適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，包括車頭控制端、至少四個車廂數據采集存儲裝置和車尾控制端，所述的車頭控制端按照升序方式依次通過奇數序號車廂數據采集存儲裝置后與車尾控制端連接，所述的車尾控制端按照降序方式依次通過偶數序號車廂數據采集存儲裝置后與車頭控制端連接。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有擴展性能好、安全性好、維護管理方便、可靠性好、實現(xiàn)成本低等優(yōu)點。
【專利說明】適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軌道交通車輛監(jiān)控技術，尤其是涉及一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]軌道交通車輛視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要在列車上構建通信網絡來傳送控制命令和視頻數據。因此，該通信網絡的設計既要滿足列車車輛的特點，又要滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)本身的技術要求。
[0003]當今，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻采集設備以及網絡存儲設備的高清化數字化發(fā)展使得系統(tǒng)對承載網絡的要求大大提高?，F(xiàn)有的列車通信網絡是列車控制、診斷信息數據通信網絡。該通信網絡雖然適應列車惡劣環(huán)境、可靠性與實時性好，但是它與控制系統(tǒng)緊密相關，具有特殊性。因此，車載視頻監(jiān)控網絡不適和與現(xiàn)有的列車通信網絡公用同一網絡。
[0004]現(xiàn)有的網絡的拓撲結構分為多種，有星形、總線形、樹形、環(huán)形等。對列車而言，每節(jié)車廂是相對獨立的個體，可以看做網絡的一個節(jié)點:車頭/尾兩端的司機室是列車的控制端，可以做為特殊的網絡節(jié)點。因此，整列車就變?yōu)槎鄠€節(jié)點組成的線形網絡。選擇使用總線形式網絡拓撲結構雖然符合列車的構造特點，但是考慮到兩端的司機室需要互相通信，只有一條鏈路通信，并且故障診斷和隔離較困難。因此，環(huán)形拓撲結構最適用于軌道交通車輛視頻監(jiān)控系統(tǒng)。一般的連接方式為車頭連接中間車廂到車尾，然后再將車尾和車頭連接。雖然，此方式也構成環(huán)形網絡，但是兩端司機室相隔太遠，線路鋪設很困難，遠距離傳輸通信可靠性和實時生不好。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種擴展性能好、安全性好、維護管理方便、可靠性好、實現(xiàn)成本低的適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用車廂跳接方式避免車頭車尾直接相連，從而降低施工布線和增加系統(tǒng)的可靠性，該系統(tǒng)特別適合于軌道交通車輛特點，并能較好的實現(xiàn)列車監(jiān)控的功能。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0007]一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，包括車頭控制端、至少四個車廂數據采集存儲裝置和車尾控制端，所述的車頭控制端按照升序方式依次通過奇數序號車廂數據采集存儲裝置后與車尾控制端連接，所述的車尾控制端按照降序方式依次通過偶數序號車廂數據采集存儲裝置后與車頭控制端連接。
[0008]所述的車頭控制端和車尾控制端均包括相互連接的控制主機和具有通信功能的綜合電源，所述的車頭控制端的綜合電源與第一節(jié)車廂數據采集存儲裝置連接，所述的車尾控制端的綜合電源與最后一節(jié)車廂數據采集存儲裝置連接。
[0009]所述的車廂數據采集存儲裝置包括多功能連接器以及分別與多功能連接器連接的視頻服務器和攝像頭。[0010]所述的多功能連接器包括8路以太網數據接口，其中四路分別與視頻服務器和攝像頭連接，其余4路作為環(huán)網接口，其中中間兩路環(huán)網接口物理連接。
[0011]所述的第一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口和第二環(huán)網接口分別與車頭控制端的綜合電源連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口與第二節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第一個環(huán)網接口連接，第四個環(huán)網接口與第二節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第二個環(huán)網接口連接。
[0012]所述的中間節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第三環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第四環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口與下一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第一環(huán)網接口連接，第四個環(huán)網接口與下一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第二個環(huán)網接口連接。
[0013]所述的最后一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第三環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第四環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口和第四環(huán)網接口分別與車尾控制端的綜合電源連接。
[0014]所述的多功能連接器還設有12V和5V的電源輸出以及供電狀態(tài)信號輸出接口，，其中12V電源輸出接口與視頻服務器連接，5V電源輸出接口與攝像頭連接。
[0015]所述的綜合電源具有生成樹協(xié)議的功能，可以抑制網絡廣播風暴，并且網絡節(jié)點設備單點故障不影響其他網絡節(jié)點設備的相互通信。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0017]I)系統(tǒng)網絡擴展性能好，增加和移動車廂基本不影響整個網絡；
[0018]2)系統(tǒng)網絡中某個網絡節(jié)點故障，不至于整個網絡中斷和癱瘓，對其他網絡節(jié)點設備沒有影響；
[0019]3)系統(tǒng)的網絡節(jié)點故障診斷較對容易，維護和管理網絡設備方便；
[0020]4)系統(tǒng)網絡的可靠性好，網絡傳輸延時小，網絡單點故障的自愈時間較?。?br> [0021]5)系統(tǒng)網絡實施過程中，網絡設備成本不高，網絡布線不復雜但整體功能實現(xiàn)較簡單。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0024]實施例
[0025]如圖1所示，一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，包括車頭控制端A、六個車廂數據采集存儲裝置2和車尾控制端B，所述的車頭控制端按照升序方式依次通過奇數序號車廂數據采集存儲裝置后與車尾控制端連接，所述的車尾控制端按照降序方式依次通過偶數序號車廂數據采集存儲裝置后與車頭控制端連接，即車頭控制端A —車廂I —車廂3 —車廂5 —車尾控制端B —車廂6 —車廂4 —車廂2 —車頭控制端A。[0026]所述的車頭控制端A和車尾控制端B均包括相互連接的控制主機11和具有通信功能的綜合電源12，所述的車頭控制端A的綜合電源12與第一節(jié)車廂數據采集存儲裝置2連接，所述的車尾控制端B的綜合電源12與最后一節(jié)車廂數據采集存儲裝置2連接。
[0027]所述的車廂數據采集存儲裝置2包括多功能連接器21以及分別與多功能連接器連接的視頻服務器22和攝像頭Cam。
[0028]所述的多功能連接器包括8路以太網數據接口，其中四路分別與視頻服務器和攝像頭連接，其余4路作為環(huán)網接口，其中中間兩路環(huán)網接口物理連接，例如車廂I的設備通過車廂2的這個兩個物理端口的“橋”與車廂3設備實現(xiàn)數據交換。
[0029]所述的第一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口和第二環(huán)網接口分別與車頭控制端A的綜合電源連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口與第二節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第一個環(huán)網接口連接，第四個環(huán)網接口與第二節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第二個環(huán)網接口連接。
[0030]所述的中間節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第三環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第四環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口與下一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第一環(huán)網接口連接，第四個環(huán)網接口與下一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第二個環(huán)網接口連接。
[0031]所述的最后一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第三環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第四環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口和第四環(huán)網接口分別與車尾控制端B的綜合電源連接。
[0032]所述的多功能連接器還設有12V和5V的電源輸出接口，其中12V電源輸出接口與視頻服務器連接，5V電源輸出接口與攝像頭連接。
[0033]要實現(xiàn)環(huán)網的拓撲結構，系統(tǒng)網絡中交換設備(如多功能連接器和綜合電源)需具有生成樹協(xié)議的功能,通過生成樹算法來避免網絡回路出現(xiàn),從而抑制廣播風暴等現(xiàn)象給網絡通信造成的影響。綜合電源的交換模塊設計時具備生成樹協(xié)議功能，因此，整個歹車網絡就構成了跳接環(huán)網拓撲結構。司機室端的控制主機就通過網絡聯(lián)系起來，并且他們會有兩條路徑來訪問任意車廂的網絡設備，提高系統(tǒng)可靠性。若出現(xiàn)單點故障，從圖1可知，生成樹算法會重新配置網絡端口路徑使系統(tǒng)網絡的其他節(jié)點是不受影響的。實際應用中，網絡傳輸延時減小50%，網絡單節(jié)點故障后，整個網絡的自愈時間小于300ms。
【權利要求】
1.一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，包括車頭控制端、至少四個車廂數據采集存儲裝置和車尾控制端，所述的車頭控制端按照升序方式依次通過奇數序號車廂數據采集存儲裝置后與車尾控制端連接，所述的車尾控制端按照降序方式依次通過偶數序號車廂數據采集存儲裝置后與車頭控制端連接。
2.根據權利要求1所述的一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，所述的車頭控制端和車尾控制端均包括相互連接的控制主機和具有通信功能的綜合電源，所述的車頭控制端的綜合電源與第一節(jié)車廂數據采集存儲裝置連接，所述的車尾控制端的綜合電源與最后一節(jié)車廂數據采集存儲裝置連接。
3.根據權利要求2所述的一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，所述的車廂數據采集存儲裝置包括多功能連接器以及分別與多功能連接器連接的視頻服務器和攝像頭。
4.根據權利要求3所述的一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，所述的多功能連接器包括8路以太網數據接口，其中四路可分別與視頻服務器和攝像頭連接，其余4路作為環(huán)網接口，其中中間兩路環(huán)網接口在無供電情況下為物理連接。
5.根據權利要求4所述的一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口和第二環(huán)網接口分別與車頭控制端的綜合電源連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口與第二節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第一個環(huán)網接口連接，第四個環(huán)網接口與第二節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第二個環(huán)網接口連接。
6.根據權利要求4所述的一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，所述的中間節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第三環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第四環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口與下一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第一環(huán)網接口連接，第四個環(huán)網接口與下一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第二個環(huán)網接口連接。
7.根據權利要求4所述的一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，所述的最后一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的多功能連接器中的4路環(huán)網接口連接關系如下:第一環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第三環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與上一節(jié)車廂數據采集存儲裝置中的第四環(huán)網接口連接，第二環(huán)網接口與第三環(huán)網接口物理連接，第三環(huán)網接口和第四環(huán)網接口分別與車尾控制端的綜合電源連接。
8.根據權利要求4所述的一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，所述的多功能連接器還設有12V和5V的電源輸出以及供電狀態(tài)信號輸出接口，其中12V電源輸出接口與視頻服務器連接，5V電源輸出接口與攝像頭連接。
9.根據權利要求4所述的一種適用于軌道交通車輛的跳接環(huán)網系統(tǒng)，其特征在于，所述的綜合電源具有生成樹協(xié)議的功能。
【文檔編號】H04L12/42GK103457816SQ201310386102
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月29日 優(yōu)先權日:2013年8月29日
【發(fā)明者】李慧鵬, 楊永銘, 何俊杰, 張蕾, 王莉, 許妍琳, 戴悅, 朱娜, 朱坤, 陳亮亮, 王云根 申請人:上海鐵路通信有限公司