列车级控制单元VCU-M、列车网络控制系统及VCU-M的运行方法技术方案

本申请公开了一种列车级控制单元VCU‑M、列车网络控制系统及VCU‑M的运行方法，该VCU‑M包括：第一ETBN板卡，分别与控制器以及设置于除所述VCU‑M所处列车外其他列车中的第二ETBN板卡连接，用于编组以太网；获取第二ETBN板卡的拓扑信息；向控制器发送组网完成信号；控制器，用于接收组网完成信号；从第一ETBN板卡获取待控制设备的拓扑信息；根据待控制设备的拓扑信息生成控制信号；向待控制设备发送控制信号。本申请可以提升列车自适应编组以太网络的能力。

Train Level Control Unit VCU-M, Train Network Control System and Operation Method of VCU-M

This application discloses a method of operation of train level control unit VCU_M, train network control system and VCU_M. The VCU_M includes: the first ETBN board, which is connected with the controller and the second ETBN board installed in trains other than the train in which the VCU_M is located, for the formation of ethernet; obtaining the topological information of the second ETBN board; sending the networking completion letter to the controller. No. 1; Controller, used to receive network completion signal; get the topology information of the equipment to be controlled from the first ETBN board; generate control signals according to the topology information of the equipment to be controlled; send control signals to the equipment to be controlled. This application can improve the ability of train self-adaptive marshalling Ethernet network.

【技术实现步骤摘要】
列车级控制单元VCU-M、列车网络控制系统及VCU-M的运行方法
本申请涉及列车网络
，尤其涉及一种列车级控制单元VCU-M、列车网络控制系统及VCU-M的运行方法。
技术介绍
本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。随着列车网络技术的快速发展，以太网技术应用于列车网络已逐步成为一种发展趋势。当前列车为了响应列车运营需要，会根据载客情况调整列车的长度，以减少列车的能耗，提高运行效率。当列车的长度调整时，由每节列车的终端设备组网而成的以太网势必要重新进行组网，这就对当前列车上安装的网络控制系统的自适应编组以太网络的能力提出了更高要求，而当前的列车网络控制系统距离上述要求还存在一定差距。
技术实现思路
本申请实施例提供一种列车级控制单元VCU-M，用以自适应编组以太网络，提升列车自适应编组以太网络的能力。该VCU-M包括：第一列车级以太网板卡节点(EthemetTrainBusNod，ETBN)板卡，分别与控制器以及设置于除所述VCU-M所处列车外其他列车中的第二ETBN板卡连接，用于编组以太网；获取第二ETBN板卡的拓扑信息；向控制器发送组网完成信号；控制器，用于接收组网完成信号；从第一ETBN板卡获取待控制设备的拓扑信息；根据待控制设备的拓扑信息生成控制信号；向待控制设备发送控制信号。本申请实施例还提供一种列车网络控制系统，用以自适应编组以太网络，提升列车自适应编组以太网络的能力。该系统包括VCU-M，还包括：第二以太网通讯网络(EthernetConsistNetwork，ECN)交换机，分别与第二ETBN板卡及网络控制系统子设备连接，用于接收待控制设备发送的运行状态变更信号，向第二ETBN板卡转发所述变更信号，其中，网络控制系统子设备包括待控制设备；第二ETBN板卡，用于向第一ETBN板卡转发所述变更信号；第一ETBN板卡，用于根据所述变更信号确定待控制设备的拓扑信息；向第一ECN交换机发送所述变更信号以及待控制设备的拓扑信息；列车实时数据协议(TrainReal-timeDataProtocol，TRDP)板卡，还用于接收第一ECN交换机发送的所述变更信号以及待控制设备的拓扑信息；向控制器发送按照TRDP协议解析所述变更信号以及待控制设备的拓扑信息得到的数据内容；控制器，用于根据变更信号以及待控制设备的拓扑信息的数据内容生成控制信号；向第一ETBN板卡发送控制信号，以供第一ETBN板卡向待控制设备所在列车的第二ETBN板卡发送控制信号。本申请实施例还提供一种应用于列车网络控制系统的运行方法，用以自适应编组以太网络，提升列车自适应编组以太网络的能力。该方法包括：第一ETBN板卡编组以太网；获取设置于每节列车中的第二ETBN板卡的拓扑信息；向控制器发送组网完成信号；控制器接收组网完成信号；控制器从第一ETBN板卡获取待控制设备的拓扑信息；根据待控制设备的拓扑信息生成控制信号；向待控制设备发送控制信号。本申请实施例中，在VCU-M中设置ETBN板卡，利用ETBN板卡自动编组以太网，并获取每节列车中设置的ETBN板卡的拓扑信息，这样控制器就可以根据ETBN板卡获取的拓扑信息生成控制信号来控制待控制设备。这样在列车长度发生变化时，也能够自动组网以太网，实现对待控制设备的控制，提升了列车自适应编组以太网络的能力。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本申请实施例提供的一种列车网络控制系统的结构图；图2为本申请实施例提供的一种VCU-M的结构图；图3为本申请实施例提供的一种VCU-M的运行方法的流程图；图4为本申请实施例提供的一种控制器工作过程的示意图；图5为本申请实施例提供的一种列车网络控制系统中以太网接口接线的示意图；图6为本申请实施例提供的一种列车网络控制系统中电源接口接线的示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本申请实施例做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。本申请实施例提供一种列车级控制单元VCU-M，如图1所示，该VCU-M集成在机箱中，包括第一ETBN板卡和控制器。其中，第一ETBN板卡，分别与控制器以及设置于除所述VCU-M所处列车外其他列车中的第二ETBN板卡连接，用于编组以太网；获取第二ETBN板卡的拓扑信息；向控制器发送组网完成信号。拓扑信息包括第二ETBN板卡所在的列车的节数，如第2节列车、第6节列车等。ETBN板卡依据IEC61375标准通信协议完成列车以太网网络拓扑的组网功能，实现列车以太网总线的双向数据传输。第一ETBN板卡占用机箱中的3个标准槽位，尺寸一般为3U，12HP。其中，机箱采用标准化机箱设计，其尺寸可以为3U，84HP。可选的，为了便于机箱中的第一ETBN板卡编组以太网，机箱通常设置在端车中，即列车司机所驾驶的列车头中，这样机箱的位置不需因列车长度的改变而发生变化。列车的长度调整，即增加或减少列车的节数后，原有列车组成的以太网的拓扑结构被破坏，此时列车网络控制系统中的第一ETBN板卡与第二ETBN板卡配合编组新的以太网，之后获取第二ETBN板卡的拓扑信息，完成以太网组网。可选的，第一ETBN板卡可通过全列贯穿的以太网总线接口连接每节列车中的第二ETBN板卡。控制器，用于接收组网完成信号；从第一ETBN板卡获取待控制设备的拓扑信息；根据待控制设备的拓扑信息生成控制信号；向待控制设备发送控制信号。控制器作为中央处理器，主要负责列车网络控制系统的所有软件和硬件资源的调度和通信。控制器采用紧凑型外围组件互连(CompactPeripheralComponentInterconnect，CPCI)的架构，通过PCI总线和ISA总线与其他设备进行数据交互。控制器占用机箱中的2个标准槽位，其尺寸可以为3U，8HP。可选的，VCU-M还包括第一ECN交换机和TRDP板卡。其中，第一ECN交换机，分别与第一ETBN板卡和TRDP板卡连接，用于接收第一ETBN板卡发送的组网完成信号和/或待控制设备的拓扑信息，向TRDP板卡转发所述组网完成信号和/或待控制设备的拓扑信息。TRDP板卡，通过CPCI总线与控制器连接，用于根据TRDP协议解析组网完成信号和/或待控制设备的拓扑信息，得到组网完成信号和/或待控制设备的拓扑信息的数据内容；向控制器发送数据内容。ECN交换机是一种传输带宽为100Mbps的快速以太网交换机，其面板具备20个以太网接口M12，可与其他网络控制系统子设备连接。在接收到其他网络控制系统子设备发送的通信请求后，ECN交换机可根据网络控制系统子设备请求的目的地址进行定向的数据转发。如果目的地址属于该节列车内部，则由ECN交换机处理；如果目的地址对应的列车与网络控制系统子设备所属的列车不同，则ECN交换机向ETBN板卡转发通信请求，由ETBN板卡进行一节列车本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种列车级控制单元VCU‑M，其特征在于，所述VCU‑M包括：第一列车级以太网板卡节点ETBN板卡，分别与控制器以及设置于除所述VCU‑M所处列车外其他列车中的第二ETBN板卡连接，用于编组以太网；获取第二ETBN板卡的拓扑信息；向控制器发送组网完成信号；控制器，用于接收组网完成信号；从第一ETBN板卡获取待控制设备的拓扑信息；根据待控制设备的拓扑信息生成控制信号；向待控制设备发送控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种列车级控制单元VCU-M，其特征在于，所述VCU-M包括：第一列车级以太网板卡节点ETBN板卡，分别与控制器以及设置于除所述VCU-M所处列车外其他列车中的第二ETBN板卡连接，用于编组以太网；获取第二ETBN板卡的拓扑信息；向控制器发送组网完成信号；控制器，用于接收组网完成信号；从第一ETBN板卡获取待控制设备的拓扑信息；根据待控制设备的拓扑信息生成控制信号；向待控制设备发送控制信号。2.根据权利要求1所述的VCU-M，其特征在于，所述VCU-M还包括：第一以太网通讯网络ECN交换机，分别与第一ETBN板卡和TRDP板卡连接，用于接收第一ETBN板卡发送的组网完成信号和/或待控制设备的拓扑信息，向TRDP板卡转发所述组网完成信号和/或待控制设备的拓扑信息；列车实时数据协议TRDP板卡，通过CPCI总线与控制器连接，用于根据TRDP协议解析组网完成信号和/或待控制设备的拓扑信息，得到组网完成信号和/或待控制设备的拓扑信息的数据内容；向控制器发送数据内容。3.根据权利要求2所述的VCU-M，其特征在于，所述VCU-M还包括：第一供电电源，与控制器、TRDP板卡、第一ECN交换机和第一ETBN板卡连接，用于供电。4.一种列车网络控制系统，其特征在于，包括如权利要求1至3所述的VCU-M，所述系统还包括：第二ECN交换机，分别与第二ETBN板卡及网络控制系统子设备连接，用于接收待控制设备发送的运行状态变更信号，向第二ETBN板卡转发所述变更信号，其中，网络控制系统子设备包括待控制设备；第二ETBN板卡，用于向第一ETBN板卡转发所述变更信号；第一ETBN板卡，用于根据所述变更信号确定待控制设备的拓扑信息；向第一ECN交换机发送所述变更信号以及待控制设备的拓扑信息；TRDP板卡，还用于接收第一ECN交换机发送的所述变更信号以及待控制设备的拓扑信息；向控制器发送按照TRDP协议解析所述变更信号以及待控制设备的拓扑信息得到的数据内容；控制器，用于根据变更信号以及待控制设备的拓扑信息的数据内容生成控制信号；向待控制设备发送控制信号。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，第一ETBN板卡，用于接收控制器发送的控制信号；判断控制信号中的待控制设备的拓扑信息与第一ETBN板卡所在列车的拓扑信息是否相同；如果相同，则向第一ECN交换机发送控制信号，以供第一ECN交换机向待控制设备转发控制信号；如果...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘勇卓，黄志平，李元轩，王隆龙，张波，陆阳，赵红卫，高枫，张顺广，邵军，张岩，
申请(专利权)人：中国铁路总公司，中国铁道科学研究院集团有限公司，北京纵横机电技术开发公司，中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11