[發明專利]基于U形網絡拓撲結構的軌道交通列車車門冗余網絡系統

在審

• 申請號: 201810869829.3
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108989121A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 茅飛;詹先理;許洪強;邱海兵;周江波
• 申請（專利權）人: 南京康尼電子科技有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L12/931;H04L12/939;B61D19/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;閆方圓

本發明公開了一種基于U形網絡拓撲結構的軌道交通列車車門冗余網絡系統，包括車廂數量匹配的車輛級以太網網絡單元，各車輛級以太網網絡單元包括兩個主車門控制單元和多個本地車門控制單元，實現軌道交通列車車門的以太網網絡冗余功能，使得以太網網絡上若發生單點故障，不會出現數據丟包情況且網絡故障恢復時間0ms，有效提升列車車門網絡的安全性與可靠性，本發明僅占用列車以太網交換機的兩個以太網網口，且整個車門網絡采用U形網絡拓撲結構連接，相比于傳統的星形網絡拓撲，可節省以太網交換機數量和網絡線纜，極大降低車輛制造成本，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及軌道交通列車門技術領域，具體涉及一種基于U形網絡拓撲結構的軌道交通列車車門冗余網絡系統。

背景技術

目前，市面上的軌道交通列車的車門通信網絡主要采用星形拓撲結構，少量采用鏈式拓撲結構，這兩種類型的通信網絡拓撲結構都不具備冗余功能。而且，IEC（國際電工委員會）發布了高可用性工業自動化通信網絡協議集（IEC 62439-1~7），共七個標準文件，定義了七種協議。協議分別如下：媒介冗余協議（Media Redundancy Protocol，MRP）、并行冗余協議（Parallel Redundancy Protocol，PRP）、高可用無縫環網協議（High-availabilitySeamless Redundancy，HSR）、跨網冗余協議（Cross-network Redundancy Protocol，CRP）、信標冗余協議（Beacon Redundancy Protocol，BRP）、分布式冗余協議（DistributedRedundancy Protocol，DRP）和環路冗余協議（Ring-based Redundancy Protocol，RRP）。

針對上述的現有技術，由于當前人們對軌道交通列車車門的通信網絡可靠性要求越來越高，不具備冗余功能的星形和鏈式的網絡拓撲結構難以滿足要求，如圖1和圖2所示。IEC62439協議集定義的MRP、PRP和HSR協議可適用于軌道交通列車車門通信網絡，但都具備一定的缺點：MRP協議單節點線路異常后，有網絡故障恢復時間，會導致數據丟包，不滿足車門對可靠性的要求；PRP協議無網絡故障恢復時間，但網絡連接方式會占用列車較多的以太網網口；HSR協議無網絡故障恢復時間，但實現復雜，需要特殊的數據鏈路層。現有技術的不足表現在圖1的星形以太網拓撲結構圖中為若以太網線路故障，與其連接的DCU（車門控制單元）即失去通信功能（如DCU8）；圖2的鏈式以太網拓撲結構圖，以太網線路故障，與其連接后續所有DCU（車門控制單元）即失去通信功能，而且，DCU7與DCU8直接連接會導致網絡形成邏輯環路，產生網絡風暴。

因此，通過上述陳述，如何解決車門控制單元（DCU）與列車控制系統（TCMS）之間的以太網網絡冗余問題，是當前需要解決的。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術無法解決車門控制單元（DCU）與列車控制系統（TCMS）之間的以太網網絡冗余問題。本發明的基于U形網絡拓撲結構的軌道交通列車車門冗余網絡系統，實現軌道交通列車車門的以太網網絡冗余功能，使得以太網網絡上若發生單點故障，不會出現數據丟包情況且網絡故障恢復時間0ms，有效提升列車車門網絡的安全性與可靠性，本發明僅占用列車以太網交換機的兩個以太網網口，且整個車門網絡采用U形網絡拓撲結構連接，相比于傳統的星形網絡拓撲，可節省以太網交換機數量和網絡線纜，極大降低車輛制造成本，具有良好的應用前景。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種基于U形網絡拓撲結構的軌道交通列車車門冗余網絡系統，包括車廂數量匹配的車輛級以太網網絡單元，各車輛級以太網網絡單元包括兩個主車門控制單元和多個本地車門控制單元，

所述兩個主車門控制單元和多個本地車門控制單元均設置有兩個網口，且兩個主車門控制單元兩個網口配置有具備獨立的MAC，各個本地車門控制單元兩個網口配置成共用一個MAC，