一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构及通信方法技术

一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，包括可信网络和不可信网络；所述可信网络包括设置在每辆车内的可信车辆级网元，头车和尾车中，除可信车辆级网元外，还分别设置有可信列车级网元；所述不可信网络包括分别设置在头车和尾车中的不可信列车级网元；一个可信列车级网元与一个不可信列车级网元经安全网关通信，多个安全网关互为冗余。采用本发明专利技术提供的网络架构是一种列车控制网络和服务网络共网网络架构，可实现列车控制、监视及诊断信息与旅客信息、视频信息的共网传输，旅客信息服务系统网络与列车网络的共网传输，满足旅客信息服务系统网络带宽的要求，保证列车网络的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于列车网络通信
，涉及一种通信网络架构，具体的说，涉及一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，及采用该架构的列车通信方法。
技术介绍
列车通信网络可分为列车控制网络和列车服务网络。列车控制网络的主要功能是控制分散在列车各个车辆中的车载设备，使之协同工作、信息共享，实现车载设备的故障检测及维护；列车服务网络的主要功能是为列车相关工作人员及旅客提供信息服务、实现车地通信等功能。现有技术中，列车通信网络存在以下问题：(1)大部分列车控制网络和服务网络通常采用各自独立的网络架构；(2)列车控制网络采用MVB、CAN、HDLC等控制总线，随着列车通信的数据量剧增，在实时性可以保证控制通讯，但无法满足大数据量的通讯；(3)在提供WIFI无线上网服务的列车上，有采用控制网络和服务网络共网的方案，但由于缺少安全措施，没有保障列车网络通信安全的策略；(4)在以太网应用轨道车辆通信网络架构设计中，双绞线的传输距离、传输质量成为方案的瓶颈。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据现有技术的不足，提供一种数据传输安全级别高，列车控制网络和服务网络共网的传输的网络架构。本专利技术的技术方案是：一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，包括可信网络和不可信网络；可信网络包括设置在每辆车内的可信车辆级网元，头车和尾车中，除可信车辆级网元外，还分别设置有可信列车级网元；不可信网络包括分别设置在头车和尾车中的不可信列车级网元；一个可信列车级网元与一个不可信列车级网元经安全网关通信，多个安全网关互为冗余。例如：可信网络中，头车中的可信列车级网元经主安全网关与头车中的不可信网络列车级网元通信；可信网络中，尾车中的可信列车级网元经辅安全网关与尾车中的不可信网络列车级网元通信。主安全网关和辅安全网关互为冗余，正常情况下，头尾车可信列车级网元经主安全网关与不可信列车级网元通信，当主安全网关所在通信线路发生故障的情况下，启动尾车和辅安全网关的通信线路。优选的是：可信网络中，每辆车内均设置有至少一个可信车辆级网元，形成可信车辆级网元组，头车中的可信列车级网元和尾车中的可信列车级网元的两端互连，形成可信环网架构；每辆车内的可信车辆级网元组均分别与头车中的可信列车级网元和尾车中的可信列车级网元通信；不可信网络中，头车中的不可信列车级网元和尾车中的不可信列车级网元两端互连，形成不可信环网架构。更进一步的：一般车辆级网元组包括两个可信车辆级网元：可信车辆级网元I和可信车辆级网元II，两个可信车辆级网元互连，且每辆车内的可信车辆级网元I均与头车中的可信列车级网元相连，每辆车内的可信车辆级网元II均与尾车中的可信列车级网元相连。优选的是：可信网络中，每辆车内均设置有至少一个可信车辆级网元和一个可信列车级网元，构成可信网元组，每辆车内的可信网元组顺次串联，形成可信线性网络架构；不可信网络中，除头车和尾车外，每辆车内也分别设置有不可信列车级网元，由头车到尾车，不可信列车级网元依次相连，形成不可信线性网络架构。或每辆车上的不可信列车级网元顺次首尾相连，形成不可信环形网络架构。更进一步的：可信网络中，每辆车内设置有一个可信车辆级网元和两个可信列车级网元，顺次首尾相连，形成车辆内的环形网络结构。更进一步的：除头车和尾车外，任一车辆内的可信列车级网元均可与不可信列车级网元通过安全网关通信，增强网络的冗余性。优选的是：可信列车级网元、不可信列车级网元的通信端口均为光口，头车中可信列车级网元与尾车中可信列车级网元间的连接介质为光缆；头车中不可信列车级网元与尾车中不可信列车级网元间的连接介质为光缆。除采用光缆外，也可以采用其他的通信线缆。列车控制、服务共网的宽带通信网络架构进行数据通信的方法，将列车控制网络和服务网络分为可信网络和不可信网络，包括可信网络内通信方法、可信网络与不可信网络的通信方法：可信网络内传输的数据包括列车控制网络中的控制数据、监视数据及诊断信息数据，还包括列车服务网络中的旅客信息数据及视频信息数据；为不同数据设置不同优先级，控制数据、监视数据及诊断信息数据类过程数据的优先级高于旅客信息数据及视频信息数据的优先级，传输数据自动缓存，根据优先级高低传输；不可信网络和可信网络间的网间传输数据经安全网关在不可信列车级网元和可信列车级网元件双向传输；可信网络传递到不可信网络的数据包括列车行车数据、车内外温度数据；不可信网络传递到可信网络的数据包括：传送到紧急报警装置的地面音频数据、传送到机顶盒的地面视频数据；跨网通信时，安全网关首先对发出数据的设备进行设备认证，若设备满足认证条件，在对数据报文进行报文认证。本专利技术的有益效果是：(1)采用本专利技术提供的网络架构是一种列车控制网络和服务网络共网网络架构，可实现列车控制、监视及诊断信息与旅客信息、视频信息的共网传输，旅客信息服务系统网络与列车网络的共网传输，满足旅客信息服务系统网络带宽的要求，保证列车网络的稳定性。(2)根据列车网络的安全等级将控制、服务共网网络架构划分为可信网络与不可信网络，列车控制网络中的控制数据、监视数据及诊断信息数据及列车服务网络中的旅客信息数据及视频信息数据在可信网络中共网传输，车行车数据、车内外温度数据、传送到紧急报警装置的地面音频数据、传送到机顶盒的地面视频数据等数据经安全网关认证后在可信网络和不可信网络之间传输，同时不可信网络还负责列车和车地通信，及车下与列车之间的WIFI接入，将无线网络与列车物理网络进行隔离，提高了列车网络数据传输的安全性。(3)本专利技术采用内切环网方式，与传统的跳环方式不同。每节车厢可设置多个可信车辆级网元，采用双网口接入冗余可信车辆级网元，且可信车辆级网元都与核心可信列车级网元构成环网，即使本节车厢通信故障，也不会影响到其他车厢的通信。具备更好的故障隔离功能和冗余性。附图说明图1为实施例1结构示意图。图2为实施例1结构示意图。图3为实施例1动车可信车辆级网元连接结构示意图。图4为实施例1拖车可信车辆级网元连接结构示意图。图5为实施例2结构示意图。其中，1-不可信列车级网元，2-可信列车级网元，3-可信车辆级网元，4-安全网关具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步说明。实施例1一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，可以实现列车控制网络和服务网络的共网数据传输，该系统将列车控制网络和服务网络分为可信网络和不可信网络，其中可信网络内传输的数据包括列车控制网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，其特征在于：包括可信网络和不可信网络；所述可信网络包括设置在每辆车内的可信车辆级网元，头车和尾车中，除可信车辆级网元外，还分别设置有可信列车级网元；所述不可信网络包括分别设置在头车和尾车中的不可信列车级网元；一个可信列车级网元与一个不可信列车级网元经安全网关通信，多个安全网关互为冗余。

【技术特征摘要】
1.一种列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，其特征在于：包括可信网络和不可信网络；
所述可信网络包括设置在每辆车内的可信车辆级网元，头车和尾车中，除可信车辆级
网元外，还分别设置有可信列车级网元；
所述不可信网络包括分别设置在头车和尾车中的不可信列车级网元；
一个可信列车级网元与一个不可信列车级网元经安全网关通信，多个安全网关互为冗
余。
2.如权利要求1所述的列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，其特征在于：可信网络中，
每辆车内均设置有至少一个可信车辆级网元，形成可信车辆级网元组，头车中的可信列车
级网元和尾车中的可信列车级网元的两端互连，形成可信环网架构；每辆车内的可信车辆
级网元组均分别与头车中的可信列车级网元和尾车中的可信列车级网元通信不可信网络
中，头车中的不可信列车级网元和尾车中的不可信列车级网元两端互连，形成不可信环网
架构。
3.如权利要求2所述的列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，其特征在于：一般车辆级
网元组包括两个可信车辆级网元：可信车辆级网元I和可信车辆级网元II，两个可信车
辆级网元互连，且每辆车内的可信车辆级网元I均与头车中的可信列车级网元相连，每辆
车内的可信车辆级网元II均与尾车中的可信列车级网元相连。
4.如权利要求1所述的列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，其特征在于：可信网络中，
每辆车内均设置有至少一个可信车辆级网元和一个可信列车级网元，每辆车内的可信列车
级网元与相邻车辆内的可信列车级网元顺次串联，形成可信列车级线性网络架构；不可信
网络中，除头车和尾车外，每辆车内也分别设置有不可信列车级网元。
5.如权利要求4所述的列车控制、服务共网的宽带通信网络架构，其特征在于：由头车到尾
车，不可信列车级网元依次相连，形成不可信线性网络架构；...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐燕芬，姜仕军，薛树坤，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37