用于从铁路车辆中的现场总线访问数据的电缆组件制造技术

电缆组件(1)，用于为数据采集系统(2)提供在铁路车辆(10)的现场总线(3)上传递的数据消息(300)，所述电缆组件(1)包括：‑数据监听器(101)，其适于监听在所述现场总线(3)上传递的所述数据消息(300)；‑数据发送器(102)，其适于将所述数据消息(300)发送至所述数据采集系统(2)；‑隔离模块(103)，其适于将所述数据发送器(102)与所述数据监听器(101)电隔离以及将所述数据发送器与所述现场总线(3)电隔离，从而将所述数据采集系统(2)与所述现场总线(3)电隔离，使得所述数据采集系统(2)被所述隔离模块(103)限制为仅监听在所述现场总线(3)上传递的所述数据消息(300)。

Cable assembly for accessing data from Fieldbus in railway vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从铁路车辆中的现场总线访问数据的电缆组件
本专利技术总体上涉及对铁路车辆上车载的铁道资产和部件的远程和故障安全监控以及诊断。
技术介绍
铁道在为世界各地的运输创造可持续发展的未来中发挥着重要作用。铁道运输可以帮助应付气候变化、应对道路拥堵、为国家创造经济增长、促进该国的(再)工业化、并为公民提供流动。铁路车辆是铁道和运输系统中的必不可少的项目，但它也是最复杂的项目之一。术语铁路车辆是指在铁道上行驶的任何车辆。它通常包括动力车辆和无动力车辆，例如火车头、有轨车辆、车厢和货车。从走行装置(runninggear)到强度和耐用性、驱动器、制动器、调节和控制系统、再到防火和职业健康与安全，铁路车辆的所有与安全相关的功能必须始终处于完整的工作状态。如今，定期计划对铁道资产和铁路车辆的部件的性能进行监控，以检测和/或预见每个铁道资产和/或部件的可能的失灵和/或故障。例如，由铁路车辆上车载的铁路车辆的处理员单独地和独立地检测每个铁道资产或部件的每个缺陷、损坏或故障。每次确认故障或一系列故障时，都会将铁路车辆带到车间进行深度检查和诊断以及维修。因此，监控和/或诊断车载铁道资产和铁路车辆的部件的性能需要全年在整个铁路车辆上进行临时而重复的固定。带来铁路车辆以进行诊断和维修会增加铁路车辆的停机时间，这在铁道车队的管理方面非常不便。铁道车队管理的另一个问题是操作者和维护者面临着巨大的数据复杂性：每个火车头或有轨车辆包含一套不同的车载设备，这些车载设备可以分别与为铁道车队开发的不同的现场总线通信协议兼容，例如与也称为MVB的多功能车辆总线(MultifunctionVehicleBus)、或也称为FIP的工厂仪表协议(FactoryInstrumentationProtocol)、或过程现场总线(Profibus)、或也称为CAN的控制器区域网络(ControllerAreaNetwork)兼容。另外，车载设备组从一种火车头或有轨车辆到另一种火车头或有轨车辆各不相同。例如，来自Alstom的火车头Prima包括工厂仪表协议总线(也称为FIP总线)和电池，而来自Stadler的Euro4000火车头包括EMD发动机、电池、EM2000和燃料传感器。因此，如今在从铁路车辆访问数据方面仍然存在若干挑战。操作者和维护者依靠多个诊断PC以及专家的可用性来对铁路车辆进行维护。每台诊断PC都具备专业知识，并且适用于监控和诊断火车头或有轨车辆上车载的一个部件。换句话说，对于火车头或有轨车辆中的每种类型的部件，对应不同的诊断PC。这增加了从铁路车辆上车载的设备访问数据的复杂性。此外，这会导致在每台诊断PC上创建本地的且不完整的数据库，这些数据库随后需要由操作者和维护者手动导出，例如经由USB记忆棒等。因此，有关火车头或有轨车辆的状态的详细而可靠的知识首先并不广泛，并且无法共享。因此，无法从铁路车辆访问数据，并且通常为时已晚。实际上，在故障已经发生之后才计划进行专家干预以诊断组件故障的原因。这与对火车头或有轨车辆的驾驶员的实时支持的实现是不相符的。如今，从铁路车辆访问数据还引发了安全隐患。包括铁路车辆的整个系统必须满足按照国家和国际标准和指令的安全要求。由操作者和维护者使用的诊断PC和USB记忆棒对铁路车辆系统构成入侵，并威胁到铁路车辆的安全的完整性。实际上，运行开发用于测试和诊断铁路车辆中的原始设备的软件可以重置装置所耦接的现场总线的配置。因此存在如下风险：从铁路车辆访问数据危及火车头或有轨车辆的安全。本专利技术的目的是公开一种电缆组件，其克服了现有解决方案的上述缺点。更具体地，本专利技术的目的是公开一种电缆组件，其允许安全地从铁路车辆访问数据以远程监控和诊断在铁路车辆上车载的装置的性能，从而使铁路车辆的停机时间最小化。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，以上定义的目的是通过一种电缆组件来实现的，该电缆组件用于向数据采集系统提供在铁路车辆的现场总线上传递的数据消息，该电缆组件包括：-适于监听在现场总线上传递的数据消息的数据监听器；-适于将数据消息发送到数据采集系统的数据发送器；以及-隔离模块，适于将数据发送器与数据监听器电隔离以及将数据发送器与现场总线电隔离，从而将数据采集系统与现场总线电隔离，使得数据采集系统被隔离模块限制为仅监听在现场总线上传递的数据消息。根据本专利技术的电缆组件插入在：铁路车辆上车载的一个或更多个铁道资产或部件，与也在铁路车辆上车载的数据采集系统之间。换句话说，电缆组件被引入在列车车载的一个或更多个设备与列车之间的铁路车辆上，以便隐蔽地监听在将多个设备耦接至铁路车辆的现场总线上传递的通信。在铁路车辆上车载的电缆组件的安装很容易，因为电缆组件包括连接器，该连接器必须被简单地插入到现场总线或设备上。根据本专利技术的电缆组件没有带宽限制或数据下采样，并且电缆组件的连接器的尺寸保持较短，以最小化电缆组件对数据消息的传播时间的影响。电缆组件的隔离模块将数据发送器分别与数据监听器电隔离以及将数据发送器与现场总线电隔离。然后，根据本专利技术的电缆组件在总线上是完全无源的，并且收集在现场总线上传递的数据消息的电子副本，而不会干扰在现场总线上传递的数据消息。换句话说，根据本专利技术的电缆组件在现场总线上以非侵入方式收集在现场总线上传递的数据消息的电子副本，而不会影响在现场总线上传递的原始数据消息，也不会影响现场总线本身的特性或配置。然后，电缆组件例如通过高速数据链路将监听的数据消息传输到数据采集系统。例如，高速数据链路是1.5MbpsRS-485。可替代地，电缆组件经由以太网将所监听到的传输到数据采集系统。数据采集系统无法经由电缆组件在现场总线上写入命令和/或发送数据消息。因此，根据本专利技术的电缆组件保护现场总线以及耦接的铁道资产和设备免受在数据采集系统侧可能发生的潜在短路、过电压、引脚反转等的影响。电缆组件还符合按照国家和国际标准以及指令的安全要求。换句话说，根据本专利技术的电缆组件的隔离模块防止数据发送器在现场总线上写入命令和/或向现场总线发送或传输数据消息或任何其他类型的消息。因此，根据本专利技术的电缆组件的隔离模块防止数据采集系统在现场总线上写入命令和/或向现场总线发送或传输数据消息或任何其他类型的消息。根据本专利技术的电缆组件仅拦截在现场总线上传递的数据消息，而不会干扰现场总线，并且不会修改被拦截的数据消息或在现场总线上传递的数据消息。换句话说，通过根据本专利技术的电缆组件从现场总线读取的数据消息不会在现场总线上受到干扰。这样，通过现场总线传输的数据消息的完整性得以保留。根据本专利技术的电缆组件的隔离模块允许数据采集系统读取在现场总线上传递的数据消息，而不会干扰现场总线，并且不会修改数据消息。换句话说，根据本专利技术的电缆组件的隔离模块允许数据采集系统从现场总线接收数据消息，而不会干扰在现场总线上传递的数据消息，并且不会修改在现场总线上传递的数据消息。换句话说，根据本专利技术的电缆组件的隔离模块允许数据采集系统监控来自现场总线的数据消息，而不会干扰在现场总线上传递的数据消息，并且不会修改在现场总线上传递的数据消息。换句话说，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆组件(1)，所述电缆组件用于为数据采集系统(2)提供在铁路车辆(10)的现场总线(3)上传递的数据消息(300)，所述电缆组件(1)包括：/n-数据监听器(101)，所述数据监听器适于监听在所述现场总线(3)上传递的所述数据消息(300)；/n-数据发送器(102)，所述数据发送器适于将所述数据消息(300)发送至所述数据采集系统(2)；以及/n-隔离模块(103)，所述隔离模块适于将所述数据发送器(102)与所述数据监听器(101)电隔离以及将所述数据发送器与所述现场总线(3)电隔离，从而将所述数据采集系统(2)与所述现场总线(3)电隔离，使得所述数据采集系统(2)被所述隔离模块(103)限制为仅监听在所述现场总线(3)上传递的所述数据消息(300)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170808 EP 17185376.51.一种电缆组件(1)，所述电缆组件用于为数据采集系统(2)提供在铁路车辆(10)的现场总线(3)上传递的数据消息(300)，所述电缆组件(1)包括：
-数据监听器(101)，所述数据监听器适于监听在所述现场总线(3)上传递的所述数据消息(300)；
-数据发送器(102)，所述数据发送器适于将所述数据消息(300)发送至所述数据采集系统(2)；以及
-隔离模块(103)，所述隔离模块适于将所述数据发送器(102)与所述数据监听器(101)电隔离以及将所述数据发送器与所述现场总线(3)电隔离，从而将所述数据采集系统(2)与所述现场总线(3)电隔离，使得所述数据采集系统(2)被所述隔离模块(103)限制为仅监听在所述现场总线(3)上传递的所述数据消息(300)。


2.根据权利要求1所述的电缆组件(1)，其中，所述隔离模块(103)还适于将所述数据发送器(102)与所述数据监听器(101)电隔离以及将所述数据发送器与所述现场总线(3)电隔离，使得所述隔离模块(103)防止所述数据发送器(102)向所述现场总线(3)发送消息，从而防止所述数据采集系统(2)向所述现场总线(3)发送消息。


3.根据前述权利要求中的任一项所述的电缆组件(1)，其中，所述现场总线(3)是包括以下协议中的一者的多功能车辆总线和/或车辆现场总线：
-工厂仪表协议或FIP或WorldFIP；
-Profibus；
-Profinet；
-LonWorks；
-控制器区域网络或CANopen；
-SAEJ1708；
-SAEJ1939；
-MODBUS；
-绞线式列车总线或WTB。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的电缆组件(1)，其中，所述隔离模块(103)电插入在所述数据监听器(101)与所述数据发送器(102)之间，从而将所述数据发送器(102)与所述数据监听器(101)电隔离以及将所述数据发送器与所述现场总线(3)电隔离。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的电缆组件(1)，其中，所述电缆组件(1)还适于隐蔽地监听在所述现场总线(3)上传递的所述数据消息(300)，从而允许所述数据消息(300)在所述现场总线(3)上传递。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的电缆组件(1)，其中：

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯亨利·穆塞特，
申请(专利权)人：莱尔诺瓦公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE