[發明專利]列車安全控制系統和方法

有效

• 申請號: 202010436687.9
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111596646B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 張曉晉;黃根生;張順廣;黃志平;高楓
• 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: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;湯在彥

本申請提供一種列車安全控制系統和方法，該系統包括：多個車輛級控制模塊，每個車輛級控制模塊包括：車輛級交換機，分別通過車輛級總線與車輛級交換機連接的中央控制單元、輸入輸出單元、列車級以太網設備和制動系統；相鄰的車輛級控制模塊的列車級以太網設備由列車級總線連接；車輛級交換機用于在接收到制動系統發送的第一設備狀態數據時，將其發送至對應的列車級以太網設備；列車級以太網設備用于將第一設備狀態數據發送至其他各個車輛級控制模塊的制動系統；制動系統用于根據自身采集或接收到的第一設備狀態數據執行目標列車安全控制的過程。本申請能夠提高列車安全控制系統結構的可靠性，提高列車控制的可靠性和效率，保證列車運行的安全性。

技術領域

本申請涉及以太網技術領域，尤其涉及一種列車安全控制系統和方法。

背景技術

現有技術中，高速動車組的列車網絡控制系統一般采用列車通信網絡(TrainCommunication Network，簡稱TCN)總線結構通信，包括：多功能車輛總線(MultifunctionVehicle Bus，簡稱MVB)，用于實現車輛內部通信及控制；絞線式列車總線(Wire TrainBus，簡稱WTB)，用于實現跨單元、跨編組的列車級通信及控制。制動系統是高速動車組安全級別最高的子系統。

但是，隨著高速動車組的技術發展以及應用數據量的增長，現有的TCN總線結構在結構的可靠性和傳輸效率等方面已不能滿足列車網絡控制系統與制動系統發展的需求。

發明內容

針對現有技術中的問題，本申請提出了一種列車安全控制系統和方法，能夠提高列車安全控制系統結構的可靠性，能夠提高列車控制的可靠性和效率，進而保證列車運行的安全性。

第一方面，本申請提供一種列車安全控制系統，包括：

多個車輛級控制模塊，其中，每個車輛級控制模塊包括：車輛級交換機，以及分別通過車輛級總線與該車輛級交換機連接的中央控制單元、輸入輸出單元、列車級以太網設備和制動系統；

相鄰的所述車輛級控制模塊各自包含的列車級以太網設備之間經由列車級總線連接；

所述車輛級交換機用于在接收到與其連接的制動系統發送的第一設備狀態數據時，將該第一設備狀態數據發送至對應的列車級以太網設備；

所述列車級以太網設備用于將所述第一設備狀態數據發送至除其自身所屬的車輛級控制模塊之外的其他各個車輛級控制模塊的制動系統；

各個所述制動系統均用于根據自身采集或接收到的所述第一設備狀態數據執行目標列車安全控制的過程。

進一步地，所述中央控制單元包括：第一中央處理器、輸入輸出板卡和第一以太網通信板卡，其中，該第一中央處理器、輸入輸出板卡和第一以太網通信板卡相互之間通信連接且集成設置；所述第一以太網通信板卡與所述車輛級交換機通信連接。

進一步地，所述列車級以太網設備包括：第二中央處理器、第二以太網通信板卡和以太網網關，其中，該第二中央處理器、第二以太網通信板卡和以太網網關相互之間通信連接且集成設置；所述第二以太網通信板卡與所述車輛級交換機通信連接，并且所述以太網網關與相鄰的車輛級控制模塊的以太網網關通信連接。

進一步地，所述輸入輸出單元包括：控制子單元和第三以太網通信板卡，其中，該控制子單元和第三以太網通信板卡相互之間通信連接且集成設置，所述控制子單元包括：第三中央處理器或單片機；所述第三以太網通信板卡與所述車輛級交換機通信連接。

進一步地，所述制動系統包括：多個制動控制單元；其中，在同一時間內僅有一個所述制動控制單元用于執行自身所屬的車輛級控制模塊對應的目標列車安全控制過程，即網段制動管理器；在各個車輛級控制模塊的網段制動管理器中包括用于執行各個車輛級控制模塊對應的目標列車安全控制過程的列車制動管理器；各個所述制動控制單元分別與自身所屬的車輛級控制模塊中的車輛級交換機通信連接。