专利名称：基于tcn的列车网络仿真试验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及列车网络仿真技术领域，尤其涉及一种基于TCN的列车网络仿真试验系统。
背景技术：
列车车辆例如地铁轻轨车辆的结构较为复杂，车辆内包含很多设备，例如牵引设备、控制设备等，这些设备之间依靠列车网络进行通信以保证列车车辆的正常运行。其中， 目前IEC61375-1列车通信网络(Train Communication Network，简称TCN)在城轨地铁车辆上应用，该TCN标准为铁路机车车辆这一特殊应用领域设计了网络总线标准，规定了列车网络数据的传输方式。为了保证车辆内的各设备能够正常运行，需要对各设备的运行状态和设备性能进行调试，测试设备之间能否通过列车网络正常通信，或者设备能否通过列车网络正常接收和执行运行指令等。由于车上实际环境比较复杂，为了方便快速的对车辆的网络设备的性能进行调试，需要建立一个能够仿真各个网络设备之间通信状态的列车网络仿真试验系统。但是，当前还没有这种仿真试验系统，特别是能够适用基于TCN标准的列车网络的试验系统，影响了列车车辆设备测试的发展。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于TCN的列车网络仿真试验系统，以实现对基于 TCN的列车网络进行仿真试验。本实用新型提供一种基于TCN的列车网络仿真试验系统，包括WTB网络、MVB子网和从设备仿真单元；其中，所述WTB网络包括至少两个UIC网关设备，每一所述UIC网关设备连接一个MVB 子网；所述MVB子网包括作为主控制单元的MPU单元、以及与所述MPU单元相连接的至少一个MVB从设备网关单元，所述MPU单元以及所述至少一个MVB从设备网关单元均与所述UIC 网关设备连接；所述MVB从设备网关单元连接用于仿真列车设备的从设备仿真单元。如上所述的基于TCN的列车网络仿真试验系统，所述UIC网关单元包括UIC网关板卡、以及用于为所述UIC网关板卡供电的电源板卡，所述电源板卡与UIC网关板卡连接。如上所述的基于TCN的列车网络仿真试验系统，还包括用于数据传输转换的转换模块，所述转换模块分别与所述从设备仿真单元和MVB从设备网关单元连接。如上所述的基于TCN的列车网络仿真试验系统，所述MVB从设备网关单元包括MVB 协议控制器，所述MVB协议控制器为FPGA。本实用新型的基于TCN的列车网络仿真试验系统，通过设置包括WTB、MVB和从设备仿真单元的三级网络，实现了方便、快捷、高效的TCN列车网络系统进行网络级及控制功能级的仿真调试。
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型基于TCN的列车网络仿真试验系统实施例的结构示意图。附图标记说明Il-UIC网关设备；12-MPU单元；13-MVB从设备网关单元；14-从设备仿真单元； 15-转换模块。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。图1为本实用新型基于TCN的列车网络仿真试验系统实施例的结构示意图，如图1 所示，本实施例的列车网络仿真试验系统包括三级网络，即列车级的绞线式列车总线(Wire Train Bus，简称WTB)网络、车辆级的多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，简称MVB)子网及从设备仿真单元。其中，本实施例的列车网络仿真试验系统包括一个列车级WTB网络，该WTB网络包括至少两个UIC网关设备11，例如，本实施例主要由三个国际铁路联盟(International Union of Railways,UIC是法文全称的缩写)网关设备11组成。该UIC网关设备11负责列车级网络数据的传输，其为机箱式结构，可以包括一块UIC网关板卡和一块用于为所述 UIC网关板卡供电的电源板卡，该电源板卡与UIC网关板卡连接。其中，每一 UIC网关设备11连接一个车辆级的MVB子网，即本实施例包括三个独立的MVB子网。每个MVB子网包括一个作为主控制单元的微处理器(Microprocessor Unit, 简称MPU)单元12，以及与所述MPU单元12相连接的至少一个MVB从设备网关单元13。所述MPU单元以及所述至少一个MVB从设备网关单元均与所述UIC网关设备连接，即该MPU 单元、以及所有的MVB从设备网关单元均与UIC网关设备建立通信连接。该MVB从设备网关单元13连接用于仿真列车设备的从设备仿真单元14。例如，MPU单元12为模块化设备，其主要用于实现仿真列车的逻辑控制及数据传输等功能；即，该MPU单元12相当于MVB子网的主控制单元，其可以通过MVB从设备网关单元向从设备仿真单元发送指令或者传输数据，对从设备仿真单元的运行状态进行控制。本实施例中，该MPU单元12可以为基于x86架构和VxWorks实时嵌入式操作系统的MVB子网主控制单元。通过在作为主控制单元的MPU单元12引入VxWorks操作系统，提高了该试验系统的稳定性。例如，MVB从设备网关单元13为模块化设备，负责从设备仿真单元与MPU单元12、 其他从设备仿真单元14之间的MVB通讯。该MVB从设备网关单元13的MVB协议控制器由现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)实现，该FPGA的通用性强、成本低。该MVB从设备网关单元通过采用FPGA实现MVB协议控制器，相比于MVB专用控制芯片，方便了 MVB从设备网关单元功能的扩展，并且降低了成本。例如，从设备仿真单元14可以为在笔记本电脑上运行的从设备仿真软件，可以仿真列车车辆中的设备。通过在该从设备仿真单元14上编写相应设备的仿真软件来实现相应设备的仿真功能，相比于分别利用不同的从设备进行设备功能实验，大大提高了调试效率，节约了成本。该从设备仿真单元14的对外接口可以为笔记本的RS232串行口，MVB从设备网关单元的对外接口为RS485串行口，则可以包括用于数据传输转换的转换模块15，该转换模块15可以为RS485/RS232转换模块，该转换模块15分别与所述从设备仿真单元14 和MVB从设备网关单元13连接，用于从设备仿真单元14与MVB从设备网关单元13之间的通信数据传输。本实施例的基于TCN的列车网络仿真试验系统的工作原理如下在进行网络仿真试验前，首先按照图1所示的连接结构将三级网络连接起来；再根据不同的试验选择不同的设备，例如，若要试验牵引设备是否能够正常执行指令，则通过从设备仿真单元仿真牵引设备并接入网络。在确定好要进行的试验类型及需要的设备后， 就可以仿真列车网络性能及控制逻辑功能的测试。该仿真试验系统既可以使用其中的一个 MVB子网进行单列车网络的仿真试验，也可以使用其中的两个或三个MVB子网进行两列或三列车重联时的网络仿真试验。例如，当进行单列车仿真时，可以选择任一 UIC网关设备11下的MVB子网即可，即一个UIC网关设备11下的MVB子网对应仿真一辆列车；如图1所示，可以同时进行三组这样的试验，即一个UIC网关设备11下的MVB子网仿真该列车的一组设备，另一个UIC网关设备11下的MVB子网仿真该列车的另一组设备，图1所示的三个MVB子网所分别仿真的试验均属于同一列车，只是各自独立。例如，对于其中一组，可以用MVB子网中的两个从设备仿真单元分别仿真两个设备，MPU单元通过MVB子网中的MVB从设备网关单元13、转换模块 15等向从设备仿真单元14中所仿真的设备发送指令或者传输数据，测试设备是否正常运行；两个从设备仿真单元14之间也可以直接通信。例如，当进行两列列车重联时的仿真时，可以选择任意两个UIC网关设备及对应的MVB网络进行；此时，这两个所选择的UIC网关下的MVB子网之间进行相互通信，属于列车之间的通信。例如，对于其中任意两个MVB子网，一个MVB子网中的从设备仿真单元仿真列车一内的设备，另一个MVB子网中的从设备仿真单元仿真列车二内的设备，这两个列车之间进行设备通信时，需要经过MVB子网、UIC网关设备11，以及另一个UIC网关设备11及其下的MVB子网，由两个UIC网关设备11负责列车级的数据传输。例如，进行三列列车重联时的仿真时，图1中所示的三个UIC网关单元、以及对应的三个MVB子网都要同时应用。原理与两列列车重联时的仿真类似，由UIC网关设备11负责列车级的数据传输，再车辆级的MVB子网内，由MPU单元作为主控制单元向从设备仿真单元发送指令或者进行数据传输，测试列车网络性能，设备是否能够按照MPU单元发送的指令正常执行以及设备运行状态，并且测试MPU单元是否能够通过列车网络正常控制车辆设备、或者车辆设备之间能否通过列车网络正常通信等。本实施例的基于TCN的列车网络仿真试验系统，通过设置包括WTB、MVB和从设备仿真单元的三级网络，对TCN网络具有通用性，实现了方便、快捷、高效的TCN列车网络系统进行网络级及控制功能级的仿真调试。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
权利要求1.一种基于TCN的列车网络仿真试验系统，其特征在于，包括WTB网络、MVB子网和从设备仿真单元；其中，所述WTB网络包括至少两个UIC网关设备，每一所述UIC网关设备连接一个MVB子网； 所述MVB子网包括作为主控制单元的MPU单元、以及与所述MPU单元相连接的至少一个MVB 从设备网关单元，所述MPU单元以及所述至少一个MVB从设备网关单元均与所述UIC网关设备连接；所述MVB从设备网关单元连接用于仿真列车设备的从设备仿真单元。
2.根据权利要求1所述的基于TCN的列车网络仿真试验系统，其特征在于，所述UIC网关单元包括UIC网关板卡、以及用于为所述UIC网关板卡供电的电源板卡，所述电源板卡与 UIC网关板卡连接。
3.根据权利要求1所述的基于TCN的列车网络仿真试验系统，其特征在于，还包括用于数据传输转换的转换模块，所述转换模块分别与所述从设备仿真单元和MVB从设备网关单元连接。
4.根据权利要求1所述的基于TCN的列车网络仿真试验系统，其特征在于，所述MVB从设备网关单元包括MVB协议控制器，所述MVB协议控制器为FPGA。
专利摘要本实用新型提供一种基于TCN的列车网络仿真试验系统，包括WTB网络、MVB子网和从设备仿真单元；所述WTB网络包括至少两个UIC网关设备，每一所述UIC网关设备连接一个MVB子网；所述MVB子网包括作为主控制单元的MPU单元、以及与所述MPU单元相连接的至少一个MVB从设备网关单元，所述MPU单元以及所述至少一个MVB从设备网关单元均与所述UIC网关设备连接；所述MVB从设备网关单元连接用于仿真列车设备的从设备仿真单元。本实用新型的基于TCN的列车网络仿真试验系统，通过设置包括WTB、MVB和从设备仿真单元的三级网络，实现了方便、快捷、高效的TCN列车网络系统进行网络级及控制功能级的仿真调试。
文档编号H04L12/26GK202261347SQ201120387178
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月12日 优先权日2011年10月12日
发明者张福景, 李砾工, 武生国, 王 锋, 马晨普 申请人:中国北车股份有限公司大连电力牵引研发中心