[发明专利]适用于轨道车辆的列车宽带通信网络架构

说明书

技术领域

本发明涉及一种列车通信网络架构，具体的说，涉及一种适用于轨道车辆的列车宽带通信网络架构。

背景技术

列车网络控制系统是高速列车、机车、客车、城市轨道交通车辆核心系统之一，被称为列车的“神经系统”，其主要功能是实现整车的控制、状态监视、故障诊断和监视。列车信息服务系统也是高速列车、机车、城市轨道车辆的重要系统之一，主要用于提供在途服务与运营管理服务。而列车宽带通信网络则是列车网络控制系统和列车信息服务系统的列车数据传输载体，因此列车宽带通信网络的实现是列车网络控制系统和列车信息服务系统的实现基础。

网络架构设计是列车宽带通信网络的实现基础，决定着列车网络的拓扑结构、设备组成及各设备的功能定义与性能要求。现有的列车通信网络架构通常采用计算机控制、计算机网络、通信以及信息处理技术与列车级网元、车辆级网元以及其它列车设备相连，完成对列车运行的控制、监视和诊断的任务，现有列车控制网络的通信网络架构全部采用窄带宽总线(如MV为1.5M bit/s)，缺点是带宽低，很难承载大信息量的诊断，更无法控制和信息服务的一体化业务。本发明主要是针对列车网络控制和服务系统提出列车宽带通信网络架构，弥补国内列车控制和信息服务网络采用的宽带通信总线的空白，解决网络总线控制协调能力差问题，即当列车级网络出现故障时，列车级网元不能及时自动重联或自动将此链路上的数据分配到级联的其它链路上，或网元发生掉电或故障时，不能确保列车级总线的贯通，导致交通瘫痪，影响列车系统运行的安全性和可靠性。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于轨道车辆的列车宽带通信网络架构，可满足列车数据实时传输，且动态识别列车编组，提高了列车系统运行的安全性和可靠性。

本发明的技术方案是：一种适用于轨道车辆的列车宽带通信网络架构，其特征在于：该网络架构主要包括列车级网络和车辆级网络两级总线架构，所述列车级网络采用宽带网络总线贯穿全列车厢，线性连接列车级网元，用于实现列车级网元与列车级网元之间的通讯；所述车辆级网络采用宽带网络总线，该宽带网络总线连接列车级网元和车辆级网元，用于实现列车级网元与车辆级网元之间、车辆级网元与车辆级网元之间的通讯，及实现车辆内车辆级网元与具备宽带网络总线接口的车辆级设备间通信；所述的车辆级设备的IP地址与车辆级设备所在车厢的序号对应。

优选的是，该网络架构还包括设备级网络，设备级网络通过网关接入车辆级网元，用于将不具备网络总线接口的车辆级设备接入车辆级网络，实现与车辆级网络之间的通讯。

优选的是，所述列车级网络总线采用的宽带网络总线的传输速率大于100Mbit/s。

优选的是，所述车辆级网络总线采用的宽带网络总线的传输速率大于100Mbit/s。

优选的是，所述列车级网元采用级联总线连接在一起，且将列车级网络的通信端口进行端口聚合，实现列车级网络的多条宽带网络总线复合。

优选的是，所述列车级网元设有列车/车辆两级网络地址转换模块，实现将与不同车辆级网元相连的相同类型的车辆级设备具备相同的网络配置。

优选的是，所述列车级网元设有设备寻址模块，用于实现车厢内/间报文转发功能。

优选的是，所述列车级网元设有掉电保护模块，用于在掉电或故障时通信端口旁路电路保持列车级总线的贯通。

优选的是，所述车辆级网络总线为星形或环形或梯形拓扑。

本发明与现有技术相比的有益效果为：

该网络架构是针对列车控制与信息服务网络提出的一种宽带通信网络架构，该网络架构主要包括列车级网络总线和车辆级网络总线两级总线架构，列车级网络采用宽带网络总线贯穿全列车厢，线性连接列车级网元，用于实现列车级网元与列车级网元之间的通讯；车辆级网络采用宽带网络总线，用于实现列车级网元与车辆级网元之间、车辆级网元与车辆级网元之间的通讯，及实现车辆内车辆级网元与具备宽带网络总线接口的车辆级设备间通信；该网络架构还可包括设备级网络总线，设备级网络总线采用除宽带网络总线之外的其它网络总线，例如MVB车辆总线或CAN车辆总线，与不具有宽带接口的设备相连，通过与车辆级网元相连的网关实现协议转换，实现与车辆级网络的通信。