本發(fā)明涉及制動系統(tǒng)領(lǐng)域,具體地,涉及一種動車組制動系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù):
目前,動車組制動系統(tǒng)主要采用TCN網(wǎng)絡(luò)來架構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò),由絞線式列車總線WTB和多功能車輛總線MVB組成,適用于需要動態(tài)編組的列車車輛。隨著動車組制動系統(tǒng)的快速發(fā)展,智能化程度越來越高、數(shù)據(jù)傳輸量越來越大,TCN網(wǎng)絡(luò)在帶寬、傳輸速率和成本等方面已不能適應(yīng)動車組制動系統(tǒng)的發(fā)展新需求,現(xiàn)有的動車組制動系統(tǒng)的工作方法也無法適應(yīng)動車組制動系統(tǒng)的發(fā)展需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明實(shí)施例的主要目的在于提供一種動車組制動系統(tǒng),以解決現(xiàn)有技術(shù)中TCN網(wǎng)絡(luò)的通信帶寬低、傳輸速率慢和維修成本高的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實(shí)施例提供一種動車組制動系統(tǒng),連接至至少一外部設(shè)備,包括:多個制動電子控制系統(tǒng),通過以太網(wǎng)相互連接;其中,
每個制動電子控制系統(tǒng)均包括:
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān);
多個板卡,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和多個板卡均連接在內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線上;
外部設(shè)備通過以太網(wǎng)將請求報文傳輸至每個制動電子控制系統(tǒng)中的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將請求報文傳輸至多個板卡;
板卡接收請求報文,生成包含板卡內(nèi)部數(shù)據(jù)的響應(yīng)報文,并通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將響應(yīng)報文傳輸至以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至外部設(shè)備。
在其中一種實(shí)施例中,還包括:
交換機(jī),設(shè)置在以太網(wǎng)上,為外部設(shè)備及多個制動電子控制系統(tǒng)提供接口;
交換機(jī)通過以太網(wǎng)將來自外部設(shè)備的請求報文傳輸至每個制動電子控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),并將來自以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的響應(yīng)報文傳輸至外部設(shè)備。
在其中一種實(shí)施例中,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)用于將以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),并將控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)。
在其中一種實(shí)施例中,以太網(wǎng)用于傳輸以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線用于傳輸控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)。
在其中一種實(shí)施例中,當(dāng)請求報文為診斷請求報文時,響應(yīng)報文為診斷響應(yīng)報文;
當(dāng)請求報文為標(biāo)定請求報文時,響應(yīng)報文為標(biāo)定響應(yīng)報文;
以太網(wǎng)和內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線均通過DOIP通信協(xié)議傳輸診斷請求報文或診斷響應(yīng)報文;
以太網(wǎng)通過XCP通信協(xié)議傳輸標(biāo)定請求報文或標(biāo)定響應(yīng)報文,內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線通過CCP通信協(xié)議傳輸標(biāo)定請求報文或標(biāo)定響應(yīng)報文。
在其中一種實(shí)施例中,當(dāng)板卡為故障板卡時,會在接收到診斷請求報文后,生成包含帶有時間戳的故障數(shù)據(jù)的診斷響應(yīng)報文;
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還用于存儲帶有時間戳的故障數(shù)據(jù)。
在其中一種實(shí)施例中,每個制動電子控制系統(tǒng)在連接至以太網(wǎng)之前,均通過外部設(shè)備設(shè)置以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的通信參數(shù);
通信參數(shù)包括:IP地址、物理地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。
借助于上述技術(shù)方案,本發(fā)明實(shí)施例的動車組制動系統(tǒng)通過以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),令多個制動電子控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)相互連接,有利于提高動車組制動系統(tǒng)的通信帶寬和傳輸速率,有效降低了動車組制動系統(tǒng)的維修成本。
本發(fā)明實(shí)施例還提供一種動車組制動系統(tǒng)的工作方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中動車組制動系統(tǒng)的工作方法無法適應(yīng)動車組制動系統(tǒng)的發(fā)展需求的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實(shí)施例還提供一種動車組制動系統(tǒng)的工作方法,包括:
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)接收來自外部設(shè)備的請求報文,并通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將請求報文傳輸至多個板卡;
板卡接收請求報文,根據(jù)請求報文生成包含板卡內(nèi)部數(shù)據(jù)的響應(yīng)報文,并通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將響應(yīng)報文傳輸至以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān);
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至外部設(shè)備。
在其中一種實(shí)施例中,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)接收來自外部設(shè)備的請求報文,包括:交換機(jī)通過以太網(wǎng)將來自外部設(shè)備的請求報文傳輸至每個制動電子控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收請求報文;
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至外部設(shè)備,包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至交換機(jī),交換機(jī)接收響應(yīng)報文,并將來自以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的響應(yīng)報文傳輸至外部設(shè)備。
在其中一種實(shí)施例中,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)接收來自外部設(shè)備的請求報文,并通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將請求報文傳輸至多個板卡,包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收來自外部設(shè)備的請求報文,將請求報文攜帶的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將攜帶控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)的請求報文傳輸至多個板卡;
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至外部設(shè)備,包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,將響應(yīng)報文攜帶的控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),通過以太網(wǎng),將攜帶以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)的響應(yīng)報文傳輸至外部設(shè)備。
借助于上述技術(shù)方案,本發(fā)明實(shí)施例的動車組制動系統(tǒng)的工作方法可適應(yīng)動車組制動系統(tǒng)的發(fā)展需求。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例中動車組制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖;
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中動車組制動系統(tǒng)其中一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖;
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中動車組制動系統(tǒng)的工作方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
鑒于目前的TCN網(wǎng)絡(luò)在帶寬、傳輸速率和成本等方面已不能適應(yīng)動車組制動系統(tǒng)的發(fā)展新需求,本發(fā)明實(shí)施例提供一種動車組制動系統(tǒng),令多個制動電子控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)相互連接,有利于提高動車組制動系統(tǒng)的通信帶寬和傳輸速率,有效降低了動車組制動系統(tǒng)的維修成本。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例中動車組制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示,動車組制動系統(tǒng)連接至至少一外部設(shè)備,包括:多個制動電子控制系統(tǒng)(EBCU,Electronic Brake Control Unit),通過以太網(wǎng)相互連接;其中,每個制動電子控制系統(tǒng)均包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān);多個板卡,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和多個板卡均連接在內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線(內(nèi)部CAN總線)上。
具體實(shí)施時,動車組制動系統(tǒng)通過如下方式完成與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交互:外部設(shè)備通過以太網(wǎng)將請求報文傳輸至每個制動電子控制系統(tǒng)中的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過內(nèi)部CAN總線將請求報文傳輸至多個板卡。板卡接收請求報文,生成包含板卡內(nèi)部數(shù)據(jù)的響應(yīng)報文,并通過內(nèi)部CAN總線將響應(yīng)報文傳輸至以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至外部設(shè)備。
實(shí)施例中,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以轉(zhuǎn)換報文攜帶數(shù)據(jù)的幀格式,將以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制器局域網(wǎng)(CAN,Controller Area Network)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),并將CAN標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)。以太網(wǎng)用于傳輸以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),內(nèi)部CAN總線用于傳輸CAN標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施時,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收來自外部設(shè)備的請求報文,將請求報文攜帶的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為CAN標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),然后通過內(nèi)部CAN總線將攜帶CAN標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)的請求報文傳輸至多個板卡。以及,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,將響應(yīng)報文攜帶的CAN標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),再通過以太網(wǎng)將攜帶以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)的響應(yīng)報文傳輸至外部設(shè)備。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中動車組制動系統(tǒng)其中一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示,動車組制動系統(tǒng)還包括:交換機(jī),設(shè)置在以太網(wǎng)上,為外部設(shè)備及多個制動電子控制系統(tǒng)提供接口。具體實(shí)施時,交換機(jī)通過以太網(wǎng)將來自外部設(shè)備的請求報文傳輸至每個制動電子控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),并將來自以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的響應(yīng)報文傳輸至外部設(shè)備。
實(shí)施例中,報文為診斷報文或標(biāo)定報文。當(dāng)報文為診斷報文時,以太網(wǎng)通過DOIP通信協(xié)議傳輸診斷請求報文至以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),再由內(nèi)部CAN總線通過DOIP通信協(xié)議傳輸診斷請求報文至各個板卡,以實(shí)現(xiàn)制動電子控制系統(tǒng)內(nèi)部的程序下載。同時,各個板卡根據(jù)診斷請求報文生成包含板卡內(nèi)部數(shù)據(jù)的診斷響應(yīng)報文,由以太網(wǎng)和內(nèi)部CAN總線通過DOIP通信協(xié)議傳輸至外部設(shè)備,以便外部設(shè)備讀取板卡內(nèi)部的數(shù)據(jù),控制板卡的IO接口,診斷板卡的故障等。其中,外部設(shè)備可以為服務(wù)終端(如計算機(jī))和動車組其他系統(tǒng)(如牽引系統(tǒng))的部件。
具體實(shí)施時,當(dāng)板卡內(nèi)部出現(xiàn)故障時,故障板卡會在接收到診斷請求報文后,生成包含帶有時間戳的故障數(shù)據(jù)的診斷響應(yīng)報文。以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)會先存儲帶有時間戳的故障數(shù)據(jù),再將帶有時間戳的故障數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)上傳至外部設(shè)備。
當(dāng)報文為標(biāo)定報文時,以太網(wǎng)通過XCP通信協(xié)議傳輸標(biāo)定請求報文至以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),再由內(nèi)部CAN總線通過CCP通信協(xié)議傳輸標(biāo)定請求報文至各個板卡,以實(shí)現(xiàn)制動電子控制系統(tǒng)內(nèi)部的程序下載。同時,各個板卡根據(jù)標(biāo)定請求報文生成包含板卡內(nèi)部數(shù)據(jù)的標(biāo)定響應(yīng)報文,內(nèi)部CAN總線通過CCP通信協(xié)議傳輸標(biāo)定響應(yīng)報文至以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),再由以太網(wǎng)通過XCP通信協(xié)議傳輸至外部設(shè)備,以并行測量板卡內(nèi)部的數(shù)據(jù),進(jìn)行內(nèi)部參數(shù)標(biāo)定等。
動車組包括多個動車和多個拖車,每個動車或拖車上均安裝有多個制動電子控制系統(tǒng)。本發(fā)明實(shí)施例的動車組制動系統(tǒng)可以獲得動車或拖車的制動控制速度,通過標(biāo)定制動控制速度這一參數(shù),可以調(diào)節(jié)車輛制動系統(tǒng)的制動能力和制動距離。標(biāo)定的參數(shù)還包括車輪的轉(zhuǎn)動慣量、基礎(chǔ)制動摩擦副的摩擦系數(shù)等。實(shí)施例中,可以在列車的車輪發(fā)生變化時(如,車輪磨損造成的車輪直徑變化),通過參數(shù)標(biāo)定及時調(diào)整車輪的轉(zhuǎn)動慣量,以令車輛的制動力計算更加準(zhǔn)確。
實(shí)施例中,每個制動電子控制系統(tǒng)在連接至以太網(wǎng)之前,均通過外部設(shè)備設(shè)置以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的通信參數(shù),包括:IP地址、物理地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等。每個以太網(wǎng)關(guān)的通信參數(shù)互不相同,避免制動電子控制系統(tǒng)在接入以太網(wǎng)后,因相同的通信參數(shù)影響以太網(wǎng)的整體通信。
實(shí)施例中,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以為基于飛思卡爾32位的單片機(jī)SPC5675K。它具有以太網(wǎng)通信接口和CAN通信接口,實(shí)現(xiàn)了動車組制動系統(tǒng)內(nèi)部的互聯(lián)互通,整體硬件成本低、工作可靠、通用性強(qiáng),滿足了動車組制動系統(tǒng)車控模式的需求,具有實(shí)際應(yīng)用價值。
綜上,本發(fā)明實(shí)施例的動車組制動系統(tǒng)可以通過以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),令多個制動電子控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)相互連接,有利于提高動車組制動系統(tǒng)的通信帶寬和傳輸速率,有效降低了動車組制動系統(tǒng)的維修成本。進(jìn)一步地,本發(fā)明還在以太網(wǎng)上設(shè)置交換機(jī),為外部設(shè)備及多個制動電子控制系統(tǒng)提供接口,以將更多的制動電子控制系統(tǒng)納入動車組制動系統(tǒng)中,方便外部設(shè)備集中控制制動電子控制系統(tǒng),提高了工作效率。
基于同一發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種動車組制動系統(tǒng)的工作方法,如下面實(shí)施例所述。由于該方法解決問題的原理與動車組制動系統(tǒng)相似,因此該方法的實(shí)施可以參見動車組制動系統(tǒng),重復(fù)之處不再贅述。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中動車組制動系統(tǒng)的工作方法的流程圖。如圖3所示,該方法可以包括:
步驟101:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)接收來自外部設(shè)備的請求報文,并通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將請求報文傳輸至多個板卡。
步驟102:板卡接收請求報文,根據(jù)請求報文生成包含板卡內(nèi)部數(shù)據(jù)的響應(yīng)報文,并通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將響應(yīng)報文傳輸至以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。
步驟103:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至外部設(shè)備。
實(shí)施例中,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)接收來自外部設(shè)備的請求報文,可以包括:交換機(jī)通過以太網(wǎng)將來自外部設(shè)備的請求報文傳輸至每個制動電子控制系統(tǒng)的以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān),以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收請求報文。
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至外部設(shè)備,可以包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至交換機(jī),交換機(jī)接收響應(yīng)報文,并將來自以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的響應(yīng)報文傳輸至外部設(shè)備。
實(shí)施例中,以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)接收來自外部設(shè)備的請求報文,并通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將請求報文傳輸至多個板卡,可以包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收來自外部設(shè)備的請求報文,將請求報文攜帶的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),通過內(nèi)部控制器局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)總線,將攜帶控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)的請求報文傳輸至多個板卡。
以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,通過以太網(wǎng)傳輸響應(yīng)報文至外部設(shè)備,可以包括:以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)接收響應(yīng)報文,將響應(yīng)報文攜帶的控制器局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù),通過以太網(wǎng),將攜帶以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)幀格式數(shù)據(jù)的響應(yīng)報文傳輸至外部設(shè)備。
綜上,本發(fā)明實(shí)施例的動車組制動系統(tǒng)的工作方法可以適應(yīng)動車組制動系統(tǒng)的發(fā)展需求。
以上所述的具體實(shí)施例,對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明,所應(yīng)理解的是,以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已,并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。