[發明專利]一種列車多網融合網絡控制系統和控制方法

在審

• 申請號: 202110974853.5
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113839988A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 程靜;雷志波;劉曦;彭滟麟;陳亮;唐湘越
• 申請（專利權）人: 成都市新筑路橋機械股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L1/22;H04L12/24;B61L23/00;B61C17/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 陳法君

本發明公開了一種列車多網融合網絡控制系統和控制方法，多網融合網絡控制系統包括：列車級和車輛級網絡，兩種網絡均使用以太網通信方式，核心設備以及通信網絡具備冗余。網絡控制方法包括：VOBC向CCU發送控制指令，兩個CCU工作在冗余模式下，VCU通過兩條獨立網絡實現冗余，采用合理的控制方法確保冗余的正常切換。本發明的增益效果包括克服了現有網絡控制技術不適用于全自動駕駛列車問題，提供了一種信號傳輸數據量大，實時性強，冗余合理并且工作穩定可靠的多網融合網絡控制系統和控制方法。

技術領域

本發明屬于軌道交通車輛控制技術領域，尤其涉及一種列車多網融合網絡控制系統和控制方法。

背景技術

目前全自動駕駛列車系統處于起步階段，其網絡控制系統主要采用單軌、地鐵等車輛現有技術，大多采用WTB、MVB、CANopen等總線，存在數據傳輸量小，信號傳輸時延大，融合度低，可靠性低以及安全性低等問題。

如何設計出合理的網絡控制系統和控制方法，解決現有技術存在的數據傳輸量小，信號傳輸時延大，融合度低，可靠性低以及安全性低等問題，以滿足全自動駕駛列車的需求，是目前領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于，為克服現有技術缺陷，提供了一種列車多網融合網絡控制系統和控制方法，解決了現有技術存在的數據傳輸量小，信號傳輸時延大，融合度低，可靠性低以及安全性低等問題。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

一方面，本發明公開了一種列車多網融合網絡控制系統，所述多網融合網絡控制系統包括列車級網絡控制系統和車輛級網絡控制系統，所述列車級網絡系統包括設置列車頭尾部的兩套中央控制單元CCU、車載信號控制器VOBC、車地通信系統以及乘客信息系統PIS，所述中央控制單元CCU通過以太網骨干節點ETBN分別與車載信號控制器VOBC、車地通信系統以及乘客信息系統PIS進行數據通信，兩中央控制單元CCU熱備冗余；所述車輛級網絡控制系統包括兩層網絡控制結構，第一層網絡控制結構包括中央控制單元CCU、車輛控制單元VCU和各節車輛的子系統，其中所述中央控制單元CCU與車輛控制單元VCU通信，所述中央控制單元CCU與各節車輛的子系統通信，第二層網絡控制結構包括車輛控制單元VCU與各節車輛的子系統，所述車輛控制單元VCU與各節車輛的子系統通信。

根據一個優選的實施方式，所述以太網骨干節點ETBN被配置為以太網環網結構。

根據一個優選的實施方式，所述以太網骨干節點ETBN包括但不限于使用三層交換機，三層交換機將待通信設備劃分不同的VLAN，各VLAN設備間經過以太網骨干節點ETBN進行三層轉發實現通信。

根據一個優選的實施方式，所述第二層網絡控制結構中，車輛控制單元VCU通過以太網編組網節點ECNN將各節車輛的子系統設備的數據進行轉發。

根據一個優選的實施方式，所述以太網編組網節點ECNN不限于使用網管型交換機構建。

根據一個優選的實施方式，各節列車的子系統包括但不限于牽引系統、RIOM、輔助系統、懸浮系統、冷卻系統、空調系統、門系統。

根據一個優選的實施方式，所述車載信號控制器VOBC包括列車自動運行系統ATO和列車自動保護裝置ATP。

另一方面，本發明還公開了一種列車多網融合網絡的控制方法，采用如前述的列車多網融合網絡控制系統執行如下控制方法：所述車載信號控制器VOBC向中央控制單元CCU發送控制指令，兩個中央控制單元CCU接收控制指令，且兩個中央控制單元CCU工作于冗余模式下，并將兩個中央控制單元CCU中的一個配置為主要控制單元另一個配置為次要控制單元，各節車輛設有兩個車輛控制單元VCU，且所述兩個車輛控制單元VCU分別經網絡與兩個中央控制單元CCU通信，并基于主要控制單元的指令完成各節列車子系統的控制。