[发明专利]一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构及通信方法

说明书

技术领域

本发明属于列车网络通信技术领域，涉及一种通信网络架构，具体的说，涉及一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，及采用该架构的列车通信方法。

背景技术

列车通信网络可分为列车控制网络和列车服务网络。列车控制网络的主要功能是控制分散在列车各个车辆中的车载设备，使之协同工作、信息共享，实现车载设备的故障检测及维护；列车服务网络的主要功能是为列车相关工作人员及旅客提供信息服务、实现车地通信等功能。

现有技术中，列车通信网络存在以下问题：

(1)大部分列车控制网络和服务网络通常采用各自独立的网络架构；

(2)列车控制网络采用MVB、CAN、HDLC等控制总线，随着列车通信的数据量剧增，在实时性可以保证控制通讯，但无法满足大数据量的通讯；

(3)在提供WIFI无线上网服务的列车上，有采用控制网络和服务网络共网的方案，但由于缺少安全措施，没有保障列车网络通信安全的策略；

(4)在以太网应用轨道车辆通信网络架构设计中，双绞线的传输距离、传输质量成为方案的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足，提供一种数据传输安全级别高，列车控制网络和服务网络共网的传输的网络架构。

本发明的技术方案是：一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，包括可信网络和不可信网络；可信网络包括设置在每辆车内的可信车辆级网元，头车和尾车中，除可信车辆级网元外，还分别设置有可信列车级网元；不可信网络包括分别设置在头车和尾车中的不可信列车级网元；一个可信列车级网元与一个不可信列车级网元经安全网关通信，多个安全网关互为冗余。例如：可信网络中，头车中的可信列车级网元经主安全网关与头车中的不可信网络列车级网元通信；可信网络中，尾车中的可信列车级网元经辅安全网关与尾车中的不可信网络列车级网元通信。主安全网关和辅安全网关互为冗余，正常情况下，头尾车可信列车级网元经主安全网关与不可信列车级网元通信，当主安全网关所在通信线路发生故障的情况下，启动尾车和辅安全网关的通信线路。

优选的是：可信网络中，每辆车内均设置有至少一个可信车辆级网元，形成可信车辆级网元组，头车中的可信列车级网元和尾车中的可信列车级网元的两端互连，形成可信环网架构；每辆车内的可信车辆级网元组均分别与头车中的可信列车级网元和尾车中的可信列车级网元通信；不可信网络中，头车中的不可信列车级网元和尾车中的不可信列车级网元两端互连，形成不可信环网架构。

更进一步的：一般车辆级网元组包括两个可信车辆级网元：可信车辆级网元I和可信车辆级网元II，两个可信车辆级网元互连，且每辆车内的可信车辆级网元I均与头车中的可信列车级网元相连，每辆车内的可信车辆级网元II均与尾车中的可信列车级网元相连。

优选的是：可信网络中，每辆车内均设置有至少一个可信车辆级网元和一个可信列车级网元，构成可信网元组，每辆车内的可信网元组顺次串联，形成可信线性网络架构；不可信网络中，除头车和尾车外，每辆车内也分别设置有不可信列车级网元，由头车到尾车，不可信列车级网元依次相连，形成不可信线性网络架构。或每辆车上的不可信列车级网元顺次首尾相连，形成不可信环形网络架构。

更进一步的：可信网络中，每辆车内设置有一个可信车辆级网元和两个可信列车级网元，顺次首尾相连，形成车辆内的环形网络结构。

更进一步的：除头车和尾车外，任一车辆内的可信列车级网元均可与不可信列车级网元通过安全网关通信，增强网络的冗余性。

优选的是：可信列车级网元、不可信列车级网元的通信端口均为光口，头车中可信列车级网元与尾车中可信列车级网元间的连接介质为光缆；头车中不可信列车级网元与尾车中不可信列车级网元间的连接介质为光缆。除采用光缆外，也可以采用其他的通信线缆。

列车控制、服务共网的宽带通信网络架构进行数据通信的方法，将列车控制网络和服务网络分为可信网络和不可信网络，包括可信网络内通信方法、可信网络与不可信网络的通信方法：

可信网络内传输的数据包括列车控制网络中的控制数据、监视数据及诊断信息数据，还包括列车服务网络中的旅客信息数据及视频信息数据；为不同数据设置不同优先级，控制数据、监视数据及诊断信息数据类过程数据的优先级高于旅客信息数据及视频信息数据的优先级，传输数据自动缓存，根据优先级高低传输；