口开启时间和端口关闭时间包括：
基于所述ECN级时钟域，获取所述ECN网络输出所述数据的发送时刻；
基于所述ETB级时钟域，根据所述发送时刻、线缆长度和交换延时获取所述数据在所述列车和另一辆所述列车的各所述ETBN的所述出口时刻；
设置端口保护时间t2，并设置各所述ETBN的所述端口开启时间为对应的所述出口时刻减t2，设置各所述ETBN的所述端口关闭时间为对应的所述出口时刻加t2。
优选地，还包括：
若所述通信主机的网口为两个，则当其中一个所述网口出现故障时，输出对应的网口故障信息；当两个所述网口均出现故障时，输出通信主机故障信息。
优选地，还包括：
若所述ETB网络中的所述ETBN出现故障，则输出对应的ETBN故障信息。
优选地，在所述通过所述第一ETBN和所述第二ETBN对应传输所述数据至另一辆所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN之后，还包括：
生成所述数据的传输日志。
为解决上述技术问题，本申请还提供一种列车数据传输设备，应用于上述列车数据传输装置，所述设备包括：
接收模块，用于当列车重联时，接收通信主机通过网口传输的数据；
传输模块，用于通过ECN网络将所述数据传输至所述列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，以用于通过所述第一ETBN和所述第二ETBN对应传输所述数据至另一辆所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN；
其中，所述重联端包括所述列车的首端和尾端；所述列车的首端和尾端均设置有一个所述第一ETBN和一个所述第二ETBN；当两辆所述列车重联时，两个所述重联端分别对应的所述第一ETBN互相连接，两个所述重联端分别对应的所述第二ETBN互相连接。
为解决上述技术问题，本申请还提供另一种列车数据传输设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述的列车数据传输方法的步骤。
为解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的列车数据传输方法的步骤。
本申请所提供的列车数据传输装置，包括第一ETBN、第二ETBN、通信主机和多个ECNN；其中，第一ETBN和第二ETBN的数量分别为2个；通信主机通过网口接入由各ECNN所构成的ECN网络，用于传输数据至ECNN；ECNN通过ECN网络连接各第一ETBN和各第二ETBN，以用于当列车重联时，通过列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN；其中，重联端包括列车的首端和尾端；列车的首端和尾端均设置有一个第一ETBN和一个第二ETBN；当两辆列车重联时，两个重联端分别对应的第一ETBN互相连接，两个重联端分别对应的第二ETBN互相连接。由此可知，上述方案通过分别设置两组ETBN在列车首尾两端，且每组ETBN中第一ETBN和第二ETBN互相独立；当列车重联时，两个重联端的两组ETBN中第一ETBN和第二ETBN分别对应连接。在数据传输过程中，由于第一ETBN和第二ETBN互相独立，存在了两个ETB网络，降低了ETB传输负荷；同时由于列车重联时两组ETBN的距离小于以太网信号最大传输距离，节省了中继器设备和旁路中继功能，节约了成本。
此外，本申请实施例还提供了一种列车数据传输方法、设备及介质，效果同上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本申请实施例提供的传统列车网络拓扑示意图；
图2为本申请实施例提供的一种列车数据传输装置的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种列车数据传输方法的流程图；
图4为本申请实施例提供的ECN级数据流调度的示意图；
图5为本申请实施例提供的ETB级数据流调度的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种列车数据传输设备的示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种列车数据传输设备的示意图。
其中，10为第一ETBN，11为第二ETBN，12为通信主机，13为ECNN。
具体实施方式
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，都属于本申请保护范围。
本申请的核心是提供一种列车数据传输装置、方法、设备及介质。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
图2为本申请实施例提供的一种列车数据传输装置的示意图。如图2所示，列车数据传输装置包括：第一ETBN10、第二ETBN11、通信主机12和多个ECNN13；其中，第一ETBN和第二ETBN的数量分别为2个；
通信主机通过网口接入由各ECNN所构成的ECN网络，用于传输数据至ECNN；
ECNN通过ECN网络连接各第一ETBN和各第二ETBN，以用于当列车重联时，通过列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN；
其中，重联端包括列车的首端和尾端；列车的首端和尾端均设置有一个第一ETBN和一个第二ETBN；当两辆列车重联时，两个重联端分别对应的第一ETBN互相连接，两个重联端分别对应的第二ETBN互相连接。
可以理解的是，ETB网络使用贯穿列车全车的物理线缆将有源的网络设备连接在一起。ETBN本质上是个三层交换机，通过ETBN实现ETB数据的三层交换。而列车中的ECN是通过多个ECNN构建成的环网，ECNN本质上是个二层交换机，实现列车编组内的数据二层交换。车内的数据通过ECN网络传输，跨车的数据通过ETB网络传输。本实施例中对于ECNN的具体数量不做限制，根据具体的实施情况而定；此外，本实施例中对于通信主机的数量不做限制，根据具体的实施情况而定。
在具体实施中，列车中设置有两个第一ETBN，两个第二ETBN，均通过由ECNN构成的ECN网络与列车中的通信主机连接。进一步地，其中一组第一ETBN和第二ETBN设置于列车的首端，另一组第一ETBN和第二ETBN设置于列车的尾端；以一般列车存在8节车厢为例，则两组第一ETBN和第二ETBN分别设置于列车的1车和8车。而由于列车的ECN通过ECNN构建成环网，则将环网从中间对称分为A、B两个虚拟的平面；如图2所示，两个虚拟平面分别将设置在列车的首端和尾端的第一ETBN和第二ETBN分为两个部分，即列车首端和尾端的第一ETBN设置于A平面，列车首端和尾端的第二ETBN设置于B平面。在列车内的通信主机通过网口和ECN网络接入第一ETBN和第二ETBN时，若通信主机存在双网口，则一个网口接入A平面，另一个网口接入B平面；若通信主机存在单网口，则接入任意一个虚拟平面。
随着铁路运输的不断发展，在铁路干线电力牵引运行中，一台机车牵引有时往往满足不了运输的要求，就需要多机牵引，也就是列车重联。当列车重联时，两辆列车的重联端即为列车连接的两个车厢。由于重联的方式不同，重联端可以是列车的首端，还可以是列车的尾端；如图2所示，图2中列车1的重联端为8车，列车2的重联端为1车。当两辆列车重联时，两辆列车重联端的第一ETBN互相连接，两辆列车重联端的第二ETBN互相连接。同时，两辆列车重联时，仅重联端的两个ETBN激活，承担ETB数据传输功能，非重联端的两个ETBN静默，不传输ETB数据。即图2中列车1的8车处的第一ETBN和第二ETBN激活，1车处的第一ETBN和第二ETBN静默；列车2的1车处的第一ETBN和第二ETBN激活，8车处的第一ETBN和第二ETBN静默。
进一步地，由于列车重联端的两个ETBN分别处于两个虚拟平面，则位于A平面的第一ETBN仅传输A平面的ETB数据，B平面的第二ETBN仅传输B平面的ETB数据。而当某一个平面的ETBN异常时，ETB数据可以从另一个平面传输，因此ETBN不需要旁路中继。并且由于A、B两个平面的数据从两个ETB网络传输，每个ETB网络仅传输一份数据，因此降低了单个ETB网络的负荷。
因此，在具体实施中，当需要进行跨列车数据传输时，列车重联，通信主机通过网口接入由各ECNN所构成的ECN网络，传输数据至ECNN；ECNN通过ECN网络连接列车首端的第一ETBN和第二ETBN，并连接列车尾端的第一ETBN和第二ETBN，进一步通过列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，从而实现了跨列车的数据传输。
本实施例中，列车数据传输装置包括第一ETBN、第二ETBN、通信主机和多个ECNN；其中，第一ETBN和第二ETBN的数量分别为2个；通信主机通过网口接入由各ECNN所构成的ECN网络，用于传输数据至ECNN；ECNN通过ECN网络连接各第一ETBN和各第二ETBN，以用于当列车重联时，通过列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN；其中，重联端包括列车的首端和尾端；列车的首端和尾端均设置有一个第一ETBN和一个第二ETBN；当两辆列车重联时，两个重联端分别对应的第一ETBN互相连接，两个重联端分别对应的第二ETBN互相连接。由此可知，上述方案通过分别设置两组ETBN在列车首尾两端，且每组ETBN中第一ETBN和第二ETBN互相独立；当列车重联时，两个重联端的两组ETBN中第一ETBN和第二ETBN分别对应连接。在数据传输过程中，由于第一ETBN和第二ETBN互相独立，存在了两个ETB网络，降低了ETB传输负荷；同时由于列车重联时两组ETBN的距离小于以太网信号最大传输距离，节省了中继器设备和旁路中继功能，节约了成本。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，通信主机的网口的数量为2个，其中一个网口通过ECN网络连接第一ETBN，另一个网口通过ECN网络连接第二ETBN。
在具体实施中，若通信主机的网口的数量为两个，则其中一个网口通过ECN网络连接第一ETBN，另一个网口通过ECN网络连接第二ETBN。使得通信主机能够同时接收来自A、B两个平面的数据。由于两个网口数据同时收发，当某一个网口或者某一个虚拟平面异常时，不影响另一个网口和平面内的数据，具有一定冗余度，提高了列车通信传输的稳定性。
图3为本申请实施例提供的一种列车数据传输方法的流程图。如图3所示，应用于上述列车数据传输装置，方法包括：
S10：当列车重联时，接收通信主机通过网口传输的数据。
S11：通过ECN网络将数据传输至列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，以用于通过列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN。
其中，重联端包括列车的首端和尾端；列车的首端和尾端均设置有一个第一ETBN和一个第二ETBN；当两辆列车重联时，两个重联端分别对应的第一ETBN互相连接，两个重联端分别对应的第二ETBN互相连接。
为了实现跨列车的数据传输，当列车重联时，ECN网络中的ECNN接收到通信主机通过网口传输的数据，并通过ECN网络将数据传输至列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN。而列车的首端和尾端均设置有一个第一ETBN和一个第二ETBN；当两辆列车重联时，两个重联端分别对应的第一ETBN互相连接，两个重联端分别对应的第二ETBN互相连接。因此能够通过列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，实现了跨列车的数据传输。
本实施例中，当列车重联时，接收通信主机通过网口传输的数据。通过ECN网络将数据传输至列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，以用于通过列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN。其中，重联端包括列车的首端和尾端；列车的首端和尾端均设置有一个第一ETBN和一个第二ETBN；当两辆列车重联时，两个重联端分别对应的第一ETBN互相连接，两个重联端分别对应的第二ETBN互相连接。由此可知，上述方案通过分别设置两组ETBN在列车首尾两端，且每组ETBN中第一ETBN和第二ETBN互相独立；当列车重联时，两个重联端的两组ETBN中第一ETBN和第二ETBN分别对应连接。在数据传输过程中，由于第一ETBN和第二ETBN互相独立，存在了两个ETB网络，降低了ETB传输负荷；同时由于列车重联时两组ETBN的距离小于以太网信号最大传输距离，节省了中继器设备和旁路中继功能，节约了成本。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，还包括：
在ECN网络中选取主时钟ECNN；
基于主时钟ECNN发起ECN网络时钟同步，以用于ECN网络中的其余ECNN和通信主机进行ECN网络时钟同步，构建ECN级时钟域。
可以理解的是，为了实现数据的准确传输，提高数据流的实时性，还需要对ECN网络进行时钟同步，使得ECN网络内部的各设备同步时间。需要注意的是，ECN网络的时钟同步可在上电时立即进行，还可根据预设周期进行时钟同步，在本实施例中不做限制，根据具体的实施情况而定。
具体地，通过ECN网络内的ECNN构建ECN级时钟域。由于ECN网络中包含多个ECNN，则在ECN网络中选取主时钟ECNN；以主时钟ECNN的时钟为准，ECN网络中其他的ECNN和通信主机作为从时钟与主时钟ECNN进行时钟同步。
本实施例中，通过在ECN网络中选取主时钟ECNN；基于主时钟ECNN发起ECN网络时钟同步，以用于ECN网络中的其余ECNN和通信主机进行ECN网络时钟同步，构建ECN级时钟域，实现了ECN网络内的时钟同步，提升了数据传输的准确性和实时性。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，还包括：
当列车重联时，在列车的重联端和另一辆列车的重联端中选取主时钟ETBN；
基于主时钟ETBN发起ETB网络时钟同步，以用于各重联端中其余的ETBN进行ETB网络时钟同步，构建ETB级时钟域；
同时各重联端中各ETBN进行ECN网络时钟同步。
可以理解的是，为实现数据传输的准确性和实时性，当列车重联时，也需要对ETB网络进行时钟同步。需要注意的是，ETB网络的时钟同步可以在列车重联上电后进行，也可根据预设周期进行时钟同步，根据具体的实施情况而定。
具体地，当列车重联时，通过ETB网络的ETBN构建ETB级时钟域；在两辆列车的重联端的共四个ETBN中选取一个ETBN作为主时钟ETBN；以主时钟ETBN的时钟为准，其余的ETBN作为从时钟与主时钟ETBN进行时钟同步。
需要注意的是，由于两辆列车的重联端的ETBN也分别接入了各自列车的ECN网络，所以ETBN应存在两个时钟域。即在两辆列车的重联端的ETBN完成ETB网络的时钟同步后，还需要进一步完成所属列车的ECN网络的时钟同步。
本实施例中，当列车重联时，在列车的重联端和另一辆列车的重联端中选取主时钟ETBN；基于主时钟ETBN发起ETB网络时钟同步，以用于各重联端中其余的ETBN进行ETB网络时钟同步，构建ETB级时钟域；同时各重联端中各ETBN进行ECN网络时钟同步，提升了数据传输的准确性和实时性。
在完成全网时钟同步后，为了实现数据流传输的精确调度，避免网络拥塞，作为一种优选的实施例，还包括：
根据数据在通信主机的发送时刻和各ECNN对应的各出口时刻设置各ECNN的端口开启时间和端口关闭时间，以实现ECN网络中的数据流调度。
可以理解的是，在ECN网络内，由于ECNN与所有通信主机在同一个时钟域，在确定好所有通信主机需要通信的数据流后，可以为每条数据流计算从通信主机的发送时间以及从各个ECNN的出口时间，进一步设置各ECNN的端口开启时间和端口关闭时间，实现ECN网络中的数据流调度，防止网络拥塞。
图4为本申请实施例提供的ECN级数据流调度的示意图。如图4所示，作为一种优选的实施例，根据数据在通信主机的发送时刻和各ECNN对应的各出口时刻设置各ECNN的端口开启时间和端口关闭时间包括：
获取通信主机输出数据的发送时刻；
根据发送时刻、线缆长度和交换延时获取数据在各ECNN的各出口时刻；
设置端口保护时间t1，并设置各ECNN的端口开启时间为对应的各出口时刻减t1，设置各ECNN的端口关闭时间为对应的各出口时刻加t1。
从图4可以看出，通信主机1通过ECN网络中位于A平面的四个ECNN(ECNN-A1，ECNN-A2，ECNN-A3和ECNN-A4)向通信主机2传输数据流。数据流从通信主机1的网口的发送时刻为T1。进一步地，根据发送时刻T1，以及ECN网络中各通信主机与各ECNN间线缆长度和交换延时获取数据在各ECNN的各出口时刻；对应的，ECNN-A1的出口时刻为T2，ECNN-A2的出口时刻为T3，ECNN-A3的出口时刻为T4，ECNN-A4的出口时刻为T5。
进一步为各ECNN的端口开关预留设置的端口保护时间t1，各ECNN对应数据流的出口仅在该条数据流规划的时间打开，设置各ECNN的端口开启时间为对应的各出口时刻减t1，设置各ECNN的端口关闭时间为对应的各出口时刻加t1。以ECNN-A1为例，ECNN-A1的端口开启时间为T2-t1，ECNN-A1的端口关闭时间为T2+t1，其他ECNN的端口开关时间设置同理。需要注意的是，本实施例中对于t1不做限制，根据具体的实施情况而定。
本实施例中，基于时间进行对ECN网络中的数据流调度，提升了数据流的实时性和确定性。
进一步地，在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，还包括：
根据数据在列车的ECN网络的发送时刻和重联端中ETBN的出口时刻，以及数据在另一辆列车重联端中ETBN的出口时刻设置各ETBN的端口开启时间和端口关闭时间，以实现ETB网络中的数据流调度；
其中，ETB网络由各ETBN构成。
可以理解的是，在ETB网络内，由于每个ETBN拥有两个时钟域，即与所在的ECN网络进行了时钟同步，并与ETB网络进行了同步，因此ETBN可以获取到ECNN发送过来的同步时间，再根据ETB的时钟域，确定每个ETBN端口的打开时间和关闭时间，从而实现ETB网络中的数据流调度，防止网络拥塞。
图5为本申请实施例提供的ETB级数据流调度的示意图。如图5所示，作为一种优选的实施例，根据数据在列车的ECN网络的发送时刻和重联端中ETBN的出口时刻，以及数据在另一辆列车重联端中ETBN的出口时刻设置各ETBN的端口开启时间和端口关闭时间包括：
基于ECN级时钟域，获取ECN网络输出数据的发送时刻；
基于ETB级时钟域，根据发送时刻、线缆长度和交换延时获取数据在列车和另一辆列车的各ETBN的出口时刻；
设置端口保护时间t2，并设置各ETBN的端口开启时间为对应的出口时刻减t2，设置各ETBN的端口关闭时间为对应的出口时刻加t2。
从图5中可以看出，当列车重联时，数据流通过一辆列车的ECN网络传输至该列车的重联端的第一ETBN，根据该ECN网络的时钟域可以得到其中ECNN发送数据流的发送时刻T6；进一步由该列车的第一ETBN传输至另一辆列车的第一ETBN，基于ETB级时钟域，根据发送时刻、线缆长度和交换延时能够得到数据流在该列车和另一辆列车的第一ETBN的出口时刻，分别为T7和T8。
进一步为各ETBN的端口开关预留设置的端口保护时间t2，各ETBN对应数据流的出口仅在该条数据流规划的时间打开，设置各ETBN的端口开启时间为对应的出口时刻减t2，设置各ETBN的端口关闭时间为对应的出口时刻加t2。需要注意的是，本实施例中对于t2不做限制，根据具体的实施情况而定。
本实施例中，基于时间进行对ETB网络中的数据流调度，提升了数据流的实时性和确定性。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，还包括：
若通信主机的网口为两个，则当其中一个网口出现故障时，输出对应的网口故障信息；当两个网口均出现故障时，输出通信主机故障信息。
可以理解的是，通信主机的网口用于接入ECN网络进行数据传输。若通信主机的网口为两个，则当其中一个网口出现故障时，为提示用户对故障网口进行维护，输出对应的网口故障信息；进一步地，当两个网口均出现故障时，则此时通信主机无法通过网口接入ECN网络，则需要输出通信主机故障信息，以提示用户对通信主机进行维护。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，还包括：
若ETB网络中的ETBN出现故障，则输出对应的ETBN故障信息。
可以理解的是，在列车重联后跨列车数据传输中，若ETB网络中的某一平面内的ETBN出现故障，则可通过另一平面内的ETBN进行数据传输。而为了恢复ETB网络的冗余，并实现对故障ETBN的维护，若ETB网络中的ETBN出现故障，则输出对应的ETBN故障信息，以提示用户对故障ETBN进行维护。
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，在通过第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN之后，还包括：
生成数据的传输日志。
为了实现跨列车数据传输的数据记录，以便于后期维护人员对传输的数据进行分析，在通过第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN之后，生成数据的传输日志。可以理解的是，数据的传输日志中可记载发送数据的通信主机的信息、ECN网络中ECNN的信息以及经过的ETBN的信息，在本实施例中对于传输日志的具体内容不做限制，根据具体的实施情况而定。通过生成数据的传输日志，实现了跨列车数据传输的数据记录。
在上述实施例中，对于列车数据传输方法进行了详细描述，本申请还提供列车数据传输设备对应的实施例。需要说明的是，本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述，一种是基于功能模块的角度，另一种是基于硬件结构的角度。
图6为本申请实施例提供的一种列车数据传输设备的示意图。如图6所示，列车数据传输设备包括：
接收模块15，用于当列车重联时，接收通信主机通过网口传输的数据。
传输模块16，用于通过ECN网络将数据传输至列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，以用于通过第一ETBN和第二ETBN对应传输数据至另一辆列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN。
其中，重联端包括列车的首端和尾端；列车的首端和尾端均设置有一个第一ETBN和一个第二ETBN；当两辆列车重联时，两个重联端分别对应的第一ETBN互相连接，两个重联端分别对应的第二ETBN互相连接。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图7为本申请实施例提供的另一种列车数据传输设备的示意图，如图7所示，列车数据传输设备包括：
存储器20，用于存储计算机程序。
处理器21，用于执行计算机程序时实现如上述实施例中所提到的列车数据传输方法的步骤。
本实施例提供的列车数据传输设备可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。
其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以在集成有图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21还可以包括人工智能(Artificial Intelligence，AI)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器20至少用于存储以下计算机程序201，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例公开的列车数据传输方法的相关步骤。另外，存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中，操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于列车数据传输方法涉及到的数据。
在一些实施例中，列车数据传输设备还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构并不构成对列车数据传输设备的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
最后，本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。
可以理解的是，如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本申请所提供的一种列车数据传输装置、方法、设备及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (14)
1.一种列车数据传输装置，其特征在于，包括：第一ETBN、第二ETBN、通信主机和多个ECNN；其中，所述第一ETBN和所述第二ETBN的数量分别为2个；
所述通信主机通过网口接入由各所述ECNN所构成的ECN网络，用于传输数据至所述ECNN；
所述ECNN通过所述ECN网络连接各所述第一ETBN和各所述第二ETBN，以用于当列车重联时，通过所述列车的重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN对应传输所述数据至另一辆所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN；
其中，所述重联端包括所述列车的首端和尾端；所述列车的首端和尾端均设置有一个所述第一ETBN和一个所述第二ETBN；当两辆所述列车重联时，两个所述重联端分别对应的所述第一ETBN互相连接，两个所述重联端分别对应的所述第二ETBN互相连接；当所述列车重联时，在所述列车的所述重联端和另一辆所述列车的所述重联端中选取主时钟ETBN；基于所述主时钟ETBN发起ETB网络时钟同步，以用于各所述重联端中其余的所述ETBN进行ETB网络时钟同步，构建ETB级时钟域；同时基于各所述重联端中的各所述ETBN进行所属所述列车的ECN网络时钟同步。
2.根据权利要求1所述的列车数据传输装置，其特征在于，所述通信主机的所述网口的数量为2个，其中一个所述网口通过所述ECN网络连接所述第一ETBN，另一个所述网口通过所述ECN网络连接所述第二ETBN。
3.一种列车数据传输方法，其特征在于，应用于权利要求1或2所述的列车数据传输装置，所述方法包括：
当列车重联时，接收通信主机通过网口传输的数据；
通过ECN网络将所述数据传输至所述列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，以用于通过所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN对应传输所述数据至另一辆所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN；
其中，所述重联端包括所述列车的首端和尾端；所述列车的首端和尾端均设置有一个所述第一ETBN和一个所述第二ETBN；当两辆所述列车重联时，两个所述重联端分别对应的所述第一ETBN互相连接，两个所述重联端分别对应的所述第二ETBN互相连接；当所述列车重联时，在所述列车的所述重联端和另一辆所述列车的所述重联端中选取主时钟ETBN；基于所述主时钟ETBN发起ETB网络时钟同步，以用于各所述重联端中其余的ETBN进行ETB网络时钟同步，构建ETB级时钟域；同时基于各所述重联端中的各所述ETBN进行所属所述列车的ECN网络时钟同步。
4.根据权利要求3所述的列车数据传输方法，其特征在于，还包括：
在所述ECN网络中选取主时钟ECNN；
基于所述主时钟ECNN发起ECN网络时钟同步，以用于所述ECN网络中的其余所述ECNN和所述通信主机进行ECN网络时钟同步，构建ECN级时钟域。
5.根据权利要求4所述的列车数据传输方法，其特征在于，还包括：
根据所述数据在所述通信主机的发送时刻和各所述ECNN对应的各出口时刻设置各所述ECNN的端口开启时间和端口关闭时间，以实现所述ECN网络中的数据流调度。
6.根据权利要求5所述的列车数据传输方法，其特征在于，所述根据所述数据在所述通信主机的发送时刻和各所述ECNN对应的各出口时刻设置各所述ECNN的端口开启时间和端口关闭时间包括：
获取所述通信主机输出所述数据的所述发送时刻；
根据所述发送时刻、线缆长度和交换延时获取所述数据在各所述ECNN的各出口时刻；
设置端口保护时间t1，并设置各所述ECNN的所述端口开启时间为对应的各所述出口时刻减t1，设置各所述ECNN的所述端口关闭时间为对应的各所述出口时刻加t1。
7.根据权利要求4所述的列车数据传输方法，其特征在于，还包括：
根据所述数据在所述列车的ECN网络的发送时刻和所述重联端中所述ETBN的出口时刻，以及所述数据在另一辆所述列车所述重联端中所述ETBN的出口时刻设置各所述ETBN的端口开启时间和端口关闭时间，以实现ETB网络中的数据流调度；
其中，所述ETB网络由各所述ETBN构成。
8.根据权利要求7所述的列车数据传输方法，其特征在于，所述根据所述数据在所述列车的ECN网络的发送时刻和所述重联端中所述ETBN的出口时刻，以及所述数据在另一辆所述列车所述重联端中所述ETBN的出口时刻设置各所述ETBN的端口开启时间和端口关闭时间包括：
基于所述ECN级时钟域，获取所述ECN网络输出所述数据的发送时刻；
基于所述ETB级时钟域，根据所述发送时刻、线缆长度和交换延时获取所述数据在所述列车和另一辆所述列车的各所述ETBN的所述出口时刻；
设置端口保护时间t2，并设置各所述ETBN的所述端口开启时间为对应的所述出口时刻减t2，设置各所述ETBN的所述端口关闭时间为对应的所述出口时刻加t2。
9.根据权利要求3所述的列车数据传输方法，其特征在于，还包括：
若所述通信主机的网口为两个，则当其中一个所述网口出现故障时，输出对应的网口故障信息；当两个所述网口均出现故障时，输出通信主机故障信息。
10.根据权利要求7所述的列车数据传输方法，其特征在于，还包括：
若所述ETB网络中的所述ETBN出现故障，则输出对应的ETBN故障信息。
11.根据权利要求4至10任意一项所述的列车数据传输方法，其特征在于，在所述通过所述第一ETBN和所述第二ETBN对应传输所述数据至另一辆所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN之后，还包括：
生成所述数据的传输日志。
12.一种列车数据传输设备，其特征在于，应用于权利要求1或2所述的列车数据传输装置，所述设备包括：
接收模块，用于当列车重联时，接收通信主机通过网口传输的数据；
传输模块，用于通过ECN网络将所述数据传输至所述列车的重联端的第一ETBN和第二ETBN，以用于通过所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN对应传输所述数据至另一辆所述列车的所述重联端的所述第一ETBN和所述第二ETBN；
其中，所述重联端包括所述列车的首端和尾端；所述列车的首端和尾端均设置有一个所述第一ETBN和一个所述第二ETBN；当两辆所述列车重联时，两个所述重联端分别对应的所述第一ETBN互相连接，两个所述重联端分别对应的所述第二ETBN互相连接；当所述列车重联时，在所述列车的所述重联端和另一辆所述列车的所述重联端中选取主时钟ETBN；基于所述主时钟ETBN发起ETB网络时钟同步，以用于各所述重联端中其余的ETBN进行ETB网络时钟同步，构建ETB级时钟域；同时基于各所述重联端中的各所述ETBN进行所属所述列车的ECN网络时钟同步。
13.一种列车数据传输设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求3至11任一项所述的列车数据传输方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3至11任一项所述的列车数据传输方法的步骤。
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