[發明專利]列車以太網數據傳輸設備及列車以太網數據傳輸方法

在審

• 申請號: 201911347140.5
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111181829A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 李元軒;鄭斌;黃志平;孫振超;朱廣超;張大偉;張曉晉;劉冰
• 申請（專利權）人: 中國鐵道科學研究院集團有限公司;北京縱橫機電科技有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所
• 主分類號: H04L12/44
• 分類號: H04L12/44;H04L12/40;B61L15/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙平;周永君

本申請提供一種列車以太網數據傳輸設備及列車以太網數據傳輸方法，該列車以太網數據傳輸設備包括：多個列車級交換機、與列車級交換機連接的車輛級交換機，分別與列車級交換機和車輛級交換機連接的以太網網關，和分別與車輛級交換機連接的通信子系統；各個列車級交換機依次設置在對應的列車級通信總線上；各個車輛級交互機依次設置在對應的車輛級通信總線上；以太網網關用于接收對應的各個車輛級交換機的所有通信子系統發送的報文和對應的列車級交換機發送的列車編組信息；以太網網關還用于將報文和列車編組信息發送至各個以太網網關對應的通信子系統，以實現列車內部數據傳輸。本申請能夠提高列車數據傳輸的高效性和可靠性。

技術領域

本申請涉及以太網技術領域，尤其涉及一種列車以太網數據傳輸設備及列車以太網數據傳輸方法。

背景技術

隨著列車開行速度的不斷提升，列車網絡控制系統也面臨技術更新與發展?，F有成熟應用的列車網絡控制系統是基于WTB(列車級)/MVB(車輛級)總線進行數據傳輸，該項技術是基于RS485的工業控制總線結合鐵路場景應用而形成的專用通信技術。

如圖1所示，現有的TCN網絡拓撲分為列車級和車輛級兩層拓撲，列車級WTB為直線連接，車輛級總線MVB為串行連接。因為車輛級總線是按牽引單元斷開的，不同單元間車輛級總線的數據需要列車級網關的數據中轉才能實現全列車數據的傳輸。在列車中，按牽引單元的數量配置WTB網關，WTB網關的主要功能是負責列車級與車輛級之間的數據分發，現有的WTB網關的最大帶寬為1Mbps，帶寬無法繼續提升，MVB總線內部因串聯結構長度和節點數受限，通信端口最多為4096個。

由此可知，現有的TCN網絡(WTB/MVB列車總線)，基于串行總線，傳輸速率小于1.5Mbps，同時存在總線控制器需在網絡中配置通信節點，且單節點故障對整個網絡組網存在干擾影響，在列車網絡承載能力、工程便利性和抗干擾性等方面存在諸多限制。

發明內容

針對現有技術中的問題，本申請提出了一種以太網數據傳輸設備及列車以太網數據傳輸方法，能夠提高列車數據傳輸的高效性和可靠性，進而提高列車運行控制的高效性。

為了解決上述技術問題，本申請提供以下技術方案：

第一方面，本申請提供一種列車以太網數據傳輸設備，包括：

多個列車級交換機、與該列車級交換機連接的車輛級交換機，分別與該列車級交換機和車輛級交換機連接的以太網網關，和分別與所述車輛級交換機連接的通信子系統；

各個所述列車級交換機依次設置在對應的列車級通信總線上；

各個所述車輛級交互機依次設置在對應的車輛級通信總線上；

所述以太網網關用于接收對應的各個所述車輛級交換機的所有所述通信子系統發送的報文和對應的所述列車級交換機發送的列車編組信息；

所述以太網網關還用于將所述報文和列車編組信息發送至各個所述以太網網關對應的通信子系統，以實現列車內部數據傳輸。

進一步地，所述以太網網關包括：CPU卡板、列車級以太網接口和車輛級以太網接口；所述CPU卡板分別與所述列車級以太網接口和車輛級以太網接口通信連接；所述列車級以太網接口與所述列車級交換機通信連接；所述車輛級以太網接口與所述車輛級交換機通信連接。

進一步地，所述車輛級交換機與所述通信子系統之間以星形拓撲結構進行連接。

進一步地，所述以太網網關設置在所述列車級交換機內部。

進一步地，所述以太網網關設置在所述列車級交換機外部。

第二方面，本申請提供一種列車以太網數據傳輸方法，應用所述的列車以太網數據傳輸設備實現，該方法包括：