БОРТОВАЯ СЕТЕВАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СВЯЗИ В НЕЙ
ONBOARD NETWORK SYSTEM AND METHOD FOR COMMUNICATION IN IT

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к области техники осуществления связи по сети железнодорожных транспортных средств и, в частности, относится к бортовой сетевой системе, подходящей для интеграции сети системы управления и сети сигнальной системы поезда, и к способу осуществления связи в ней.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционные бортовые сетевые системы обычно состоят из множества сетей с различными типами услуг, например сети сигнальной системы для обслуживания отправки и движения поезда и сети системы контроля и управления поездом (называемой сокращенно TCMS) для обслуживания управления поездом и управления техническим обслуживанием. Подобные бортовые сетевые системы имеют следующие проблемы:
1. из-за сосуществования нескольких наборов систем сложность сети высока, а количество точек отказа увеличивается;
2. из-за сосуществования нескольких наборов систем стоимость производства поездов увеличивается, а сложность ввода в действие шкафа и кабелей повышается; и
3. поскольку сети изолированы друг от друга, обслуживающий персонал транспортных средств не может реализовать единое обслуживание и управление, и сложность и стоимость обслуживания и управления возрастают.
Если сеть TCMS и сеть сигнальной системы непосредственно интегрированы в единую физическую сеть, сеть можно упростить. Однако, поскольку в сети TCMS есть устройства подсистемы с низким уровнем безопасности, легко создать риски и привести к неуправляемости сигнальной системы, создавая скрытые опасности для безопасности эксплуатации поезда.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Принимая во внимание проблемы, существовавшие в предшествующих бортовых сетевых системах, в настоящей заявке предоставляется бортовая сетевая система с низкой сложностью и высокой безопасностью и способ осуществления связи в ней.
Для этой цели в одном аспекте настоящей заявки предлагается бортовая сетевая система, содержащая устройства бортовой сигнальной системы, устройства TCMS, другие устройства бортовой сетевой подсистемы и две независимые подсети, причем устройства бортовой сигнальной системы осуществляют прямой доступ к первой подсети A и второй подсети B соответственно; в соответствии с уровнями безопасности устройства TCMS и другие устройства бортовой сетевой подсистемы подразделяются на устройства ключевой подсистемы с высоким уровнем безопасности и устройства обычной подсистемы с низким уровнем безопасности; каждое из устройств ключевой подсистемы осуществляет доступ к первой подсети A и второй подсети B посредством двух или более интерфейсов связи; и устройства обычной подсистемы осуществляют прямой доступ ко второй подсети B и/или первой подсети A.
В одном аспекте предпочтительно устройства обычной подсистемы осуществляют прямой доступ к первой подсети A или второй подсети B.
Предпочтительно каждое из устройств обычной подсистемы представляет собой устройство, которое имеет один интерфейс связи и не связано с движением поезда и безопасностью транспортного средства, и каждое из устройств обычной подсистемы осуществляет доступ к первой подсети A или второй подсети B посредством одного интерфейса связи.
Предпочтительно устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения в первую подсеть A или вторую подсеть B и отправляет идентичные сообщения в устройство (устройства) ключевой подсистемы в этом вагоне; устройство (устройства) ключевой подсистемы в этом вагоне пересылает сообщения во вторую подсеть B или первую подсеть A в качестве горячего резерва устройства (устройств) обычной подсистемы; и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
В другом аспекте предпочтительно устройства обычной подсистемы осуществляют прямой доступ к первой подсети A и второй подсети B.
Предпочтительно каждое устройство обычной подсистемы представляет собой устройство, которое имеет по меньшей мере два интерфейса связи и не связано с движением поезда и безопасностью транспортного средства, и каждое из устройств обычной подсистемы осуществляет доступ к первой подсети A и второй подсети B посредством двух или более интерфейсов связи.
Предпочтительно устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
Предпочтительно каждое из устройств ключевой подсистемы представляет собой устройство, которое имеет по меньшей мере два интерфейса связи и связано с движением поезда и безопасностью транспортного средства, и каждое из устройств ключевой подсистемы осуществляет доступ к двум подсетям посредством двух или более интерфейсов связи.
Предпочтительно устройство (устройства) ключевой подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
Предпочтительно устройства бортовой сигнальной системы представляют собой бортовые устройства, каждое из которых имеет по меньшей мере два интерфейса связи, и устройства бортовой сигнальной системы, соответственно, осуществляют доступ к двум подсетям, каждое – посредством двух или более интерфейсов связи.
Предпочтительно устройства бортовой сигнальной системы работают одновременно в первой подсети A и второй подсети B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
На основе вышеупомянутой бортовой сетевой системы в другом аспекте настоящей заявки предоставляется способ осуществления связи для бортовой сетевой системы, включающий следующие этапы:
устройства бортовой сигнальной системы, осуществляющие связь:
устройства бортовой сигнальной системы работают одновременно в первой подсети A и второй подсети B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь:
устройство (устройства) ключевой подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей; и
устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь:
устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения в первую подсеть A или вторую подсеть B и отправляет идентичные сообщения в устройство (устройства) ключевой подсистемы в этом вагоне; устройство (устройства) ключевой подсистемы в этом вагоне пересылает сообщения во вторую подсеть B или первую подсеть A в качестве горячего резерва устройства (устройств) обычной подсистемы; и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей; или
устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
В сравнении с известным уровнем техники настоящая заявка обеспечивает следующие преимущества и полезные эффекты.
(1) В бортовой сетевой системе, предоставленной в настоящей заявке, устройства бортовой сигнальной системы, устройства TCMS и другие устройства бортовой сетевой подсистемы объединены в единую сеть для реализации интеграции сигнальной сети и сети TCMS, чтобы количество сетевых коммутационных устройств, железнодорожных кабелей и шкафов могло быть уменьшено, и сложность и стоимость обслуживания бортовой сетевой системы могли быть снижены. Между тем, благодаря централизованному и оптимизированному размещению устройств, количество точек отказа в бортовой сетевой системе уменьшается.
(2) Бортовая сетевая система, предоставленная в настоящей заявке, имеет преимущества для реализации совместного использования данных и диагностики отказов сетевых устройств с точки зрения всей железнодорожной системы, а также имеет преимущества для реализации диверсификации услуг железнодорожной сети.
(3) В бортовой сетевой системе, предоставленной в настоящей заявке, независимые друг от друга первая подсеть A и вторая подсеть B используются как горячие резервы друг для друга, и устройства ключевой подсистемы используются в качестве точек пересылки устройств обычной подсистемы для реализации физической изоляции первой подсети A и второй подсети B. То есть, устройства обычной системы не могут непосредственно осуществлять доступ к подсети, где не расположены устройства обычных систем. Соответственно, обеспечивается безопасность и устойчивость другой сети, в которой расположены устройства сигнальной системы, что позволяет избежать скрытых опасностей, вызываемых обычными подсистемами с низким уровнем безопасности, и снизить риск, вызываемый сетевой интеграцией.
(4) В бортовой сетевой системе, предоставленной в настоящей заявке, устройства сигнальной системы осуществляют прямой доступ к первой подсети A и второй подсети B, устройства ключевой подсистемы осуществляют доступ к первой подсети A и второй подсети B в режиме двойного подключения, и первая подсеть A и вторая подсеть B являются горячими резервами друг для друга. То есть, две подсети являются дублирующими друг для друга. Когда одна из подсетей выходит из строя, другая подсеть используется для осуществления связи. Таким образом, обеспечивается нормальная работа устройств бортовой сети, связь между устройствами во всем транспортном средстве не будет нарушена, и надежность сети повышается.
(5) В бортовой сетевой системе, предоставленной в настоящей заявке, устройства обычной подсистемы могут непосредственно осуществлять доступ к первой подсети A и второй подсети B, и первая подсеть A и вторая подсеть B являются горячими резервами друг для друга. То есть, две подсети являются дублирующими друг для друга. Когда одна из подсетей выходит из строя, другая подсеть используется для осуществления связи. Таким образом, обеспечивается нормальная работа устройств бортовой сети, связь между устройствами во всем транспортном средстве не будет нарушена, и надежность сети повышается.
(6) В бортовой сетевой системе, предоставленной в настоящей заявке, для обслуживающего персонала транспортного средства предоставляется унифицированная платформа управления техническим обслуживанием, следовательно, затраты на техническое обслуживание снижаются, сложность технического обслуживания снижается, а эффективность технического обслуживания повышается.
(7) В способе осуществления связи, предоставленном в настоящей заявке, за счет интеграции сети сигнальной системы и сети TCMS количество сетевых коммутационных устройств, железнодорожных кабелей и шкафов уменьшается, а сложность, стоимость производства и стоимость технического обслуживания поезда снижаются.
(8) В механизме горячего резервирования пересылки сообщений от устройств обычной подсистемы устройствами ключевой подсистемы поезда, предусмотренным в настоящей заявке, во время интеграции сети сигнальной системы и сети TCMS уменьшаются скрытые опасности, вызываемые обычными подсистемами с низким уровнем безопасности, снижается риск, вызываемый сетевой интеграцией, а безопасность и устойчивость сети повышаются.
(9) В способе осуществления связи, предоставленном в настоящей заявке, все устройства сигнальной системы, устройства TCMS и другие устройства бортовой подсистемы осуществляют доступ к первой подсети A и второй подсети B, и первая подсеть A и вторая подсеть B являются горячим резервом друг для друга. То есть, две подсети являются дублирующими друг для друга. Когда одна из подсетей выходит из строя, другая подсеть используется для осуществления связи. Таким образом, обеспечивается нормальная работа устройств бортовой сети, связь между устройствами во всем транспортном средстве не будет нарушена, и надежность сети повышается.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 представлена схема сетевой архитектуры бортовой сетевой системы согласно варианту осуществления настоящей заявки;
на фиг. 2 представлена схема режимов отправки сообщений устройства ключевой подсистемы и устройства обычной подсистемы согласно варианту осуществления настоящей заявки;
на фиг. 3 представлена схема сетевой архитектуры сети бортовой сетевой системы согласно другому варианту осуществления настоящей заявки;
на фиг. 4 представлена схема режимов отправки сообщений устройства ключевой подсистемы и устройства обычной подсистемы согласно другому варианту осуществления настоящей заявки;
на фиг. 5 представлена схема сетевой архитектуры сети бортовой сетевой системы согласно еще одному варианту осуществления настоящей заявки; и
на фиг. 6 представлена схема режимов отправки сообщений устройства ключевой подсистемы и устройства обычной подсистемы согласно еще одному варианту осуществления настоящей заявки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящая заявка будет подробно описана ниже посредством иллюстративных воплощений. Однако следует понимать, что элементы, структуры и признаки в одной реализации могут быть успешно интегрированы в другие реализации без дальнейшего повторения.
В дополнение к этому в описании настоящей заявки следует отметить, что термины «первый», «второй» и подобные им используются только для иллюстративных целей и не интерпретируются как указывающие или подразумевающие относительную важность.
Вариант осуществления 1
Со ссылкой на фиг. 1 в варианте осуществления настоящей заявки предоставляется бортовая сетевая система, содержащая устройства бортовой сигнальной системы, устройства TCMS, другие устройства бортовой сетевой подсистемы и две независимые подсети, т. е. первую подсеть A и вторую подсеть B; устройства бортовой сигнальной системы осуществляют прямой доступ к первой подсети A и второй подсети B соответственно; в соответствии с уровнями безопасности устройства TCMS и другие устройства бортовой сетевой подсистемы подразделяются на устройства ключевой подсистемы с высоким уровнем безопасности и устройства обычной подсистемы с низким уровнем безопасности; каждое из устройств ключевой подсистемы осуществляет доступ первой подсети A и второй подсети B посредством двух или более интерфейсов связи, и устройства обычной подсистемы осуществляют прямой доступ ко второй подсети B.
В этом варианте осуществления другие устройства бортовой сети, за исключением устройств бортовой сигнальной системы, подразделяются соответствующим образом. Специалисты в данной области техники могут определить подразделение на высокий и низкий уровни безопасности в соответствии с потребностями эксплуатации транспортного средства. Существуют разные стандарты классификации для разных моделей транспортных средств и ситуаций применения. Например, подразделение может выполняться в зависимости от того, связано ли оно с безопасностью движения поезда. Устройства, относящиеся к безопасности движения поезда, являются устройствами ключевой подсистемы с высоким уровнем безопасности, а устройства, не относящиеся к безопасности движения поезда, являются устройствами обычной подсистемы с низким уровнем безопасности. В этом случае, поскольку все устройства TCMS связаны с безопасностью эксплуатации транспортного средства, они относятся к устройствам ключевой подсистемы. Среди других устройств бортовой сетевой подсистемы устройства, относящиеся к безопасности движения поезда, относятся к устройствам ключевой подсистемы, а устройства, не связанные с безопасностью движения поезда, относятся к устройствам обычной подсистемы. После подразделения устройства бортовой сети от высокого до низкого уровней безопасности последовательно представляют собой устройства бортовой сигнальной системы, устройства ключевой подсистемы и устройства обычной подсистемы.
В этом варианте осуществления бортовая сеть сигнальной системы и сеть TCMS интегрированы в единую сеть, что снижает сложность бортовой сетевой системы. Между тем, благодаря централизованному и оптимизированному размещению устройств, количество точек отказа системы уменьшается. В дополнение к этому, поскольку первая подсеть A и вторая подсеть B являются горячими резервами друг для друга, это может гарантировать, что нормальная работа устройств бортовой сети не будет нарушена, когда возникнет невосстановимый отказ в одной из первой подсети A и второй подсети B.
Следует отметить, что из-за различных моделей транспортных средств режим конфигурации устройств бортовой сигнальной системы, устройств ключевой подсистемы и устройств обычной подсистемы в вагонах поезда не является фиксированным. Например, каждый вагон может быть оборудован одновременно устройствами трех видов или устройствами только одного или двух видов. В дополнение к этому количество установленных устройств каждого вида также не фиксировано. На графических материалах настоящей заявки для удобства изображения каждый вагон оснащен устройствами трех видов, но это не следует интерпретировать как ограничение для настоящей заявки.
В качестве предпочтительного конструктивного исполнения бортовой сетевой системы каждое из устройств ключевой подсистемы представляет собой устройство, которое имеет по меньшей мере два интерфейса связи и связано с движением поезда и безопасностью транспортного средства, и каждое из устройств ключевой подсистемы осуществляет доступ к двум подсетям посредством двух или более интерфейсов связи.
В вышеупомянутой бортовой сетевой системе устройство (устройства) ключевой подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в зависимости от сетевых данных и состояния сети двух подсетей. В частности, состояние сети определяется в соответствии со временем поступления данных, устойчивостью сети и другими характеристиками, вследствие чего выбирается первая подсеть A или вторая подсеть B. Данные сети содержат поля, способные указать источник данных, и, таким образом, данные из выбранной сети собираются в соответствии с данными сети. Устройства ключевой подсистемы используют механизм горячего резервирования с двойным подключением. Когда происходит отказ сети в одной из первой подсети A и второй подсети B, устройства ключевой подсистемы не будут затронуты и по-прежнему будут принимать данные в другой подсети, которая работает нормально, вследствие чего повышается надежность сети.
В качестве предпочтительного решения устройства ключевой подсистемы включают центральный блок управления (CCU), блок управления приводом (DCU), модуль удаленного ввода/вывода (RIOM), блок управления тормозом (BCU) и вспомогательный блок управления (ACU). Тем не менее, устройства ключевой подсистемы не ограничиваются приведенными выше устройствами и могут дополнительно включать блок человеко-машинного интерфейса (HMI), модуль аварийной записи (МВК) и другие устройства бортовой сети с высоким уровнем безопасности. При этом центральный блок управления (CCU), модуль удаленного ввода/вывода (RIOM), блок человеко-машинного интерфейса (HMI) и модуль аварийной записи (ERM) принадлежат устройствам TCMS, а другие устройства принадлежат другим устройствам бортовой сетевой подсистемы.
В качестве предпочтительного конструктивного исполнения бортовой сетевой системы каждое из устройств обычной подсистемы представляет собой устройство, которое имеет один интерфейс связи и не связано с движением поезда и безопасностью транспортного средства, и каждое из устройств обычной подсистемы осуществляет доступ ко второй подсети B посредством одного интерфейса связи.
Устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения во вторую подсеть B и отправляет идентичные сообщения в устройство (устройства) ключевой подсистемы в сети этого вагона, и устройство (устройства) ключевой подсистемы в этом вагоне пересылает сообщения в первую подсеть A в качестве горячего резерва устройства обычной подсистемы. Когда вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; в противном случае данные от устройств обычной подсистемы, пересылаемые устройствами ключевой подсистемы, принимаются в первую подсеть A. Когда во второй подсети B происходит сбой на уровне поезда, устройства ключевой подсистемы не будут затронуты и по-прежнему будут принимать данные из первой подсети A. Поскольку устройства ключевой подсистемы используются в качестве точек пересылки устройств обычной подсистемы, устройство (устройства) обычной подсистемы отправляет данные в первую подсеть A посредством пересылки устройством (устройствами) ключевой подсистемы в сети этого вагона. Устройства сигнальной системы также не будут затронуты и по-прежнему будут принимать данные в первой подсети A. Во время описанного выше процесса устройства обычной подсистемы не будут непосредственно осуществлять связь с первой подсетью A, и устройства ключевой подсистемы в качестве точек пересылки устройств обычной подсистемы реализуют физическую изоляцию первой подсети A и второй подсети B. То есть во время интеграции сигнальной сети и сети TCMS в устройствах сигнальной системы устраняется риск, вызываемый устройствами обычной подсистемы. Когда во второй подсети B происходит опасное протекание процесса, например широковещательный шторм или вирусное вторжение, нормальная работа первой подсети A, где расположены устройства сигнальной системы, по-прежнему может быть обеспечена. Обмен данными между устройством ключевой подсистемы и устройством обычной подсистемы выполняется блоком сетевой коммутации, который соединяет устройство ключевой подсистемы и устройство обычной подсистемы.
В качестве предпочтительного решения устройства обычной подсистемы включают электронный блок управления дверьми (EDCU), систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), систему информации для пассажиров (PIS), систему пожарной сигнализации (FAS) и блок управления освещением (LCU). Однако устройства обычной подсистемы не ограничиваются вышеуказанными устройствами и могут дополнительно включать систему обнаружения работающих компонентов, систему видеонаблюдения CCTV, систему управления батареями (BMS) и другие устройства бортовой сети с низким уровнем безопасности.
В качестве предпочтительного конструктивного исполнения бортовой сетевой системы устройства бортовой сигнальной системы представляют собой бортовые устройства, каждое из которых имеет по меньшей мере два интерфейса связи, и устройства бортовой сигнальной системы осуществляют доступ к двум подсетям соответственно, каждое – посредством двух или более интерфейсов связи. То есть, чтобы гарантировать уровень безопасности, каждое из устройств бортовой сигнальной системы содержит по меньшей мере два интерфейса связи и осуществляет доступ к первой подсети A или второй подсети B по меньшей мере посредством двух интерфейсов связи, следовательно, бортовые сигнальные системы в первой подсети A и второй подсети B являются дублирующими друг для друга.
Устройства бортовой сигнальной системы работают одновременно в первой подсети A и второй подсети B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей. Когда происходит отказ сети в одной из первой подсети A и второй подсети B, устройства сигнальной системы не будут затронуты и по-прежнему будут принимать данные в другой подсети, которая работает нормально, вследствие чего повышается надежность сети.
В качестве предпочтительного решения устройства бортовой сигнальной системы включают блок определения движения (MDU), основной цифровой блок (VDU), блок доступа к поезду (TAU), автоматическую систему наблюдения за поездом (ATS), устройство шлюза безопасности (SG) и блок управления связью (CMU). Однако устройства бортовой сигнальной системы не ограничиваются вышеупомянутыми устройствами и могут дополнительно включать автоматическую систему управления поездом (ATO), блок обработки особо важных операций (VOP) и другие устройства сигнальной системы.
Далее обратимся к фиг. 1, где в качестве предпочтительного решения бортовой сетевой системы топологии первой подсети A и второй подсети B представляют собой, но без ограничения, линейные топологии и могут представлять собой кольцевые топологии, трапециевидные топологии и т. п. В бортовой сетевой системе надлежащая топология сети может быть выбрана в соответствии с требованиями поезда.
Продолжая ссылаться на фиг. 1, в качестве предпочтительного решения бортовой сетевой системы для реализации связи между двумя подсетями и устройствами бортовой сети в каждой подсети размещается множество сетевых коммутационных блоков и устройства бортовой сети подключаются к подсетям через сетевые коммутационные блоки.
Вариант осуществления 2
Со ссылкой на фиг. 3, в другом варианте осуществления настоящей заявки предоставляется бортовая сетевая система, содержащая устройства бортовой сигнальной системы, устройства TCMS, другие устройства бортовой сетевой подсистемы и две независимые подсети, т. е. первую подсеть A и вторую подсеть B; устройства бортовой сигнальной системы осуществляют прямой доступ к первой подсети A и второй подсети B соответственно; в соответствии с уровнями безопасности устройства TCMS и другие устройства бортовой сетевой подсистемы подразделяются на устройства ключевой подсистемы с высоким уровнем безопасности и устройства обычной подсистемы с низким уровнем безопасности; каждое из устройств ключевой подсистемы осуществляет доступ к первой подсети A и второй подсети B посредством двух или более интерфейсов связи, а устройства обычной подсистемы осуществляют прямой доступ к первой подсети A. Бортовая сеть сигнальной системы и сеть TCMS интегрированы в единую сеть, что снижает сложность бортовой сетевой системы. Между тем, благодаря централизованному и оптимизированному размещению устройств, количество точек отказа системы уменьшается. В дополнение к этому, поскольку первая подсеть A и вторая подсеть B являются горячими резервами друг для друга, можно гарантировать, что нормальная работа устройств бортовой сети не будет нарушена, когда возникнет невосстановимый отказ в одной из первой подсети A и второй подсети B.
Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления 1 тем, что: устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения в первую подсеть A и отправляет идентичные сообщения в устройство (устройства) ключевой подсистемы в сети этого вагона, и устройство (устройства) ключевой подсистемы в этом вагоне пересылает сообщения во вторую подсеть B в качестве горячего резерва устройства обычной подсистемы. Когда первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; в противном случае данные от устройств обычной подсистемы, пересылаемые устройствами ключевой подсистемы, принимаются во вторую подсеть B. Когда в первой подсети A происходит отказ на уровне поезда, устройства ключевой подсистемы не будут затронуты и по-прежнему будут принимать данные во второй подсети B. Поскольку устройства ключевой подсистемы используются в качестве точек пересылки устройств обычной подсистемы, устройство (устройства) обычной подсистемы отправляет данные во вторую подсеть B посредством пересылки устройством (устройствами) ключевой подсистемы в сети этого вагона. Устройство сигнальной системы также не будет затронуто и по-прежнему будет принимать данные во второй подсети B. Во время описанного выше процесса устройства обычной подсистемы не будут непосредственно осуществлять связь со второй подсетью B, а устройства ключевой подсистемы в качестве точек пересылки устройств обычной подсистемы реализуют физическую изоляцию первой подсети A и второй подсети B. То есть во время интеграции сигнальной сети и сети TCMS в устройствах сигнальной системы устраняется риск, вызываемый устройствами обычной подсистемы. Когда в первой подсети A происходит опасное протекание процесса, например широковещательный шторм или вирусное вторжение, нормальная работа второй подсети B, где расположены устройства сигнальной системы, по-прежнему может быть обеспечена.
Вариант осуществления 3
Со ссылкой на фиг. 5, в еще одном варианте осуществления настоящей заявки предоставляется бортовая сетевая система, содержащая устройства бортовой сигнальной системы, устройства TCMS, другие устройства бортовой сетевой подсистемы и две независимые подсети, т. е. первую подсеть A и вторую подсеть B; устройства бортовой сигнальной системы осуществляют прямой доступ к первой подсети A и второй подсети B соответственно; в соответствии с уровнями безопасности устройства TCMS и другие устройства бортовой сетевой подсистемы подразделяются на устройства ключевой подсистемы с высоким уровнем безопасности и устройства обычной подсистемы с низким уровнем безопасности; каждое из устройств ключевой подсистемы осуществляет доступ к первой подсети A и второй подсети B посредством двух или более интерфейсов связи, и устройства обычной подсистемы осуществляют доступ к первой подсети A и второй подсети B посредством двух или более интерфейсов связи. Сеть бортовой сигнальной системы и сеть TCMS интегрированы в единую сеть, что снижает сложность бортовой сетевой системы. Между тем, благодаря централизованному и оптимизированному размещению устройств, количество точек отказа системы уменьшается. В дополнение к этому, поскольку первая подсеть A и вторая подсеть B являются горячими резервами друг для друга, можно гарантировать, что нормальная работа устройств бортовой сети не будет нарушена, когда возникнет невосстановимый отказ в одной из первой подсети A и второй подсети B.
Этот вариант осуществления отличается от вариантов осуществления 1 и 2 тем, что: каждое из устройств обычной подсистемы представляет собой устройство, которое имеет по меньшей мере два интерфейса связи и не связано с движением поезда и безопасностью транспортного средства, и каждое из устройств обычной подсистемы осуществляет доступ к первой подсети A и второй подсети B посредством двух или более интерфейсов связи.
Устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей. Когда происходит отказ сети в одной из первой подсети A и второй подсети B, устройства обычной подсистемы не будут затронуты и по-прежнему будут принимать данные в другой подсети, которая работает нормально, следовательно, надежность сети улучшается.
На основе бортовых сетевых систем, представленных в вариантах осуществления 1 и 2, в варианте осуществления настоящей заявки предоставляется способ осуществления связи для бортовой сетевой системы, содержащий следующие этапы:
S1: устройства бортовой сигнальной системы, осуществляющие связь
устройства бортовой сигнальной системы работают одновременно в первой подсети A и второй подсети B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
S2: устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь
устройство (устройства) ключевой подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
S3: устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь
устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения во вторую подсеть B или первую подсеть A и отправляет идентичные сообщения в устройство (устройства) ключевой подсистемы в сети этого вагона; устройство (устройства) ключевой подсистемы в этом вагоне пересылает сообщения в первую подсеть A или вторую подсеть B в качестве горячего резерва устройства (устройств) обычной подсистемы; и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
Этапы S1, S2 и S3 можно менять местами. Например, возможна последовательность этапов S1: устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь, за которым следует S2: устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь, и S3: устройства сигнальной системы, осуществляющие связь; также возможна последовательность этапов S1: устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь, за которым следует S2: устройства сигнальной системы, осуществляющие связь, и S3: устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь; и также возможна последовательность этапов S1: устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь, за которым следует S2: устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь, и S3: устройства сигнальной системы, осуществляющие связь.
В способе осуществления связи, предоставленном в настоящей заявке, две независимые подсети используются для интеграции сигнальной сети и сети TCMS, и две подсети являются горячим резервом друг для друга, следовательно, повышается надежность сети. Между тем, предлагается, чтобы устройства ключевой подсистемы пересылали сообщения в первую подсеть A или вторую подсеть B в качестве горячего резерва устройств обычной подсистемы для реализации физической изоляции двух подсетей, следовательно, устройства обычной подсистемы не будут непосредственно осуществлять связь с первой подсетью A или второй подсетью B. Соответственно, во время интеграции сигнальной сети и сети TCMS для сигнальной системы устраняется риск, вызываемый устройствами обычной подсистемы, и безопасность сети повышается.
На основе бортовой сетевой системы, представленной в варианте осуществления 3, в другом варианте осуществления настоящей заявки предоставляется способ осуществления связи для бортовой сетевой системы, содержащий следующие этапы:
S1: устройства бортовой сигнальной системы, осуществляющие связь
устройства бортовой сигнальной системы работают одновременно в первой подсети A и второй подсети B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
S2: устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь
устройство (устройства) ключевой подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
S3: устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь
устройство (устройства) обычной подсистемы в каждом вагоне отправляет сообщения одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, и приемник определяет, куда принимать данные – в первую подсеть A или вторую подсеть B – в соответствии с данными сети и состоянием сети двух подсетей.
Этапы S1, S2 и S3 можно менять местами. Например, возможна последовательность этапов S1: устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь, за которым следует S2: устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь, и S3: устройства сигнальной системы, осуществляющие связь; также возможна последовательность этапов S1: устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь, за которым следует S2: устройства сигнальной системы, осуществляющие связь, и S3: устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь; и также возможна последовательность этапов S1: устройства обычной подсистемы, осуществляющие связь, за которым следует S2: устройства ключевой подсистемы, осуществляющие связь, и S3: устройства сигнальной системы, осуществляющие связь.
В способе осуществления связи, предоставленном в настоящей заявке, две независимые подсети используются для интеграции сигнальной сети и сети TCMS, и две подсети являются горячим резервом друг для друга, следовательно, повышается надежность сети.
Способ осуществления связи, предоставленный в настоящей заявке, будет дополнительно описан ниже посредством конкретных вариантов осуществления. Описание приведено на примере устройства доступа к поезду (TAU) в качестве устройства бортовой сигнальной системы, центрального блока управления (CCU) в качестве примера устройства ключевой подсистемы и системы пожарной сигнализации (FAS) в качестве примера устройства обычной подсистемы.
Вариант осуществления 4: Первая подсеть A определяется как первичная сеть, а вторая подсеть B определяется как вспомогательная сеть.
TAU в первой подсети A и второй подсети B отправляют сообщения одновременно в соответствующие подсети. Если первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; и, если в первой подсети A возникает отказ, данные принимаются во вторую подсеть B.
Со ссылкой на фиг. 2, CCU отправляет сообщение 1 одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Когда первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; и, когда в первой подсети A возникает отказ, данные принимаются во вторую подсеть B. FAS отправляет сообщение 2 во вторую подсеть B, а также отправляет это сообщение в CCU. В дополнение к сообщению 1 CCU отправляет сообщение 2 от FAS в первую подсеть A, чтобы реализовать функцию горячего резервирования для FAS. Когда первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; и, когда в первой подсети A возникает отказ, данные принимаются во вторую подсеть B.
В качестве альтернативы, как показано на фиг. 4, CCU отправляет сообщение 1 одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Когда первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; и, когда в первой подсети A возникает отказ, данные принимаются во вторую подсеть B. FAS отправляет сообщение 2 в первую подсеть A, а также отправляет это сообщение в CCU. В дополнение к сообщению 1 CCU отправляет сообщение 2 от FAS во вторую подсеть B, чтобы реализовать функцию горячего резервирования для FAS. Когда первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; и, когда в первой подсети A возникает отказ, данные принимаются во вторую подсеть B.
Вариант осуществления 5: Вторая подсеть B определяется как первичная сеть, а первая подсеть A определяется как вспомогательная сеть.
TAU в первой подсети A и второй подсети B отправляют сообщения одновременно в соответствующие подсети. Если вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; и, если во второй подсети B возникает отказ, данные принимаются в первую подсеть A.
Продолжая ссылаться на фиг. 2, CCU отправляет сообщение 1 одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Когда вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; и, когда во второй подсети B возникает отказ, данные принимаются в первую подсеть A. FAS отправляет сообщение 2 во вторую подсеть B, а также отправляет это сообщение в CCU. В дополнение к сообщению 1 CCU отправляет сообщение 2 от FAS в первую подсеть A, чтобы реализовать функцию горячего резервирования для FAS. Когда вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; и, когда во второй подсети B возникает отказ, данные принимаются в первую подсеть A.
В качестве альтернативы, продолжая ссылаться на фиг. 4, CCU отправляет сообщение 1 одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Когда вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; и, когда во второй подсети B возникает отказ, данные принимаются в первую подсеть A. FAS отправляет сообщение 2 в первую подсеть A, а также отправляет это сообщение в CCU. В дополнение к сообщению 1 CCU отправляет сообщение 2 от FAS во вторую подсеть B, чтобы реализовать функцию горячего резервирования для FAS. Когда вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; и, когда во второй подсети B возникает отказ, данные принимаются в первую подсеть A.
Вариант осуществления 6: Первая подсеть A и вторая подсеть B используются без приоритета, и все две подсети работают нормально.
TAU в первой подсети A и второй подсети B отправляют сообщения одновременно в соответствующие подсети, и приемник принимает данные в первую подсеть A или вторую подсеть B в соответствии с состоянием сети и данными сети двух подсетей. Если состояние сети и данные сети первой подсети A имеют более высокий уровень, чем у второй подсети B, данные принимаются в первую подсеть A. И наоборот, если состояние сети и данные сети второй подсети B имеют более высокий уровень, чем у первой подсети A, данные принимаются во вторую подсеть B.
CCU отправляет сообщение 1 одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Если состояние сети и данные сети первой подсети A имеют более высокий уровень, чем у второй подсети B, данные принимаются в первую подсеть A; наоборот, если состояние сети и данные сети второй подсети B имеют более высокий уровень, чем у первой подсети A, данные принимаются во вторую подсеть B. FAS отправляет сообщение 2 во вторую подсеть B, а также отправляет это сообщение в CCU. В дополнение к сообщению 1 CCU отправляет сообщение 2 от FAS в первую подсеть A, чтобы реализовать функцию горячего резервирования для FAS. Если состояние сети и данные сети первой подсети A имеют более высокий уровень, чем у второй подсети B, данные принимаются в первую подсеть A; наоборот, если состояние данных и данные сети второй подсети B имеют более высокий уровень, чем у первой подсети A, данные принимаются во вторую подсеть B.
В качестве альтернативы CCU отправляет сообщение 1 одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Если состояние сети и данные сети первой подсети A имеют более высокий уровень, чем у второй подсети B, данные принимаются в первую подсеть A; наоборот, если состояние сети и данные сети второй подсети B имеют более высокий уровень, чем у первой подсети A, данные принимаются во вторую подсеть B. FAS отправляет сообщение 2 в первую подсеть A, а также отправляет это сообщение в CCU. В дополнение к сообщению 1 CCU отправляет сообщение 2 от FAS во вторую подсеть B, чтобы реализовать функцию горячего резервирования для FAS. Если состояние сети и данные сети первой подсети A имеют более высокий уровень, чем у второй подсети B, данные принимаются в первую подсеть A; наоборот, если состояние данных и данные сети второй подсети B имеют более высокий уровень, чем у первой подсети A, данные принимаются во вторую подсеть B.
Вариант осуществления 7: Первая подсеть A определяется как первичная сеть, а вторая подсеть B определяется как вспомогательная сеть.
TAU в первой подсети A и второй подсети B отправляют сообщения одновременно в соответствующие подсети. Если первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; и, если в первой подсети A возникает отказ, данные принимаются во вторую подсеть B.
CCU отправляет сообщение одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Если первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; и, если в первой подсети A возникает отказ, данные принимаются во вторую подсеть B.
FAS отправляет сообщение одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B. Если первая подсеть A работает в нормальном режиме, данные принимаются в первую подсеть A; и, если в первой подсети A возникает отказ, данные принимаются во вторую подсеть B.
Вариант осуществления 8: Вторая подсеть B определяется как первичная сеть, а первая подсеть A определяется как вспомогательная сеть.
TAU в первой подсети A и второй подсети B отправляют сообщения одновременно в соответствующие подсети. Если вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; и, если во второй подсети B возникает отказ, данные принимаются в первую подсеть A.
CCU отправляет сообщение одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Если вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; и, если во второй подсети B возникает отказ, данные принимаются в первую подсеть A.
FAS отправляет сообщение одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B. Если вторая подсеть B работает в нормальном режиме, данные принимаются во вторую подсеть B; и, если во второй подсети B возникает отказ, данные принимаются в первую подсеть A.
Вариант осуществления 9: Первая подсеть A и вторая подсеть B используются без приоритета, и все две подсети работают нормально.
TAU в первой подсети A и второй подсети B отправляют сообщения одновременно в соответствующие подсети, и приемник принимает данные в первую подсеть A или вторую подсеть B в соответствии с состоянием сети и данными сети двух подсетей. Если состояние сети и данные сети первой подсети A имеют более высокий уровень, чем у второй подсети B, данные принимаются в первую подсеть A. И наоборот, если состояние сети и данные сети второй подсети B имеют более высокий уровень, чем у первой подсети A, данные принимаются во вторую подсеть B.
CCU отправляет сообщение одновременно в первую подсеть A и во вторую подсеть B, которые являются горячими резервами друг для друга. Приемник принимает данные в первую подсеть A или вторую подсеть B в соответствии с состоянием сети и данными сети двух подсетей. Если состояние сети и данные сети первой подсети A имеют более высокий уровень, чем у второй подсети B, данные принимаются в первую подсеть A. И наоборот, если состояние сети и данные сети второй подсети B имеют более высокий уровень, чем у первой подсети A, данные принимаются во вторую подсеть B.
FAS отправляет сообщение одновременно в первую подсеть A и вторую подсеть B, и приемник принимает данные в первую подсеть A или вторую подсеть B в соответствии с состоянием сети и данными сети двух подсетей. Если состояние сети и данные сети первой подсети A имеют более высокий уровень, чем у второй подсети B, данные принимаются в первую подсеть A. И наоборот, если состояние сети и данные сети второй подсети B имеют более высокий уровень, чем у первой подсети A, данные принимаются во вторую подсеть B.
Вышеупомянутые варианты осуществления используются для пояснения настоящей заявки и не предназначены для ограничения настоящей заявки. Любые модификации и изменения, внесенные в настоящую заявку, не выходящие за рамки сущности настоящего изобретения и объема правовой охраны формулы изобретения, должны подпадать под объем правовой охраны настоящей заявки.