CN205353751U - 列车网络系统 - Google Patents

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张明
王立文
王刚
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Locomotive and Car Research Institute of CARS
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Beijing Zongheng Electromechanical Technology Development Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种列车网络系统,该列车网络系统包括:机柜,设置于机柜中的中央控制单元、高压控制单元、输入输出模块、无线传输装置、以太网网关以及人机交互接口;中央控制单元与高压控制单元、输入输出模块、人机交互接口、无线传输装置及以太网网关通过MVB总线分别连接。与现有的网络系统相比,本实用新型采用了一体化机柜设计,将列车网络中的各个模块集成在一个机柜中,缩小了整机的体积;增加了以太网接口,实现了以太网通信功能;节约了安装空间及制造成本,降低了功耗,并且便于统一管理。

Description

列车网络系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及列车网络控制技术领域,尤其涉及一种列车网络系统。
背景技术
[0002] 现有的列车网络系统虽然具有MVB通讯功能以及以太网通讯功能,但实现上述通迅功能的单元模块比较分散,需要较大的安装空间,并且不便于统一管理。
实用新型内容
[0003]为解决上述技术问题,本实用新型提供了一种列车网络系统,所述列车网络系统包括:机柜,设置于所述机柜中的中央控制单元(Central Control Unit,(XU)、高压控制单元(High Voltage Control Unit,HVCU)、输入输出模块(Input Output Module,10M)、无线传输装置(Wireless Transmiss1n Device,WTD)、以太网网关(Ethernet Control Unit,E⑶)以及人机交互接口(Human Machine Interface,HMI);其中,所述中央控制单元与所述高压控制单元、输入输出模块、人机交互接口、无线传输装置及以太网网关通过MVB总线分别连接;
[0004]所述中央控制单元,用于从列车MVB网络采集列车运行参数,并输出列车运行控制指令;
[0005]所述高压控制单元,用于采集列车高压系统运行参数,并输出高压系统运行控制指令;
[0006]所述输入输出模块,用于将列车各子系统输出的数字量输入信号发送给所述中央控制单元,并将所述列车运行控制指令发送给对应的列车子系统;
[0007]所述人机交互接口通过列车MVB网络接收所述中央控制单元及列车各子系统发来的消息,显示列车各子系统的运行状态;
[0008]所述无线传输装置,用于接收列车MVB网络中的数据以及所述人机交互接口上显示的事件和/或故障,并通过GSM方式将其接收到的所述数据、所述事件和/或故障实时传输至地面;
[0009] 所述以太网网关分别与列车MVB网络、列车以太网连接,用于将列车MVB网络中的MVB数据转发到列车以太网设备,和/或将列车以太网设备中的以太网数据转发到列车MVB网络。
[0010]在一实施例中,所述中央控制单元包括:第一CPU板卡、网关、第一输入输出管理板卡、第一 MVB板卡、第一数字量输入输出板卡及第一电源板卡;其中,
[0011 ]所述第一输入输出管理板卡通过系统总线与所述第一 CPU板卡、第一 MVB板卡分别连接,所述第一输入输出管理板卡通过单一信号线及系统总线与所述第一数字量输入输出板卡连接,所述第一输入输出管理板卡还通过单一信号线与所述网关连接;
[0012]所述第一电源板卡与所述第一 CPU板卡、网关、第一输入输出管理板卡、第一 MVB板卡及第一数字量输入输出板卡分别连接,用于为所述第一 CPU板卡、网关、第一输入输出管理板卡、第一 MVB板卡及第一数字量输入输出板卡供电。
[0013]在一实施例中,所述中央控制单元还包括第一ETH/MVB总线接口、第一车辆接口及WTB/MVB/ETH总线接口;其中,
[0014]所述第一 CPU板卡通过以太网总线与所述第一 ETH/MVB总线接口连接;
[0015]所述第一 MVB板卡通过车辆总线与所述第一 ETH/MVB总线接口连接;
[0016]所述第一数字量输入输出板卡通过单一信号线与所述第一车辆接口连接;
[0017]所述网关通过列车总线、车辆总线及以太网总线分别与所述WTB/MVB/ETH总线接口连接。
[0018]在一实施例中,所述第一电源板卡的数量为2个。
[0019]在一实施例中,所述高压控制单元包括:第二CPU板卡、第二输入输出管理板卡、第二 MVB板卡、数字量/模拟量输入输出板卡及第二电源板卡;其中,
[0020]所述第二输入输出管理板卡通过系统总线与所述第二 CPU板卡、第二 MVB板卡分别连接,所述第二输入输出管理板卡还通过单一信号线及系统总线与所述数字量/模拟量输入输出板卡分别连接;
[0021 ]所述第二电源板卡与所述第二 CPU板卡、第二输入输出管理板卡、第二 MVB板卡及数字量/模拟量输入输出板卡分别连接,用于为所述第二 CHJ板卡、第二输入输出管理板卡、第二 MVB板卡及数字量/模拟量输入输出板卡供电。
[0022]在一实施例中,所述高压控制单元还包括:第二ETH/MVB总线接口及第二车辆接P;
[0023]所述第二 CPU板卡通过以太网总线与所述第二 ETH/MVB总线接口连接;
[0024]所述第二 MVB板卡通过车辆总线与所述第二 ETH/MVB总线接口连接;
[0025]所述数字量/模拟量输入输出板卡通过单一信号线与所述第二车辆接口连接。
[0026]在一实施例中,所述第二电源板卡的数量为2个。
[0027]在一实施例中,所述输入输出模块包括:第三CPU板卡、第三MVB板卡、第二数字量输入输出板卡、第三电源板卡;
[0028]所述第三CPU板卡通过系统总线与第二数字量输入输出板卡连接;
[0029]所述第三CPU板卡通过数据地址总线与所述第三MVB板卡连接;
[0030]所述第三电源板卡与所述第三CPU板卡、第三MVB板卡及第二数字量输入输出板卡分别连接,用于为所述第三(PU板卡、第三MVB板卡及第二数字量输入输出板卡供电。
[0031]在一实施例中,所述输入输出模块还包括:ETH总线接口、第三车辆接口及MVB总线接口;其中,
[0032]所述第三CPU板卡通过以太网总线与所述ETH总线接口连接;
[0033]所述第二数字量输入输出板卡通过单一信号线与所述第三车辆接口连接;
[0034]所述第三MVB板卡通过车辆总线与所述MVB总线接口连接。
[0035]在一实施例中,所述无线传输装置包括:第四CPU板卡、第四MVB板卡、GSM板卡、1板卡、WLAN板卡及第四电源板卡;
[0036]所述第四CPU板卡通过串口与所述第四MVB板卡、GSM板卡及1板卡分别连接,所述第四CPU板卡通过网口与所述WLAN板卡连接;
[0037]所述第四电源板卡与所述第四CPU板卡、第四MVB板卡、GSM板卡、1板卡及WLAN板卡分别连接,用于为所述第四CPU板卡、第四MVB板卡、GSM板卡、1板卡及WLAN板卡供电。
[0038]在一实施例中,所述以太网网关包括:第五CPU板卡、以太网车辆总线板卡、以太网列车总线板卡及第五电源板卡;
[0039]所述第五CPU板卡通过网口与所述以太网车辆总线板卡、以太网列车总线板卡分别连接,所述以太网车辆总线板卡通过网口与所述以太网列车总线板卡连接;
[0040]所述第五电源板卡与所述第五CPU板卡、以太网车辆总线板卡及以太网列车总线板卡分别连接,用于为所述第五CPU板卡、以太网车辆总线板卡及以太网列车总线板卡供电。
[0041]与现有的网络系统相比,本实用新型采用了一体化机柜设计,将列车网络中的各个模块集成在一个机柜中,缩小了整机的体积;增加了以太网接口,实现了以太网通信功能;节约了安装空间及制造成本,降低了功耗,并且便于统一管理。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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。
[0043]图1为本实用新型实施例列车网络系统A的结构示意图;
[0044]图2为本实用新型实施例中央控制单元I的控制结构示意图;
[0045]图3为本实用新型实施例高压控制单元2的控制结构示意图;
[0046]图4为本实用新型实施例输入输出模块3的控制结构示意图;
[0047]图5为本实用新型实施例无线传输装置4的控制结构示意图;
[0048]图6为本实用新型实施例以太网网关5的控制结构示意图;
[0049]图7为本实用新型实施例人机交互接口 6的控制结构示意图。
具体实施方式
[0050]下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
[0051]图1为本实用新型实施例列车网络系统A的结构示意图。如图1所示,列车网络系统A包括:中央控制单元1、高压控制单元2、输入输出模块3、无线传输装置4、以太网网关5、人机交互接口 6以及机柜7,其中中央控制单元1、高压控制单元2、输入输出模块3、无线传输装置4、以太网网关5以及人机交互接口 6设置于机柜7的内部,并且中央控制单元I与高压控制单元2、输入输出模块3、无线传输装置4、以太网网关5及人机交互接口6通过MVB总线分别连接。
[0052]中央控制单元I用于从列车MVB网络采集列车运行参数,并输出列车运行控制指令。具体实施时,中央控制单元I通常采集与车辆运行状况有关的各种数据信息,并根据这些数据信息进行逻辑判断处理,生成列车运行控制指令并输出。
[0053]高压控制单元2用于采集列车高压系统运行参数,并输出高压系统运行控制指令。具体实施时,高压控制单元2通常采集与车辆高压系统运行状况有关的各种数据信息,并对这些数据进行逻辑判断处理,生成高压系统运行控制指令并输出。
[0054]输入输出模块3具有采集车辆数字量输入信号以及数字量输出信号功能,可以用于将列车各子系统输出的数字量输入信号发送给中央控制单元I,并将列车运行控制指令发送给对应的列车子系统。
[0055]人机交互接口 6通过列车MVB网络接收中央控制单元I及列车上各子系统发来的消息与数据,显示列车各子系统的运行状态。
[0056]无线传输装置4用于接收列车MVB网络中的数据以及人机交互接口 4上显示的事件和/或故障,并通过GSM方式将其接收到的数据、事件和/或故障实时传输至地面。进一步地,无线传输装置4还支持用户通过WLAN实时下载上述数据、事件和/或故障。
[0057]以太网网关5分别与列车MVB网络、列车以太网连接,用于将列车MVB网络中的MVB数据转发到列车以太网设备,和/或将列车以太网设备中的以太网数据转发到列车MVB网络。
[0058]与现有的网络系统相比,本实用新型采用了一体化机柜设计,将列车网络中的各个模块集成在一个机柜中,缩小了整机的体积;增加了以太网接口,实现了以太网通信功能;节约了安装空间及制造成本,降低了功耗,并且便于统一管理。
[0059]图2为本实用新型实施例中央控制单元I的控制结构示意图。如图2所示,中央控制单元I包括CPU板卡11、网关12、输入输出管理板卡13、MVB板卡14、数字量输入输出板卡15及电源板卡16。输入输出管理板卡13通过系统总线与CPU板卡IUMVB板卡14分别连接,输入输出管理板卡13通过单一信号线及系统总线与数字量输入输出板卡15连接,输入输出管理板卡13还通过单一信号线与网关12连接。
[0060]电源板卡16与CPU板卡11、网关12、输入输出管理板卡13、MVB板卡14及数字量输入输出板卡15分别连接,用于将列车I1V电源输入转换成24V直流电或者5V直流电,以为上述各板卡供电。
[0061]为了避免电源板卡16故障导致中央控制单元I无法正常工作,通常在中央控制单元I中还设有另一电源板卡(图中未示出),即中央控制单元I中通常包含两个电源板卡。
[0062] 在一实施例中,中央控制单元I还包括ETH/MVB总线接口 17、车辆接口 18及WTB/MVB/ETH总线接口19。其中,CPU板卡11通过以太网总线与ETH/MVB总线接口17连接;MVB板卡14通过车辆总线与ETH/MVB总线接口 17连接;数字量输入输出板卡15通过单一信号线与车辆接口 18连接;网关12通过列车总线、车辆总线及以太网总线分别与WTB/MVB/ETH总线接口19连接。
[0063]图3为本实用新型实施例高压控制单元2的控制结构示意图。如图3所示,高压控制单元2包括:CPU板卡21、输入输出管理板卡22、MVB板卡23、数字量/模拟量输入输出板卡24及电源板卡25。其中,输入输出管理板卡22通过系统总线与CPU板卡21、MVB板卡23分别连接,输入输出管理板卡22还通过单一信号线及系统总线与数字量/模拟量输入输出板卡24分别连接。
[0064]电源板卡25与CPU板卡21、输入输出管理板卡22、MVB板卡23及数字量/模拟量输入输出板卡24分别连接,用于将列车IlOV电源输入转换成24V直流电或者5V直流电,以为CPU板卡21、输入输出管理板卡22、MVB板卡23及数字量/模拟量输入输出板卡24供电。
[0065] 高压控制单元2还包括ETH/MVB总线接口 26及车辆接口 27 XPU板卡21通过以太网总线与ETH/MVB总线接口 26连接;MVB板卡23通过车辆总线与ETH/MVB总线接口 26连接;数字量/模拟量输入输出板卡24通过单一信号线与车辆接口 27连接。
[0066]同样地,为了避免电源板卡25故障导致高压控制单元2无法正常工作,通常在高压控制单元2中还设有另一电源板卡(图中未示出),即高压控制单元2中通常包含两个电源板卡。
[0067]图4为本实用新型实施例输入输出模块3的控制结构示意图。如图4所示,输入输出模块3包括:CPU板卡31、MVB板卡32、数字量输入输出板卡33及电源板卡34。其中,CPU板卡31通过系统总线与数字量输入输出板卡33连接,CPU板卡31还通过数据地址总线与MVB板卡32连接。
[0068]电源板卡34与CPU板卡31、MVB板卡32及数字量输入输出板卡33分别连接,用于将列车I1V电源输入转换成24V直流电或者5V直流电,以为CPU板卡31、MVB板卡32及数字量输入输出板卡33供电。
[0069 ] 通常地,输入输出模块3还包括:ETH总线接口 35、车辆接口 36及MVB总线接口 37。其中,CPU板卡31通过以太网总线与ETH总线接口 35连接;数字量输入输出板卡33通过单一信号线与车辆接口 36连接;MVB板卡32通过车辆总线与MVB总线接口 37连接。
[0070]图5为本实用新型实施例无线传输装置4的控制结构示意图。如图5所示,无线传输装置4包括:CPU板卡41、MVB板卡42、GSM板卡43、1板卡44、WLAN板卡45及电源板卡46。其中,CPU板卡41通过串口与MVB板卡42、GSM板卡43及1板卡44分别连接,CPU板卡41还通过网口与WLAN板卡45连接。
[0071] 电源板卡46与CPU板卡41、MVB板卡42、GSM板卡43、1板卡44及WLAN板卡45分别连接,用于将列车I1V电源输入转换成24V直流电或者5V直流电,以为上述各个板卡供电。
[0072]图6为本实用新型实施例以太网网关5的控制结构不意图。如图6所不,以太网网关5包括:CPU板卡51、以太网车辆总线板卡52、以太网列车总线板卡53及电源板卡54。其中,CPU板卡51通过网口与以太网车辆总线板卡52、以太网列车总线板卡53分别连接,并且以太网车辆总线板卡52通过网口与以太网列车总线板卡53连接。
[0073]电源板卡54与CPU板卡51、以太网车辆总线板卡52及以太网列车总线板卡53分别连接,用于将列车I1V电源输入转换成24V直流电或者5V直流电,以为各个板卡供电。
[0074]其中,上述的以太网列车总线板卡53可以采用ETB板卡,以太网车辆总线板卡52可以采用EVB1-5板卡,本实用新型并不以此为限。
[0075]图7为本实用新型实施例人机交互接口 s的控制结构示意图。如图7所示,人机交互接口 6主要通过列车MVB网络及列车以太网收发过程与消息数据,将列车各子系统的状态,如高压系统、牵引系统、制动系统、受电弓系统、辅变系统、空调系统和门等的工作状态在人机交互接口的界面上显示,司机也可以通过人机交互接口对制动试验、照明、网流限制等进行操作。
[0076]本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本实用新型的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (11)

1.一种列车网络系统,其特征在于,所述列车网络系统包括:机柜,设置于所述机柜中的中央控制单元、高压控制单元、输入输出模块、无线传输装置、以太网网关以及人机交互接口;其中,所述中央控制单元与所述高压控制单元、输入输出模块、人机交互接口、无线传输装置及以太网网关通过MVB总线分别连接; 所述中央控制单元,用于从列车MVB网络采集列车运行参数,并输出列车运行控制指令; 所述高压控制单元,用于采集列车高压系统运行参数,并输出高压系统运行控制指令;所述输入输出模块,用于将列车各子系统输出的数字量输入信号发送给所述中央控制单元,并将所述列车运行控制指令发送给对应的列车子系统; 所述人机交互接口通过列车MVB网络接收所述中央控制单元及列车各子系统发来的消息,显示列车各子系统的运行状态; 所述无线传输装置,用于接收列车MVB网络中的数据以及所述人机交互接口上显示的事件和/或故障,并通过GSM方式将其接收到的所述数据、所述事件和/或故障实时传输至地面; 所述以太网网关分别与列车MVB网络、列车以太网连接,用于将列车MVB网络中的MVB数据转发到列车以太网设备,和/或将列车以太网设备中的以太网数据转发到列车MVB网络。
2.根据权利要求1所述的列车网络系统,其特征在于,所述中央控制单元包括:第一 CPU板卡、网关、第一输入输出管理板卡、第一 MVB板卡、第一数字量输入输出板卡及第一电源板卡;其中, 所述第一输入输出管理板卡通过系统总线与所述第一 CPU板卡、第一 MVB板卡分别连接,所述第一输入输出管理板卡通过单一信号线及系统总线与所述第一数字量输入输出板卡连接,所述第一输入输出管理板卡还通过单一信号线与所述网关连接; 所述第一电源板卡与所述第一 CPU板卡、网关、第一输入输出管理板卡、第一 MVB板卡及第一数字量输入输出板卡分别连接,用于为所述第一 CPU板卡、网关、第一输入输出管理板卡、第一 MVB板卡及第一数字量输入输出板卡供电。
3.根据权利要求2所述的列车网络系统,其特征在于,所述中央控制单元还包括第一ETH/MVB总线接口、第一车辆接口及WTB/MVB/ETH总线接口;其中, 所述第一 CHJ板卡通过以太网总线与所述第一 ETH/MVB总线接口连接; 所述第一 MVB板卡通过车辆总线与所述第一 ETH/MVB总线接口连接; 所述第一数字量输入输出板卡通过单一信号线与所述第一车辆接口连接; 所述网关通过列车总线、车辆总线及以太网总线分别与所述WTB/MVB/ETH总线接口连接。
4.根据权利要求2或3所述的列车网络系统,其特征在于,所述第一电源板卡的数量为2个。
5.根据权利要求1所述的列车网络系统,其特征在于,所述高压控制单元包括:第二 CPU板卡、第二输入输出管理板卡、第二 MVB板卡、数字量/模拟量输入输出板卡及第二电源板卡;其中, 所述第二输入输出管理板卡通过系统总线与所述第二 CPU板卡、第二 MVB板卡分别连接,所述第二输入输出管理板卡还通过单一信号线及系统总线与所述数字量/模拟量输入输出板卡分别连接; 所述第二电源板卡与所述第二 CPU板卡、第二输入输出管理板卡、第二 MVB板卡及数字量/模拟量输入输出板卡分别连接,用于为所述第二 CHJ板卡、第二输入输出管理板卡、第二MVB板卡及数字量/模拟量输入输出板卡供电。
6.根据权利要求5所述的列车网络系统,其特征在于,所述高压控制单元还包括:第二ETH/MVB总线接口及第二车辆接口 ; 所述第二 CHJ板卡通过以太网总线与所述第二 ETH/MVB总线接口连接; 所述第二 MVB板卡通过车辆总线与所述第二 ETH/MVB总线接口连接; 所述数字量/模拟量输入输出板卡通过单一信号线与所述第二车辆接口连接。
7.根据权利要求5或6所述的列车网络系统,其特征在于,所述第二电源板卡的数量为2个。
8.根据权利要求1所述的列车网络系统,其特征在于,所述输入输出模块包括:第三CPU板卡、第三MVB板卡、第二数字量输入输出板卡、第三电源板卡; 所述第三CPU板卡通过系统总线与第二数字量输入输出板卡连接; 所述第三CHJ板卡通过数据地址总线与所述第三MVB板卡连接; 所述第三电源板卡与所述第三CPU板卡、第三MVB板卡及第二数字量输入输出板卡分别连接,用于为所述第三(PU板卡、第三MVB板卡及第二数字量输入输出板卡供电。
9.根据权利要求8所述的列车网络系统,其特征在于,所述输入输出模块还包括:ETH总线接口、第三车辆接口及MVB总线接口;其中, 所述第三CHJ板卡通过以太网总线与所述ETH总线接口连接; 所述第二数字量输入输出板卡通过单一信号线与所述第三车辆接口连接; 所述第三MVB板卡通过车辆总线与所述MVB总线接口连接。
10.根据权利要求1所述的列车网络系统,其特征在于,所述无线传输装置包括:第四(PU板卡、第四MVB板卡、GSM板卡、1板卡、WLAN板卡及第四电源板卡; 所述第四CPU板卡通过串口与所述第四MVB板卡、GSM板卡及1板卡分别连接,所述第四CHJ板卡通过网口与所述WLAN板卡连接; 所述第四电源板卡与所述第四CPU板卡、第四MVB板卡、GSM板卡、1板卡及WLAN板卡分别连接,用于为所述第四CPU板卡、第四MVB板卡、GSM板卡、1板卡及WLAN板卡供电。
11.根据权利要求1所述的列车网络系统,其特征在于,所述以太网网关包括:第五CPU板卡、以太网车辆总线板卡、以太网列车总线板卡及第五电源板卡; 所述第五CPU板卡通过网口与所述以太网车辆总线板卡、以太网列车总线板卡分别连接,所述以太网车辆总线板卡通过网口与所述以太网列车总线板卡连接; 所述第五电源板卡与所述第五CPU板卡、以太网车辆总线板卡及以太网列车总线板卡分别连接,用于为所述第五CPU板卡、以太网车辆总线板卡及以太网列车总线板卡供电。
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