一种列车网络系统的制作方法

本发明涉及列车网络设计领域，特别涉及一种列车网络系统。

背景技术：

随着列车向着智能化、舒适化的方向不断的发展，越来越多的数据需要在列车网络上进行传输，这些数据包括控制数据、诊断数据以及乘客的娱乐信息数据等，这使得列车网络系统的构建也越来越复杂，不合理的网络系统会使得网络布线复杂、维护复杂且维修效率低，同时，网络资源的合理分配也非常重要，不合理的分配也会造成资源浪费或升级改造困难。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种列车网络系统，资源配置合理且易于维护。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种列车网络系统，包括：

若列车的运营类型为整体运营模式，所述列车采用第一网络系统，所述第一网络系统包括：由各节车辆的车辆级交换机构成的一级以太网络结构；

若列车的运营类型为车辆可拆分运营模式，所述列车采用第二网络系统，所述第二网络系统由多个子网组成，每个子网包括：

至少一节车辆的车辆级交换机以及列车级交换机；

各所述子网中的所述车辆级交换机构成一级以太网络结构，各子网的所述一级以太网络结构连接至各子网的列车级交换机；

各所述子网的列车级交换机采用线性网络结构，当所述列车被拆分运营时，从相应子网间的列车级交换机进行网络系统的拆分。

可选地，所述一级以太网络结构为以太环网，所述车辆级交换机为二层交换机。

可选地，所述第二网络系统中的线性网络结构为主干网，所述列车级交换机为三层交换机。

可选地，所述主干网为双线冗余设置。

可选地，所述车辆级交换机用于车载控制设备的接入。

可选地，部分所述车载控制设备通过多路车辆级交换机接入。

可选地，还包括：监控主机以及车载无线监控设备，所述监控主机具有无线收发模块，所述监控主机通过所述无线收发模块与所述车载无线监控设备进行数据通讯。

本发明实施例提供的列车网络系统，在列车的运营类型为整体运营模式时，该列车采用由各车辆的车辆级交换机构成的一级以太网络结构，而当列车的运营类型为车辆可拆分运营模式时，则列车采用由多个子网组成的二级以太网络结构，各子网中的车辆级交换机构成一级以太网络结构，该一级以太网络结构连接至该子网的列车级交换机，而列车级交换机则采用线性网络结构，这样，当该列车被拆分运营时，则从相应子网间的列车级交换机进行网络系统的拆分。该网络系统中，根据列车的运营模式来配置列车的网络系统，对于不可拆分的列车，在运行过程中始终作为一个整体运行，这样，可以采用网络结构较为简单的一级以太网络结构，对于可拆分的列车，在运行过程中可能会以某几节车辆运行，设置为二级以太网络结构，便于从列车级交换机进行网络系统的拆分，这种网络系统更好地进行了网络资源的合理分配，且采用以太网的结构，网络布线简单、易于维护且维修效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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示出了根据本发明实施例列车网络系统中第一网络系统的结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的列车网络系统中第二网络系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术中的描述，不合理的网络系统会使得网络布线复杂、维护复杂且维修效率低，同时，网络资源的合理分配也非常重要，不合理的分配也会造成资源浪费或升级改造困难。

为此，本申请提出了一种列车网络系统，根据列车的运营模式来配置列车的网络系统，对于不可拆分的列车，在运行过程中始终作为一个整体运行，这样，可以采用网络结构较为简单的一级以太网络结构，对于可拆分的列车，在运行过程中可能会以某几节车辆运行，设置为二级以太网络结构，便于从列车级交换机进行网络系统的拆分，这种网络系统更好地进行了网络资源的合理分配，且采用以太网的结构，网络布线简单、易于维护且维修效率高。

为了更好地理解本申请实施例的列车网络系统，以下将结合附图进行详细的说明，参考图1和图2所示，一种列车网络系统，包括：

若列车的运营类型为整体运营模式，所述列车采用第一网络系统，所述第一网络系统包括：由各节车辆的车辆级交换机构成的一级以太网络结构；

若列车的运营类型为车辆可拆分运营模式，所述列车采用第二网络系统，所述第二网络系统由多个子网组成，每个子网包括：

至少一节车辆的车辆级交换机以及列车级交换机；

各所述子网中的所述车辆级交换机构成一级以太网络结构，各子网的所述一级以太网络结构连接至各子网的列车级交换机；

各所述子网的列车级交换机采用线性网络结构，当所述列车被拆分运营时，从相应子网间的列车级交换机进行网络系统的拆分。

在本申请实施例中，列车可以为高铁、地铁、动车等轨道交通工具，列车的两端或一端为头车，为牵引或制动的车厢，其他部分为级联的中间车，为承载乘客的车厢，为了便于描述，将各头车和各中间车都称为列车中的一节车辆。

列车的运营类型包括整体运营模式和可拆分运营模式，整体运营模式是指在列车的运行过程中，该列车的所有车辆均作为一个整体运行，不会存在仅几节车厢运行的情况。可拆分运营模式是指列车在运行过程中，该列车的车辆会存在拆分的情况，例如对于一个6编组的列车，在早晚高峰时段，列车采用6编组运营，而在中午等其他非高峰时段，列车则采用4编组运营，列车需要解编，网络结构则也需要重构。可以通过列车的编组情况来获得列车的运营类型，对于始终以一个固定编组运行的列车，则为整体运营模式，对于以不同编组运行的列车，则为可拆分运营模式。

当列车为整体运营模式时，则该列车采用第一网络系统，参考图1所示，第一网络系统包括：由各节车辆的车辆级交换机构成的一级以太网络结构。对于固定编组的列车，并不存在拆分的可能，因此，可以采用更为简单的网络结构，这样，可以根据固定编组的情况进行网络资源的配置，使得网络资源的分配更为合理，不会造成资源的浪费，也利于进行升级改造，网络布线也可以根据该网络结构进行，使得维护及维修的成本降低。

车辆级交换机是设置于车辆上的交换机，用于连接车载设备，用于这些车载设备的数据交互，这些车载设备可以为车载控制设备，车载控制设备例如牵引系统、制动系统或车门系统等，这些控制设备的数据为列车系统中的重要数据，数据的传输和交互需要更高的实时性和安全性，车辆级交换机可以仅用来接入这些车载控制设备，而不用于其他实时性要求并不高的诊断数据、旅客娱乐信息数据等。在具体应用中，以太网的传输带宽可以为100m或1000m，或者更大的带宽。

而对于其他实时性要求并不高的诊断数据、旅客娱乐信息数据等，则可以通过无线网络来实现，具体的，可以采用车载无线监控设备和监控主机构成的无线网络，监控主机具有无线收发模块，监控主机通过所述无线收发模块与所述车载无线监控设备进行数据通讯。车载无线监控设备可以是诊断数据采集设备或娱乐信息数据接收装置等，具体的应用中，该车载无线监控设备例如可以为具有无线收发模块的传感器，更具体地，例如烟火报警系统中的多个报警器，由于报警器的数量繁多，若采用以太网的连接方式，会使得网络布线复杂，维护异常不便。而采用实时性、重要性高的数据控制设备为以太网接入，其他实时性低的设备采用无线接入的方式，保证了控制设备数据实时性及安全性的需求，也降低了网络布线复杂度，提高维护和维修的效率。

在具体的应用中，由各节车辆的车辆级交换机构成的一级以太网络结构，可以是环网结构、线性结构或二者组合的网络结构。更优的实施例中，该一级以太网络结构可以采用以太环网，车辆交换机可以采用二层交换机，网络结构和网络资源的分配更为合理，更进一步地，可以太网传输所采用的协议可以为实时以太网协议，例如可以是符合iec613752-3/2-5/3-4相关标准的协议。

对于每一节车辆，可以根据车载设备的情况，来配备车辆交换机的数量，数量例如可以为1、2、3等，具体配置时，可以适当保留冗余接口。此外，可以根据车载控制设备安全重要性程度，对于牵引系统、制动系统等安全重要性程度高的车载设备，可以采用通过多路车辆级交换机接入，例如可以通过两路线路接入同一个车辆交换机或者不同的车辆交换机，而对于安全重要性程度较低的车载设备，则可以采用单路车辆级交换机接入。这样，在保证数据安全性的同时，更为合理进行资源分配，避免网络资源的浪费。

当列车为可拆分运营模式时，则该列车采用第二网络系统，参考图2所示，第二网络系统由多个子网组成，每个子网对其中一部分车辆组网，每个子网中车辆的数量是根据具体的编组情况灵活确定的。在每个子网中的各车辆的车辆级交换机构成一级以太网络结构，该一级以太网络结构连接至列车级交换机，构成子网的网络结构，子网之间通过列车级交换机采用线性网络结构连接，从而，通过各子网组成了二级网络结构的列车网络。

由于采用了这种二级网络结构，当列车被拆分运营时，可以从相应子网间的列车级交换机进行网络系统的拆分，实现根据不同编组进行网络重组。这样，对于编组会发生变化的列车，可以采用与上述编组不变的列车不同的网络结构，这样，可以根据编组拆分的情况进行网络资源的配置，使得网络资源的分配更为合理，不会造成资源的浪费，也利于进行升级改造，网络布线也可以根据该网络结构进行，使得维护及维修的成本降低。

对于每个子网中车辆的数量，每个子网中车辆的数量是根据具体的编组情况灵活确定的，以上述以6编组及4编组运行的列车为例，可以以2节车辆为一组组成子网，也可以以1节车辆为一组组成子网。

在该种情况的网络结构中，车辆级交换机用于连接车载设备，用于这些车载设备的数据交互，列车级交换机可以用于不同子网之间数据以及控制信息的传输，以及根据不同业务数据，用以确定数据发送周期、数据包大小等通信配置信息。

同上述第一网络结构中的描述，第二网络结构中的车载设备可以为车载控制设备，车载控制设备例如牵引系统、制动系统或车门系统等，这些控制设备的数据为列车系统中的重要数据，数据的传输和交互需要更高的实时性和安全性，车辆级交换机可以仅用来接入这些车载控制设备，而不用于其他实时性要求并不高的诊断数据、旅客娱乐信息数据等。在具体应用中，以太网的传输带宽可以为100m或1000m，或者更大的带宽。

而对于其他实时性要求并不高的诊断数据、旅客娱乐信息数据等，则可以通过无线网络来实现，具体的，可以采用车载无线监控设备和监控主机构成的无线网络，监控主机具有无线收发模块，监控主机通过所述无线收发模块与所述车载无线监控设备进行数据通讯。车载无线监控设备可以是诊断数据采集设备或娱乐信息数据接收装置等，具体的应用中，该车载无线监控设备例如可以为具有无线收发模块的传感器，更具体地，例如烟火报警系统中的多个报警器，由于报警器的数量繁多，若采用以太网的连接方式，会使得网络布线复杂，维护异常不便。而采用实时性、重要性高的数据控制设备为以太网接入，其他实时性低的设备采用无线接入的方式，保证了控制设备数据实时性及安全性的需求，也降低了网络布线复杂度，提高维护和维修的效率。

在具体的应用中，由各节车辆的车辆级交换机构成的一级以太网络结构，可以是环网结构、线性结构或二者组合的网络结构。更优的实施例中，该一级以太网络结构可以采用以太环网，车辆交换机可以采用二层交换机，列车级交换机采用三层交换机，线性网络结构可以为主干网，为了提高安全性，主干网可以采用双线冗余设置。这样，使得网络结构和网络资源的分配更为合理，更进一步地，可以太网传输所采用的协议可以为实时以太网协议，例如可以是符合iec613752-3/2-5/3-4相关标准的协议。

同上述的描述，在第二网络结构中，对于每一节车辆，可以根据车载设备的情况，来配备车辆交换机的数量，数量例如可以为1、2、3等，具体配置时，可以适当保留冗余接口。此外，可以根据车载控制设备安全重要性程度，对于牵引系统、制动系统等安全重要性程度高的车载设备，可以采用通过多路车辆级交换机接入，例如可以通过两路线路接入同一个车辆交换机或者不同的车辆交换机，而对于安全重要性程度较低的车载设备，则可以采用单路车辆级交换机接入。这样，在保证数据安全性的同时，更为合理进行资源分配，避免网络资源的浪费。

对于上述接入的车载设备，其ip地址的命名可以采用以下规则：

00001010.00000vvv.00xxwwww.hhhhhhhh/24；

其中，[v]表示设备所在虚拟子网的序号，即车载设备所在vlanid，一般为大于零的一个整数。

[x]预留，一般为0。

[w]车辆编号。

[h]终端设备的标识唯一码。

以上对本申请实施例的列车网络系统进行了详细的描述，该网络系统中，根据列车的运营模式来配置列车的网络系统，对于不可拆分的列车，在运行过程中始终作为一个整体运行，这样，可以采用网络结构较为简单的一级以太网络结构，对于可拆分的列车，在运行过程中可能会以某几节车辆运行，设置为二级以太网络结构，便于从列车级交换机进行网络系统的拆分，这种网络系统更好地进行了网络资源的合理分配，且采用以太网的结构，网络布线简单、易于维护且维修效率高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。