CN209267596U - 可变编组动车组网络系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种可变编组动车组网络系统，包括：多个以太网列车级骨干网节点ETBN以太网交换机，所述ETBN以太网交换机用于配置于所述动车组的每一辆车辆，相邻的所述ETBN以太网交换机之间通过以太网总线和以太网接口连接；所述ETBN以太网交换机和其所配置车辆的终端设备之间通过以太网总线和以太网接口连接；其中，所述ETBN以太网交换机用于响应于所述动车组的编组变化自动进行以太网网络初始化。本申请实施例解决了改变动车组的编组导致动车组的网络通信故障的技术问题。

Description

可变编组动车组网络系统

技术领域

本申请涉及动车组网络技术领域，具体地，涉及一种可变编组动车组网络系统。

背景技术

目前，国内运营的动车组均采用固定编组的形式，动车组多是采用基于列车通信网络(Train communication network，简称TCN)的列车通信网络系统，TCN将通信网络分为用于连接每辆车辆的列车级通信网络—绞线式列车总线(Twisted Train Bus，简称WTB)和用于连接车辆的终端设备的车辆通信网络—多功能车辆总线(Multifunctional VehicleBus，简称MVB)。在轨道交通实际运营中，不同时间乘客运量有很大不同，因此需要改变动车组的编组，如增加或减少动车组的车辆。动车组采用列车通信网络，由于MVB通信网络不能自动进行网络初始化，在动车组的编组发生变化后，如增加或减少一辆车辆后，都会导致动车组的网络通信故障，需要再次进行手动配置。

因此，改变动车组的编组导致动车组的网络通信故障，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。

实用新型内容

本申请实施例中提供了一种可变编组动车组网络系统，以解决改变动车组的编组导致动车组的网络通信故障的技术问题。

本申请实施例提供了一种可变编组动车组网络系统，包括：

多个以太网列车级骨干网节点ETBN以太网交换机，所述ETBN以太网交换机用于配置于所述动车组的每一辆车辆，相邻的所述ETBN以太网交换机之间通过以太网总线和以太网接口连接；

所述ETBN以太网交换机和其所配置车辆的终端设备之间通过以太网总线和以太网接口连接；

其中，所述ETBN以太网交换机用于响应于所述动车组的编组变化自动进行以太网网络初始化。

本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：

由于所述ETBN以太网交换机是以太网列车级骨干网节点的以太网交换机，那么所述ETBN以太网交换机就能基于IEC61375-2-5协议中的列车级以太网拓扑发现协议的规范，在所述动车组的编组发生变化如现有车辆排列顺序变化，增加或减少车辆的情况下，自动发现拓扑变化；由于所述ETBN以太网交换机具有自动进行以太网网络初始化的功能，从而能够对所述可变编组动车组网络系统进行以太网网络初始化。本申请实施例的可变编组动车组网络系统，能够实现随着动车组的编组变化而自动进行初始化配置，从而使得动车组网络系统保持通信连通，其中，动车组的编组变化包括动车组现有的车辆排列顺序变化，增加或减少车辆。

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为本申请实施例一的可变编组动车组网络系统的示意图；

图2为图1所示的可变编组动车组网络系统配置于动车组的示意图；

图3为图1所示的可变编组动车组网络系统的连接器配置于车辆的示意图；

图4为本申请实施例二的可变编组动车组网络系统的示意图；

图5为本申请实施例三的动车组的结构示意图；

图6为本申请实施例四的动车组的结构示意图。

附图标记说明：

110 ETBN以太网交换机，

120 ECNN子网交换机，

210 以太网总线，

220 连接器，

221 转接接口，

310 车辆，

311 终端设备。

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。

自2012年起，国际电工委员会(International Electro-technical Commission，简称IEC)陆续发布了关于列车以太网相关技术标准—IEC61375系列协议。IEC61375系列协议的发展代表了产业对于列车网络发展趋势的共同认识，也指明了未来列车网络技术的发展方向。其中，IEC61375-2-5(协议内容是列车以太网列车级骨干网)，IEC61375-2-3(协议内容是列车以太网通信配置)和IEC61375-3-4(协议内容是列车以太网车辆级子网)属于列车以太网领域的重要标准，IEC61375-2-5规定了列车级以太网拓扑发现协议(TrainTopology Discovery Data Protocol，简称TTDP)。

实施例一

图1为本申请实施例一的基于IEC61375协议的可变编组动车组网络系统的示意图，图2为图1所示的可变编组动车组网络系统配置于动车组的示意图。如图1和图2所示，本申请实施例的基于IEC61375协议的可变编组动车组网络系统包括：

多个以太网列车级骨干网节点ETBN以太网交换机110，所述ETBN以太网交换机110用于配置于所述动车组的每一辆车辆(即每一车辆都需要配置所述ETBN以太网交换机)，相邻的所述ETBN以太网交换机110之间通过以太网总线210和以太网接口连接；即形成连接动车组各个车辆的以太网列车级骨干网；

所述ETBN以太网交换机110和其所配置车辆的终端设备311之间通过以太网总线210和以太网接口连接；即每一个ETBN以太网交换机和这个ETBN以太网交换机所配置车辆的终端设备之间以太网总线和以太网接口连接；

其中，所述ETBN是以太网列车级骨干网节点(Ethernet Train Backbone Node，简称ETBN)的简称，所述ETBN以太网交换机是以太网列车级骨干网节点的ETBN以太网交换机，所述ETBN以太网交换机的技术参数符合IEC61375-2-5协议中规定的参数；所述ETBN以太网交换机用于响应于所述动车组编组的变化自动进行以太网网络初始化。

本申请实施例的基于IEC61375协议的可变编组动车组网络系统，包括多个ETBN以太网交换机，所述ETBN以太网交换机用于配置于所述动车组的每一辆车辆，相邻的所述ETBN以太网交换机之间通过以太网总线和以太网接口连接，所述ETBN以太网交换机和其所配置车辆的终端设备之间通过以太网总线和以太网接口连接。由于所述ETBN以太网交换机是以太网列车级骨干网节点的交换机，那么所述ETBN以太网交换机就能基于IEC61375-2-5协议中的列车级以太网拓扑发现协议(Train Topology Discovery Data Protocol，简称TTDP)的规范，在所述动车组的编组发生变化如现有车辆排列顺序变化，增加或减少车辆的情况下，自动发现拓扑变化；由于所述ETBN以太网交换机具有自动进行以太网网络初始化的功能，从而能够对所述可变编组动车组网络系统进行以太网网络初始化。本申请实施例的基于IEC61375协议的可变编组动车组网络系统，能够实现随着动车组的编组变化而自动进行初始化配置，从而使得动车组网络系统保持通信连通，其中，动车组的编组变化包括动车组现有的车辆排列顺序变化，增加或减少车辆。

具体的，在动车组的编组发生变化时，如动车组中的一辆车辆脱离该动车组时，动车组中剩下车辆的ETBN以太网交换机实时或周期性获取动车组的网络拓扑结构的变化，自动进行以太网网络初始化，所述以太网网络初始化包括为每个所述ETBN以太网交换机分配列车级的以太网地址，建立以太网列车级骨干网的数据通信，确定节点数量变化和确定以太网列车级骨干网的方向。在以太网网络初始化后，动车组的车辆均能够获得动车组的结构信息，包括：

1)车辆的ETBN设备是否是ETBN主设备；

3)车辆节点的列车级的以太网地址；

4)车辆节点的数量；

5)动车组底节点的列车级的以太网地址；

6)动车组顶节点的列车级的以太网地址。

实施中，如图1和图2所示，可变编组动车组网络系统还包括连接器220，所述连接器220配置于所述动车组的每一辆车辆的端部；

同一车辆的所述ETBN以太网交换机110和所述连接器220之间通过以太网总线和以太网接口连接，相邻车辆的所述连接器220之间通过以太网总线和以太网接口连接。

连接器的存在使得相邻的所述ETBN以太网交换机之间的连接分为三段，两段为同一车辆的所述ETBN以太网交换机和所述连接器之间，一段为相邻车辆的所述连接器之间，便于实现以太网总线的快速拆卸。同时，相邻车辆之间也是以太网总线容易损坏的位置，相邻车辆的所述连接器的以太网总线损坏时，只需要将相邻车辆的所述连接器之间的以太网总线进行更换即可。

实施中，图3为图1所示的可变编组动车组网络系统的连接器配置于车辆的示意图，如图3所示，所述连接器220具有至少两个转接接口221；

一个所述转接接口221和同一车辆的所述ETBN以太网交换机通过以太网总线连接，一个所述转接接口221和相邻车辆的所述连接器的转接接口通过以太网总线连接；

其中，所述转接接口是以太网接口。

这样，连接器可以便捷的实现连接的作用。

实施中，如图1所示，所述ETBN以太网交换机110具有多个终端设备接口，所述ETBN以太网交换机的终端设备接口用于接入车辆的终端设备，且所述终端设备接口是以太网接口。

采用以太网总线和以太网接口的方式，数据传输速率和带宽都较高，有利于快速得到动车组状态。

对于配置于中间车辆中的动车车辆的ETBN以太网交换机，具有多个终端设备接口用于接入动车车辆的终端设备，动车车辆的终端设备包括但不限于：车辆控制单元(VCU)，输入输出模块(IOM)，牵引控制单元(TCU)，火灾报警系统(FAS)，制动控制单元(BCU)，轴温检测装置(HADS)，门控制单元(DCU)，空调及采暖控制单元(HVAC)；

对于配置于带司机室的控制车辆的ETBN以太网交换机，具有多个终端设备接口用于接入控制车辆的终端设备，控制车辆的终端设备包括但不限于：中央控制单元(CCU)，充电机单元(BC)，人机接口单元(HMI)，无线数据传输单元(WTD)，输入输出模块(IOM)，牵引控制单元(TCU)，火灾报警系统(FAS)，制动控制单元(BCU)，轴温检测装置(HADS)，门控制单元(DCU)，空调及采暖控制单元(HVAC)；

对于配置于中间车辆中的拖车车辆的ETBN以太网交换机，具有多个终端设备接口用于接入拖车车辆的终端设备，拖车车辆的终端设备包括但不限于：人机接口单元(HMI)，车辆控制单元(VCU)，输入输出模块(IOM)，火灾报警系统(FAS)，制动控制单元(BCU)，轴温检测装置(HADS)，门控制单元(DCU)，空调及采暖控制单元(HVAC)，旅客信息系统(PIS)。

实施中，所述ETBN以太网交换机还具有自动进行以太网应用初始化的功能。所述ETBN以太网交换机的以太网应用初始化在以太网网络初始化完成后，基于以太网网络初始化结果，识别主控操作指令，进行以太网应用初始化；以太网应用初始化包括节点排序，主控车识别，主控车方向识别，其中，主控车是带司机室的控制车辆。

实施例二

图4为本申请实施例二的基于IEC61375协议的可变编组动车组网络系统的示意图。如图4所示，本申请实施例的基于IEC61375协议的可变编组动车组网络系统包括：

多个以太网列车级骨干网节点ETBN以太网交换机110，所述ETBN以太网交换机110用于配置于所述动车组的每一辆车辆(即每一车辆都需要配置所述ETBN以太网交换机)，相邻的所述ETBN以太网交换机110之间通过以太网总线210和以太网接口连接；即形成连接动车组各个车辆的以太网列车级骨干网；

与所述ETBN以太网交换机数量一致的以太网列车编组网节点ECNN子网交换机120，ECNN子网交换机120用于配置于所述动车组的每一辆车辆，配置于同一车辆的所述ETBN以太网交换机110与所述ECNN子网交换机120之间通过以太网总线210和以太网接口连接；

所述ECNN子网交换机120和其所配置车辆的终端设备之间通过以太网总线和以太网接口连接；即形成以太网车辆级编组网之间的连接；

其中，所述ETBN以太网交换机是以太网列车级骨干网节点的交换机，所述ETBN以太网交换机用于响应于所述动车组的编组变化自动进行以太网网络初始化，所述ECNN是以太网列车编组网节点(Ethernet Consist Network Node，简称ECNN)的简称，所述ECNN子网交换机是以太网列车编组网节点(Ethernet Consist Network Node，简称ECNN)的交换机，所述ECNN子网交换机的技术参数符合IEC61375-2-5协议中规定的参数。

ECNN子网交换机基于IEC61375协议负责承担网络终端(即车辆的终端设备的接入)以及网络控制功能。通过与ETBN以太网交换机连接共同构成可变编组动车组网络系统。

本申请实施例的基于IEC61375协议的可变编组动车组网络系统，能够实现随着动车组的编组变化而自动进行初始化配置，从而使得动车组网络系统保持通信连通，其中，动车组的编组变化包括动车组现有的车辆排列顺序变化，增加或减少车辆。

实施中，如图4所示，可变编组动车组网络系统还包括连接器220，所述连接器220配置于所述动车组的每一辆车辆的端部；

同一车辆的所述ETBN以太网交换机110和所述连接器220之间通过以太网总线和以太网接口连接，相邻车辆的所述连接器220之间通过以太网总线和以太网接口连接。

连接器的存在使得相邻的所述ETBN以太网交换机之间的连接分为三段，两段为同一车辆的所述ETBN以太网交换机和所述连接器之间，一段为相邻车辆的所述连接器之间，便于实现以太网总线的快速拆卸。同时，相邻车辆之间也是以太网总线容易损坏的位置，相邻车辆的所述连接器的以太网总线损坏时，只需要将相邻车辆的所述连接器之间的以太网总线进行更换即可。

实施中，所述连接器具有至少两个转接接口；

一个所述转接接口和同一车辆的所述ETBN以太网交换机通过以太网总线连接，一个所述转接接口和相邻车辆的所述连接器的转接接口通过以太网总线连接；

其中，所述转接接口是以太网接口。

这样，连接器可以便捷的实现连接的作用。

实施中，一个所述ETBN以太网交换机和一个所述ECNN子网交换机，以及两者之间的以太网总线和以太网接口集成于同一交换机内。

集成于同一交换机的所述ETBN以太网交换机和所述ECNN子网交换机，能够提高集成化。

实施中，如图4所示，所述ECNN子网交换机120具有多个终端设备接口，所述ECNN子网交换机的终端设备接口用于接入车辆的终端设备311；

对于配置于中间车辆中的动车车辆的ECNN子网交换机，具有多个终端设备接口用于接入动车车辆的终端设备，动车车辆的终端设备包括但不限于：车辆控制单元(VCU)，输入输出模块(IOM)，牵引控制单元(TCU)，火灾报警系统(FAS)，制动控制单元(BCU)，轴温检测装置(HADS)，门控制单元(DCU)，空调及采暖控制单元(HVAC)；

对于配置于控制车辆的ECNN子网交换机，具有多个终端设备接口用于接入控制车辆的终端设备，控制车辆的终端设备包括但不限于：中央控制单元(CCU)，充电机单元(BC)，人机接口单元(HMI)，无线数据传输单元(WTD)，输入输出模块(IOM)，牵引控制单元(TCU)，火灾报警系统(FAS)，制动控制单元(BCU)，轴温检测装置(HADS)，门控制单元(DCU)，空调及采暖控制单元(HVAC)；

对于配置于中间车辆中的拖车车辆的ECNN子网交换机，具有多个终端设备接口用于接入拖车车辆的终端设备，拖车车辆的终端设备包括但不限于：人机接口单元(HMI)，车辆控制单元(VCU)，输入输出模块(IOM)，火灾报警系统(FAS)，制动控制单元(BCU)，轴温检测装置(HADS)，门控制单元(DCU)，空调及采暖控制单元(HVAC)，旅客信息系统(PIS)。

实施例三

图5为本申请实施例三的动车组的结构示意图。本申请实施例三的动车组包括：

连接成一列的多辆车辆310；

本申请实施例一所述的可变编组动车组网络系统，所述ETBN以太网交换机110配置于所述动车组的每一辆车辆310，所述连接器220配置于所述动车组的每一辆车辆310的端部。

本申请实施例的动车组，能够实现随着动车组的编组变化而自动进行初始化配置，同时动车组网络系统保持通信连通，其中，动车组的编组变化包括动车组现有的车辆排列顺序变化，增加或减少车辆。

实施中，关于动车组的编组，所述动车组的编组公式可以为a×C+b×M+c×T，C为带司机室的控制车辆，M为动车车辆，T为拖车车辆；

其中，a的取值为1或2，当a＝2时，两个控制车辆要设置在动车组的两端，b和c为正整数且可以根据动力要求任意配置。

实施例四

图6为本申请实施例四的动车组的结构示意图。本申请实施例四的动车组包括：

连接成一列的多辆车辆310；

本申请实施例二所述的可变编组动车组网络系统，所述ETBN以太网交换机配置于所述动车组的每一辆车辆311，所述ECNN子网交换机120配置于所述动车组的每一辆车辆，所述连接器220配置于所述动车组的每一辆车辆310的端部。

本申请实施例的动车组，能够实现随着动车组的编组变化而自动进行初始化配置，同时动车组网络系统保持通信连通，其中，动车组的编组变化包括动车组现有的车辆排列顺序变化，增加或减少车辆。

实施中，关于动车组的编组，所述动车组的编组公式可以为a×C+b×M+c×T，C为带司机室的控制车辆，M为动车车辆，T为拖车车辆；

其中，a的取值为1或2，当a＝2时，两个控制车辆要设置在动车组的两端，b和c为正整数且可以根据动力要求任意配置。

在本申请及其实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“高度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请及其实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

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 (9)

1.一种可变编组动车组网络系统，其特征在于，包括：

多个以太网列车级骨干网节点ETBN以太网交换机，所述ETBN以太网交换机配置于所述动车组的每一辆车辆，相邻的所述ETBN以太网交换机之间通过以太网总线和以太网接口连接；

所述ETBN以太网交换机和其所配置车辆的终端设备之间通过以太网总线和以太网接口连接；

其中，所述ETBN以太网交换机用于响应于所述动车组的编组变化自动进行以太网网络初始化。

2.根据权利要求1所述的可变编组动车组网络系统，其特征在于，还包括连接器，所述连接器配置于所述动车组的每一辆车辆的端部；

同一车辆的所述ETBN以太网交换机和所述连接器之间通过以太网总线和以太网接口连接，相邻车辆的所述连接器之间通过以太网总线和以太网接口连接。

3.根据权利要求2所述的可变编组动车组网络系统，其特征在于，所述连接器具有至少两个转接接口；

一个所述转接接口和同一车辆的所述ETBN以太网交换机通过以太网总线连接，一个所述转接接口和相邻车辆的所述连接器通过以太网总线连接；

其中，所述转接接口是以太网接口。

4.根据权利要求1所述的可变编组动车组网络系统，其特征在于，所述ETBN以太网交换机是基于IEC61375-2-5协议的ETBN以太网交换机。

5.根据权利要求1所述的可变编组动车组网络系统，其特征在于，所述ETBN以太网交换机具有多个终端设备接口，所述ETBN以太网交换机的终端设备接口用于接入车辆的终端设备，且所述终端设备接口是以太网接口。

6.根据权利要求1至4任一所述的可变编组动车组网络系统，其特征在于，还包括：

以太网列车编组网节点ECNN子网交换机，所述ECNN子网交换机用于配置于所述ETBN以太网交换机和所述ETBN以太网交换机所配置车辆的终端设备之间；

配置于同一车辆的所述ETBN以太网交换机与所述ECNN子网交换机之间，以及所述ECNN子网交换机和其所配置车辆的终端设备之间通过以太网总线和以太网接口连接。

7.根据权利要求6所述的可变编组动车组网络系统，其特征在于，所述ECNN子网交换机是基于IEC61375-2-5协议的ECNN子网交换机。

8.根据权利要求6所述的可变编组动车组网络系统，其特征在于，一个所述ETBN以太网交换机和一个所述ECNN子网交换机，以及两者之间的以太网总线和以太网接口集成于同一交换机。

9.根据权利要求6所述的可变编组动车组网络系统，其特征在于，所述ECNN子网交换机具有多个终端设备接口，所述ECNN子网交换机的终端设备接口用于接入车辆的终端设备。