一种列车网络控制系统、方法和装置、以及列车与流程

本发明涉及轨道车辆技术领域，具体而言，涉及一种列车网络控制系统、方法和装置、以及列车。

背景技术：

目前，列车上设置有列车通信网络(traincommunicationnetwork，tcn)，使得列车上的各动力单元之间可以通过tcn进行交互。

当tcn出现故障不能工作时，各动力单元之间就不能相互通信，导致列车上的电气设备不能正常工作。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种列车网络控制系统、方法和装置、以及列车。

第一方面，本发明实施例提供了一种列车网络控制系统，包括：至少两个动力单元；

至少两个所述动力单元中的各所述动力单元之间分别通过骨干以太网或者铰链式列车总线进行数据交互。

第二方面，本发明实施例还提供了一种列车，包括上述的列车网络控制系统。

第三方面，本发明实施例还提供了一种列车网络控制方法，应用上述的列车网络控制系统，包括：

动力单元获取其他的动力单元的地址信息；

根据所述地址信息，通过骨干以太网向所述地址信息对应的动力单元发送控制指令；

当在预设时间内未收到接收所述地址信息对应的动力单元发送的反馈信息时，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元。

第四方面，本发明实施例还提供了一种列车网络控制方法，应用上述的列车网络控制系统，包括：

当前的动力单元中的中央控制单元通过编组以太网向所连接的受控设备发送控制指令；

当在预设时间内未收到所述受控设备发送的反馈信息时，通过多功能车辆总线向所连接的受控设备发送控制指令。

第五方面，本发明实施例还提供了一种列车网络控制装置，包括：

获取模块，用于获取其他的所述动力单元的地址信息；

第一发送模块，用于根据所述地址信息，通过骨干以太网向所述地址信息对应的动力单元发送控制指令；

第二发送模块，用于当在预设时间内未收到接收所述地址信息对应的动力单元发送的反馈信息时，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元。

第六方面，本发明实施例还提供了一种列车网络控制装置，包括：

第一发送单元，用于通过所述编组以太网向所连接的受控设备发送控制指令；

第二发送单元，用于当在预设时间内未收到所述受控设备发送的反馈信息时，再次通过所述多功能车辆总线向所连接的受控设备发送控制指令。

本发明实施例上述第一方面至第二方面提供的方案中，在列车上设置骨干以太网和铰链式列车总线，使得列车上设置的各所述动力单元之间可以通过骨干以太网和铰链式列车总线进行数据交互，与相关技术中列车上列车通信网络出现故障时各动力单元之间的中央控制单元就不能相互通信相比，在骨干以太网出现故障时，各动力单元之间的中央控制单元可以使用铰链式列车总线进行相互通信；在铰链式列车总线出现故障时，各动力单元之间的中央控制单元可以使用骨干以太网进行相互通信，骨干以太网和铰链式列车总线组成冗余网络结构，增强了列车中各动力单元之间的通信稳定性和可靠性。

本发明实施例上述第三方面和第五方面提供的方案中，先通过骨干以太网向地址信息对应的动力单元发送控制指令，并当在预设时间内未收到反馈信息时，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元，从而在骨干以太网出现故障时，切换数据传输网络，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元，保证列车上各动力单元都能够正常动作，增强了列车中各动力单元之间的通信稳定性和可靠性。

本发明实施例上述第四方面和第六方面提供的方案中，通过编组以太网向所连接的受控设备发送控制指令，当在预设时间内未收到反馈信息时，通过多功能车辆总线向所连接的受控设备发送控制指令，从而在编组以太网出现故障时，切换数据传输网络，通过多功能车辆总线再次向所连接的受控设备发送控制指令，保证各动力单元中的受控设备都能够正常动作，增强了各动力单元内部的通信稳定性和可靠性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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，下面描述中的附图仅仅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示出了本发明实施例1所提供的一种列车网络控制系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例2所提供的列车网络控制方法的流程图；

图3示出了本发明实施例3所提供的另一种列车网络控制方法的流程图；

图4示出了本发明实施例4所提供的一种列车网络控制装置的结构示意图；

图5示出了本发明实施例5所提供的另一种列车网络控制装置的结构示意图。

图标：ecn-编组以太网；wtb-铰链式列车总线；mvb-多功能车辆总线；ccu-中央控制单元；etb-骨干以太网；400-获取模块；402-第一发送模块；404-第二发送模块；500-第一发送单元；502-第二发送单元。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

目前，列车上设置有列车通信网络(traincommunicationnetwork，tcn)，使得列车上的各动力单元之间可以通过tcn进行交互。

当tcn出现故障不能工作时，各动力单元之间就不能相互通信，导致列车上的电气设备不能正常工作。

以太网具有传输速度快、传输信息多的特点，以太网已在列车控制网络搭载应用，为保证列车上使用的网络系统成熟可靠，本方案同时在列车上搭载列车级以太网和列车通信网络。从而通过列车级以太网和列车通信网络组成冗余网络结构，增强了列车中各动力单元之间的通信稳定性和可靠性。

实施例1

参见图1所示的列车网络控制系统的结构示意图，本实施例提出一种列车网络控制系统，包括：至少两个动力单元；

至少两个所述动力单元中的各所述动力单元之间分别通过骨干以太网(图中未示出)或者铰链式列车总线(图中未示出)进行数据交互。

其中，所述列车级网络，包括：铰链式列车总线和骨干以太网；所述车辆级网络，包括：编组以太网和多功能车辆总线。

所述动力单元，拿动车组举例，一个8辆编组的动车组中，1-4车为一个动力单元、5-8车为另一个动力单元，两个动力单元之间可以采用骨干以太网(etb)或铰接式列车总线(wtb)进行信息传输；动力单元内部可以通过车辆级编组以太网(ecn)或多功能车辆总线(mvb)进行信息传输。

而且，在本实施例中，etb和ecn可以组成以太网网络(eth)，；wtb和mvb可以组成列车通信网络(tcn)。

当前的动力单元需要向其他的动力单元发送控制指令时，当前的所述动力单元，具体用于执行以下步骤(1)至步骤(3)：

(1)获取其他的所述动力单元的地址信息；

(2)根据所述地址信息，通过所述骨干以太网向所述地址信息对应的动力单元发送控制指令；

(3)当在预设时间内未收到接收所述地址信息对应的动力单元发送的反馈信息时，通过所述铰链式列车总线向其他的所述动力单元。

在上述步骤(1)中，上述地址信息，就是其他动力单元在骨干以太网和铰链式列车总线中的ip地址。

在上述步骤(3)中，预设时间可以是50毫秒，当然也可以设置成其他的时间长度，这里不再一一赘述。

各动力单元中，为了对所连接的受控设备进行控制，所述动力单元，包括：中央控制单元ccu、网关、以及受控设备；

所述中央控制单元ccu与所述网关连接，所述网关通过铰链式列车总线wtb与其他的动力单元的网关连接；

所述中央控制单元ccu分别通过编组以太网ecn和多功能车辆总线mvb与所述受控设备连接；

所述受控设备之间通过编组以太网ecn和多功能车辆总线mvb连接；

所述中央控制单元ccu和所述受控设备通过所述编组以太网ecn、以及与所述编组以太网ecn相连的骨干以太网etb与其他动力单元的中央控制单元ccu和受控设备连接；

所述中央控制单元ccu，用于通过所述编组以太网向所连接的受控设备发送控制指令，当在预设时间内未收到所述受控设备发送的反馈信息时，再次通过所述多功能车辆总线mvb向所连接的受控设备发送控制指令。

上述受控设备，就是各动力单元中与中央控制单元ccu连接的电气设备或者其他系统主机，中央控制单元ccu对所连接的电气设备或者其他系统主机进行控制。

所述其他系统主机，可以是：牵引控制器、制动控制器、车门控制器、以及空调控制器等受控设备。

当需要向其他动力单元的中央控制单元发送控制指令时，当前的动力单元中的所述中央控制单元，用于根据其他所述动力单元的地址信息，通过所述骨干以太网向所述地址信息对应的动力单元中的中央控制单元发送控制指令；并当在预设时间内未收到接收所述地址信息对应的动力单元发送的反馈信息时，通过所述铰链式列车总线向所述地址信息对应的动力单元再次发送控制指令。

通过以上的描述可以看出，列车网络控制系统可以通过骨干以太网或者铰链式列车总线实现列车各动力单元间的数据传输，两种网络同时工作，各动力单元优先采用骨干以太网进行控制，当骨干以太网通信故障时，切换到铰链式列车总线进行数据传输，铰链式列车总线作为骨干以太网的热备冗余。当然，也可以先使用铰链式列车总线，当铰链式列车总线出现故障时，切换到骨干以太网进行数据传输。列车级以太网作为列车通信网络的热备冗余。

两种不同的网络整体拓扑结构一致，列车网络控制系统按照动力单元设置网段，一个动力单元内的不同设备的地址信息可以设置在一个网段内。动力单元之间列车总线采用骨干以太网etb和铰接式列车总线wtb进行数据传输；动力单元内的车辆总线采用编组以太网ecn和多功能车辆总线mvb实现数据传输。列车级网络的数据传输方式与车辆级网络的数据传输方式一致。

动力单元间的各中央控制单元ccu进行信息交互时应采用一致的以太网和铰接式列车总线wtb列车级通信协议，各中央控制单元ccu优先采用骨干以太网进行信息交互，当中央控制单元ccu之间骨干以太网通信故障时，切换到铰接式列车总线wtb进行信息交互。各动力单元中的中央控制单元ccu整合本动力单元的数据，整合后的数据经由编组以太网ecn传输到与本动力单元的中央控制单元ccu所连接的骨干以太网etb，再经由骨干以太网etb传输至其他的动力单元。

各动力单元的中央控制单元ccu可以根据实际情况取用相关数据实现控制。

而且，动力单元内中央控制单元ccu与受控设备的信息交互采用内容一致的以太网和多功能车辆总线mvb通信协议，以太网采用trdp协议，列车上其他系统同时通过trdp协议和mvb协议跟所连接的中央控制单元ccu进行数据交互。

本实施例还提供一种列车，包括上述的列车网络控制系统。

综上所述，本实施例提出一种列车网络控制系统和列车，在列车上设置骨干以太网和铰链式列车总线，使得列车上设置的各所述动力单元之间可以通过骨干以太网和铰链式列车总线进行数据交互，与相关技术中列车上列车通信网络出现故障时各动力单元之间的中央控制单元就不能相互通信相比，在骨干以太网出现故障时，各动力单元之间的中央控制单元可以使用铰链式列车总线进行相互通信；在铰链式列车总线出现故障时，各动力单元之间的中央控制单元可以使用骨干以太网进行相互通信，骨干以太网和铰链式列车总线组成冗余网络结构，增强了列车中各动力单元之间的通信稳定性和可靠性。

实施例2

为了在动力单元之间进行控制指令的传输，参见图2所示的列车网络控制方法的流程图，本实施例提出一种列车网络控制方法，应用上述实施例1所述的列车网络控制系统，包括以下具体步骤：

步骤200、动力单元获取其他的所述动力单元的地址信息。

步骤202、根据所述地址信息，通过骨干以太网向所述地址信息对应的动力单元发送控制指令。

步骤204、当在预设时间内未收到接收所述地址信息对应的动力单元发送的反馈信息时，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元。

综上所述，本实施例提出一种列车网络控制方法，先通过骨干以太网向地址信息对应的动力单元发送控制指令，并当在预设时间内未收到反馈信息时，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元，从而在骨干以太网出现故障时，切换数据传输网络，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元，保证列车上各动力单元都能够正常动作，增强了列车中各动力单元之间的通信稳定性和可靠性。

实施例3

为了对动力单元内部的设备进行控制，参见图3所示的列车网络控制方法的流程图，本实施例提出一种列车网络控制方法，应用上述列车网络控制系统，具体包括以下步骤：

步骤300、当前的动力单元中的中央控制单元通过编组以太网向所连接的受控设备发送控制指令。

这里，在同一网段内，上述中央控制单元可以采用现有技术中任何数据传输方式向所连接的受控设备发送控制指令，这里不再一一赘述。

步骤302、当在预设时间内未收到所述受控设备发送的反馈信息时，通过多功能车辆总线向所连接的受控设备发送控制指令。

当需要向其他动力单元的中央控制单元发送控制指令时，本实施例提出的列车网络控制方法，还可以包括以下步骤(1)至步骤(2)：

(1)根据其他所述动力单元的地址信息，通过骨干以太网向所述地址信息对应的动力单元中的中央控制单元发送控制指令；

(2)当在预设时间内未收到接收所述地址信息对应的动力单元发送的反馈信息时，通过所述铰链式列车总线向所述地址信息对应的动力单元再次发送控制指令。

综上所述，本实施例提出一种列车网络控制方法，通过编组以太网向所连接的受控设备发送控制指令，当在预设时间内未收到反馈信息时，通过多功能车辆总线向所连接的受控设备发送控制指令，从而在编组以太网出现故障时，切换数据传输网络，通过多功能车辆总线再次向动力单元内部的受控设备发送控制指令，保证各动力单元中的受控设备都能够正常动作，增强了各动力单元内部的通信稳定性和可靠性。

实施例4

参见图4所示的列车网络控制装置的结构示意图，本实施例提出一种列车网络控制装置，包括：

获取模块400，用于获取其他的所述动力单元的地址信息；

第一发送模块402，用于根据所述地址信息，通过骨干以太网向所述地址信息对应的动力单元发送控制指令；

第二发送模块404，用于当在预设时间内未收到接收所述地址信息对应的动力单元发送的反馈信息时，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元。

综上所述，本实施例提出一种列车网络控制装置，先通过骨干以太网向地址信息对应的动力单元发送控制指令，并当在预设时间内未收到反馈信息时，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元，从而在骨干以太网出现故障时，切换数据传输网络，通过铰链式列车总线向其他的所述动力单元，保证列车上各动力单元都能够正常动作，增强了列车中各动力单元之间的通信稳定性和可靠性。

实施例5

参见图5所示的列车网络控制装置的结构示意图，本实施例提出一种列车网络控制装置，包括：

第一发送单元500，用于通过所述编组以太网向所连接的受控设备发送控制指令；

第二发送单元502，用于当在预设时间内未收到所述受控设备发送的反馈信息时，再次通过所述多功能车辆总线向所连接的受控设备发送控制指令。

为了向其他动力单元的中央控制单元发送控制指令，本实施例提出的列车网络控制装置，还包括：

第三发送单元，用于当需要向其他动力单元的中央控制单元发送控制指令时，根据其他所述动力单元的地址信息，通过所述骨干以太网向所述地址信息对应的动力单元中的中央控制单元发送控制指令；

第四发送单元，用于当在预设时间内未收到接收所述地址信息对应的动力单元发送的反馈信息时，通过所述铰链式列车总线向所述地址信息对应的动力单元再次发送控制指令。

综上所述，本实施例提出一种列车网络控制方法，通过编组以太网向所连接的受控设备发送控制指令，当在预设时间内未收到反馈信息时，通过多功能车辆总线向所连接的受控设备发送控制指令，从而在编组以太网出现故障时，切换数据传输网络，通过多功能车辆总线再次向动力单元内部的受控设备发送控制指令，保证各动力单元中的受控设备都能够正常动作，增强了各动力单元内部的通信稳定性和可靠性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。