[发明专利]基于MVB与以太网的车辆网冗余系统及网关切换方法

说明书

本发明公开了一种基于MVB与以太网的车辆网冗余系统及网关切换方法，所述系统包括：车辆级网络，其网络拓扑结构为采用多功能车辆总线MVB和以太网冗余配置的双网冗余网络；中央控制单元，其包括至少两个以太网网关模块，与列车级网络和所述车辆级网络连接，根据MVB与以太网的网络通信质量与状态，结合MVB与以太网网络中主/从设备的设定策略，确保所述双网冗余网络中参与双网通信的网关主设备为同一设备；多个车辆级终端设备，其通过MVB和/或以太网的通信接口连接至所述车辆级网络。本发明能够提高车辆网的冗余度，提升网络控制系统的可靠性与可用性。

技术领域

本发明涉及电力机车控制技术领域，尤其涉及一种基于MVB与以太网的车辆网冗余系统以及网关冗余切换过程中的主/从设定方法。

背景技术

目前交流传动机车主流车载网络控制系统一般采用单一的列车通信网络TCN二级总线式网络，即列车级采用绞线式列车总线WTB，车辆级采用多功能车辆总线MVB，中央控制单元CCU采用冗余(主/从)配置结构。正常工作时，只有CCU主设备进行数据的发送与接收，CCU从设备只接收数据，不发送数据。当MVB网络通信中断时，或者MVB 主/从设定存在问题时，会导致列车无法运行。

现有技术中没有涉及此类问题的解决方案，因此，为了解决上面的问题，提高车辆网的冗余度，提升网络控制系统的可靠性与可用性，需要提供一种新的传动机车车载网络控制机制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够提高车辆网的冗余度，提升网络控制系统的可靠性与可用性的应用于传动机车车载网络的车辆网冗余系统及其网关切换方法。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种基于MVB与以太网的车辆网冗余系统，所述系统包括：车辆级网络，其网络拓扑结构为采用多功能车辆总线 MVB和以太网冗余配置的双网冗余网络；中央控制单元，其包括至少两个以太网网关模块，与列车级网络和所述车辆级网络连接，根据MVB与以太网的网络通信质量与状态，结合MVB与以太网网络中主/从设备的设定策略，确保所述双网冗余网络中参与双网通信的网关主设备为同一设备；多个车辆级终端设备，其通过MVB和/或以太网的通信接口连接至所述车辆级网络。

优选地，在所述中央控制单元包括两个以太网网关模块时，所述中央控制单元进一步执行如下步骤：根据MVB主/从设备的设定策略，进行MVB主设备的初始设置；检测预先设定的优先网络，若优先网络为以太网，则根据以太网网络中主/从设备的设定策略完成以太网的网关主设备的设定，并进行MVB主/从设备的二次设定，使得MVB主设备与以太网的网关主设备一致；分别判定各终端设备的以太网通信状况，如果该终端设备的以太网通信正常，则仅发送以太网数据；如果该终端设备的以太网通信故障，则仅发送MVB数据。

优选地，所述中央控制单元进一步执行如下步骤：在检测预先设定的优先网络为MVB时，则检测MVB是否发生异常，若未发生异常，则根据初始设置的MVB主设备设定以太网的网关主设备，使得MVB主设备与以太网的网关主设备一致；分别判定各终端设备的MVB通信状况，如果该终端设备的MVB通信正常，则仅发送MVB数据；如果该终端设备的MVB通信故障，则仅发送以太网数据。

优选地，所述中央控制单元进一步执行如下步骤：在检测预先设定的优先网络为MVB，且MVB发生异常时，则根据以太网网络中主/从设备的设定策略完成以太网主设备的重新设定，并仅发送以太网数据，当检测到MVB恢复正常并保持一段时间后，重新检测预先设定的优先网络。

优选地，MVB异常情况包括如下至少一种情况：设定时间内MVB的主/从设备来回切换；MVB从设备状态字中读取的MVB的A/B线均为BAD；通过以太网通信端口发现MVB主/从设备的标识异常。

优选地，MVB主/从设备的设定策略包括根据以太网网关模块的上电顺序，将先上电的以太网网关模块作为主设备；以太网网络中主/从设备的设定策略包括比较通过以太网端口互传的以太网网关模块的属性标识信息的大小，将数值小的以太网网关模块作为网关主设备。