[發明專利]基于以太網的列車網絡控制系統

有效

• 申請號: 202010582344.3
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111891181B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 劉可安;尚敬;徐紹龍;唐軍;熊艷;黃赫;王雨;許清;劉順進;蔣國濤
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 徐偉

本發明提供了一種基于以太網的列車網絡控制系統，包括由ECN節點組成的編組網，其中每個車輛包括分屬不同網段的兩個ECN節點，編組內各車輛的第一ECN節點組成第一ECN網絡以及第二ECN節點組成第二ECN網絡，該第一ECN網絡和該第二ECN網絡皆包括冗余的通信鏈路，車輛內的至少一個終端設備包括兩個以太網接口以同時連接至所在車輛的第一和第二ECN節點。

技術領域

本發明涉及基于以太網的列車網絡通信技術，尤其涉及一種基于以太網的列車網絡控制系統。

背景技術

隨著列車的車載功能日趨豐富，現代列車對通信網絡平臺的標準化、信息化和智能化提出了更高要求。國際電工委員會(IEC)頒布了IEC-61375-2(列車級網絡)和IEC-61375-3(車輛級網絡)的系列標準，從而形成了列車通信網絡(TCN)的標準體系。應用最為廣泛的TCN網絡技術是WTB(Wire Tran Bus，絞線列車總線)和MVB(Multifunction VehicleBus，多功能車輛總線)網絡。

傳統的MVB、WTB等總線的帶寬已經不能滿足列車網絡通信的需求，隨著工業以太網的逐漸普及，由以太網組成的列車級網絡和車輛級網絡應用愈趨廣泛。但是，基于以太網的列車通信網絡不僅需要解決傳輸帶寬問題，還要解決以太網固有的冗余度不足、冗余切換的實時性低、數據傳輸的確定性低等問題。

目前常用車載網絡控制系統編組網采用百兆編組網節點(ECNN)組建環網，可以解決部分編組網傳輸鏈路冗余，存在ECNN設備損壞、線路損壞影響正常功能的情況。

本領域需要改善的以太網列車網絡控制系統以提高列車數據傳輸的可靠性及安全性、數據確定性。

發明內容

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。

根據本發明的一方面，提供了一種基于以太網的列車網絡控制系統，其特征在于，包括由ECN節點組成的編組網，其中每個車輛包括分屬不同網段的兩個ECN節點，編組內各車輛的第一ECN節點組成第一ECN網絡以及第二ECN節點組成第二ECN網絡，該第一ECN網絡和該第二ECN網絡皆包括冗余的通信鏈路，車輛內的至少一個終端設備包括兩個以太網接口以同時連接至所在車輛的第一和第二ECN節點。

在一實例中，該第一ECN網絡和該第二ECN網絡中的一者配置為傳輸控制數據的控制鏈路，另一者配置為傳輸控制數據和多媒體數據的融合鏈路，以實現控制數據的冗余備份。

在一實例中，該至少一個終端設備響應于控制鏈路報文正常采用該控制鏈路實現控制數據的通信。

在一實例中，該至少一個終端設備響應于控制鏈路報文異常且融合鏈路報文正常采用該融合鏈路實現控制數據的通信。

在一實例中，該控制鏈路和該融合鏈路采用分時復用調度策略實施數據傳輸。

在一實例中，該第一ECN網絡為第一ECN環網以及該第二ECN網絡為第二ECN環網。

在一實例中，該第一ECN環網和該第二ECN環網中的每個ECN節點配置為監測兩個方向上的收發數據幀，響應于故障ECN節點檢測到鏈路異常，則上報故障信息至所在ECN環網的當前主ECN節點以執行環網鏈路方向切換。

在一實例中，該故障ECN節點將異常鏈路置為斷路，當前主ECN節點將虛連的備用鏈路切換為正常鏈路，以切換環網的鏈路方向。

在一實例中，該故障ECN節點持續監測該異常鏈路的狀態，響應于該異常鏈路的狀態轉為正常達到預設時間，該異常鏈路被切換為虛連的備用鏈路。