列车内部网络管理系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及列车管理领域，具体地，涉及例如用于使用基于通信的列车控制器 (CBTC)操作的多单元列车的列车内部网络管理系统。
【背景技术】
[0002] 现代运输系统中的列车经常使用CBTC技术控制，其中，列车在宽频无线网络上以 点对点为基础彼此通信。一个此类的示例性系统被Thales称为Seltrac?。
[0003] 每个列车由一个或多个列车单元或车辆组成，列车单元中的每一者通常包括两个 或多个车厢。每个单元具有与其它列车通信且控制单元的操作的〇BCU(车载控制单元）。 每个列车单元内的每个车厢包含至少一个在单元内节点之间建立两个出于冗余目的的单 独的网络的CIU(通信接口单元）。单独的网络被称作左侧和右侧网络（被认为是识别码 (neuron ID))。这些网络被配置以使在一个车厢中的特定节点被链接至另一车厢的特定节 点。例如，在图1中，左侧网络在车厢Al和A2中分别链接节点2和4,而右侧网络在车厢 Al和A2中分别链接节点1和3。在列车单元2中的布置是类似的。节点6和8由左侧网 络链接且节点5和7由右侧网络链接。
[0004] 尽管单元内的车厢一直作为单元来操作并且在系统的正常操作期间不被分开，在 操作员控制下，单元可以如所需要的耦合在一起以形成较长的列车。例如，在图1中，两个 列车单元（每一者由两个车厢组成）被结合在一起以形成二车辆（四个车厢）列车。每个 列车单元中车厢的数目不重要。在示出的最后或末端车厢之间可以具有任意数目的中间车 厢。每一 CIU被连接至网关以用于外部通信。
[0005] 当单元被链接在一起时，单个单元中的网络被链接在一起以形成列车内部网络。 每个单元中的网络侧交叉以确保列车中相同的网络节点不管车辆的方向而彼此连接。这种 布置为仅由两个列车单元组成的列车工作。例如，在图1中，以下四个节点一直被连接：
[0006] A1，车辆1中的右侧节点（节点1)
[0007] A2,车辆1中的右侧节点（节点3)
[0008] Al，车辆2中的左侧节点（节点6)
[0009] A2,车辆2中的左侧节点（节点8)
[0010] 在该系统中，每个CIU可以通过广播全局设备发现消息来发现网络拓扑。其被发 送至在网络上的所有设备，这些设备相应地响应并且允许CIU建立使其到达需要通信的任 意设备的路由表。
[0011] 然而，当三个或更多的列车单元被一前一后耦合时，这种系统并不工作，因为不同 列车单元中的特定相应的网络设备被耦合至相同网络侧，相同网络侧造成的分歧将被更详 细的解释。因为CBTC系统不提供车载自动列车保护（ATP)，由三个或更多单元组成的列车 已经由人工程序来保护。车载ATP缺失增加了危险事件的可能性（如，碰撞）。
【发明内容】
[0012] 根据本发明，提供了一种用于包括为了形成列车而耦合在一起的多至三个或多个 列车单元的列车的列车内部网络管理系统，每个列车单元包括两个末端车厢以及在所述末 端车厢之间的零个或多个中间车厢，列车内部通信系统，包括通信接口单元，该通信接口单 元在每个末端车厢内，被配置为在其相关联的列车单元内建立至少两个分开的网络，其中 每个网络连接至列车单元内的不同的节点，并且其中所耦合的列车单元的分开的网络是交 叉的；以及网关，该网关与每个末端车厢相关联，用于链接耦合至列车的分开的列车单元的 各自的网络；以及其中网络管理系统被配置为通过发送以下消息确定列车内的网络拓扑：
[0013] a)遍及网络的全局设备发现消息；以及
[0014] b)在每个列车单元内的不能穿透与该列车单元相关联的网关的局部发现消息。
[0015] 局部发现消息可以由通信接口单元发送出并管理。
[0016] 随着子网掩码设置为不允许其穿透网关的值，局部发现消息与全局发现消息类 似。这些消息解决了当超过两个列车单元被耦合在一起时呈现在现有技术中的分歧。发现 消息优选为脉冲形式。
[0017] 通过利用车载网络网关设备在车辆之间路由网络消息的优点，网络管理软件可以 为由多至三个列车单元构成的列车构造完整的路由表的集合。随着完整的路由表被定义， OBCU可以确定列车的大小及其在列车内的位置。列车大小及其位置的认识使得OBCU提供 全部的车载自动列车保护。
[0018] 在本发明的另一方面，提供了一种在包括为了形成列车而耦合在一起的多至三个 或更多列车单元的列车中管理网络管理的方法，每个列车单元包括两个末端车厢及在末端 车厢之间的零个或多个中间车厢，该方法包括在其相关联的列车单元内建立至少两个分开 的网络，其中每个网络连接至列车单元内的不同的节点，并且其中所耦合的列车单元的分 开的网络是交叉的；以及通过发送以下消息确定列车内的网络拓扑：
[0019] a)遍及网络的全局设备发现消息，及
[0020] b)在每个列车单元内的不能穿透与该列车单元相关联的网关的局部发现消息。
[0021] 在本发明的另一方面，提供了一种用于包括为了形成列车而耦合在一起的多至三 个列车单元的列车的列车内部网络管理系统的通信接口单元，每个列车单元包括两个末端 车厢及末端车厢之间的零个或多个中间车厢，其中通信接口单元被配置为在其相关联的列 车单元内建立至少两个分开的网络，其中每个网络连接至列车单元内的不同的节点，并且 其中所耦合的列车单元的分开的网络是交叉的；以及其中通信接口单元被配置为通过发送 以下消息确定在列车内的网络拓扑：
[0022] a)遍及网络的全局设备发现消息；以及
[0023] b)在每个列车单元内的不能穿透与该列车单元相关联的网关的局部发现消息。
【附图说明】
[0024] 现在将参考附图仅以示例的方式详细描述本发明，其中：
[0025] 图1是现有技术的列车内部通信系统图示；以及
[0026] 图2是根据本发明实施方式的列车内部通信系统的图示。
【具体实施方式】
[0027] 现在参考图2,三个或多个列车单元10(也可以称为车辆）被耦合在一起以形成列 车。每个列车单元或车辆包含控制列车单元的全部操作的OB⑶12。此外，每个车厢包含用 于管理列车内部网络的CIU 14。CIU可以适当地为形成Seltrac?系统的一部分的Thales CIU。列车单元在正常操作期间形成整体单元并且在操作员的控制下不被分开。通过对比， 单独的列车单元可以被列车员任意耦合和解耦合。这造成挑战，因为每次列车配置被改变 时网络必须重构自身。
[0028] 除了描述的新的方面，网络管理系统通常使用基于埃施朗公司（Echelon Corporation)开发的LonWorks?网络技术的配置以传统的方式进行操作。适合的CBTC系 统是上述提及的Seltrac?系统。
[0029] 网络拓扑是体系结构的重要部分，因为其许可OB⑶12经由节点属性，即Al或A2 车厢、左侧或右侧网络，来识别哪个CIU 14节点是相同列车单元的一部分。
[0030] 由于必须规避的体系结构内的多种限制，为列车单元识别CIU的问题出现了。被 分配给列车单元的列车单元识别（ID)号码不能被传递给所有的CIU，因为在CBTC系统中， 列车单元包括被连接至A2车厢的CIU而不是Al中的CIU的监控诊断系统（MD)。使用CBTC 网络传递信息不是有效选择。Al车厢需要列车单元ID找出其在哪个列车单元并且初始化 CBTC网络。A2车厢需要初始化的CBTC网络来向Al车厢发送列车单元的ID。
[0031] 多个车厢列车的物理网络拓扑组成依赖于车厢如何被连接而改变。而变化的拓扑 本身就是问题，诸如图1中所示的一些拓扑由于属性中的对称性而不允许识别。
[0032] 可行的物理网络连通性解决方案需要满足两个规则。第一，网络接线应当具有不 依赖物理列车互连的固定网络拓扑。可能的物理列车互连为：A1/A2连接、A1/A1连接或A2/ A2连接。第二，网络接线应当具有允许节点差异的配置。
[0033] 图2中示出了与实施方式相对应的一个解决方案。在本方案中，在Al和A2车厢 之间不具有左/右网络的交叉，反而其在列车单元之间具有左/右网络的交叉。
[0034] 在这种情况下，物理配置应当遵循以下规则