列車內部網絡管理系統技術方案

提供了一種用于具有多至三個或更多列車單元的列車內部網絡管理系統。每個列車單元由兩個末端車廂及在末端車廂之間的零個或多個車廂構成。在每個末端車廂中的通信接口單元在其相關聯的列車單元內建立至少兩個分開的網絡。每個網絡連接至列車單元內的不同的節點，并且所耦合的列車單元的分開的網絡是交叉的。與每個末端車廂相關聯的網關鏈接耦合至列車的分開的列車單元的各自的網絡。網絡管理通過發送遍及網絡的全局設備發現消息和在每個列車單元內的不能穿透與該列車單元相關聯的網關的局部發現消息來確定網絡拓撲。局部發現消息解決了由全局消息造成的分歧。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及列車管理領域，具體地，涉及例如用于使用基于通信的列車控制器 (CBTC)操作的多單元列車的列車內部網絡管理系統。
技術介紹
現代運輸系統中的列車經常使用CBTC技術控制，其中，列車在寬頻無線網絡上以 點對點為基礎彼此通信。一個此類的示例性系統被Thales稱為Seltrac?。 每個列車由一個或多個列車單元或車輛組成，列車單元中的每一者通常包括兩個 或多個車廂。每個單元具有與其它列車通信且控制單元的操作的〇BCU(車載控制單元）。 每個列車單元內的每個車廂包含至少一個在單元內節點之間建立兩個出于冗余目的的單 獨的網絡的CIU(通信接口單元）。單獨的網絡被稱作左側和右側網絡（被認為是識別碼 (neuron ID))。這些網絡被配置以使在一個車廂中的特定節點被鏈接至另一車廂的特定節 點。例如，在圖1中，左側網絡在車廂Al和A2中分別鏈接節點2和4,而右側網絡在車廂 Al和A2中分別鏈接節點1和3。在列車單元2中的布置是類似的。節點6和8由左側網 絡鏈接且節點5和7由右側網絡鏈接。 盡管單元內的車廂一直作為單元來操作并且在系統的正常操作期間不被分開，在 操作員控制下，單元可以如所需要的耦合在一起以形成較長的列車。例如，在圖1中，兩個 列車單元（每一者由兩個車廂組成）被結合在一起以形成二車輛（四個車廂）列車。每個 列車單元中車廂的數目不重要。在示出的最后或末端車廂之間可以具有任意數目的中間車 廂。每一 CIU被連接至網關以用于外部通信。 當單元被鏈接在一起時，單個單元中的網絡被鏈接在一起以形成列車內部網絡。 每個單元中的網絡側交叉以確保列車中相同的網絡節點不管車輛的方向而彼此連接。這種 布置為僅由兩個列車單元組成的列車工作。例如，在圖1中，以下四個節點一直被連接： A1，車輛1中的右側節點（節點1) A2,車輛1中的右側節點（節點3) Al，車輛2中的左側節點（節點6) A2,車輛2中的左側節點（節點8) 在該系統中，每個CIU可以通過廣播全局設備發現消息來發現網絡拓撲。其被發 送至在網絡上的所有設備，這些設備相應地響應并且允許CIU建立使其到達需要通信的任 意設備的路由表。 然而，當三個或更多的列車單元被一前一后耦合時，這種系統并不工作，因為不同 列車單元中的特定相應的網絡設備被耦合至相同網絡側，相同網絡側造成的分歧將被更詳 細的解釋。因為CBTC系統不提供車載自動列車保護（ATP)，由三個或更多單元組成的列車 已經由人工程序來保護。車載ATP缺失增加了危險事件的可能性（如，碰撞）。
技術實現思路
根據本專利技術，提供了一種用于包括為了形成列車而耦合在一起的多至三個或多個 列車單元的列車的列車內部網絡管理系統，每個列車單元包括兩個末端車廂以及在所述末 端車廂之間的零個或多個中間車廂，列車內部通信系統，包括通信接口單元，該通信接口單 元在每個末端車廂內，被配置為在其相關聯的列車單元內建立至少兩個分開的網絡，其中 每個網絡連接至列車單元內的不同的節點，并且其中所耦合的列車單元的分開的網絡是交 叉的；以及網關，該網關與每個末端車廂相關聯，用于鏈接耦合至列車的分開的列車單元的 各自的網絡；以及其中網絡管理系統被配置為通過發送以下消息確定列車內的網絡拓撲： a)遍及網絡的全局設備發現消息；以及 b)在每個列車單元內的不能穿透與該列車單元相關聯的網關的局部發現消息。 局部發現消息可以由通信接口單元發送出并管理。 隨著子網掩碼設置為不允許其穿透網關的值，局部發現消息與全局發現消息類 似。這些消息解決了當超過兩個列車單元被耦合在一起時呈現在現有技術中的分歧。發現 消息優選為脈沖形式。 通過利用車載網絡網關設備在車輛之間路由網絡消息的優點，網絡管理軟件可以 為由多至三個列車單元構成的列車構造完整的路由表的集合。隨著完整的路由表被定義， OBCU可以確定列車的大小及其在列車內的位置。列車大小及其位置的認識使得OBCU提供 全部的車載自動列車保護。 在本專利技術的另一方面，提供了一種在包括為了形成列車而耦合在一起的多至三個 或更多列車單元的列車中管理網絡管理的方法，每個列車單元包括兩個末端車廂及在末端 車廂之間的零個或多個中間車廂，該方法包括在其相關聯的列車單元內建立至少兩個分開 的網絡，其中每個網絡連接至列車單元內的不同的節點，并且其中所耦合的列車單元的分 開的網絡是交叉的；以及通過發送以下消息確定列車內的網絡拓撲： a)遍及網絡的全局設備發現消息，及 b)在每個列車單元內的不能穿透與該列車單元相關聯的網關的局部發現消息。 在本專利技術的另一方面，提供了一種用于包括為了形成列車而耦合在一起的多至三 個列車單元的列車的列車內部網絡管理系統的通信接口單元，每個列車單元包括兩個末端 車廂及末端車廂之間的零個或多個中間車廂，其中通信接口單元被配置為在其相關聯的列 車單元內建立至少兩個分開的網絡，其中每個網絡連接至列車單元內的不同的節點，并且 其中所耦合的列車單元的分開的網絡是交叉的；以及其中通信接口單元被配置為通過發送 以下消息確定在列車內的網絡拓撲： a)遍及網絡的全局設備發現消息；以及 b)在每個列車單元內的不能穿透與該列車單元相關聯的網關的局部發現消息。【附圖說明】 現在將參考附圖僅以示例的方式詳細描述本專利技術，其中： 圖1是現有技術的列車內部通信系統圖示；以及 圖2是根據本專利技術實施方式的列車內部通信系統的圖示。【具體實施方式】 現在參考圖2,三個或多個列車單元10(也可以稱為車輛）被耦合在一起以形成列 車。每個列車單元或車輛包含控制列車單元的全部操作的OB⑶12。此外，每個車廂包含用 于管理列車內部網絡的CIU 14。CIU可以適當地為形成Seltrac?系統的一部分的Thales CIU。列車單元在正常操作期間形成整體單元并且在操作員的控制下不被分開。通過對比， 單獨的列車單元可以被列車員任意耦合和解耦合。這造成挑戰，因為每次列車配置被改變 時網絡必須重構自身。 除了描述的新的方面，網絡管理系統通常使用基于埃施朗公司（Echelon Corporation)開發的LonWorks?網絡技術的配置以傳統的方式進行操作。適合的CBTC系 統是上述提及的Seltrac?系統。 網絡拓撲是體系結構的重要部分，因為其許可OB⑶12經由節點屬性，即Al或A2 車廂、左側或右側網絡，來識別哪個CIU 14節點是相同列車單元的一部分。 由于必須規避的體系結構內的多種限制，為列車單元識別CIU的問題出現了。被 分配給列車單元的列車單元識別（ID)號碼不能被傳遞給所有的CIU，因為在CBTC系統中， 列車單元包括被連接至A2車廂的CIU而不是Al中的CIU的監控診斷系統（MD)。使用CBTC 網絡傳遞信息不是有效選擇。Al車廂需要列車單元ID找出其在哪個列車單元并且初始化 CBTC網絡。A2車廂需要初始化的CBTC網絡來向Al車廂發送列車單元的ID。 多個車廂列車的物理網絡拓撲組成依賴于車廂如何被連接而改變。而變化的拓撲 本身就是問題，諸如圖1中所示的一些拓撲由于屬性中的對稱性而不允許識別。 可行的物理網絡連通性解決方案需要滿足兩個規則。第一，網絡接線應當具有不 依賴物理列車互連的固定網絡拓撲。可能的物理列車互連為：A本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于包括為了形成列車而耦合在一起的多至三個或更多列車單元的列車的列車內部網絡管理系統，每個列車單元包括兩個末端車廂及在所述末端車廂之間的零個或多個中間車廂，所述列車內部通信系統包括：通信接口單元，該通信接口單元在每個末端車廂內，被配置為在其相關聯的列車單元內建立至少兩個分開的網絡，其中每個網絡連接至所述列車單元內的不同的節點，并且其中所耦合的列車單元的所述分開的網絡是交叉的；以及網關，該網關與每個末端車廂相關聯，用于鏈接耦合至列車的分開的列車單元的各自的網絡；以及其中所述網絡管理系統被配置為通過發送以下消息確定所述列車內的網絡拓撲：a)遍及所述網絡的全局設備發現消息，及b)在每個列車單元內的不能穿透與該列車單元相關聯的所述網關的局部發現消息。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：I·麥肯齊，
申請(專利權)人：泰雷茲加拿大公司，
類型：發明
國別省市：加拿大;CA