一种MVB总线与TCMS网络冗余通信的系统和方法与流程

本发明涉及网络通信，特别涉及一种mvb总线与tcms网络冗余通信的系统和方法。

背景技术：

1、mvb(multifunction vehicle bus)，即多功能车辆总线，主要用于对互操作性和互换性有要求的互连设备之间的串行数据通信，具有1.5mbps的固定传输速率，支持单线结构和双线结构的物理传输介质。mvb主要用于连接位于同一车辆中的标准设备，如实现设备间的串行数据通信。tcms(train control and management system)即列车网络控制系统，是高速列车的核心系统，负责处理和分配列车运行中各种内外数据。tcms通过网络连接列车上的各子系统设备，实现通信和信息共享。

2、装备tcms的动车组列车中，列车自动防护系统(atp)，列车自动控制系统(ato)作为车载设备，通过tcms车辆网络与车辆内部的各类控制单元，包括制动、牵引及过分相控制单元等进行双向通信，获取设备状态并输出控制命令。早期开发的车载设备，不支持tcms网络接口，但支持mvb接口。为了适配装备tcms网络控制系统的动车组列车，需要设计实现mvb总线和tcms网络的双向通信，这一过程不仅需要确保通信的高可靠性，还需兼顾成本控制。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种mvb总线与tcms网络冗余通信的系统和方法，在降低成本的条件下实现了mvb和tcms两种通信制式之间的双向冗余通信。

2、为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、一种mvb总线与tcms网络冗余通信的系统，包括：车载设备；mvb总线；车辆tcms网络；至少两套mvb-tcms转换网关，用于对接收到的数据进行mvb-tcms协议转换；其中，两套所述mvb-tcms转换网关互为并列网关；所述车载设备通过所述mvb总线与每一所述mvb-tcms转换网关连接；每一所述mvb-tcms转换网关与所述车辆tcms网络连接；所述车载设备通过所述mvb总线向所述mvb-tcms转换网关发送车载数据，并接收所述mvb-tcms转换网关发送的车辆网络数据，且选择车辆网络数据的主备用状态为主用的车辆网络数据使用。

4、可选地，所述车辆tcms网络与每一所述mvb-tcms转换网关通过以太网连接，用于向所述mvb-tcms转换网关发送所述车辆网络数据，并接收所述mvb-tcms转换网关发送的所述车载数据。

5、可选地，还包括：司法记录仪，所述司法记录仪与车载设备通过profibus总线连接，接收并存储所述车载设备当前使用的车辆网络数据，当前主用网关以及备用网关的可用状态，用于故障诊断。

6、可选地，所述车辆tcms网络与所述mvb-tcms转换网关的数量相同，且两者一一对应连接。

7、可选地，当所述车载设备向所述车辆tcms网络发送数据，所述车载设备将车载数据发送至所述mvb总线，每一所述mvb-tcms转换网关从配置的mvb总线端口上接收所述车载数据，进行协议转换组成网络数据包，通过网络协议分别发送到对应的所述车辆tcms网络。

8、可选地，当所述车辆tcms网络向所述车载设备发送数据，所述mvb-tcms转换网关过网络协议从对应的所述车辆tcms网络接收对应的所述车辆网络数据，以及从所述mvb总线上接收对应的并列网关的mvb数据。所述mvb-tcms转换网关根据接收到的所述车辆网络数据和并列网关的mvb数据基于预设规则确定并更新其自身的主备用状态以及判断并列网关的数据可用状态。所述mvb-tcms转换网关将对应的车载网络数据转换为新的mvb数据，并将其自身的主备用状态，并列网关的数据可用状态附加到新的mvb数据中，发送到mvb总线上。所述车载设备通过所述mvb总线同时接收每一所述mvb-tcms转换网关发送的新的mvb数据，选择新的mvb数据中主备用状态为主用的mvb数据使用，并将该路新的mvb数据通过profibus总线发送给所述司法记录仪存储。

9、可选地，基于预设规则确定并更新其自身的主备用状态的切换条件如下：

10、规则1：上电后初始化两套mvb-tcms转换网关的主备用状态为备用，配置一个网关在上电后延时60秒启动。

11、规则2：本mvb-tcms转换网关需要监控收到的车辆网络数据中的tcms心跳，若超过1秒不变化，则认为本mvb-tcms转换网关接收的所述车辆网络数据无效，将本mvb-tcms转换网关的主备用状态置为备用。

12、规则3：若本mvb-tcms转换网关输出中的主备用状态为备用，且本mvb-tcms转换网关接收的所述车辆网络数据有效，收到并列网关输出的主备用状态为备用，则将本mvb-tcms转换网关的主备用状态置为主用。

13、规则4：若本mvb-tcms转换网关的主备用状态为备用，且本mvb-tcms转换网关接收的所述车辆网络数据有效，收不到并列网关的mvb数据超过1秒，则将本mvb-tcms转换网关的主备用状态置为主用。

14、在上电初始化之前，预先设定好两套mvb-tcms转换网关的优先级，其中一个mvb-tcms转换网关的优先级大于另一个mvb-tcms转换网关的优先级，当两套mvb-tcms转换网关可能存在冲突时，执行规则5；规则5，优先级低的mvb-tcms转换网关若检测到优先级高的mvb-tcms转换网关的主备用状态为主用,无条件将优先级低的mvb-tcms转换网关的主备用状态置为备用，且对于优先级高的mvb-tcms转换网关而言不用再次检测其自身的主备用状态。

15、可选地，并列网关的数据可用状态的判断规则为：本mvb-tcms转换网关收到的并列网关mvb数据中的tcms心跳超过1秒不变化，则将并列网关的mvb数据可用状态的设置为不可用，否则设置为可用。

16、可选地，车载设备从mvb总线上接收两路新的mvb数据，根据新的mvb数据中的主备用状态，选择一路新的mvb数据使用；选择的原则如下：

17、当本mvb-tcms转换网关发送的新的mvb数据的主备用状态为主用，本mvb-tcms转换网关的并列网关发送的新的mvb数据的主备用状态为备用，车载设备使用本mvb-tcms转换网关发送的新的mvb数据。

18、当本mvb-tcms转换网关的并列网关发送的新的mvb数据的主备用状态为主用，本mvb-tcms转换网关发送的新的mvb数据的主备用状态为备用，车载设备使用本mvb-tcms转换网关的并列网关发送的新的mvb数据。

19、当两套所述mvb-tcms转换网关的主备用状态都为主用，或两套所述mvb-tcms转换网关的主备用状态都为备用，车载设备不使用任意一路mvb数据，并判断通信故障。

20、另一方面，本发明还提供一种mvb总线与tcms网络冗余通信的方法，基于如上文所述的mvb总线与tcms网络冗余通信的系统实现，所述方法包括：

21、通过mvb-tcms转换网关将接收到的车载数据进行协议转换后发送给对应的车辆tcms网络。

22、和/或，通过mvb-tcms转换网关将接收到的车辆网络数据进行协议转换后发送给mvb总线。

23、车载设备选择车辆网络数据中的主备用状态为主用的车辆网络数据使用再一方面，本发明还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上文所述的方法。

24、其他方面，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上文所述的方法。

25、本发明至少具有以下技术效果之一：

26、系统架构上，本发明通过部署转换网关实现了mvb和tcms两种通信制式之间的双向冗余通信，架构精简，对机柜空间需求较小，适应性强，改造成本较低。

27、方案设计上，冗余切换功能主要由转换网关实现，车载设备只需要根据标志位进行数据选择，减轻了车载设备的运行负担。转换网关运行周期很短，可实现快速设备冗余切换，不影响车载设备和车辆网络的正常运行，可靠性高。

28、系统维护上，通过司法记录仪记录了完整的tcms数据和主备网关工作状态，便于故障诊断。