[发明专利]一种基于通信冗余的不对称分区实时以太网列车网络系统

说明书

本发明公开一种基于通信冗余的不对称分区实时以太网列车网络系统。在该架构中，一条以太网环网用作纯控制数据传输（简称A网），一条以太网环网用作控制数据与维护数据的传输（简称B网），A网与B网结合终端设备的双归属技术实现控制数据传输的双路冗余，B网额外承担维护数据的传输及与外部第三方接口的功能，另外在B网的对外边界设置防火墙实现以太网网络安全防护。该架构实现了终端设备和列车总线的双重冗余，无需使用特定功能交换机，具有普适性，且在不会增加总线节点交换机数量。功能区域的划分也充分考虑了开放网络的安全性问题，在物理链路上保留了一条纯粹的控制功能通道。

技术领域

本发明属于城轨交通网络领域，具体涉及一种基于通信冗余的不对称分区实时以太网列车网络系统。

背景技术

随着城轨交通的高速发展，从提高总线传输速率、应用现代化网络技术等方面进行考虑，TCMS系统完成了从CAN总线到MVB总线再到以太网的升级，在总线介质和架构方式上，速率的升级也意味着更开放的网络架构。

对于车辆制造商及城市轨道交通运营方而言，如何提高以太网总线的可靠性、冗余性和安全性成为在应用新技术的同时需要考虑的焦点问题。

在标准单环网网络架构的实时以太网控车项目中，单环网架构中仅能容忍一处断点故障，且维护与控制网络的合用一条对外接口，对于列车网络的可用性、冗余性及安全性考虑欠缺。

如图1~图5所示，现有IEC61375标准中定义了5种以太网总线的典型拓扑架构：在线型拓扑和环形拓扑中对于终端设备的通讯链路无冗余；在双归线型拓扑和双归环形拓扑中，网络可用性一般，列车总线仅允许单链路失效，多条链路失效或者多个交换机失效会导致网络故障无法恢复；在梯形拓扑中，需要交换机支持特定的协议(如DHP等)才能组成梯形网络，不具备普适性。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种基于通信冗余的不对称分区实时以太网列车网络系统。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种基于通信冗余的不对称分区实时以太网列车网络系统，包含数据传输环网、数据维护环网、子系统设备和列车网络设备，所述列车网络设备和子系统设备的一端通过车载以太网交换机接入数据传输环网，列车网络设备和子系统设备的另一端通过车载以太网交换机接入数据维护环网。

优选地，所述数据传输环网和数据维护环网为1000M以太网。

优选地，所述数据传输环网和数据维护环网设有至少两个车辆控制单元，实现热备冗余。

优选地，所述子系统设备和列车网络设备通过以太网线接入车辆控制单元。

优选地，所述网络设有独立的数据记录仪，通过以太网线接入数据维护环网。

优选地，所述数据传输环网预留RS485接口。

优选地，所述数据维护环网设有防火墙，还设有与防火墙连接的乘客信息系统、第三方无线网络系统和以太网维护接口。

采用上述技术方案带来的有益效果：

在该架构中，一条以太网环网用作纯控制数据传输（简称A网），一条以太网环网用作控制数据与维护数据的传输（简称B网），A网与B网结合终端设备的双归属技术实现控制数据传输的双路冗余，B网额外承担维护数据的传输及与外部第三方接口的功能，另外在B网的对外边界设置防火墙实现以太网网络安全防护。对比标准中定义的几类以太网总线方式，该架构实现了终端设备和列车总线的双重冗余，无需使用特定功能交换机，具有普适性，且在不会增加总线节点交换机数量。功能区域的划分也充分考虑了开放网络的安全性问题，在物理链路上保留了一条纯粹的控制功能通道。

附图说明

图1是线型拓扑架构图；

图2是环网拓扑架构图；

图3是双归线型拓扑机构图；