网络拓扑结构、轨道车辆、数据传输方法、装置及介质制造方法及图纸

本申请公开了一种网络拓扑结构、轨道车辆、数据传输方法、装置及介质，涉及列车网络通信技术领域，用于实现列车数据的通信，针对目前的列车通信网络稳定性欠缺的问题，提供了一种网络拓扑结构，通过冗余设置的ETBN和ECNN，使得当任意节点出现故障时可由其他节点承担起数据通信的任务。并且，ETBN设置在骨干网头车处，车辆编组内ECNN环网连接，使得ETBN可以省去线缆，复用现有的电钩实现连接，当ETBN出现故障时，也可以方便地通过改变电钩的连接关系实现至少修复一条ETB网络，进一步的保障了列车的数据通信。列车的数据通信。列车的数据通信。

【技术实现步骤摘要】
网络拓扑结构、轨道车辆、数据传输方法、装置及介质


[0001]本申请涉及列车网络通信
，特别是涉及一种网络拓扑结构、轨道车辆、数据传输方法、装置及介质。

技术介绍

[0002]如今，列车的通信网络拓扑结构主要由列车级的以太列车骨干网(Ethernet Train Backbone，ETB)和车辆级的以太网通讯网络(Ethernet Consist Network ECN)两部分构成的双层结构，ETB主要负责列车级数据的传输，工作在OSI模型中的L3层，也即网络层，用于实现两个网段之间的数据通信。ECN工作在L2层，也即数据链路层，实现交换机的功能。
[0003]OSI模型：这个模型把网络通信的工作分为7层，分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
[0004]目前的网络拓扑结构通常为单编组车辆内的数据传输主要由ECN实现，而对于列车与列车之间的数据通信则由ETB实现。若ECN和ETB中的任意节点也即以太网列车骨干网节点(Ethernet Train Backbone Node，ETBN)或以太网编组网节点(Ethernet Consist Net Node，ECNN)出现故障，都会影响该网络拓扑数据传输的稳定性，甚至导致某些节点之间无法实现数据传输。
[0005]所以，现在本领域的技术人员亟需要一种网络拓扑结构，解决目前的列车通信网络稳定性不强，在节点出现故障时容易导致列车中部分通信线路不可用，从而影响乘客的乘坐体验甚至是列车的正常运行的问题。
专利技术内容
[0006]本申请的目的是提供一种网络拓扑结构、轨道车辆、数据传输方法、装置及介质，解决目前的列车通信网络稳定性不强，在节点出现故障时容易导致列车中部分通信线路不可用，从而影响乘客的乘坐体验甚至是列车的正常运行的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本申请提供一种网络拓扑结构，包括：
[0008]各列车编组的骨干网头车设置有至少两个ETBN，与其他列车编组的骨干网头车的ETBN通信连接，用于建立至少两条相互独立的ETB网络；
[0009]列车的各车厢设置有至少两个ECNN，分别连接对应于不同ETB网络的ETBN和当前车厢终端子设备的不同网口；且同一列车编组的ECNN之间为环网拓扑结构，组成ECN环网。
[0010]优选的，ETBN和ECNN支持TSN协议。
[0011]优选的，各骨干网头车中的ETBN为两个，各车厢中的ECNN为两个。
[0012]为解决上述技术问题，本申请还提供一种轨道车辆，包括上述的网络拓扑结构。
[0013]为解决上述技术问题，本申请还提供一种数据传输方法，应用于各列车编组的骨干网头车设置有至少两个ETBN，与其他列车编组的骨干网头车的ETBN通信连接，用于建立至少两条相互独立的ETB网络；列车的各车厢设置有至少两个ECNN，分别连接对应于不同
ETB网络的ETBN和当前车厢终端子设备的不同网口；且同一列车编组的ECNN之间为环网拓扑结构，组成ECN环网的网络拓扑结构，包括：
[0014]当列车为单编组列车时，通过ECN环网进行数据传输；
[0015]当列车为重联列车时，各骨干网头车通过其中的各ETBN同时进行列车级的数据传输，各车厢通过ECN环网进行车辆级的数据传输。
[0016]优选的，ETBN和ECNN支持TSN协议，本方法还包括：
[0017]获取由终端子设备发送的列车数据后，根据列车数据的重要性和优先级将其分为TSN数据和非TSN数据；其中，TSN数据为基于TSN协议进行传输的数据。
[0018]优选的，还包括：
[0019]当通过ECN环网进行数据传输时，若传输路径上的任意ECNN出现故障，则通过环网协议重新确定新的传输路径进行数据传输。
[0020]优选的，还包括：
[0021]针对每一骨干网头车，选取各ETBN的其中一个为主ETBN，其余ETBN为备ETBN；
[0022]其中，主ETBN用于传输TSN数据和非TSN数据，备ETBN用于传输TSN数据。
[0023]优选的，还包括：
[0024]选取任意两个ETBN的时钟分别作为所有ETBN的主时钟和备时钟。
[0025]优选的，选取任意两个ETBN的时钟分别作为所有ETBN的主时钟和备时钟包括：
[0026]所选取的两个ETBN不位于同一ETB网络。
[0027]优选的，还包括：
[0028]选取任意两个ECNN的时钟分别作为所有ECNN的主时钟和备时钟。
[0029]优选的，ETBN和ECNN时钟域的时钟同步。
[0030]为解决上述技术问题，本申请还提供一种数据传输装置，包括：
[0031]存储器，用于存储计算机程序；
[0032]处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的数据传输方法的步骤。
[0033]为解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的数据传输方法的步骤。
[0034]本申请提供的一种网络拓扑结构，通过在每辆骨干网头车处设置多个独立、冗余的ETBN，使得在进行车辆级的数据传输时，至少存在两个相互冗余的ETB网络，任意ETB网络出现故障时可以通过其他ETB网络进行车辆级的数据传输。另外，每一车厢处设置的ECNN也至少为两个，分别连接于对应不同ETB网络的ETBN，且每一列车编组的ECNN之间为环网结构，相当于每一列车编组内，形成了至少两层通信平面，分别对应着不同的ETB网络，车辆级的通信数据可同时在多个不同通信平面内进行通信，形成冗余。而当任意ECNN或单条线路出现故障时，都可以通过环网结构中的其他ECNN以新的传输路径进行数据传输，进一步保证了列车数据传输的稳定性和可靠性。
[0035]而基于上述的ECN环网，同一车辆编组内的数据可以任意传输，也就无需为每个车厢都设置ETBN，ETBN只用传输不同车辆编组之间的列车级数据。又因为在实际实施中，重联列车也即各骨干网头车在处于重联模式时，会通过电钩进行数据传输以实现统一控制，所以在重联模式下，各骨干网头车的ETBN已经通过电钩建立通信连接，无需额外的线缆，而在
列车为单编组的情况时，通过ECN环网即可实现整车的数据传输，ETBN无需激活也就无需连接线缆，节省了成本。另外，基于上述的网络拓扑结构，不同ETB网络之间可以通过环网拓扑结构的ECNN间接实现通信，也即不同骨干网头车的ETBN之间可以形成不同的ETB网络，但ETBN之间没有明确的对应连接关系，某一ETB网络也不是由固定的几个BTEN形成的。在这种结构下，ETBN之间可以任意交叉连接，当原本不同的通信平面都有一个ETBN出现故障时，若出现故障的ETBN不都为同一骨干网头车上的ETBN，则可通过改变ETBN之间的连接关系，使得至少一个ETB网络由非故障的ETBN组成，也即可以保证正常的数据传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种网络拓扑结构，其特征在于，包括：各列车编组的骨干网头车设置有至少两个ETBN，与其他列车编组的所述骨干网头车的所述ETBN通信连接，用于建立至少两条相互独立的ETB网络；所述列车的各车厢设置有至少两个ECNN，分别连接对应于不同所述ETB网络的所述ETBN和当前车厢终端子设备的不同网口；且同一所述列车编组的所述ECNN之间为环网拓扑结构，组成ECN环网。2.根据权利要求1所述的网络拓扑结构，其特征在于，所述ETBN和所述ECNN支持TSN协议。3.根据权利要求1所述的网络拓扑结构，其特征在于，各所述骨干网头车中的所述ETBN为两个，各所述车厢中的所述ECNN为两个。4.一种轨道车辆，其特征在于，包括权利要求1至3任意一项所述的网络拓扑结构。5.一种数据传输方法，其特征在于，应用于各列车编组的骨干网头车设置有至少两个ETBN，与其他列车编组的所述骨干网头车的所述ETBN通信连接，用于建立至少两条相互独立的ETB网络；所述列车的各车厢设置有至少两个ECNN，分别连接对应于不同所述ETB网络的所述ETBN和当前车厢终端子设备的不同网口；且同一所述列车编组的所述ECNN之间为环网拓扑结构，组成ECN环网的网络拓扑结构，包括：当列车为单编组列车时，通过ECN环网进行数据传输；当列车为重联列车时，各骨干网头车通过其中的各ETBN同时进行列车级的数据传输，各车厢通过所述ECN环网进行车辆级的数据传输。6.根据权利要求5所述的数据传输方法，其特征在于，所述ETBN和所述ECNN支持TSN协议，本方法还包括：获取由终端子设备发送的列车数据后，根据所述列车数据的重要性和优先级将其分为TSN...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国栋，崔玉龙，石艳红，刘汉，张善秋，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：