【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及列車通信，尤其涉及一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)及其切換控制方法。
技術(shù)介紹
1、列車通信網(wǎng)絡(luò)tcn是兩級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，包括骨干網(wǎng)和編組網(wǎng)。列車骨干網(wǎng)用于列車間通信，編組網(wǎng)用于車內(nèi)通信。本文所述骨干網(wǎng)是絞線式列車總線wtb，編組網(wǎng)是多功能車輛總線mvb。
2、tcms(列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng))的wtb網(wǎng)關(guān)設(shè)備用于wtb和mvb協(xié)議轉(zhuǎn)換，把主控車中央控制單元mpu控制指令傳送至從控車，并把從控車mpu(中央控制單元)獲取的從控車狀態(tài)等信息傳送至主控車，從而實現(xiàn)列車間互聯(lián)互通互控。
3、現(xiàn)有技術(shù)中，wtb網(wǎng)關(guān)主從兩個設(shè)備互為冗余，當(dāng)主設(shè)備失效后，由從設(shè)備接替主設(shè)備，但存在主網(wǎng)關(guān)某個子單元故障識別不到導(dǎo)致從網(wǎng)關(guān)不能切換為主網(wǎng)關(guān)，及由于主從網(wǎng)關(guān)線纜故障或mpu冗余切換導(dǎo)致從網(wǎng)關(guān)誤切換的問題。
4、綜上所述，針對列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中主網(wǎng)關(guān)故障時從網(wǎng)關(guān)不切換和誤切換的問題，本專利技術(shù)提出一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)及其切換控制方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、根據(jù)上述提出列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中主網(wǎng)關(guān)故障時從網(wǎng)關(guān)不切換和誤切換的技術(shù)問題，而提供一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)及其切換控制方法。在本專利技術(shù)中，通過網(wǎng)關(guān)間的通信線監(jiān)視主網(wǎng)關(guān)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)主網(wǎng)關(guān)故障時，從網(wǎng)關(guān)能快速切換為主網(wǎng)關(guān)，解決主網(wǎng)關(guān)故障時從網(wǎng)關(guān)不切換和誤切換等問題，提升列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證列車正常運行。
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)手段如下：
3、一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，包括第一網(wǎng)關(guān)和第二網(wǎng)關(guān)，
4、所述第一網(wǎng)關(guān)包括cpu單元、mvb單元、wtb單元、vme背板單元和pwr單元，所述cpu單元包括第一以太網(wǎng)口和第二以太網(wǎng)口，所述cpu單元用于接收mvb單元數(shù)據(jù)和wtb單元數(shù)據(jù)，并對所述mvb單元數(shù)據(jù)和wtb單元數(shù)據(jù)進行處理，包括將mvb單元數(shù)據(jù)發(fā)送至wtb單元，以及將wtb單元數(shù)據(jù)發(fā)送至mvb單元，所述mvb單元用于進行列車內(nèi)部數(shù)據(jù)通信，wtb單元用于進行列車間的數(shù)據(jù)通信，所述pwr單元通過vme背板單元對cpu單元、mvb單元和wtb單元進行供電；
5、所述第二網(wǎng)關(guān)與所述第一網(wǎng)關(guān)硬件配置相同，第一網(wǎng)關(guān)的cpu單元的第一以太網(wǎng)口通過第一以太網(wǎng)線連接第二網(wǎng)關(guān)的cpu單元的第一以太網(wǎng)口，用于實現(xiàn)第一網(wǎng)關(guān)與第二網(wǎng)關(guān)間雙向監(jiān)控的第一監(jiān)控路徑，第一網(wǎng)關(guān)的cpu單元的第二以太網(wǎng)口通過第二以太網(wǎng)線連接第二網(wǎng)關(guān)的cpu單元的第二以太網(wǎng)口，用于實現(xiàn)第一網(wǎng)關(guān)與第二網(wǎng)關(guān)間雙向監(jiān)控的第二監(jiān)控路徑。
6、進一步地，任意選擇所述第一網(wǎng)關(guān)和所述第二網(wǎng)關(guān)其一作為主網(wǎng)關(guān)，另一網(wǎng)關(guān)作為從網(wǎng)關(guān)，從網(wǎng)關(guān)作為主網(wǎng)關(guān)的冗余設(shè)備，從網(wǎng)關(guān)檢測到主網(wǎng)關(guān)異常時切換為主網(wǎng)關(guān)，所述從網(wǎng)關(guān)只有在切換為主網(wǎng)關(guān)時才輸出數(shù)據(jù)，避免沖突。
7、進一步地，所述第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑為雙線冗余線路，當(dāng)從網(wǎng)關(guān)通過第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑接收的主網(wǎng)關(guān)的狀態(tài)同時異常時，從網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
8、進一步地，所述mvb單元通過mvb總線接收本車mpu數(shù)據(jù)，并將本車mpu數(shù)據(jù)通過主網(wǎng)關(guān)發(fā)送至wtb單元生成本車wtb數(shù)據(jù)，所述wtb單元通過wtb總線將本車wtb數(shù)據(jù)發(fā)送至他車，同時通過wtb總線接收他車wtb數(shù)據(jù)，并通過主網(wǎng)關(guān)將他車wtb數(shù)據(jù)發(fā)送至mvb單元，由mvb單元回傳給本車mpu。
9、進一步地，所述cpu單元對其他單元狀態(tài)集中管理，主網(wǎng)關(guān)cpu單元監(jiān)視自身mvb單元、wtb單元、vme背板單元、pwr單元狀態(tài)，從網(wǎng)關(guān)cpu單元監(jiān)視自身mvb單元、wtb單元、vme背板單元、pwr單元狀態(tài)，主網(wǎng)關(guān)cpu單元和從網(wǎng)關(guān)cpu單元對其他單元狀態(tài)監(jiān)視邏輯相同。
10、進一步地，主網(wǎng)關(guān)cpu單元和從網(wǎng)關(guān)cpu單元監(jiān)視自身mvb單元狀態(tài)有兩種方式，包括：
11、方式一：cpu單元向mvb單元驗證端口寫入校驗數(shù)據(jù)后回讀，再寫入取反的校驗數(shù)據(jù)回讀，若回讀數(shù)據(jù)與寫入數(shù)據(jù)不同且持續(xù)時間超過t1，則認(rèn)為mvb單元異常；
12、方式二：cpu單元向mvb單元檢測端口寫入變化數(shù)據(jù)后回讀，若回讀數(shù)據(jù)保持不變且持續(xù)時間超過t1，則認(rèn)為mvb單元異常，其中，t1為mvb單元異常判定超時閾值。
13、進一步地，主網(wǎng)關(guān)cpu單元和從網(wǎng)關(guān)cpu單元監(jiān)視自身wtb單元狀態(tài)有兩種方式，包括：
14、方式一：cpu單元向wtb單元的驗證地址寫入初始校驗數(shù)據(jù)后回讀，再寫入取反的校驗數(shù)據(jù)后回讀，若回讀數(shù)據(jù)與寫入數(shù)據(jù)不同且持續(xù)時間超過t2，則認(rèn)為wtb單元異常；
15、方式二：cpu單元回讀wtb單元通信數(shù)據(jù)，若回讀的數(shù)據(jù)保持不變且持續(xù)時間超過t2，則認(rèn)為wtb單元異常，其中，t2為wtb單元異常判定超時閾值。
16、一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)切換控制方法，基于上述列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)實現(xiàn)，包括以下步驟：
17、(1)完成上電啟動：第一網(wǎng)關(guān)和第二網(wǎng)關(guān)同時啟動，加載各自配置文件，默認(rèn)配置第一網(wǎng)關(guān)為主網(wǎng)關(guān)，第二網(wǎng)關(guān)為從網(wǎng)關(guān)；
18、(2)開始工作：一方面通過主網(wǎng)關(guān)cpu單元監(jiān)視自身mvb單元、wtb單元以及vme背板單元狀態(tài)，另一方面從網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)關(guān)間的第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑監(jiān)視主網(wǎng)關(guān)的運行狀態(tài)；
19、(3)進行故障處理：主網(wǎng)關(guān)cpu單元監(jiān)測到mvb單元、wtb單元或vme背板單元狀態(tài)異常時，cpu單元主動復(fù)位異常單元且不再通過以太網(wǎng)口一和以太網(wǎng)口二發(fā)送變化數(shù)據(jù)給從網(wǎng)關(guān)，從網(wǎng)關(guān)監(jiān)測到主網(wǎng)關(guān)cpu單元通過以太網(wǎng)口一和以太網(wǎng)口二發(fā)送數(shù)據(jù)不變時，則切換為主網(wǎng)關(guān)；
20、(4)完成冗余切換：從網(wǎng)關(guān)切換為新的主網(wǎng)關(guān)，原來的主網(wǎng)關(guān)主動復(fù)位后作為新的從網(wǎng)關(guān)，通過第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑接收當(dāng)前主網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)。
21、進一步地，步驟(3)中，從網(wǎng)關(guān)監(jiān)測主網(wǎng)關(guān)的方式為：
22、從網(wǎng)關(guān)通過網(wǎng)關(guān)間的第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑監(jiān)測到的主網(wǎng)關(guān)通信數(shù)據(jù)不變且持續(xù)一定時間超過t3，則認(rèn)為主網(wǎng)關(guān)異常，其中，t3為監(jiān)控路徑異常超時閾值。
23、較現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點：
24、1、在本專利技術(shù)中，系統(tǒng)配置主從網(wǎng)關(guān)，主從網(wǎng)關(guān)互為冗余，在系統(tǒng)運行過程中從網(wǎng)關(guān)持續(xù)監(jiān)視主網(wǎng)關(guān)，對于復(fù)位可解決的活故障，即出現(xiàn)后會消失且不容易復(fù)現(xiàn)的故障，從網(wǎng)關(guān)在1s內(nèi)快速接替主網(wǎng)關(guān)的功能，繼續(xù)維持列車的正常運行。
25、2、在本專利技術(shù)中，主網(wǎng)關(guān)的cpu單元監(jiān)測其mvb單元和wtb單元的狀態(tài)，通過定期寫入和回讀數(shù)據(jù)，可及時發(fā)現(xiàn)故障并主動復(fù)位mvb單元和wtb單元，系統(tǒng)會立即觸發(fā)切換機制，復(fù)位后的原主網(wǎng)關(guān)若恢復(fù)正常則可以作為新從網(wǎng)關(guān)監(jiān)視新主網(wǎng)關(guān)。
26、3、在本專利技術(shù)中，網(wǎng)關(guān)間的第一以太網(wǎng)線、第二以太網(wǎng)線分別連接主網(wǎng)關(guān)和從網(wǎng)關(guān)間的cpu單元的第一以太網(wǎng)口、第二以太網(wǎng)口，實現(xiàn)從網(wǎng)關(guān)對主網(wǎng)關(guān)的監(jiān)視功能，第一以太網(wǎng)線和第二以太網(wǎng)線雙線冗余，降低線路抖動帶來的誤切換風(fēng)險。
27、基于上述理由本專利技術(shù)可在列車通信等
廣泛推廣。
【技術(shù)保護點】
1.一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，包括第一網(wǎng)關(guān)和第二網(wǎng)關(guān)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，任意選擇所述第一網(wǎng)關(guān)和所述第二網(wǎng)關(guān)其一作為主網(wǎng)關(guān)，另一網(wǎng)關(guān)作為從網(wǎng)關(guān)，從網(wǎng)關(guān)作為主網(wǎng)關(guān)的冗余設(shè)備，從網(wǎng)關(guān)檢測到主網(wǎng)關(guān)異常時切換為主網(wǎng)關(guān)，所述從網(wǎng)關(guān)只有在切換為主網(wǎng)關(guān)時才輸出數(shù)據(jù)，避免沖突。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑為雙線冗余線路，當(dāng)從網(wǎng)關(guān)通過第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑接收的主網(wǎng)關(guān)的狀態(tài)同時異常時，從網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述MVB單元通過MVB總線接收本車MPU數(shù)據(jù)，并將本車MPU數(shù)據(jù)通過主網(wǎng)關(guān)發(fā)送至WTB單元生成本車WTB數(shù)據(jù)，所述WTB單元通過WTB總線將本車WTB數(shù)據(jù)發(fā)送至他車，同時通過WTB總線接收他車WTB數(shù)據(jù)，并通過主網(wǎng)關(guān)將他車WTB數(shù)據(jù)發(fā)送至MVB單元，由MVB單元回傳給本車MPU。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述CPU單元對其他單元狀態(tài)集中管理
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，主網(wǎng)關(guān)CPU單元和從網(wǎng)關(guān)CPU單元監(jiān)視自身MVB單元狀態(tài)有兩種方式，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，主網(wǎng)關(guān)CPU單元和從網(wǎng)關(guān)CPU單元監(jiān)視自身WTB單元狀態(tài)有兩種方式，包括：
8.一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)切換控制方法，基于上述權(quán)利要求1-7中任意一項所述的列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)實現(xiàn)，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)切換控制方法，其特征在于，步驟(3)中，從網(wǎng)關(guān)監(jiān)測主網(wǎng)關(guān)的方式為：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，包括第一網(wǎng)關(guān)和第二網(wǎng)關(guān)，
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，任意選擇所述第一網(wǎng)關(guān)和所述第二網(wǎng)關(guān)其一作為主網(wǎng)關(guān)，另一網(wǎng)關(guān)作為從網(wǎng)關(guān)，從網(wǎng)關(guān)作為主網(wǎng)關(guān)的冗余設(shè)備，從網(wǎng)關(guān)檢測到主網(wǎng)關(guān)異常時切換為主網(wǎng)關(guān)，所述從網(wǎng)關(guān)只有在切換為主網(wǎng)關(guān)時才輸出數(shù)據(jù)，避免沖突。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑為雙線冗余線路，當(dāng)從網(wǎng)關(guān)通過第一監(jiān)控路徑和第二監(jiān)控路徑接收的主網(wǎng)關(guān)的狀態(tài)同時異常時，從網(wǎng)關(guān)切換為主網(wǎng)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的列車通信網(wǎng)關(guān)冗余系統(tǒng)，其特征在于，所述mvb單元通過mvb總線接收本車mpu數(shù)據(jù)，并將本車mpu數(shù)據(jù)通過主網(wǎng)關(guān)發(fā)送至wtb單元生成本車wtb數(shù)據(jù)，所述wtb單元通過wtb總線將本車wtb數(shù)據(jù)發(fā)送至他車，同時通過wtb總線接收他車wtb數(shù)據(jù)，并通過主網(wǎng)關(guān)將他車wtb數(shù)據(jù)發(fā)送至mvb單元，由mvb單元回傳給本車mpu。
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉晨曦，張立斌，楊占軍，朱超，屈平，梁杰，鄧武勇，盧毓江，王鋒，
申請(專利權(quán))人：中車大連電力牽引研發(fā)中心有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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