[发明专利]基于以太网的列车冗余网络通信系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于以太网的列车冗余网络通信系统及方法，列车冗余网络通信系统包括多个列车以太网通信设备，每个列车以太网通信设备均设有两个独立的以太网接口，一个以太网接口接入第一通信网络，另一个以太网接口接入第二通信网络；列车以太网通信设备包括应用层、冗余收发处理层和TCP/IP层；冗余收发处理层从应用层获取报文及通信方式，通过冗余标签标识通信方式；为报文设置序列号，并将冗余标签、序列号及报文组包；TCP/IP层通过冗余标签确定通信方式后将组包后的数据包发送出去。本发明提供了一种通过冗余标签设置通信方式的“冗余至节点”的轨道交通列车以太网冗余通信方式，做到零故障愈合时间，安全可靠、灵活方便。

技术领域

本发明涉及轨道交通列车通信领域，特别涉及一种基于以太网的列车冗余网络通信系统及方法。

背景技术

在轨道交通领域，使用列车通信网络(TCN)连接列车通信设备、实现列车控制以及检测诊断等。目前应用最广泛的基于MVB/WTB(车辆总线/列车总线)总线的通信网络因通信数据量有限，正逐步被基于高带宽的以太网通信网络所取代。目前百兆和千兆以太网已在部分新型列车上取得应用。

为保证列车的安全可靠运行，设计列车冗余网络通信系统十分必要，目前列车以太网冗余通信有采用环网的方式，环网中有一个虚断线路，当环网中某段线路或某个节点故障时，环网控制协议会打通切换前虚断线路形成新的网络拓扑来保证以太网通信正常。

但是，目前列车以太网冗余通信采用的“冗余至网络”的环网方式中，故障后的环网愈合需要一定时间，无法做到零故障愈合时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中列车以太网冗余通信采用的“冗余至网络”的环网方式中，故障后的环网愈合需要一定时间，无法做到零故障愈合时间的缺陷，提供一种基于以太网的列车冗余网络通信系统及方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本发明提供了一种基于以太网的列车冗余网络通信系统，包括多个列车以太网通信设备，每个列车以太网通信设备均设有两个独立的以太网接口，并通过其中一个以太网接口接入第一通信网络，通过另外一个以太网接口接入第二通信网络；

所述列车以太网通信设备包括应用层和TCP/IP(传输控制协议/因特网互联协议)层，在所述应用层和所述TCP/IP层之间还设有冗余收发处理层；

所述冗余收发处理层用于从所述应用层获取待发送报文以及所述应用层提供的通信方式，所述冗余收发处理层中设有冗余标签，所述冗余标签用于标识所述通信方式，所述通信方式为仅使用所述第一通信网络进行通信、仅使用所述第二通信网络进行通信或同时使用所述第一通信网络和所述第二通信网络进行通信；

所述冗余收发处理层还用于为所述待发送报文设置唯一对应的序列号，并将所述冗余标签、所述序列号以及所述待发送报文进行组包；

所述TCP/IP层用于通过所述冗余标签确定所述通信方式并通过所述通信方式将组包后的数据包发送出去。

较佳地，所述冗余收发处理层用于每接收一待发送报文就将所述序列号依次加1。

较佳地，不同的通信方式对应不同的冗余标签。

较佳地，所述列车以太网通信设备还用于从所述第一通信网络和所述第二通信网络接收其他列车以太网通信设备发送的数据包，并从所述数据包中解析出源地址、报文、报文对应的冗余标签以及序列号，并根据源地址建立数据队列表，将同一源地址的报文放入同一数据队列中，所述数据队列中包含各个报文的冗余标签、序列号以及报文的接收时间。