EP3666620A1 - Railway vehicle train consist and railway vehicle - Google Patents
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-
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- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0063—Multiple on-board control systems, e.g. "2 out of 3"-systems
Definitions
- the present invention relates to that of trainsets of railway vehicles and, more particularly, that of communication networks for command and control on board these trainsets.
- the invention relates in particular to high-speed trains.
- the present invention relates to a train vehicle train, consisting of a plurality of cars, the plurality of cars comprising a leading car, a tail car and a set of passenger cars harnessed between the leading and tail cars, the train comprising a control-command communication network, a main computer and a plurality of equipment provided in each car of the plurality of cars.
- a train consists of several vehicles coupled together, some of these being motorized.
- the composition of the train in normal service cannot be changed, it is also called non-breaking train.
- a rail convoy such as a train, is made up of the coupling of one or more trains.
- a high-speed train is for example formed by two trains.
- a control command communication network extends through the rail vehicle and a main computer and control command equipment in the various cars of the rail vehicle are connected to said command control communication network.
- This equipment can for example be a mechanical brake control electronics, traction electronics driving the motor bogies, a lighting control system, an air conditioning module, an information screen, a system for voice announcements, remote input / output modules, or any other system on the train.
- control command communication network topologies used are of the communication bus or ring type.
- An object of the invention is to overcome this drawback, in particular by proposing a train comprising a more easily configurable control-command communication network, while remaining reliable.
- the subject of the invention is a train in which the control-command communication network has a ring topology extending across the entire train, allowing a chain connection of a plurality of switches. , at least one switch of the plurality of switches being arranged in each car of the plurality of cars and the equipment of a car being connected to the control-command communication network through said at least one switch fitted to said car.
- the subject of the invention is also a railway vehicle constituted by the association of at least a first train and a second train, the first and second trains being as defined above, in which the first train comprises a first network of control-command communication and the second train comprises a second control-command communication network, the rail vehicle further comprising a general network connecting the main computer of the first control-command communication network and the main computer of the second network of control-command communication.
- the train 2 comprises a plurality of cars.
- the car V1 at the head of the train (in a direction of travel L of the train 1) is a leading car, in particular a leading motor and the car V1 'at the tail of the train is a tail car, in particular the tail motor.
- the train contains passenger cars.
- Passenger cars are either specific cars or standard cars.
- Specific cars are, for example, restaurant cars, while standard cars are identical cars equipped with passenger seats.
- the number of standard cars can vary depending on the configuration selected for the train.
- the position of specific cars may also change.
- the train 2 thus comprises two specific cars, V2 and V2 ', and N standard cars V3i, where i is an integer between 3 and 10.
- Each car in the train 2 comprises at least one item of equipment 8.
- the item of equipment 8 is electronic equipment capable of receiving and / or transmitting data during the operation of the train 2.
- the item of equipment 8 is a mechanical brake control electronics, traction electronics driving the motor bogies, a lighting control system, an air conditioning module, an information screen, a system for voice announcements, a remote input / output module or any other system of the train 2.
- the train 2 comprises a control-command communication network 10 for the exchange of control-command messages between a main computer 21 and equipment 8 in the cars of the train 2.
- the main computer 21 is preferably placed in the lead car V1. As a variant, it is advantageously redundant by a secondary computer 21, for example placed in the tail car V1 '.
- the end cars V1, V1 'of a train 2 are then substantially identical.
- the master main computer - slave secondary computer is assigned during the initial configuration of network 10.
- the train 2 comprises a single main computer 21.
- the train 2 also includes a train network switch 20 which has a network interface 24 comprising first and second ports for integrating the train network switch 20 within the ring constituting the network 10.
- the network 10 extends through the entire train 2, from the lead car V1, through each of the passenger cars, to the tail car V1 '.
- the network 10 has a ring topology.
- a link bidirectionally links two nodes together.
- a link 18 is for example formed by an optical fiber.
- the nodes are chained in series from each other so as to form a closed loop on itself.
- Each network node is connected in series to two neighboring nodes.
- connecting cables to make the two connections between two adjacent cars of a train.
- a connecting cable is provided at each of its ends with a male plug intended to cooperate with a female base fitted to a car.
- Each car comprises, at each of its ends intended to be connected to an adjacent car so as to form the train 2, a male connector and a female connector.
- Each male respectively female connector being intended to be connected to the female male respectively connector of the corresponding end of the corresponding adjacent car.
- Each car V1, V2, V3 comprises for example a standard connector 30 for the production, during its coupling, of the physical layer of the network 10 and in particular for connecting the or each link 18 of the neighboring / adjacent cars.
- a standard connector 30 is for example a connecting cable or else a standardized connection, equipped with a male connector and a female connector.
- each end car comprises a male connector and a female connector, suitable for being respectively connected to the conjugate connectors. of the end car of another train of the railway vehicle 1, as shown in the figure 5 .
- Network 10 is an Ethernet communication network.
- the network 10 advantageously implements a protocol shared between the devices.
- the protocol makes it possible to provide, for example, a unified communication architecture for the entire control-command communication network 10.
- the protocol is for example a CIP protocol (from the English “Common Industrial Protocol”). Other suitable protocols can be envisaged.
- the train network switch 20 also includes a central module C and at least one input / output interface 46, 47 for connection to a general network 44.
- the train network switch comprises two input / output interfaces 46 and 47 for a connection with another train of the rail vehicle 1.
- the train network switch 20 is capable of connecting the control communication network.
- control 10 to a general network 44.
- the general network 44 is intended to extend between two coupled trainsets, that is to say to connect the control-command communication networks 10 of two coupled trainsets to form the vehicle rail 1.
- the train network switch 20, and in particular the central module C, is configured to control the network 24 and input / output interfaces 46, 47. Viewed from network 10, the train network switch 20 is presented as a switch (interface network 24, central module C and input / output interface 46, 47).
- the main computer 21 has the function, from information provided by some of the equipment 8, to control the operating state of the train 2 and to appropriately control some of the equipment 8.
- traction electronics which interfaces with a speed sensor transmits instantaneous speed data to the main computer, which decides in response to actuate a brake control in the event of overspeed.
- each other node of the network consists of a switch 22 (“switch” in English), which is network equipment operating on the second layer - link - of the model OSI ("Open Systems Interconnection") and this as opposed to a router, which is equipment operating on the third layer - network - of this model.
- switch in English
- OSI Open Systems Interconnection
- the main computer 21 also forms a node of the network 10.
- a switch 22 comprises a network interface 24 of inputs / outputs on the network 10, a central module C and a local interface 26 of inputs / outputs with the equipment 8 or a computer.
- the network interface 24 comprises a first port, for connection with a switch 20, 22 neighbor downstream, and a second port, for connection with a switch 20, 22 neighbor upstream (upstream and downstream being defined in a clockwise direction along from network 10).
- the local interface 26 has a plurality of ports. Each piece of equipment 8 of a car or the main computer 21 is connected to one of the ports of the local interface 26 of the switch 22 fitted to this car.
- the main computer 21 is for example connected by a link 32 (visible in particular on the figures 1 and 4 ) through a switch 22 to the control network 10.
- the main computer 21 comprises on the physical layer 34 of the OSI model a memory 36 and a calculation unit 38.
- the main computer 21 comprises software 40 stored on the memory 36 and executable by the calculation 38.
- the main computer 21 is configured to execute, alongside control command application software 41 (known to those skilled in the art), configuration software 42 of the network 10 and management software 43 of the network 10.
- control command application software 41 known to those skilled in the art
- configuration software 42 of the network 10 and management software 43 of the network 10.
- management software 43 of the network 10.
- the software 41, 42, 43 is stored on a memory (not shown) and executed by the main computer 21.
- the configuration software 42 allows, once the train has been coupled in accordance with a configuration chosen from all the possible configurations, to configure the main computer 21 and each of the switches 22 so that there can be communication with each of the equipment 8 actually present in the train 2.
- the main computer 21 is configured so as to assign, depending on the configuration chosen, an IP address to each of the equipment 8 present. This IP address is unique on the network 10 so as to identify the equipment 8 sending or receiving a control command message.
- the configuration of the selected train 2 is for example indicated to the main computer 21 by the entry of information adapted by an authenticated operator.
- This information is for example a key comprising technical data concerning the number and the type of cars present in the train 2.
- the main computer 21 loads, for example, an addressing table for the equipment of the cars present in the train 2.
- the network management software 43 ensures, at any time during the operation of train 1, the transmission of control or command messages in real time.
- the network management software 43 implements algorithms to guarantee that any message sent is received by its recipient in a maximum time, for example 300 ms, regardless of the number of cars V1, V2, V3i present in the train 2 and the number of equipment 8 managed by the main computer 21.
- the solution according to the invention is designed to be able to support at least 260 pieces of equipment.
- an item of equipment 8 periodically receives a message from the main computer 21 and it periodically sends another message to the main computer 21 comprising, for example, the confirmation of a command received.
- the main computer 21 determines the time interval between the transmission of the message and the reception of the corresponding acknowledgment of receipt. From this time measurement, the network management software 43 determines the current state of the network 10.
- the main computer 21 performs particular functions created to make the system self-adapting in the event of changes in configuration of the train 2.
- a first function among these particular functions is an instantiation function of functional blocks common to several train configurations. This first function is configurable by parameters with a level of security and software integrity level 2.
- a second function among these particular functions is for example a function for verifying the integrity of the parameters of the train 2 taking into account the detected configuration of the control-command network 10.
- a third function among these particular functions implements a mechanism for eliminating any manual reconfiguration operation by maintenance or control agents.
- the software of the main computer 21 includes specific naming rules according to the functions or / and the equipment in order to simplify and make more robust the control command algorithms implanted in the control command network 10.
- the main computer 21 is configured to be able to change the configuration to compose the train 2 in the absence of reloading of the software management application 43 and / or in the absence of a modification of the configuration parameters of the control-command network 10.
- the rail vehicle 1 is formed by the association of a first train 2A and a second train 2B.
- the first and second trains 2A, 2B are of the type presented above in relation to the figures 1 to 4 .
- the control-command communication network 10A of the first train 2A is connected to that 10B of the second train 2B by the general network 44 intra-trains.
- each train network switch 20 includes the two input / output interfaces 46, 47 (visible in particular on the figure 3 ) of connection to the general network 44.
- the input / output interfaces 46, 47 are connected to the head of the automatic coupling of the train 2A, 2B at each end of the train 2A, 2B.
- each end of each train 2A, 2B comprises two input / output interfaces 46, 47. This makes it possible to connect the trains 2A, 2B independently of an orientation relative to one another. For example, the two trains 2A, 2B are not always oriented in the same way.
- the general network 44 forms a ring between two trains 2A and 2B.
- two connecting cables of the general network 44 connect the control-command communication network 10A with the control-command communication network 10B, in particular between the input / output interfaces 46, 47 of each control communication network - control 10A, 10B.
- the general network 44 is a control-command communication network conforming to the prior art comprising a connection cable between the control-command communication network 10A and the control-command communication network 10B.
- the general network 44 comprises for example a communication bus.
- the general network 44 allows the exchange of control command information between the two trains 2A, 2B to control the state of train 1 as a whole.
- control-command communication network 10 has a ring topology crossing the entire train 2 allows increased reliability of the transmissions.
- the control-command communication network 10 operates, in the event of a failure of part of the network leading to a cut in the ring constituting the network 10, in a degraded mode, in which, when the transmission a message has failed (no acknowledgment of receipt received by the main computer 21), the main computer 21 again transmits the message in the opposite direction to the previous transmission which failed. The message arrives like this to the recipient equipment 8.
- the control-command communication network 10 remains operational.
- the control-command communication network 10 thus exhibits robustness.
- the main computer 21 makes it possible to address only the cars present, without modifying all of the control command application software executed by the main computer 21.
- control-command communication network 10 is very simple and easily modifiable, while remaining reliable.
- control-command communication network 10 is different from an MVB network (from the English “Multi-function vehicle bus”).
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Abstract
Cette rame de véhicule ferroviaire (1), constituée d'une pluralité de voitures, la pluralité de voitures comportant une voiture de tête (V1), une voiture de queue (V1') et un ensemble de voitures passager (V2, V3i, V2') attelées entre les voitures de tête et de queue (V1, V1'), la rame (2) comprenant un réseau de communication de contrôle-commande (10), un calculateur principal (21) et une pluralité d'équipements (8) prévus dans chaque voiture (V1, V2, V3i) de la pluralité de voitures. Le réseau de communication de contrôle-commande (10) possède une topologie en anneau s'étendant à travers l'intégralité de la rame (2), permettant une connexion en chaîne d'une pluralité de commutateurs (22), au moins un commutateur de la pluralité de commutateurs (22) étant agencé dans chaque voiture (V1, V2, V3i) de la pluralité de voitures.This rail vehicle train (1), consisting of a plurality of cars, the plurality of cars comprising a leading car (V1), a tail car (V1 ') and a set of passenger cars (V2, V3i, V2 ') coupled between the head and tail cars (V1, V1'), the train (2) comprising a control-command communication network (10), a main computer (21) and a plurality of equipment (8 ) provided in each car (V1, V2, V3i) of the plurality of cars. The control-command communication network (10) has a ring topology extending across the entire train (2), allowing a chain connection of a plurality of switches (22), at least one switch of the plurality of switches (22) being arranged in each car (V1, V2, V3i) of the plurality of cars.
Description
La présente invention a pour domaine celui des rames de véhicules ferroviaires et, plus particulièrement, celui des réseaux de communication de contrôle commande à bord de ces rames.The present invention relates to that of trainsets of railway vehicles and, more particularly, that of communication networks for command and control on board these trainsets.
L'invention se rapporte notamment aux trains à grande vitesse.The invention relates in particular to high-speed trains.
La présente invention concerne une rame de véhicule ferroviaire, constituée d'une pluralité de voitures, la pluralité de voitures comportant une voiture de tête, une voiture de queue et un ensemble de voitures passager attelées entre les voitures de tête et de queue, la rame comprenant un réseau de communication de contrôle-commande, un calculateur principal et une pluralité d'équipements prévus dans chaque voiture de la pluralité de voitures.The present invention relates to a train vehicle train, consisting of a plurality of cars, the plurality of cars comprising a leading car, a tail car and a set of passenger cars harnessed between the leading and tail cars, the train comprising a control-command communication network, a main computer and a plurality of equipment provided in each car of the plurality of cars.
Une rame est constituée de plusieurs véhicules accouplés entre eux, certains de ceux-ci étant motorisés. La composition de la rame en service normal n'est pas modifiable, elle est aussi appelée rame insécable. Par contre, en opération de maintenance, il doit être possible de changer la composition d'une rame en ajoutant ou supprimant un ou plusieurs véhicules. Un convoi ferroviaire, tel qu'un train, est constitué de l'attelage d'une ou de plusieurs rames. Un train à grande vitesse est par exemple formé de deux rames.A train consists of several vehicles coupled together, some of these being motorized. The composition of the train in normal service cannot be changed, it is also called non-breaking train. On the other hand, in maintenance operation, it must be possible to change the composition of a train by adding or removing one or more vehicles. A rail convoy, such as a train, is made up of the coupling of one or more trains. A high-speed train is for example formed by two trains.
Pour les fonctions de contrôle commande, un réseau de communication de contrôle commande s'étend à travers le véhicule ferroviaire et un calculateur principal et des équipements de contrôle commande dans les différentes voitures du véhicule ferroviaire sont connectés audit réseau de communication de contrôle commande.For control command functions, a control command communication network extends through the rail vehicle and a main computer and control command equipment in the various cars of the rail vehicle are connected to said command control communication network.
Ces équipements peuvent par exemple être une électronique de commande du frein mécanique, une électronique de traction pilotant les bogies moteurs, un système de commande d'éclairage, un module de climatisation, un écran d'information, un système pour des annonces vocales, des modules d'entrées sorties déportées, ou tout autre système de la rame.This equipment can for example be a mechanical brake control electronics, traction electronics driving the motor bogies, a lighting control system, an air conditioning module, an information screen, a system for voice announcements, remote input / output modules, or any other system on the train.
Les topologies de réseaux de communication de contrôle commande utilisées sont du type bus de communication ou anneau.The control command communication network topologies used are of the communication bus or ring type.
Cependant, ces réseaux dans la rame ne sont pas entièrement satisfaisants : en particulier, il n'est pas simple de les concevoir pour tenir compte des changements de composition de la rame (ajout/retrait de voitures). En effet, la configuration de ces réseaux est statique et il est alors compliqué de les reconfigurer de sorte que le calculateur principal puisse communiquer, en sécurité et en respectant les contraintes de performance temporelle, avec l'ensemble des équipements effectivement présents dans les voitures constituant le véhicule ferroviaire.However, these networks in the train are not entirely satisfactory: in particular, it is not easy to design them to take account of changes in the composition of the train (addition / removal of cars). Indeed, the configuration of these networks is static and it is then complicated to reconfigure them so that the main computer can communicate, in security and by respecting the constraints of time performance, with all the equipment actually present in the cars making up the rail vehicle.
Un but de l'invention est de pallier cet inconvénient, en proposant notamment une rame comprenant un réseau de communication de contrôle commande plus facilement configurable, tout en restant fiable.An object of the invention is to overcome this drawback, in particular by proposing a train comprising a more easily configurable control-command communication network, while remaining reliable.
A cet effet, l'invention a pour objet une rame dans laquelle le réseau de communication de contrôle-commande possède une topologie en anneau s'étendant à travers l'intégralité de la rame, permettant une connexion en chaîne d'une pluralité de commutateurs, au moins un commutateur de la pluralité de commutateurs étant agencé dans chaque voiture de la pluralité de voitures et les équipements d'une voiture étant connectés au réseau de communication de contrôle-commande à travers ledit au moins un commutateur équipant ladite voiture.To this end, the subject of the invention is a train in which the control-command communication network has a ring topology extending across the entire train, allowing a chain connection of a plurality of switches. , at least one switch of the plurality of switches being arranged in each car of the plurality of cars and the equipment of a car being connected to the control-command communication network through said at least one switch fitted to said car.
Suivant des modes particuliers de réalisation, la rame comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le calculateur principal est connecté au réseau de communication de contrôle-commande à travers un commutateur parmi la pluralité de commutateurs ;
- le réseau de communication de contrôle-commande est un réseau de communication Ethernet ;
- le réseau de communication de contrôle-commande comprend le calculateur principal, implanté dans une voiture parmi la voiture de tête et la voiture de queue, et un calculateur secondaire, implanté dans l'autre voiture parmi la voiture de tête et la voiture de queue, le calculateur secondaire fonctionnant en redondance du calculateur principal ;
- le calculateur principal exécute un logiciel applicatif de gestion du réseau de communication de contrôle-commande de manière à garantir un acheminement des messages de contrôle commande en temps réel ;
- l'ensemble de voitures passager de la pluralité de voitures est modifiable selon une configuration choisie pour composer la rame, le calculateur principal et les commutateurs étant configurés en fonction de la configuration choisie de manière à ce que le calculateur principal puisse communiquer avec les équipements de l'ensemble des voitures présentes ;
- chaque voiture comporte une connectique standard pour la réalisation, lors de son attelage, de la couche physique du réseau de communication de contrôle-commande, chaque voiture passager comportant un premier brin du réseau de communication de contrôle commande s'étendant entre un connecteur et un connecteur conjugué et un second brin du réseau de communication de contrôle commande s'étendant entre un connecteur conjugué et un connecteur ;
- le calculateur principal exécute un logiciel de configuration de manière à attribuer, en fonction de la configuration choisie, une adresse IP à chacun des équipements présents, chaque adresse IP étant unique sur le réseau de contrôle-commande de manière à identifier l'équipement émetteur ou destinataire d'un message de contrôle commande ;
- le calculateur principal est configuré pour être apte à changer la configuration du réseau et notamment la configuration réseau des commutateurs et des équipements pour s'adapter à un changement de composition de la rame, en l'absence d'un rechargement du logiciel applicatif de gestion tel que décrit ci-dessus et/ou en l'absence d'une modification de paramètres de configuration du réseau de contrôle-commande.
- the main computer is connected to the control-command communication network through a switch among the plurality of switches;
- the control-command communication network is an Ethernet communication network;
- the control-command communication network comprises the main computer, located in one car among the leading car and the tail car, and a secondary computer, located in the other car among the leading car and the tail car, the secondary computer operating in redundancy of the main computer;
- the main computer executes application software for managing the control-command communication network so as to guarantee the routing of control-command messages in real time;
- the set of passenger cars of the plurality of cars can be modified according to a configuration chosen to compose the train, the main computer and the switches being configured according to the configuration chosen so that the main computer can communicate with the equipment of all the cars present;
- each car has a standard connection for the realization, during its coupling, of the physical layer of the control-command communication network, each passenger car comprising a first strand of the command-control communication network extending between a connector and a conjugate connector and a second strand of the control command communication network extending between a conjugate connector and a connector;
- the main computer executes configuration software so as to assign, depending on the configuration chosen, an IP address to each of the devices present, each IP address being unique on the control-command network so as to identify the sending equipment or recipient of a control command message;
- the main computer is configured to be able to change the network configuration and in particular the network configuration of the switches and equipment to adapt to a change in the composition of the train, in the absence of reloading of the management application software as described above and / or in the absence of a modification of configuration parameters of the control-command network.
L'invention a également pour objet un véhicule ferroviaire constitué par l'association d'au moins une première rame et une seconde rame, les première et seconde rames étant telles que définies ci-dessus, dans lequel la première rame comporte un premier réseau de communication de contrôle-commande et la seconde rame comporte un second réseau de communication de contrôle-commande, le véhicule ferroviaire comportant en outre un réseau général reliant le calculateur principal du premier réseau de communication de contrôle-commande et le calculateur principal du second réseau de communication de contrôle-commande.The subject of the invention is also a railway vehicle constituted by the association of at least a first train and a second train, the first and second trains being as defined above, in which the first train comprises a first network of control-command communication and the second train comprises a second control-command communication network, the rail vehicle further comprising a general network connecting the main computer of the first control-command communication network and the main computer of the second network of control-command communication.
D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la
figure 1 est une représentation schématique d'une rame selon l'invention, intégrant un réseau de communication de contrôle commande ; - la
figure 2 est une représentation schématique d'un commutateur du réseau de contrôle commande de la rame de lafigure 1 ; - la
figure 3 est une représentation schématique d'un commutateur réseau train de la rame de lafigure 1 ; - la
figure 4 est une représentation schématique d'un calculateur du réseau de contrôle commande de la rame de lafigure 1 , et - la
figure 5 est une représentation schématique d'un convoi ferroviaire comprenant deux rames selon le mode de réalisation préféré de lafigure 1 .
- the
figure 1 is a schematic representation of a train according to the invention, integrating a command-control communication network; - the
figure 2 is a schematic representation of a switch of the train control and command network of thefigure 1 ; - the
figure 3 is a schematic representation of a train network switch of the train of thefigure 1 ; - the
figure 4 is a schematic representation of a computer in the train control and monitoring network of thefigure 1 , and - the
figure 5 is a schematic representation of a rail convoy comprising two trains according to the preferred embodiment of thefigure 1 .
Sur la
La rame 2 comprend une pluralité de voitures. Dans la configuration représentée à la
Entre les motrices de tête et de queue, la rame comporte des voitures passager.Between the head and tail power trains, the train contains passenger cars.
Les voitures passager sont soit des voitures spécifiques, soit des voitures standards.Passenger cars are either specific cars or standard cars.
Les voitures spécifiques sont par exemple des voitures restaurant, tandis que les voitures standards sont des voitures identiques équipées de sièges pour passagers.Specific cars are, for example, restaurant cars, while standard cars are identical cars equipped with passenger seats.
Alors que chaque voiture spécifique est spécifique dans les équipements de contrôle commande qu'elle embarque, les voitures standards sont identiques entre elles, notamment dans les équipements qu'elles embarquent.While each specific car is specific in the control equipment it carries, standard cars are identical to each other, especially in the equipment they carry.
De préférence, dans les différentes configurations possibles d'une rame, si le type et le nombre des différentes voitures spécifiques sont définis, le nombre de voitures standards peut varier en fonction de la configuration sélectionnée pour la rame. La position des voitures spécifiques peut aussi changer.Preferably, in the different possible configurations of a train, if the type and number of the different specific cars are defined, the number of standard cars can vary depending on the configuration selected for the train. The position of specific cars may also change.
Sur la
Si l'ordre des voitures passager attelées dans la rame 2 est modifiable, il est préférable de prévoir les voitures standards V3i au centre de la rame 2 les unes à la suite des autres, pour pouvoir facilement en ajouter ou en retirer.If the order of the passenger cars harnessed in the
Chaque voiture de la rame 2 comprend au moins un équipement 8. L'équipement 8 est un équipement électronique susceptible de recevoir et/ou d'émettre des données au cours du fonctionnement de la rame 2. Par exemple, l'équipement 8 est une électronique de commande du frein mécanique, une électronique de traction pilotant les bogies moteurs, un système de commande d'éclairage, un module de climatisation, un écran d'information, un système pour des annonces vocales, un module d'entrées sorties déportées ou tout autre système de la rame 2.Each car in the
La rame 2 comporte un réseau de communication de contrôle-commande 10 pour l'échange de messages de contrôle commande entre un calculateur principal 21 et des équipements 8 dans les voitures de la rame 2.The
Le calculateur principal 21 est de préférence placé dans la voiture de tête V1. En variante, il est avantageusement redondé par un calculateur secondaire 21, par exemple placé dans la voiture de queue V1'. Les voitures d'extrémité V1, V1' d'une rame 2 sont alors sensiblement identiques. L'assignation calculateur principal maître - calculateur secondaire esclave s'effectue lors de la configuration initiale du réseau 10.The
Selon un mode de réalisation particulier, non représenté, la rame 2 comporte un calculateur principal 21 unique.According to a particular embodiment, not shown, the
Avantageusement, la rame 2 comporte également un commutateur réseau train 20 qui dispose d'une interface réseau 24 comportant des premier et second ports pour l'intégration du commutateur réseau train 20 au sein de l'anneau constitutif du réseau 10.Advantageously, the
Le réseau 10 s'étend à travers la totalité de la rame 2, de la voiture de tête V1, à travers chacune des voitures passager, jusqu'à la voiture de queue V1'.The
Le réseau 10 possède une topologie en anneau.The
Il est constitué d'une pluralité de noeuds et de liens 18. Un lien relie de manière bidirectionnelle deux noeuds entre eux. Un lien 18 est par exemple constitué par une fibre optique.It consists of a plurality of nodes and links 18. A link bidirectionally links two nodes together. A
Les noeuds sont chainés en série les uns des autres de manière à former une boucle fermée sur elle-même. Chaque noeud du réseau est connecté en série à deux noeuds voisins.The nodes are chained in series from each other so as to form a closed loop on itself. Each network node is connected in series to two neighboring nodes.
Ainsi entre des premier et second noeuds quelconques du réseau 10, il existe un premier chemin selon le sens horaire du premier au second noeud et un second chemin dans le sens antihoraire du premier au second noeud. Cette topologie permet, en cas de rupture d'un chemin de pouvoir poursuivre la communication en cours le long de l'autre chemin.Thus between any first and second nodes of the
Conformément à la topologie en anneau, à l'intérieur d'une rame sont utilisés des câbles de liaison pour réaliser les deux liaisons entre deux voitures adjacentes d'une rame. Par exemple et de préférence, un câble de liaison est muni à chacune de ses extrémités d'une fiche mâle destiné à coopérer avec une embase femelle équipant une voiture.In accordance with the ring topology, inside a train are used connecting cables to make the two connections between two adjacent cars of a train. For example and preferably, a connecting cable is provided at each of its ends with a male plug intended to cooperate with a female base fitted to a car.
Chaque voiture comprend, à chacune de ses extrémités destinées à être connectée à une voiture adjacente de manière à former la rame 2, un connecteur mâle et un connecteur femelle. Chaque connecteur mâle respectivement femelle étant destiné à être connecté au connecteur femelle respectivement mâle de l'extrémité correspondante de la voiture adjacente correspondante.Each car comprises, at each of its ends intended to be connected to an adjacent car so as to form the
Chaque voiture V1, V2, V3 comprend par exemple une connectique standard 30 pour la réalisation, lors de son attelage, de la couche physique du réseau 10 et notamment pour relier le ou chaque lien 18 des voitures voisines/adjacentes. Une connectique standard 30 est par exemple un câble de liaison ou bien une connexion standardisée, équipé d'un connecteur mâle et d'un connecteur femelle.Each car V1, V2, V3 comprises for example a
Avantageusement, chaque voiture d'extrémité comprend un connecteur mâle et un connecteur femelle, propres à être respectivement connectés aux connecteurs conjugués de la voiture d'extrémité d'une autre rame du véhicule ferroviaire 1, comme représenté sur la
Le réseau 10 est un réseau de communication Ethernet.
Pour pouvoir être utilisé dans le cadre d'une application de contrôle commande, notamment pour respecter les contraintes de temps réel que ce type d'application impose, le réseau 10 met avantageusement en oeuvre un protocole partagé entre les équipements. Le protocole permet de fournir, par exemple, une architecture de communication unifiée pour l'ensemble du réseau de communication de contrôle-commande 10. Le protocole est par exemple un protocole CIP (de l'anglais « Common Industrial Protocol »). D'autres protocoles adaptés peuvent être envisagés.To be able to be used in the context of a control command application, in particular to comply with the real time constraints that this type of application imposes, the
Comme représenté sur la
Le commutateur réseau train 20, et en particulier le module central C, est configuré pour contrôler les interfaces réseau 24 et d'entrée/sortie 46, 47. Vue depuis le réseau 10, le commutateur réseau train 20 se présente comme un commutateur (interface réseau 24, module central C et interface d'entrée/sortie 46, 47).The
Le calculateur principal 21 a pour fonction, à partir d'informations fournies par certains des équipements 8, de contrôler l'état de fonctionnement de la rame 2 et de commander de manière adaptée certains des équipements 8. Par exemple, une électronique de traction qui s'interface avec un capteur de vitesse transmet une donnée de vitesse instantanée au calculateur principal, qui décide en réaction d'actionner une commande de frein en cas de survitesse.The
A part le commutateur réseau train 20 qui constitue un noeud du réseau 10, avantageusement chaque autre noeud du réseau est constitué par un commutateur 22 (« switch » en anglais), qui est un équipement réseau opérant sur la seconde couche - liaison - du modèle OSI (« Open Systems Interconnection ») et ceci par opposition à un routeur, qui est un équipement opérant sur la troisième couche - réseau - de ce modèle.Apart from the
En variante, le calculateur principal 21 forme également un noeud du réseau 10.As a variant, the
Il y a au moins un commutateur 22 par voiture.There is at least one
Comme détaillé sur la
L'interface réseau 24 comporte un premier port, pour la connexion avec un commutateur 20, 22 voisin aval, et un second port, pour la connexion avec un commutateur 20, 22 voisin amont (amont et aval étant définis selon un sens horaire le long du réseau 10).The
L'interface locale 26 comporte une pluralité de ports. Chaque équipement 8 d'une voiture ou le calculateur principal 21 est connecté à l'un des ports de l'interface locale 26 du commutateur 22 équipant cette voiture.The
Avantageusement, le calculateur principal 21 est par exemple connecté par une liaison 32 (visible en particulier sur les
Comme visible en particulier dans l'exemple de la
Plus précisément, le calculateur principal 21 est configuré pour exécuter, à côté de logiciels applicatif de contrôle commande 41 (connus de l'homme du métier), un logiciel de configuration 42 du réseau 10 et un logiciel de gestion 43 du réseau 10. Par exemple, les logiciels 41, 42, 43 sont stockés sur une mémoire (non représentée) et exécutés par le calculateur principal 21.More specifically, the
Le logiciel de configuration 42 permet, une fois que la rame a été attelée conformément à une configuration choisie parmi l'ensemble des configurations possibles, de configurer le calculateur principal 21 et chacun des commutateurs 22 pour qu'il puisse y avoir communication avec chacun des équipements 8 effectivement présents dans la rame 2. En particulier, le calculateur principal 21 est configuré de manière à attribuer, en fonction de la configuration choisie, une adresse IP à chacun des équipements 8 présents. Cette adresse IP est unique sur le réseau 10 de manière à identifier l'équipement 8 émetteur ou destinataire d'un message de contrôle commande. La configuration de la rame 2 choisie est par exemple indiquée au calculateur principal 21 par la saisie d'une information adaptée par un opérateur authentifié.The
Cette information est par exemple une clé comprenant des données techniques concernant le nombre et le type de voitures présentes dans la rame 2.This information is for example a key comprising technical data concerning the number and the type of cars present in the
Le calculateur principal 21 charge, par exemple, une table d'adressage des équipements des voitures présentes dans la rame 2.The
Le logiciel de gestion 43 du réseau assure, à tout instant de l'exploitation du train 1, la transmission des messages de contrôle ou de commande en temps réel.The
En particulier, le logiciel de gestion 43 du réseau met en oeuvre des algorithmes pour garantir que tout message émis soit reçu par son destinataire dans un temps maximum, par exemple de 300ms, et ceci quel que soit le nombre de voitures V1, V2, V3i présentes dans la rame 2 et le nombre d'équipement 8 géré par le calculateur principal 21. La solution selon l'invention est prévue pour pouvoir supporter au moins 260 équipements.In particular, the
Par exemple, un équipement 8 reçoit périodiquement un message du calculateur principal 21 et il émet périodiquement un autre message à destination du calculateur principal 21 comprenant par exemple la confirmation d'une commande reçue. Le calculateur principal 21 détermine alors l'intervalle temporel entre l'émission du message et la réception de l'accusé de réception correspondant. A partir de cette mesure temporelle, le logiciel de gestion 43 du réseau détermine l'état courant du réseau 10.For example, an item of
Par exemple, le calculateur principal 21 réalise des fonctions particulières créées pour rendre le système auto adaptatif en cas de changements de configuration de la rame 2.For example, the
Une première fonction parmi ces fonctions particulières est une fonction d'instanciation de blocs fonctionnels communs à plusieurs configurations de rame. Cette première fonction est configurable par des paramètres avec un niveau de sécurité et d'intégrité logiciel de niveau 2.A first function among these particular functions is an instantiation function of functional blocks common to several train configurations. This first function is configurable by parameters with a level of security and
Une seconde fonction parmi ces fonctions particulières est par exemple une fonction de vérification de l'intégrité des paramètres de la rame 2 compte tenu de la configuration détectée du réseau de contrôle-commande 10.A second function among these particular functions is for example a function for verifying the integrity of the parameters of the
Une troisième fonction parmi ces fonctions particulières met par exemple en oeuvre un mécanisme de suppression de toute opération manuelle de reconfiguration par les agents de maintenance ou de conduite.A third function among these particular functions, for example, implements a mechanism for eliminating any manual reconfiguration operation by maintenance or control agents.
En particulier, les logiciels du calculateur principal 21 comprennent des règles de nommage spécifiques selon les fonctions ou/et les équipements pour simplifier et rendre plus robuste les algorithmes de contrôle commande implantés dans le réseau de contrôle-commande 10.In particular, the software of the
En particulier, le calculateur principal 21 est configuré pour être apte à changer la configuration pour composer la rame 2 en l'absence d'un rechargement du logiciel applicatif de gestion 43 et/ou en l'absence d'une modification des paramètres de configuration du réseau de contrôle-commande 10.In particular, the
Comme visible sur la
Le réseau de communication de contrôle-commande 10A de la première rame 2A est connecté à celui 10B de la seconde rame 2B par le réseau général 44 intra-rames. Par exemple, chaque commutateur réseau train 20 comporte les deux interfaces d'entrée/sortie 46, 47 (visible en particulier sur la
Selon un exemple, le réseau général 44 forme un anneau entre deux rames 2A et 2B. Comme visible dans l'exemple de la
Selon une autre variante, le réseau général 44 comprend par exemple un bus de communication.According to another variant, the
Le réseau général 44 permet l'échange d'information de contrôle commande entre les deux rames 2A, 2B pour contrôler l'état du train 1 dans son ensemble.The
Le fait que le réseau de communication de contrôle-commande 10 possède une topologie en anneau traversant l'intégralité de la rame 2 permet une fiabilité augmentée des transmissions. Par exemple, le réseau de communication de contrôle-commande 10 fonctionne, lors d'une défaillance d'une partie du réseau conduisant à une coupure de l'anneau constitutif du réseau 10, dans un mode dégradé, dans lequel, lorsque la transmission d'un message a échoué (pas d'accusé de réception reçu par le calculateur principal 21), le calculateur principal 21 transmet à nouveau le message dans un sens inverse par rapport à la transmission précédente ayant échouée. Le message arrive ainsi à l'équipement 8 destinataire. Le réseau de communication de contrôle-commande 10 reste opérationnel. Le réseau de communication de contrôle-commande 10 présente ainsi une robustesse.The fact that the control-
En outre, il est plus simple de reconfigurer le réseau de communication de contrôle-commande selon l'invention lors d'une modification de la composition d'une rame. Le calculateur principal 21 permet d'adresser uniquement les voitures présentes, sans modifier l'ensemble des logiciels applicatif de contrôle commande exécutés par calculateur principal 21.In addition, it is simpler to reconfigure the control-command communication network according to the invention when the composition of a train is changed. The
En conséquence, le réseau de communication de contrôle-commande 10 est très simple et facilement modifiable, tout en restant fiable.Consequently, the control-
L'homme du métier constatera que le réseau de communication de contrôle-commande 10 est différent d'un réseau MVB (de l'anglais « Multi-function vehicle bus »).A person skilled in the art will recognize that the control-
Claims (10)
caractérisé en ce que le réseau de communication de contrôle-commande (10) possède une topologie en anneau s'étendant à travers l'intégralité de la rame (2), permettant une connexion en chaîne d'une pluralité de commutateurs (22), au moins un commutateur de la pluralité de commutateurs (22) étant agencé dans chaque voiture (V1, V2, V3i) de la pluralité de voitures et les équipements (8) d'une voiture (V1, V2, V3i) étant connectés au réseau de communication de contrôle-commande (10) à travers ledit au moins un commutateur (22) équipant ladite voiture (V1, V2, V3i).Rail vehicle train (2), consisting of a plurality of cars, the plurality of cars comprising a leading car (V1), a tail car (V1 ') and a set of passenger cars (V2, V3i , V2 ') coupled between the head and tail cars (V1, V1'), the train (2) comprising a control-command communication network (10), a main computer (21) and a plurality of equipment (8) provided in each car (V1, V2, V3i) of the plurality of cars,
characterized in that the control-command communication network (10) has a ring topology extending across the entire train (2), allowing a chain connection of a plurality of switches (22), at least one switch of the plurality of switches (22) being arranged in each car (V1, V2, V3i) of the plurality of cars and the equipment (8) of a car (V1, V2, V3i) being connected to the network control-command communication (10) through said at least one switch (22) fitted to said car (V1, V2, V3i).
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