一种列车通信网络拓扑生成方法技术

本发明专利技术公开了一种列车通信网络拓扑生成方法，包括以下步骤：进行节点分类与编号，列车编组节点和网关节点为一一对应关系，列车编组节点与非网关网络设备节点为一对多关系；生成各个节点，先生成第一个列车编组节点，再生成该列车编组对应的网关节点，然后再逐个生成该列车编组对应的非网关网络设备节点，接着按照深度优先顺序依次生成剩下的所有节点；计算各个节点的位置和大小；根据上一步的计算结果，将各个节点移动到相应位置；在相应位置生成连接；当网络结构发生变化时，重复以上五个步骤，重新生成网络拓扑图。本发明专利技术方法所描述的技术方案由软件自动实现网络拓扑图更新，显示更加直观和形象，十分便于网络数据的配置和管理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机应用
的一种网络拓扑图形化显示方法，尤其是涉及一 种应用于列车网络管理系统中的网络拓扑图形化自动生成方法，广泛应用于包括机车车辆 和城市轨道交通车辆在内的列车网络配置与管理。
技术介绍
在列车网络管理系统中，为了方便的进行网络数据配置，更直观的、形象的反映 出网络拓扑连接情况，必然要在人机交互界面显示网络拓扑图。国际电联IEC制定的TCN (TCN-Train Communication Network列车通信网络，是在列车分布式控制系统之上发展 起来的列车控制、诊断信息数据通信网络)列车通信网络标准IEC61375-1 :1999规定列车 通信网络采用两级列车级和车辆级。列车级总线采用绞线式WTB (WTB-ffire Trainer Bus绞线式列车总线，用于列车级的通信)总线，车辆级总线采用多功能车辆总线MVB (MVB-Multifunction Vehicle Bus多功能车辆总线，用于连接车辆内的通信控制和过程控 制)。列车总线用于连接各个车辆，可用于列车级的通信控制、过程控制；车辆总线用于连接 车辆内的通信控制和过程控制。WTB总线和MVB总线可以通过网关进行数据的相互转发。目前，关于网络拓扑图形化显示方法主要有以下几种一种是使用固定的网络拓扑，即将网络拓扑图固化在系统中。如果网络结构一旦发生 变化，那么网络拓扑图形化显示的程序也要跟着变，对于网络拓扑结构不发生变化的情况， 是一个很好的解决方案，但事实是，大多数网络拓扑情况都是不时变化的，如果采用这种方 法，必然会要修改程序以适应新的情况，而这个工作必须由专业技术人员才能完成，这样降 低了效率，延长了产品开发周期，提高了成本。一种是手动生成，即在网络拓扑图生成过程中有人的参与。这种情况，一般的实现 方式是先生成一个基础图，由操作人员在这个基础图上进行操作，从而形成最终的拓扑图。 这种方式相对第一种要灵活，能够适用一定应用领域内的网络结构变化。但提供的基础图 一般都确定了大致的拓扑结构，因此还是有一定的局限性。还有一种就是自动生成，即由系统根据网络拓扑信息自动生成网络拓扑图，当网 络拓扑结构发生变化时，系统可以根据新的网络拓扑信息生成新的网络拓扑图，这样可以 增加系统的普适性和实现操作的简单化。一般的实现方式是将网络中的节点分为根节点和 叶节点，网络拓扑图的生成以圆为基础并辐射扩展，根节点平均分布在基础圆上，叶节点平 均分布于以相连根节点为圆心的扇弧上。这种网络拓扑生成方法能够适用动态网络的拓扑 显示，但对于列车网络拓扑的表示不是很适用。对于列车网络拓扑目前更多的是采用第一种方法，即将网络拓扑固化在程序中， 目前显示器中的网络拓扑程序就是这样做的。如果网络结构一旦发生变更，那么就必须更 改程序，这样势必增加成本，降低了开发效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，该方法能够更加直观、形 象地反映出网络拓扑的连接情况，并由计算机软件自动实现网络拓扑图的更新，减少了人 为操作，使得网络数据的配置过程更加方便。本专利技术具体提供了的具体实施方式，一种列车通 信网络拓扑生成方法，包括以下步骤5101进行节点分类与编号，节点包括列车编组节点，网关节点，非网关网络设备节点， 网关节点和列车编组节点为一一对应的关系，列车编组节点与非网关网络设备节点为一对 多的关系；5102进行各个节点的生成，先生成第一个列车编组节点，再生成该列车编组对应的网 关节点，然后再逐个生成该列车编组对应的非网关网络设备节点，接着按照深度优先顺序 依次生成剩下的所有节点；S103:计算各个节点的位置和大小；S104 根据步骤S103的计算结果，将各个节点移动到相应的位置；S105:根据步骤S103的计算结果，在相应的位置生成连接；S106 当网络结构发生变化时，重复步骤S101-S105，重新生成网络拓扑图。按照深度优先顺序的生成过程是首先生成第一个列车编组节点，再生成该列车编 组对应的网关节点，然后再逐个生成该列车编组对应的非网关网络设备节点。按照这个方 法接着生成剩下的所有节点。即沿着树的深度遍历树的节点，尽可能深的搜索树的分支。当 节点ν的所有边都己被探寻过，搜索将回溯到发现节点ν的那条边的起始节点。这一过程 一直进行到已发现从源节点可达的所有节点为止。如果还存在未被发现的节点，则选择其 中一个作为源节点并重复以上过程，整个进程反复进行直到所有节点都被访问为止。作为本专利技术进一步的实施方式，步骤S105中根 据步骤S103的计算结果，在相应的位置生成连接的过程包括以下步骤S1051:首先生成列车总线L，并确定列车总线L两个端点的位置；51052确定第k个列车编组节点下主连接Lk的位置；51053确定第k个列车编组节点下主连接与其下的第i个非网关网络设备节点之间的 连接Ii两个端点的位置。作为本专利技术进一步的实施方式，如果某一列车编 组无对应的网关节点，则虚拟一个网关节点，并用虚线框标注；如果某一列车编组对应的网 关节点有多个，则选择一个为网关节点，其余的则归为非网关网络设备节点。作为本专利技术进一步的实施方式，步骤S103中第η (1=<η<=Ν)个列车编组节点的位置根据以下公式确定横坐标为An=Xm-N/2Wt+ (n-l)fft ； 纵坐标为&ι=0 ；其中，Xm为画板垂直中心线位置，Wt为列车编组节点宽度。作为本专利技术进一步的实施方式，步骤S103中第k (l=<k<=N)个网关节点的位置根据以下公式确定横坐标为Ck=Ak+Wt/2-Wg/2 ；纵坐标为:Dk=Bk+Ht+D ；其中，Ak为第k个列车编组节点的横坐标位置，Bk为第k个列车编组节点的纵坐标位 置，Wg为网关节点的宽度，Ht为列车编组节点高度，D为节点与节点之间的距离。作为本专利技术进一步的实施方式，步骤S103中第k 个列车编组节点下的第i个非网关设备节点的位置根据以下公式确定如果i是奇数，则横坐标为Ei= Ak+fft/2- (ffd+D)；纵坐标为Fi=Bk+Ht+D+Hg+D-Hd/2+(i/^)*D ；如果i是偶数，则横坐标为Ei=Ak+Wt/2+D ；纵坐标为Fi=Bk+Ht+D+Hg+D-Hd/2+(i/^)*D ；其中，Ak为第k个列车编组节点的横坐标位置，Bk为第k个列车编组节点的纵坐标位 置，Wt为列车编组节点宽度，Wd为非网关网络设备节点的宽度，Hd为非网关网络设备节点 的高度，Ht为列车编组节点高度，Hg为网关节点高度，D为节点与节点之间的距离。作为本专利技术进一步的实施方式，步骤S105中列 车总线L两个端点的位置坐标为(Al，Ht), (AN+fft, Ht)。作为本专利技术进一步的实施方式，步骤S105中第k 个列车编组节点下主连接Lk的位置坐标为(Ak+Wt/2，Ht), (Ak+fft/2, H)。作为本专利技术进一步的实施方式，步骤S105中第k 个列车编组节点下主连接与第i个非网关网络设备节点之间的连接Ii两个端点的位置坐 标根据以下公式确定当i为奇数时，则位置坐标为 (Ei+ffd, Fi+Hd/2), (Ei+ffd+D, Fi+Hd/2)； 当i为偶数时，则位置坐标为 (Ei-D, Fi+Hd/2), (Ei, Fi+Hd/本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种列车通信网络拓扑生成方法，其特征在于，包括以下步骤：Ｓ１０１：进行节点分类与编号，节点包括列车编组节点（ＮＴ），网关节点（ＮＧ），非网关网络设备节点（ＮＤ），列车编组节点和网关节点为一一对应的关系，列车编组节点与非网关网络设备节点为一对多的关系；Ｓ１０２：进行各个节点的生成，先生成第一个列车编组节点，再生成该列车编组对应的网关节点，然后再逐个生成该列车编组对应的非网关网络设备节点，按照深度优先顺序依次生成剩下的所有节点；Ｓ１０３：　计算各个节点的位置和大小；Ｓ１０４：根据步骤Ｓ１０３的计算结果，将各个节点移动到相应的位置；Ｓ１０５：　根据步骤Ｓ１０３的计算结果，在相应的位置生成连接；Ｓ１０６：　当网络结构发生变化时，重复步骤Ｓ１０１－Ｓ１０５，重新生成网络拓扑图。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：费巧玲，李锐，段录平，蒋晓艳，
申请(专利权)人：株洲南车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：43