一种基于轨道交通的网络结构的制作方法

本发明涉及通信网络技术领域，尤其涉及一种基于轨道交通的网络结构。

背景技术：

列车网络控制系统在轨道车辆安全运行及检修维护方面起着重要作用，是列车的神经中枢系统，是列车安全可靠运行的技术保证。随着技术的不断更新，对轨道车辆运行的稳定性、安全性和可靠性的要求不断提高，网络控制系统作为轨道交通车辆的信息通讯核心，其安全性和可靠性显得尤为重要。

而现有轨道交通的网络系统结构为“一”字型串行拓扑结构，mvb(多功能车辆总线)总线的冗余a/b两路网络系统共用同一个连接器和线缆，所有设备通过连接器串联，虽然其具有线路简单和成本低的特点，但是却存在以下不足：1、冗余度低，mvb总线的冗余a/b两路网络系统使用同一条线缆和同一个连接器，线路上的单点故障往往导致两个网络系统同时时效；2、可靠度低，由于冗余度不足，在两路网络系统同时时效后将导致列车网络通信中断，不得不退出运营服务；3、检修困难，网络出现中断后，无法迅速定位到故障位置，常常需要对整个网络线路进行检查，增加了时间成本和人力成本。

技术实现要素：

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种基于轨道交通的网络结构，解决了现有轨道交通网络系统存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种基于轨道交通的网络结构，它包括至少两个用于总体网络数据传输的一级网络系统，每个一级网络系统上通过a个一级网络节点连接有a个用于分支网络数据传输的二级网络系统；一级网络系统之间通过a个一级网络节点并联连接，每个一级网络节点上至少连接有两个二级网络系统。

每个二级网络系统上通过b个二级网络节点连接有b个用于次分支网络数据传输的三级网络系统；每个二级网络节点上至少连接有两个三级网络系统。

第a-1个二级网络系统除了与第a-1个一级网络节点连接接入一级网络系统外，第a-1个二级网络系统还可以通过与第a个一级网络节点和/或第a-2个一级网络节点连接接入一级网络系统。

第b-1个三级网络系统除了与第b-1个二级网络节点连接接入二级网络系统外，第b-1个三级网络系统还可以通过与第b个二级网络节点和/或第b-2个二级网络节点连接接入二级网络系统。

一级网络节点和二级网络节点内设置有唯一的信息标识符，用于对网络节点故障的及时定位。

根据一级网络节点和二级网络节点内设置有唯一的信息标识符，数据通过一级网络节点和二级网络节点就会形成唯一的数据传输路径。

一级网络系统、二级网络系统和三级网络系统为相同的网络系统；一级网络节点和二级网络节点包括用于网络数据信号重新发送或者转发的中继器和一端与中继器连接另一端用于连接网络电缆接入各级网络系统进行数据传输的连接器。

连接器为两个数据输入端口和一个数据输出端口的连接器；数据输出端口包括a+、a-、b+和b-四个接线引脚，两个数据接入端口包括四个两芯的电缆接入端子j1、j2、j3和j4；a+和a-与第一数据输入端口的电缆接入端子j1和j2连接；b+和b-与第二数据输入端口的电缆接入端子j3和j4连接。

第一数据输入端口的电缆接入端子j1包括a1+引脚和a1-引脚，电缆接入端子j2包括a2+引脚和a2-引脚；数据输出端口的a+引脚与电缆接入端子j1的a1+引脚和电缆接入端子j2的a2+引脚连接；数据输出端口的a-引脚与电缆接入端子j2的a1-引脚和电缆接入端子j2的a2-引脚连接。

第二数据输入端口的电缆接入端子j3包括b1+引脚和b1-引脚，电缆接入端子j4包括b2+引脚和b2-引脚；数据输出端口的b+引脚与电缆接入端子j3的b1+引脚和电缆接入端子j4的b2+引脚连接；数据输出端口的b-引脚与电缆接入端子j3的b1-引脚和电缆接入端子j4的b2-引脚连接。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、冗余度高：mvb总线a/b两路网络系统完全分开，具备完全冗余的mvb传输线路。能够避免因单个连接器故障、松动或线缆故障等引起整个传输网络瘫痪；

2、可靠性高：线缆、连接器、设备间接线方式改为并联，设备出现任何单点故障均不会引起网络系统传输的中断，此外，任何支路网段故障不会影响其他支路网段及干线网段，降低单条支路网段故障对整个网络的影响；

3、利于检修：当某一条线缆因故出现网络传输中断时，该区域内设备可检测到该路总线通讯故障，同时将该故障信息通过另一条冗余的线缆传输至司机室，检修人员根据故障提示可迅速定位故障并进行排查修复。

附图说明

图1为系统的网络结构图；

图2为实施例一的网络结构图；

图3为连接器的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示，本发明所述的一种基于轨道交通的网络结构，它包括至少两个用于总体网络数据传输的一级网络系统，每个一级网络系统上通过a个一级网络节点连接有a个用于分支网络数据传输的二级网络系统；一级网络系统之间通过a个一级网络节点并联连接，每个一级网络节点上至少连接有两个二级网络系统。

优选地，如图2所示，一级网络系统为一列列车的mvb总线a/b两路主干网段，二级网络系统为每节车辆单独组成的一个网段，mvb主干网段a路包括多个mvb网段，同理mvb主干网段b路也包括多个mvb网段；mvb主干网段a路通过一级网络节点与mvb主干网段b路实现并联连接；其中，mvb网段1/a路和mvb网段1/b路通过第一一级网络节点接入mvb主干网段a路和mvb主干网段b路，mvb网段2/a路和mvb网段2/b路通过第二一级网络节点接入mvb主干网段a路和mvb主干网段b路，mvb网段3/a路和mvb网段3/b路通过第三一级网络节点接入mvb主干网段a路和mvb主干网段b路；通过将两个二级网络系统网段并联接入mvb主干网段a路和mvb主干网段b路，在某个主干网段故障时，能够通过并联另外的主干网段进行数据的通信和传输。

每个二级网络系统上通过b个二级网络节点连接有b个用于次分支网络数据传输的三级网络系统；每个二级网络节点上至少连接有两个三级网络系统。

优选地，一级网络系统为整个轨道网络的mvb总线a/b两路主干网络，二级网络系统为每一列列车形成的一个次级网络系统，三级系统为每一列列车的每节车辆单独组成的一个网段，两路mvb总线主干网络a/b通过一级网络节点中的连接设备进行并联连接；整个轨道网络下属有多列列车，每列列车组成的次级网络中的数据通过一级网络节点将列车中的数据传输到一级网络系统中；每节车辆组成的网段通过二级网络节点将每节车辆的数据传输到每列列车组成的次级网络系统中进而传输到整个轨道网络的mvb总线a/b两路主干一级网络系统中。

第a-1个二级网络系统除了与第a-1个一级网络节点连接接入一级网络系统外，第a-1个二级网络系统还可以通过与第a个一级网络节点和/或第a-2个一级网络节点连接接入一级网络系统。

优选地，a为大于等于三的正整数，某节车辆组成的网段除了通过与自身直接连接的一级网络节点将数据传输到该列列车(一级网络系统)外，还可以通过与该节车辆相邻的其他一级网络节点连接，在与该节车辆直接连接的以及网络节点出现故障时，通过其他一级网络节点也能将数据传输到该列列车(一级网络系统)中，防止因设备故障导致该节车辆网段的网络数据不能实时上传。

第b-1个三级网络系统除了与第b-1个二级网络节点连接接入二级网络系统外，第b-1个三级网络系统还可以通过与第b个二级网络节点和/或第b-2个二级网络节点连接接入二级网络系统，其中，b为大于等于三的正整数。

一级网络节点和二级网络节点内设置有唯一的信息标识符，用于对网络节点故障的及时定位；根据一级网络节点和二级网络节点内设置有唯一的信息标识符，每个下级网络系统向上级网络系统传输数据都会形成一个特定唯一的传输路径，下级网络系统向上级网络系统传输数据时优先通过与该下级网络系统自身直接连接的网络节点(如第a-1或b-1个二或三级网络系统除了与第a-1或b-1个一或二级网络节点连接接入一或二级网络系统)进行传输；在该直接连接的网络节点出现故障导致该传输路径不能传输数据时，才通过与该下级网络系统相邻的网络节点向上级网络系统传输数据，一级网络系统在接收到下级网络系统传输上来的数据的传输路径就可以清楚的定位到哪个下级网络系统或者网络节点出现故障，进而进行及时检修。

一级网络系统、二级网络系统和三级网络系统为相同的网络系统；一级网络节点和二级网络节点包括用于网络数据信号重新发送或者转发的中继器和一端与中继器连接另一端用于连接网络电缆接入各级网络系统进行数据传输的连接器。

如图3所示，连接器为两个数据输入端口和一个数据输出端口的连接器；数据输出端口包括a+、a-、b+和b-四个接线引脚，两个数据接入端口包括四个两芯的电缆接入端子j1、j2、j3和j4；a+和a-与第一数据输入端口的电缆接入端子j1和j2连接；b+和b-与第二数据输入端口的电缆接入端子j3和j4连接。

第一数据输入端口的电缆接入端子j1包括a1+引脚和a1-引脚，电缆接入端子j2包括a2+引脚和a2-引脚；数据输出端口的a+引脚与电缆接入端子j1的a1+引脚和电缆接入端子j2的a2+引脚连接；数据输出端口的a-引脚与电缆接入端子j2的a1-引脚和电缆接入端子j2的a2-引脚连接。

第二数据输入端口的电缆接入端子j3包括b1+引脚和b1-引脚，电缆接入端子j4包括b2+引脚和b2-引脚；数据输出端口的b+引脚与电缆接入端子j3的b1+引脚和电缆接入端子j4的b2+引脚连接；数据输出端口的b-引脚与电缆接入端子j3的b1-引脚和电缆接入端子j4的b2-引脚连接。

优选地，数据输出端口a+引脚与电缆接入端子j1的a1+引脚和电缆接入端子j2的a2+引脚之间串联有一电容ca，数据输出端口b+引脚与电缆接入端子j3的b1+引脚和电缆接入端子j4的b2+引脚之间串联有一电容cb；在引脚a2-与引脚a2+之间连接有b个终端电阻ra，在引脚b2-与引脚b2+之间练有b个终端电阻rb，b个终端电阻ra之间串联，b个终端电阻rb之间串联，其中b为大于1的正整数。

与连接器连接的电缆采用两根两芯的屏蔽电缆替换原有的单根四芯屏蔽电缆，其他接口均保持不变。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。