一种应用于列车网络控制方法及网络控制装置

技术领域

本发明涉及列车技术领域，尤其涉及一种应用于列车的网络控制方法及网络控制装置。

背景技术

现有技术的列车网络系统采用列车通信网络(Train Communication Network，TCN)拓扑结构进行列车牵引单元之间的通讯控制。一旦TCN的传输出现网关设备网络通讯断开的情况，那么列车的牵引单元之间的网络通信也相应地断开，给列车的安全运行带来重大的危害影响。因此，现有技术中列车网络通信方式存在通信方式单一、不可靠的缺陷。

发明内容

本申请提供一种应用于列车的网络控制方法及网络控制装置，使列车的网络通信更加安全可靠。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供了一种应用于列车的网络控制方法，上述列车配置有相互冗余的至少两路第一类通信网络以及相互冗余的至少两路第二类通信网络；其中，上述网络控制方法包括：

监测上述列车的控车网络是否异常，其中，上述控车网络为上述列车控车时所用的网络，上述控车网络为上述第一类通信网络或上述第二类通信网络；

当上述控车网络异常时，基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常。

基于本申请第一方面，在第一种可能实现的方式中，在初始化上述列车的控车网络时，将上述控车网络初始化为任一路第一类通信网络。

基于本申请第一方面或第一方面第一种可能实现方式，在第二种可能实现的方式中，上述列车还配置有网络切换控件，上述网络切换控件提供手动选定控制网络的功能；

当上述网络切换控件被触发时，将上述控车网络切换为本次基于上述网络切换控件选定的通信网络。

基于本申请第一方面或第一方面第一种可能实现方式，在第二种可能实现的方式中，上述基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常具体为：

优先将上述控车网络切换为与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络；

若与上述控车网络相互冗余的各路通信网络均异常，则将上述控车网络切换为另一类通信网络。

本申请第二方面提供一种应用于列车的网络控制装置，上述列车配置有相互冗余的至少两路第一类通信网络以及相互冗余的至少两路第二类通信网络；其中，上述网络控制装置包括：

监测模块，用于监测上述列车的控车网络是否异常，其中，上述控车网络为上述列车控车时所用的网络，上述控车网络为第一类通信网络或第二类通信网络；

网络切换模块，用于当上述控车网络异常时，基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常。

基于本申请第二方面，在第一种可能实现方式中，上述网络控制装置还包括：

初始化模块，用于在初始化上述列车的控车网络时，将上述控车网络初始化为任一路第一类通信网络。

基于本申请第二方面以及第二方面第一种可能实现方式，在第二种可能实现方式中，上述列车还配置有网络切换控件，上述网络切换控件提供手动选定控制网络的功能；

上述网络切换模块还用于：当上述网络切换控件被触发时，将上述控车网络切换为本次基于上述网络切换控件选定的通信网络。

基于本申请第二方面以及第二方面第一种可能实现方式，在第三种可能实现方式中，上述网络切换模块具体用于：当上述控车网络异常时，优先将上述控车网络切换为与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络；若与上述控车网络相互冗余的各路通信网络均异常，则将上述控车网络切换为另一类通信网络。

本申请第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，上述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述第一方面或第一方面的任一可能实现方式中的方法步骤。

本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现前述第一方面或第一方面的任一可能实现方式中的方法步骤。

由上可见，本申请通过在列车上配置有相互冗余的至少两路第一类通信网络以及相互冗余的至少两路第二类通信网络；监测列车的控车网络是否异常，其中，控车网络为列车控车时所用的网络，控车网络为第一类通信网络或第二类通信网络；当控车网络异常时，基于控车网络的类型，将控车网络切换为另一类通信网络或与控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至列车的控车网络正常。本申请通过设置双网络类型以及在每种网络类型下设置多路网络链路，在列车发生通信故障时，能够基于控制逻辑自动切换到可以正常通信的网络类型中相应的网络链路，从而使列车的网络通信更加安全可靠。

附图说明

为了清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种应用于列车的网络控制方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的列车双类型网络拓扑控制结构示意图。

图3为本申请实施例提供的一种网络切换示意图。

图4为本申请实施例提供的网络切换示意图。

图5为本申请实施例提供的一种应用于列车的网络控制装置的结构图。

图6为本申请实施例提供的一种计算机设备结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其它情况下，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

下面以实施例一对本申请提供的一种应用于列车的网络控制方法进行描述，其中，上述列车配置有相互冗余的至少两路第一类通信网络以及相互冗余的至少两路第二类通信网络；上述网络控制方法包括：

步骤11、监测列车的控车网络是否异常；

其中，控车网络为列车控车时所用的网络，控车网络为第一类通信网络或第二类通信网络；

在一种具体的应用场景中，以时速250公里复兴号车组采用以太网和TCN双网络列车控制系统为例。如图2所示，上述第一类通信网络为以太网，上述第二类通信网络为TCN。上述以太网采用车辆级总线(Ethernet Consist，ECN)以及列车级总线(Ethernet TrainBackbone，ETB)进行列车组单元之间的网路通信；上述TCN利用车辆级总线(MultifunctionVehicle Bus，MVB)以及列车级总线(Wire Train Bus，WTB)进行列车组单元之间的网路通信；其中，上述列车组包括两个牵引单元，每个牵引单元由4辆车组成。上述以太网分别在列车的第一牵引单元(1至4车)以及列车的第二牵引单元(5至8车)设置两路相互冗余的通信网络链路；上述TCN分别在列车的第一牵引单元以及列车的第二牵引单元设置两路相互冗余的通信网络链路。

上述以太网列车控制网络在1车、8车安装列车级编网组交换机(Ethernet TrainBackbone Net，ETBN)，用于上述牵引单元之间和列车重联的数据传输；每节车厢装有以太网交换机，用于ETB和ECN总线之间的连接，从而进行数据传输。

上述TCN列车控制网络在1车、8车安装列车级网关(Wire Train Bus Gateway,WTBGW)，用于牵引单元之间和列车重联的数据传输；牵引单元内数据通过MVB总线进行传输，每节车厢装有中继器(RP repeater,REP)，上述REP用于MVB总线之间的连接，进行数据传输。

步骤12、当上述控车网络异常时，基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常。

在一种应用场景中，所述网络控制方法还包括：在初始化上述列车的控车网络时，将上述控车网络初始化为任一路第一类通信网络。

在另一种应用场景中，上述列车还配置有网络切换控件，其中，上述网络切换控件提供手动选定控制网络的功能；上述网络控制方法还包括：当上述网络切换控件被触发时，将上述控车网络切换为本次基于上述网络切换控件选定的通信网络。具体的，以上述时速250公里复兴号车组采用以太网和TCN双网络列车控制系统为例，上述网络切换控件可通过在列车控制界面设置网络切换按钮执行上述网络切换控件的切换功能，若列车控制人员按下切换按钮，则在显示界面上显示“TCN”和“以太网”两个选项。上述列车控制人员根据实际需要，选择“TCN”或“以太网”进行列车网络通信。具体的，上述切换按钮可以是显示界面的虚拟按钮也可以是操作面板的实体按键。

在再一种应用场景中，上述基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常具体为：

优先将上述控车网络切换为与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络；

若与上述控车网络相互冗余的各路通信网络均异常，则将上述控车网络切换为另一类通信网络。

具体的，在上述再一应用场景中，以上述时速250公里复兴号车组采用以太网和TCN双网络列车控制系统为例。设列车配置有相互冗余的A路和B路两路以太网和A路和B路两路TCN，如图3所示，当上述控车网络的控车网络类型为以太网时，若A路以太网发生通信故障，则优先切换为B路以太网进行控车；若上述B路以太网发生通信故障，则优先切换为A路以太网进行控车。当上述A路以太网和B路以太网都发生通信故障时，将上述控车网络由以太网切换为TCN。

基于上述再一应用场景中，如图4所示，当上述控车网络的控车网络类型为TCN时，若A路TCN发生通信故障，则优先切换为B路TCN进行控车；若上述B路TCN发生通信故障，则优先切换为A路TCN进行控车。当上述A路TCN和B路TCN都发生通信故障时，将上述控车网络由TCN切换为以太网。

由上述可见，本申请提供的应用于列车的网络控制方法通过在列车上配置有相互冗余的至少两路第一类通信网络以及相互冗余的至少两路第二类通信网络；上述网络控制方法包括：监测列车的控车网络是否异常，其中，控车网络为列车控车时所用的网络，控车网络为第一类通信网络或第二类通信网络；当控车网络异常时，基于控车网络的类型，将控车网络切换为另一类通信网络或与控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至列车的控车网络正常。本申请通过设置双网络类型以及在每种网络类型下设置多路网络链路，在列车发生通信故障时，能够基于控制逻辑自动切换到可以正常通信的网络类型中相应的网络链路，从而使列车的网络通信更加安全可靠。

实施例二

本申请实施例二提供一种应用于列车的网络控制装置，其中，上述列车配置有相互冗余的至少两路第一类通信网络以及相互冗余的至少两路第二类通信网络。图5示出了本申请实施例提供的网络控制装置结构示意图。

具体的，请参阅图5，该网络控制装置包括监测模块51和网络切换模块52。

其中，监测模块51用于监测上述列车的控车网络是否异常，其中，上述控车网络为上述列车控车时所用的网络，上述控车网络为第一类通信网络或第二类通信网络；

在一种具体的应用场景中，以时速250公里复兴号车组采用以太网和TCN双网络列车控制系统为例。如图2所示，上述第一类通信网络为以太网，上述第二类通信网络为TCN。上述以太网采用ECN以及ETB进行列车组单元之间的网路通信；上述TCN利用MVB以及WTB进行列车组单元之间的网路通信；其中，上述列车组包括两个牵引单元，每个牵引单元由4辆车组成。上述以太网分别在列车的第一牵引单元(1至4车)以及列车的第二牵引单元(5至8车)设置两路相互冗余的通信网络链路；上述TCN分别在列车的第一牵引单元以及列车的第二牵引单元设置两路相互冗余的通信网络链路。

上述以太网列车控制网络在1车、8车安装ETBN，用于上述牵引单元之间和列车重联的数据传输；每节车厢装有以太网交换机，用于ETB和ECN总线之间的连接，从而进行数据传输。

上述TCN列车控制网络在1车、8车安装WTBGW，用于牵引单元之间和列车重联的数据传输；牵引单元内数据通过MVB总线进行传输，每节车厢装有中继器REP，上述REP用于MVB总线之间的连接，进行数据传输。

网络切换模块52用于当上述控车网络异常时，基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常。

可选的，如图5所示，网络控制装置还包括：初始化模块53。初始化模块53用于在初始化上述列车的控车网络时，将上述控车网络初始化为任一路第一类通信网络。具体的，以上述时速250公里复兴号车组采用以太网和TCN双网络列车控制系统为例，上述任一路第一类通信网络具体为上述以太网控制网络中的1车或8车设置的以太网网络控制链路。

在一种应用场景中，上述列车还配置有网络切换控件(图中未示出)，上述网络切换控件提供手动选定控制网络的功能；上述网络切换模块52还用于：当上述网络切换控件被触发时，将上述控车网络切换为本次基于上述网络切换控件选定的通信网络。具体的，以上述时速250公里复兴号车组采用以太网和TCN双网络列车控制系统为例，上述网络切换控件可通过在列车控制界面设置网络切换按钮执行上述网络切换控件的切换功能，若列车控制人员按下切换按钮，则在显示界面上显示“TCN”和“以太网”两个选项。上述列车控制人员根据实际需要，选择“TCN”或“以太网”进行列车网络通信。具体的，上述切换按钮可以是显示界面的虚拟按钮也可以是操作面板的实体按键。

在另一种应用场景中，上述网络切换模块52具体用于：当上述控车网络异常时，优先将上述控车网络切换为与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络；若与上述控车网络相互冗余的各路通信网络均异常，则将上述控车网络切换为另一类通信网络。

具体的，在上述再一应用场景中，以上述时速250公里复兴号车组采用以太网和TCN双网络列车控制系统为例。设列车配置有相互冗余的A路和B路两路以太网和A路和B路两路TCN，如图3所示，当上述控车网络的控车网络类型为以太网时，若A路以太网发生通信故障，则优先切换为B路以太网进行控车；若上述B路以太网发生通信故障，则优先切换为A路以太网进行控车。当上述A路以太网和B路以太网都发生通信故障时，将上述控车网络由以太网切换为TCN。

基于上述再一应用场景中，如图4所示，当上述控车网络的控车网络类型为TCN时，若A路TCN发生通信故障，则优先切换为B路TCN进行控车；若上述B路TCN发生通信故障，则优先切换为A路TCN进行控车。当上述A路TCN和B路TCN都发生通信故障时，将上述控车网络由TCN切换为以太网。

由上述可见，本申请提供的应用于列车的网络控制装置通过在列车上配置有相互冗余的至少两路第一类通信网络以及相互冗余的至少两路第二类通信网络；其中，上述网络控制装置包括：监测模块，用于监测上述列车的控车网络是否异常，其中，上述控车网络为上述列车控车时所用的网络，上述控车网络为第一类通信网络或第二类通信网络；网络切换模块，用于当上述控车网络异常时，基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常。本申请通过设置双网络类型以及在每种网络类型下设置多路网络链路，在列车发生通信故障时，能够基于控制逻辑自动切换到可以正常通信的网络类型中相应的网络链路，从而使列车的网络通信更加安全可靠。

实施例三

本申请实施例还提供了一种计算机设备，如图6所示，包括存储器61、处理器62以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，其中，存储器61用于存储软件程序以及模块，处理器62通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，存储器61和处理器62之间通过总线连接。本实施例列车配置有相互冗余的至少两路第一类通信网络以及相互冗余的至少两路第二类通信网络；具体地，处理器通过运行存储在存储器的上述计算机程序时实现以下步骤：

监测上述列车的控车网络是否异常，其中，上述控车网络为上述列车控车时所用的网络，上述控车网络为上述第一类通信网络或上述第二类通信网络；

当上述控车网络异常时，基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常。

可选的，在初始化上述列车的控车网络时，将上述控车网络初始化为任一路第一类通信网络。

可选的，上述列车还配置有网络切换控件，上述网络切换控件提供手动选定控制网络的功能；

当上述网络切换控件被触发时，将上述控车网络切换为本次基于上述网络切换控件选定的通信网络。

可选的，上述基于上述控车网络的类型，将上述控车网络切换为另一类通信网络或与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络，直至上述列车的控车网络正常具体为：

优先将上述控车网络切换为与上述控车网络相互冗余的其它路通信网络；

若与上述控车网络相互冗余的各路通信网络均异常，则将上述控车网络切换为另一类通信网络。

具体的，存储器61可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器62提供指令和数据。存储器61的一部分或全部还可以包括非易失性随机存取存储器；处理器62可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

实施例四

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。具体的，该计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式中的一种，此处不作限定；该计算机可读存储介质可以为能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质中的一种，此处不作限定。需要说明的是，上述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

需要说明的是，上述实施例所提供的方法及其细节举例可结合至实施例提供的装置和设备中，相互参照，不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以由另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

上述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。