CN214045689U - 一种车载数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种车载数据采集装置，包括主控单元、MVB总线接口单元、网络连接单元及无线通讯单元；车载子系统的控制数据端通过MVB总线接口单元与主控单元相连接，主控单元从MVB总线接口单元接收车载子系统的控制类数据；车载子系统的非控制数据端通过网络连接单元与主控单元相连接，主控单元从网络连接单元接收车载子系统的非控制类数据；主控单元的数据输出端通过无线通讯单元与地面服务器实现数据连接。本实用新型通过分类采集车载子系统的控制类数据和非控制类数据，能够避免两类数据之间产生干扰，避免因其中一种数据采集异常而影响另一种数据的采集。

Description

一种车载数据采集装置

技术领域

本实用新型涉及车载技术领域，尤其涉及一种车载数据采集装置。

背景技术

车载数据是轨道交通车辆全生命周期数据的重要组成部分，实时采集车载数据能够为车载运维系统提供数据基础。按照数据在车载系统中的功能划分，车载数据分为控制网中的控制类数据和维护网中的非控制类数据，数据采集装置统一将控制类数据和非控制类数据采集并传输至地面服务器，由地面服务器进行后续处理。

目前，数据采集装置通过与车载子系统连接，能够采集车载子系统的控制类数据和非控制类数据，由于未对两类数据进行分类采集，所接收的两类数据之间可能存在干扰，而且，如果控制类数据异常会影响非控制类数据的采集，后续可能因数据采集异常而影响维护网的正常运行，如果非控制类数据异常会影响控制类数据的采集，后续可能因数据采集异常而影响控制网的正常运行。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种车载数据采集装置，以解决车载数据的分类采集问题。

基于上述目的，本实用新型提供了一种车载数据采集装置，包括主控单元、MVB总线接口单元、网络连接单元及无线通讯单元；

车载子系统的控制数据端通过所述MVB总线接口单元与所述主控单元相连接，所述主控单元从所述MVB总线接口单元接收所述车载子系统的控制类数据；

所述车载子系统的非控制数据端通过所述网络连接单元与所述主控单元相连接，所述主控单元从所述网络连接单元接收所述车载子系统的非控制类数据；

所述主控单元的数据输出端通过所述无线通讯单元与地面服务器实现数据连接。

可选的，所述车载子系统的非控制数据端为以太网接口端，所述网络连接单元为以太网接口板；

所述车载子系统的以太网接口端通过所述以太网接口板接入以太网，与所述主控单元建立网络连接。

可选的，所述装置还包括串行接口单元，所述车载子系统的非控制数据端为串行接口端；

所述车载子系统的串行接口端通过所述串行接口单元与所述主控单元相连接。

可选的，所述装置还包括CAN总线接口单元，所述车载子系统的非控制数据端为CAN总线接口端；

所述车载子系统的CAN总线接口端通过所述CAN总线接口单元与所述主控单元相连接。

可选的，所述装置还包括硬件安全模块，所述主控单元的数据输出端通过所述硬件安全模块与所述无线通讯单元相连接。

可选的，所述装置还包括存储单元，所述主控单元的数据输入输出端与所述存储单元相连接。

可选的，所述装置还包括电源单元，所述电源单元与所述主控单元的电源端相连接。

可选的，所述电源单元包括供电电源和电压转换电路，所述电压转换电路用于将所述供电电源的供电电压转换为适于各用电设备使用的供电电压。

可选的，所述装置还包括显示单元，所述主控单元的数据输出端与所述显示单元相连接。

可选的，所述无线通讯单元为4G通讯单元、5G通讯单元以及WIFI模块中的一种或几种。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的车载数据采集装置，包括主控单元、MVB总线接口单元、网络连接单元及无线通讯单元；车载子系统的控制数据端通过MVB总线接口单元与主控单元相连接，主控单元从MVB总线接口单元接收车载子系统的控制类数据；车载子系统的非控制数据端通过网络连接单元与主控单元相连接，主控单元从网络连接单元接收车载子系统的非控制类数据；主控单元的数据输出端通过无线通讯单元与地面服务器实现数据连接。本实用新型通过分类采集车载子系统的控制类数据和非控制类数据，能够避免两类数据之间产生干扰，避免因其中一种数据采集异常而影响另一种数据的采集，进而能够保证控制网和维护网的独立正常运行。

附图说明

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。

图1为本实用新型实施例的装置结构框图；

图2为本实用新型另一实施例的装置结构框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

一些场景中，车载子系统包括列车控制和管理系统(Train Control andManagement System，TCMS)、车门控制系统(EDCU)、事件记录仪(ethernet data recordmodule，EDRM)、BMS电池系统、制动控制系统BCU、空调系统HVAC、牵引控制系统(DriveControl Unit，DCU)、辅助变流系统、DCDC充电机系统、乘客信息系统(PassengerInformation System，PIS)、走行部诊断系统等等，在各种系统的协同工作下保证车辆的正常运行。

各车载子系统运行于控制网和/或维护网中，其中，控制网中交互控制类数据，用于实现车载子系统的控制，维护网中监控并维护非控制类数据，用于监控维护车载子系统的各类运行数据。举例来说，列车控制和管理系统、车门控制系统、制动控制系统运行于控制网和维护网中，在控制网中，列车控制和管理系统可以向车门控制系统发送开门指令，可以向制动控制系统发送制动指令，车门控制系统根据开门指令开启车门，制动控制系统根据制动指令执行制动动作；在维护网中，监控并维护车门处于开启状态的状态数据，监控并维护制动控制系统在制动过程中的过程数据。乘客信息系统运行于维护网中，可以监控并维护车辆当前的客流量数据和司机操作状态数据等。

如图1所示，本实用新型实施例提供的车载数据采集装置包括主控单元、MVB总线接口单元、网络连接单元及无线通讯单元，

车载子系统的控制数据端通过MVB总线接口单元与主控单元相连接，主控单元从MVB总线接口单元接收车载子系统的控制类数据；

车载子系统的非控制数据端通过网络连接单元与主控单元相连接，主控单元从网络连接单元接收车载子系统的非控制类数据；

主控单元的数据输出端通过无线通讯单元与地面服务器实现数据连接。

本实施例提供的车载数据采集装置，通过MVB总线接口单元接收车载子系统的控制类数据，主控单元将控制类数据经无线通讯单元传输至地面服务器，由地面服务器根据接收的控制类数据实现控制网的监控与管理；通过网络连接单元接收车载子系统的非控制类数据，主控单元将非控制类数据经无线通讯单元传输至地面服务器，由地面服务器根据接收的非控制类数据进行维护网的监控、数据分析及管理。通过分类、隔离化采集车载子系统的控制类数据和非控制类数据，能够避免两类数据之间产生干扰，避免因其中一种数据采集异常而影响另一种数据的采集，进而能够保证控制网和维护网的独立正常运行。

一些实施例中，车载子系统的控制类数据按照MVB协议(多功能车辆总线协议)进行数据封装后经控制数据端、MVB总线接口单元传输至主控单元，主控单元接收控制类数据后，按照MVB协议进行解析后，将解析后的控制类数据按照适于无线通讯单元处理的数据格式进行处理后，将处理后的控制类数据经无线通讯单元发送至地面服务器。其中，按照MVB协议进行数据封装、解析的数据处理过程属于现有的数据处理方法，将数据按照无线通讯单元的数据格式进行处理也属于现有的数据处理方法，具体过程不进行详述。

车载子系统的非控制类数据按照网络连接单元的数据格式进行数据封装后经非控制数据端、网络连接单元传输至主控单元，主控单元接收非控制类数据后，按照网络连接单元的数据格式进行解析后，将解析后的非控制类数据按照适于无线通讯单元处理的数据格式进行处理后，将处理后的非控制类数据经无线通讯单元发送至地面服务器。

一些方式中，网络连接单元可以是以太网接口板，各车载子系统和车载数据采集装置接入以太网设备(包括以太网接口板、交换机、路由器、网线等以太网组网设备)实现以太网组网。车载子系统的非控制数据端为以太网接口端，车载子系统的以太网接口端通过以太网接口板接入以太网，与主控单元建立网络连接，非控制类数据按照网络协议封装后，封装后的非控制类数据经以太网传输至主控单元，由主控单元按照网络协议对接收的数据进行解析。其中，按照网络协议进行数据封装、解析均属于现有的数据处理方法，具体不做详述。

一些实施例中，控制类数据为车载子系统的控制指令，包括但不限于用于控制车门控制系统的开门指令、关门指令等，用于控制制动控制系统的制动指令等，用于控制空调系统的开启空调指令、关闭空调指令、空调调温指令等，用于控制牵引控制系统的速度指令、方向指令等等。非控制类数据为车载子系统的运行数据，包括但不限于控制车门控制系统的开门状态数据、关门状态数据等，制动控制系统的制动过程数据等，空调系统的开启状态数据、关闭状态数据、当前温度数据等，牵引控制系统的当前速度数据、当前方向数据等，BMS电池系统的当前电量数据等，事件记录仪记录的事件数据等，乘客信息系统的当前客流量数据、司机操作状态数据等，走行部诊断系统的诊断数据等等。本实施例仅作示例性说明，不用于具体限定。

结合图2所示，一些实施例中，车载数据采集装置还包括串行接口单元，车载子系统的非控制数据端为串行接口端，车载子系统的串行接口端通过串行接口单元与主控单元相连接，主控单元从串行接口单元接收车载子系统的非控制类数据。

一些实施例中，车载数据采集装置还包括CAN总线接口单元，车载子系统的非控制数据端为CAN总线接口端，车载子系统的CAN总线接口端通过CAN总线接口单元与主控单元相连接，主控单元从CAN总线接口单元接收车载子系统的非控制类数据。

本实施例中，考虑到在城市轨道交通的发展过程中，各种车载子系统的品牌多、种类多，存在通讯接口不统一的问题，有些车载子系统配置有网络连接接口端(如以太网接口端)，能够与网络连接单元相连接并实现数据传输，有些车载子系统配置有串行接口端，能够与串行接口单元相连接并实现数据传输，有些车载子系统配置有CAN总线接口端，能够与CAN总线接口单元连接并实现数据传输；因此，本实施例的车载数据采集单元还配置有串行接口单元和CAN总线接口单元，能够实现与不同通讯接口的车载子系统进行连接适配，解决各种车载子系统的通讯接口适配问题。

一些实施例中，车载数据采集装置还包括硬件安全模块，主控单元的数据输出端通过硬件安全模块与无线通讯单元相连接，硬件安全模块用于对无线通讯单元接收的数据进行数据安全处理，防止外部非法数据入侵车载系统。

一些实施例中，无线通讯单元可以使用支持4G通讯的4G通讯单元、支持5G通讯的5G通讯单元以及WIFI模块中的一种或几种，具体不做限定。

一些实施例中，车载数据采集装置还包括存储单元，主控单元的数据输入输出端与存储单元相连接，存储单元用于存储主控单元接收的控制类数据和非控制类数据。一些方式中，存储单元为1T及以上的大容量存储板。

一些实施例中，车载数据采集装置还包括电源单元，电源单元与主控单元等用电设备连接，用于为各用电设备供电。一些方式中，电源单元包括供电电源和电压转换电路，供电电源能够提供DC77V-DC110V的供电电压范围，电压转换电路用于将供电电压转换为适于各用电设备使用的供电电压，例如，为主控单元、无线通讯单元、存储单元、接口单元提供5V的供电电压，为硬件安全模块提供24V的供电电压。

一些实施例中，车载数据采集装置还包括显示单元，主控单元的数据输出端与显示单元相连接，显示单元用于分类显示主控单元接收的控制类数据和非控制类数据。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本实用新型的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载数据采集装置，其特征在于，包括主控单元、MVB总线接口单元、网络连接单元及无线通讯单元；

车载子系统的控制数据端通过所述MVB总线接口单元与所述主控单元相连接，所述主控单元从所述MVB总线接口单元接收所述车载子系统的控制类数据；

所述车载子系统的非控制数据端通过所述网络连接单元与所述主控单元相连接，所述主控单元从所述网络连接单元接收所述车载子系统的非控制类数据；

所述主控单元的数据输出端通过所述无线通讯单元与地面服务器实现数据连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述车载子系统的非控制数据端为以太网接口端，所述网络连接单元为以太网接口板；

所述车载子系统的以太网接口端通过所述以太网接口板接入以太网，与所述主控单元建立网络连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括串行接口单元，所述车载子系统的非控制数据端为串行接口端；

所述车载子系统的串行接口端通过所述串行接口单元与所述主控单元相连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括CAN总线接口单元，所述车载子系统的非控制数据端为CAN总线接口端；

所述车载子系统的CAN总线接口端通过所述CAN总线接口单元与所述主控单元相连接。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括硬件安全模块，所述主控单元的数据输出端通过所述硬件安全模块与所述无线通讯单元相连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括存储单元，所述主控单元的数据输入输出端与所述存储单元相连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电源单元，所述电源单元与所述主控单元的电源端相连接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电源单元包括供电电源和电压转换电路，所述电压转换电路用于将所述供电电源的供电电压转换为适于各用电设备使用的供电电压。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括显示单元，所述主控单元的数据输出端与所述显示单元相连接。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无线通讯单元为4G通讯单元、5G通讯单元以及WIFI模块中的一种或几种。

Images