基于软、硬件融合的列车网络控制系统及融合方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于软、硬件融合的列车网络控制系统与融合方法，系统包括CPU板卡、MVB主卡、WTB板卡、总线背板；所述CPU板卡为主控板卡，通过所述总线背板同时与所述MVB主卡、WTB板卡连接，同时运行有MVB进程与WTB进程，所述MVB进程与WTB进程通过共享内存进行数据交互；所述MVB主卡用于MVB总线的网络管理和MVB数据通信功能；所述WTB板卡用于WTB总线的网络管理和WTB数据通信功能。本发明专利技术的列车网络控制系统，将中央控制单元和网关融合，MVB进程与WTB进程共享CPU，精简了网络系统结构，减少了设备之间的通信节点，实时性更强。同时，MVB进程与WTB进程通过共享内存进行信息交互，大大减少了数据传输时间，实时性更强。

【技术实现步骤摘要】
基于软、硬件融合的列车网络控制系统及融合方法
本专利技术属于TCN列车通信网络
，尤其涉及一种基于软、硬件融合的列车网络控制系统及融合方法。
技术介绍
列车通信网络TCN定义了两级分层结构,分别对应为绞线式列车总线WTB和多功能车辆总线MVB。其中，中央控制单元和网关为现有列车控制网络中两个相互独立的核心系统部件，中央控制单元主要负责列车网络控制系统的MVB总线管理、逻辑控制、监视和故障诊断的功能，中央控制单元通过车辆总线和本牵引单元子系统进行通信，实现对MVB车载子系统的控制和诊断。网关采用MVB和WTB两种类型的总线形式实现列车信息的跨编组传输，负责MVB总线和WTB总线的通信协议数据转换和网络路由功能，具有WTB总线管理能力，能够实现列车网络的自动编组，具有自诊断和面向用户的下载配置和网络监视功能。但在现有列车网络控制系统中，中央控制单元和网关为两个独立工作的设备，造成设计结构复杂，设备间的通信节点多，存在通信故障率增大的隐患。同时，在现有列车网络控制系统中，中央控制单元和网关通过MVB总线进行车辆关键控制信息和状态信息交互本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于，包括CPU板卡、MVB主卡、WTB板卡、总线背板；/n所述CPU板卡为主控板卡，通过所述总线背板同时与所述MVB主卡、WTB板卡连接，同时运行有MVB进程与WTB进程，所述MVB进程与WTB进程通过共享内存进行数据交互；/n所述MVB主卡用于MVB总线的网络管理和MVB数据通信功能；/n所述WTB板卡用于WTB总线的网络管理和WTB数据通信功能；/n所述总线背板用于CPU板卡与MVB主卡、WTB板卡之间的数据访问及数据交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于，包括CPU板卡、MVB主卡、WTB板卡、总线背板；
所述CPU板卡为主控板卡，通过所述总线背板同时与所述MVB主卡、WTB板卡连接，同时运行有MVB进程与WTB进程，所述MVB进程与WTB进程通过共享内存进行数据交互；
所述MVB主卡用于MVB总线的网络管理和MVB数据通信功能；
所述WTB板卡用于WTB总线的网络管理和WTB数据通信功能；
所述总线背板用于CPU板卡与MVB主卡、WTB板卡之间的数据访问及数据交互。


2.根据权利要求1所述的基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于，所述CPU板卡、MVB主卡、WTB板卡分别包括2个互为冗余设计的板卡，各CPU板卡通过总线背板同时与每一MVB主卡、WTB板卡连接。


3.根据权利要求1所述的基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于，系统还包括电源板卡，所述电源板卡通过总线背板为所述CPU板卡、MVB主卡、WTB板卡供电。


4.根据权利要求1-3任一项所述的基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于：
所述MVB进程包括MVB共享内存数据处理与分配模块，所述MVB共享内存数据处理与分配模块读取共享内存访问互斥锁后，并将接收到的WTB进程发送的共享内存数据关联到对应的MVB端口数据中并进行MVB端口数据发送与接收，并将接收的MVB端口数据关联到对应的共享内存数据后，发送共享内存数据至WTB进程；
所述WTB进程包括WTB共享内存数据处理与分配模块，所述WTB共享内存数据处理与分配模块读取共享内存访问互斥锁后，将WTB数据关联到对应的共享内存数据中，并发送共享内存数据至MVB进程；同时接收MVB进程发送的共享内存数据，将接收到的共享内存数据关联到对应的WTB数据中。


5.根据权利要求4所述的基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于，所述MVB进程还包括MVB数据收发模块、任务调度模块；
所述MVB数据收发模块负责根据预定的数据轮询周期接收本地牵引单元的MVB数据和发送CPU逻辑处理的MVB数据，用于本地牵引单元数据信息的交互；
所述任务调度模块负责不同任务的周期调度执行，用于CPU内部不同任务之间的协同工作。


6.根据权利要求4所述的基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于，所述MVB进程还包括服务程序模块、监控程序模块、故障诊断模块；
所述服务程序模块负责对外提供变量监控服务，用于外部变量监控软件对协议变量变化进行实时监控；
所述监控程序模块负责监控列车网络控制系统各进程的工作状态；
所述故障诊断模块负责列车故障数据诊断以及列车网络控制系统各板卡故障诊断。


7.根据权利要求4所述的基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于，所述MVB进程还包括主冗余控制模块；所述主冗余控制模块负责列车网络控制系统的冗余工作模式，用于判断当前CPU板卡及与该CPU板卡通信的各板卡的激活状态。


8.根据权利要求7所述的基于软、硬件融合的列车网络控制系统，其特征在于，所述WTB进程还包括WTB冗余控制模块；所述WTB冗余控制模块负责接收所述主冗余控制模块的冗余控制信号，根据冗余控制信号的激活和冗余指令，控制WTB板卡的工作状态。...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，王凯，刘鹏，田学文，高会永，任晓坤，刘明希，田宗举，王海臻，鲍文学，刘成瑞，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37