轨道交通车辆及其车地通信拓扑结构的制作方法

1.本发明涉及轨道交通技术领域，特别是一种轨道交通车辆及其车地通信拓扑结构。


背景技术：

2.目前，轨道交通行业车辆与地面的视频通信业务主要有两种，一是地面直播流上传到车辆，二是车载的监控视频下载到地面。由于地面与车辆分别属于不同的以太网网络，两个以太网网络之间如何通信，目前每个城市的方案都不尽相同。如果连接的拓扑方式存在缺陷，很容易引起车辆以太网的网络风暴，造成车辆以太网瘫痪，给列车运行安全造成极大风险。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种轨道交通车辆及其车地通信拓扑结构，避免车载网络出现网络风暴或网络瘫痪。
4.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种轨道交通车辆车地通信拓扑结构，包括：第一交换机，设置于司机室内；至少一个车载系统主机，设置于车厢内，与所述第一交换机连接，并与车载以太网络通信。
5.本发明的第一交换机不接入车辆以太网网络，第一交换机通过车载系统主机与车载以太网网络通信，因此避免了车地网络与车载以太网网络成环，防止车载网络出现网络风暴或网络瘫痪。
6.所述车载系统主机数量为两个，每个车载系统主机与一个司机室内的第一交换机连接。每个车载系统主机的两个网口分别对应两个独立的网卡，物理通道隔离，保证车地网络与车载网络的物理隔离。
7.所述第一交换机与司机室内的车载通信模块连接，从而提供了车地无线通道，便于车地通信。
8.两个司机室内的第一交换机相互通信。
9.所述第一交换机与设置于司机室内的地面监控调用服务器、地面直播服务器通信。第一交换机具有地址转换功能，用于实现地面网络与车载网络的隔离。
10.为了节省安装空间，所述地面监控调用服务器、地面直播服务器集成为一体。
11.所述第一交换机为n层交换机，且n≥3。
12.所述车载以太网络包括多个第二交换机，各第二交换机分别设置于各车厢内，相邻车厢内的两个交换机相互连接。
13.所述第二交换机为m层交换机，且m≥2。用于车内网络设备的数据交换。
14.本发明还提供了一种轨道交通车辆，其采用上述车地通信拓扑结构。
15.与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明避免了车地网络与车载以太网网络成环的问题，避免车载网络出现网络风暴或网络瘫痪，从而保证了列车运行安全。
附图说明
16.图1为本发明实施例拓扑结构图；图2为本发明实施例车载以太网络结构图。
具体实施方式
17.如图1所示，本发明实施例中，地面直播服务器一端通过车地无线网络与地面直播系统连接，另一端通过三层交换机与车载系统主机连接，车载系统主机接收到数据后通过车载以太网传输到车载终端；地面监控调用服务器一端通过车地无线网络与地面监控系统连接，另一端通过三层交换机与车载系统主机连接，车载系统主机接收到数据请求后通过车载以太网调取相应的终端视频数据进行上传。图1中所有连接均采用以太网。
18.列车每个司机室设置车地网络，车地网络包括以下设备：地面直播服务器、地面监控调用服务器（1和2可集成为一台服务器）、三层交换机、车地无线通道（wifi或lte), 以wifi为例，配置车载ap。车载系统主机的两个网口（网口1和网口2）分别对应两个独立的网卡，物理通道隔离，保证车地网络与车载网络的物理隔离。车地之间的数据交互必须通过三层交换机进行，但三层交换机不接入车辆以太网网络，三层交换机通过车载系统主机与车载以太网网络通信。
19.如图1，本发明实施例中，两个车载系统主机分别设置在靠近两个司机室的车厢内，当然，车载系统主机也可以设置在其余车厢内。
20.图2为车载以太网网络结构示意图，每个车厢内设置有一个交换机，相邻两个车厢的交换机相互通信。每个交换机与该交换机所在车厢内的lcd、多个摄像头连接。
21.如图1和图2所示，直播视频流的信号传输方向为：车地通道——三层交换机——地面直播服务器——车载系统主机——车载以太网网络——各个车厢lcd。
22.监控调用视频流的信号的传输方向为：各个车厢摄像头——车载以太网网络——车载系统主机——三层交换机——地面监控调用服务器——车地通道。
23.两个三层交换机可以连接，也可以不连接，因三层交换机不接入车辆以太网网络，避免了车地网络与车载以太网网络成环的问题，避免车载网络出现网络风暴或网络瘫痪。
24.使用时，车载以太网网络通过千兆以太网接口与车载系统主机连接，车载系统主机通过千兆以太网与三层交换机连接，三层交换机通过千兆以太网与地面监控调用服务器连接，三层交换机通过百兆以太网与地面直播服务器连接，三层交换机具备nat功能。地面监控调用服务器通过车地无线网络与地面监控系统连接，地面直播服务器通过车地无线网络与地面直播系统连接。
25.地面直播服务器与地面监控调用服务器可集成也可独立配置。


技术特征：
1.一种轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，包括：第一交换机，设置于司机室内；至少一个车载系统主机，设置于车厢内，与所述第一交换机连接，并与车载以太网络通信。2.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，所述车载系统主机数量为两个，每个车载系统主机与一个司机室内的第一交换机连接。3.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，所述第一交换机与司机室内的车载通信模块连接。4.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，两个司机室内的第一交换机相互通信。5.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，所述第一交换机与设置于司机室内的地面监控调用服务器、地面直播服务器通信。6.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，所述地面监控调用服务器、地面直播服务器集成为一体。7.根据权利要求1所述的轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，所述第一交换机为n层交换机，且n≥3。8.根据权利要求1～7之一所述的轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，所述车载以太网络包括多个第二交换机，各第二交换机分别设置于各车厢内，相邻车厢内的两个交换机相互连接。9.根据权利要求8所述的轨道交通车辆车地通信拓扑结构，其特征在于，所述第二交换机为m层交换机，且m≥2。10.一种轨道交通车辆，其特征在于，其采用权利要求1～9之一所述的车地通信拓扑结构。

技术总结
本发明公开了一种轨道交通车辆及其车地通信拓扑结构，包括：第一交换机，设置于司机室内；至少一个车载系统主机，设置于车厢内，与所述第一交换机连接，并与车载以太网络通信。本发明避免了车地网络与车载以太网网络成环的问题，避免车载网络出现网络风暴或网络瘫痪，从而保证了列车运行安全。从而保证了列车运行安全。从而保证了列车运行安全。


技术研发人员：马丽英 陈平安 杨贵森 周汛 汤诚
受保护的技术使用者：中车株洲电力机车有限公司
技术研发日：2021.06.22
技术公布日：2021/9/24