[发明专利]一种列车通信网络拓扑生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域的一种网络拓扑图形化显示方法，尤其是涉及一种应用于列车网络管理系统中的网络拓扑图形化自动生成方法，广泛应用于包括机车车辆和城市轨道交通车辆在内的列车网络配置与管理。

背景技术

在列车网络管理系统中，为了方便的进行网络数据配置，更直观的、形象的反映出网络拓扑连接情况，必然要在人机交互界面显示网络拓扑图。国际电联IEC制定的TCN（TCN-Train Communication Network 列车通信网络，是在列车分布式控制系统之上发展起来的列车控制、诊断信息数据通信网络）列车通信网络标准IEC61375-1：1999规定列车通信网络采用两级：列车级和车辆级。列车级总线采用绞线式WTB（WTB-Wire Trainer Bus绞线式列车总线，用于列车级的通信）总线，车辆级总线采用多功能车辆总线MVB（MVB-Multifunction Vehicle Bus多功能车辆总线，用于连接车辆内的通信控制和过程控制）。列车总线用于连接各个车辆，可用于列车级的通信控制、过程控制；车辆总线用于连接车辆内的通信控制和过程控制。WTB总线和MVB总线可以通过网关进行数据的相互转发。

目前，关于网络拓扑图形化显示方法主要有以下几种：

一种是使用固定的网络拓扑，即将网络拓扑图固化在系统中。如果网络结构一旦发生变化，那么网络拓扑图形化显示的程序也要跟着变，对于网络拓扑结构不发生变化的情况，是一个很好的解决方案，但事实是，大多数网络拓扑情况都是不时变化的，如果采用这种方法，必然会要修改程序以适应新的情况，而这个工作必须由专业技术人员才能完成，这样降低了效率，延长了产品开发周期，提高了成本。

一种是手动生成，即在网络拓扑图生成过程中有人的参与。这种情况，一般的实现方式是先生成一个基础图，由操作人员在这个基础图上进行操作，从而形成最终的拓扑图。这种方式相对第一种要灵活，能够适用一定应用领域内的网络结构变化。但提供的基础图一般都确定了大致的拓扑结构，因此还是有一定的局限性。

还有一种就是自动生成，即由系统根据网络拓扑信息自动生成网络拓扑图，当网络拓扑结构发生变化时，系统可以根据新的网络拓扑信息生成新的网络拓扑图，这样可以增加系统的普适性和实现操作的简单化。一般的实现方式是将网络中的节点分为根节点和叶节点，网络拓扑图的生成以圆为基础并辐射扩展，根节点平均分布在基础圆上，叶节点平均分布于以相连根节点为圆心的扇弧上。这种网络拓扑生成方法能够适用动态网络的拓扑显示，但对于列车网络拓扑的表示不是很适用。

对于列车网络拓扑目前更多的是采用第一种方法，即将网络拓扑固化在程序中，目前显示器中的网络拓扑程序就是这样做的。如果网络结构一旦发生变更，那么就必须更改程序，这样势必增加成本，降低了开发效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车通信网络拓扑生成方法，该方法能够更加直观、形象地反映出网络拓扑的连接情况，并由计算机软件自动实现网络拓扑图的更新，减少了人为操作，使得网络数据的配置过程更加方便。

本发明具体提供了一种列车通信网络拓扑生成方法的具体实施方式，一种列车通信网络拓扑生成方法，包括以下步骤：

S101：进行节点分类与编号，节点包括列车编组节点，网关节点，非网关网络设备节点，网关节点和列车编组节点为一一对应的关系，列车编组节点与非网关网络设备节点为一对多的关系；

S102：进行各个节点的生成，先生成第一个列车编组节点，再生成该列车编组对应的网关节点，然后再逐个生成该列车编组对应的非网关网络设备节点，接着按照深度优先顺序依次生成剩下的所有节点；

S103: 计算各个节点的位置和大小；

S104：根据步骤S103的计算结果，将各个节点移动到相应的位置；

S105: 根据步骤S103的计算结果，在相应的位置生成连接；

S106: 当网络结构发生变化时，重复步骤S101-S105，重新生成网络拓扑图。

按照深度优先顺序的生成过程是首先生成第一个列车编组节点，再生成该列车编组对应的网关节点，然后再逐个生成该列车编组对应的非网关网络设备节点。按照这个方法接着生成剩下的所有节点。即沿着树的深度遍历树的节点，尽可能深的搜索树的分支。当节点v的所有边都己被探寻过，搜索将回溯到发现节点v的那条边的起始节点。这一过程一直进行到已发现从源节点可达的所有节点为止。如果还存在未被发现的节点，则选择其中一个作为源节点并重复以上过程，整个进程反复进行直到所有节点都被访问为止。