專利名稱：一種用于仿真列車mvb網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及軌道交通列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其涉及一種用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境的設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著列車運行速度及運載能力的提高，越來越多的自動化控制技術(shù)被應(yīng)用于列車 的各部件。為了統(tǒng)籌各部件的協(xié)調(diào)運作，就需要在列車上架設(shè)一種通信網(wǎng)絡(luò)，為各部件間的 通信提供渠道。作為列車通信網(wǎng)絡(luò)(Train Communication Network, TCN)中的一部分，多功能車 輛總線(Multifunction Vehicle Bus, MVB)被廣泛應(yīng)用于各種鐵道機(jī)車車輛，其特點是可 將列車分割為若干功能節(jié)點，每個功能節(jié)點分別管理各自的被控對象，各節(jié)點通過MVB網(wǎng) 絡(luò)耦合進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在數(shù)據(jù)交互中，通信數(shù)據(jù)可分為過程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)兩種，過程數(shù)據(jù) 的傳輸具有周期性、長度恒定的特點，一般為狀態(tài)量，其依據(jù)端口號進(jìn)行標(biāo)識；而消息數(shù)據(jù) 具有突發(fā)性、常用于傳輸故障信息，其依據(jù)功能號進(jìn)行標(biāo)識。從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)上看，MVB網(wǎng) 絡(luò)與OSI通信模型相似，其提供了數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層兩種接口。通常在進(jìn)行某一功能節(jié)點的試驗時，該功能節(jié)點在列車上工作時可能需要與其他 功能節(jié)點進(jìn)行通信以獲取當(dāng)前列車狀態(tài)作為判斷條件，如果節(jié)點接收不到網(wǎng)絡(luò)上的列車狀 態(tài)或狀態(tài)不正確時將不會正常啟動，因此要進(jìn)行功能節(jié)點的試驗必須要為其提供相應(yīng)的 MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。為了能正常地進(jìn)行試驗，克服這種耦合性帶來的問題，如果直接在實際列車 上進(jìn)行試驗，出于列車的空間局限性及安全性考慮，顯然不現(xiàn)實。目前常用的一種解決方案是提供與被測功能節(jié)點有耦合的其他相關(guān)功能節(jié)點， 將它們通過MVB組網(wǎng)。這種方案雖然能保證網(wǎng)絡(luò)上傳輸數(shù)據(jù)與實車相同，但由于相關(guān)功能 節(jié)點往往很多，因此這種方案具有花費高、占地面積大、出現(xiàn)故障難以定位的缺點。目前常用的另一種解決方案是通過修改被測功能節(jié)點內(nèi)部測控軟件來屏蔽網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境。這種方案首先有影響程序穩(wěn)定性的風(fēng)險，再者由于寫入的都是定值，顯然無法真實模 擬列車狀態(tài)，亦無法完成實時性要求高的試驗。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供成本投入少、易于組裝和維護(hù)的仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境的設(shè)備以及測試列車功能節(jié)點的系統(tǒng)，使得基于本發(fā)明的設(shè)備在測試列車功能節(jié)點時無 需提供其他功能節(jié)點，也無需修改被測列車功能節(jié)點的自身程序。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備，其 包括第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器和與所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器相連的仿真處理設(shè)備，所述仿真處 理設(shè)備包括用于調(diào)用所述第一MVB網(wǎng)絡(luò)適配器進(jìn)行MVB網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置，將數(shù)據(jù)發(fā)送給被 測列車功能節(jié)點單元和接收來自被測列車功能節(jié)點單元的數(shù)據(jù)的底層通信模塊；以及用于依照程序執(zhí)行順序?qū)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的各變量依通信協(xié)議與被測列車功能節(jié)點單元的物理參數(shù)進(jìn)行綁定，將綁定所述物理參數(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述底層通信模塊和從所述 底層通信模塊接收所述來自被測功能節(jié)點單元的數(shù)據(jù)的內(nèi)部邏輯模塊。在一種實施方式中，所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器包括總線管理器，所述仿真處理設(shè) 備還包括用于生成總線管理器配置文件并下載到所述總線管理器的配置文件生成模塊。在一種實施方式中，所述仿真處理設(shè)備還包括提供所述被測列車功能節(jié)點單元 的物理參數(shù)的輸入和/或顯示的人機(jī)界面模塊。在一種實施方式中，所述仿真處理設(shè)備為帶插槽的計算機(jī)，所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適 配器通過插入所述插槽與所述計算機(jī)相連，或者，所述仿真處理設(shè)備為板卡，所述第一 MVB 網(wǎng)絡(luò)適配器帶有插槽，所述板卡通過插入所述插槽與所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器相連。本實用新型中，僅通過仿真處理設(shè)備和MVB網(wǎng)絡(luò)適配器與被測列車功能節(jié)點單元 建立MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境即可實現(xiàn)對被測列車功能節(jié)點單元進(jìn)行的試驗，所需成本投入少、且易 于組裝和維護(hù)。

圖1是測試列車功能節(jié)點的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實用新型的用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備的一實施方式的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型的用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備的另一實施方式的結(jié)構(gòu) 圖；圖4是本實用新型的仿真處理設(shè)備的工作流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的具體實施方式
以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體說明。在實際列車上，結(jié)合用戶自定義的協(xié)議，MVB總線上的數(shù)據(jù)依據(jù)標(biāo)示符(如端口 號)進(jìn)行收發(fā)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點本身并不關(guān)心標(biāo)識符對應(yīng)的數(shù)據(jù)來自或?qū)l(fā)往哪個設(shè)備。利用這 種特性，本實用新型可以僅采用一臺仿真處理設(shè)備來仿真列車的MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境從而進(jìn)行對 列車功能節(jié)點單元的試驗。圖1是測試列車功能節(jié)點的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括仿真處理設(shè) 備10和被測列車功能節(jié)點單元20。仿真處理設(shè)備10上設(shè)有第一網(wǎng)絡(luò)適配器10。在被測 列車功能節(jié)點單元20設(shè)有第二 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器201，具體地，可以是在被測列車功能節(jié)點單 元20的節(jié)點控制器處與第二 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器201連接。通過MVB網(wǎng)絡(luò)線纜將第一 MVB網(wǎng) 絡(luò)適配器101與第二 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器201連接。本實施方式中，仿真處理設(shè)備10包括底層通信模塊120和內(nèi)部邏輯模塊140。底 層通信模塊120用于執(zhí)行以下功能調(diào)用第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器101進(jìn)行MVB網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配 置；接收內(nèi)部邏輯模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)并將該數(shù)據(jù)發(fā)送給被測列車功能節(jié)點單元20 ；和接收來 自被測列車功能節(jié)點單元20的數(shù)據(jù)。具體地，底層通信模塊120通過調(diào)用第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適 配器的底層函數(shù)來進(jìn)行MVB網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置以及數(shù)據(jù)的收發(fā)。內(nèi)部邏輯模塊140用于執(zhí)行以下功能依照程序執(zhí)行順序?qū)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的各變量依通信協(xié)議與被測列車功能節(jié)點單元 20的物理參數(shù)進(jìn)行綁定；將綁定所述物理參數(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)送給底層通信模塊120 ；和從底層通信模塊120接收所述來自被測功能節(jié)點單元的數(shù)據(jù)。以牽引控制裝置為被測列車功能節(jié)點單元為例，對其進(jìn)行試驗時，功能節(jié)點單元 需要接收的數(shù)據(jù)包括列車級速度及方向狀態(tài)、過分相狀態(tài)、列車安全裝置狀態(tài)、列車高壓系 統(tǒng)狀態(tài)、列車UIC及編組狀態(tài)、制動系統(tǒng)狀態(tài)、防滑狀態(tài)、功能測試控制、牽引控制、電制動 控制、負(fù)載接通控制、冷卻風(fēng)扇控制等；功能節(jié)點單元發(fā)送的數(shù)據(jù)包括被測列車功能節(jié)點單 元狀態(tài)、單車級速度及方向狀態(tài)、變流器內(nèi)各設(shè)備狀態(tài)、電制動狀態(tài)、直流輔助供電支路狀 態(tài)、冷卻風(fēng)扇狀態(tài)、牽引功率、牽引力、軸速、網(wǎng)壓、網(wǎng)流、中間電壓等。圖2是本實用新型的用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備的一實施方式的結(jié)構(gòu)圖。 如圖2所示，用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備包括仿真處理設(shè)備10和與仿真處理設(shè)備10 相連的第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器101，仿真處理設(shè)備10包括底層通信模塊120和內(nèi)部邏輯模塊 140。仿真處理設(shè)備10的功能見測試列車功能節(jié)點的系統(tǒng)中的描述，在此不再贅述。圖3是本實用新型的用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備的另一實施方式的結(jié)構(gòu) 圖。如圖3所示，用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備包括仿真處理設(shè)備10和與仿真處理設(shè) 備相連的第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器101，仿真處理設(shè)備10除了包括前面已描述的底層通信模塊 120和內(nèi)部邏輯模塊140，還包括提供人機(jī)界面模塊160，通過人機(jī)界面模塊160可輸入和/ 或顯示被測列車功能節(jié)點單元20的物理參數(shù)。本實施方式中，第一MVB網(wǎng)絡(luò)適配器101包括總線管理器(BusAdministator，BA)， 從而第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器101具有總線管理器功能。仿真處理設(shè)備10還包括配置文件生 成模塊180，用于生成總線管理器配置文件并下載到總線管理器。配置文件生成模塊180配 置好與MVB網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的各種參數(shù)后生成總線管理器配置文件，參數(shù)包括端口號、端口大小、 發(fā)送間隔、源設(shè)備和宿設(shè)備等；然后在初始化階段，仿真處理設(shè)備10將自動下載總線管理 器配置文件到總線管理器。具體地，內(nèi)部邏輯模塊140中包括應(yīng)用層模塊，其中，仿真處理設(shè)備10在應(yīng)用層上 進(jìn)行MVB網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸，以方便對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中各物理量的準(zhǔn)確讀寫。本實用新型中，仿真處理設(shè)備10可以是計算機(jī)。在計算機(jī)上設(shè)置PCI插槽，該插 槽是基于PCI局部總線(Pedpherd Component Interconnect，周邊元件擴(kuò)展接口 )的擴(kuò)展 插槽。第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器101通過插入該PCI插槽與仿真處理設(shè)備10相連。例如，選用 的計算機(jī)為控創(chuàng)C4004M-AT965/ATEX工控機(jī)(德國控創(chuàng)集團(tuán)生產(chǎn))，第一網(wǎng)絡(luò)適配器為大 連海天SSMV41DD網(wǎng)卡(大連海天自動化有限公司生產(chǎn))，此網(wǎng)絡(luò)適配器插在工控機(jī)的PCI 插槽上。只要第一網(wǎng)絡(luò)適配器的接口與計算機(jī)上的插槽接口類型一致，插槽也可以是其他 接口類型的插槽?？貏?chuàng)C4004M-AT965/ATEX工控機(jī)可通過National Instruments公司的 Labview 8. 5軟件建立本實用新型的內(nèi)部邏輯模塊140、人機(jī)界面模塊160 ；通過Microsoft 公司的Visual C++軟件建立本實用新型的底層通信模塊120。本實用新型中，仿真處理設(shè)備10還可以是板卡，例如PC-104板卡，相應(yīng)地，第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器101為帶PC-104插槽的MVB網(wǎng)絡(luò)適配器，板卡通過插入第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配 器的插槽與第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器連接，這種技術(shù)方案可以大大地縮小仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán) 境的設(shè)備的體積。圖4是本實用新型的仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備的工作流程示意圖。如圖4所 示，在該設(shè)備通過MVB線纜與被測列車功能節(jié)點相連接后，工作流程包括以下步驟[0032]S101、仿真處理設(shè)備啟動第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器；S102、仿真處理設(shè)備初始化第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器；S103、仿真處理設(shè)備初始化MVB網(wǎng)絡(luò)；S104、仿真處理設(shè)備啟動MVB網(wǎng)絡(luò)；S105、仿真處理設(shè)備生成總線管理器配置文件并下載到總線管理器；S106、仿真處理設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)；S107、仿真處理設(shè)備停止MVB網(wǎng)絡(luò)；S108、仿真處理設(shè)備關(guān)閉第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器。本實用新型中，僅通過仿真處理設(shè)備和MVB網(wǎng)絡(luò)適配器與被測列車功能節(jié)點單元 建立起MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境即可實現(xiàn)對被測列車功能節(jié)點單元進(jìn)行的試驗，所需成本投入少、且 易于組裝和維護(hù)。仿真處理設(shè)備具有人機(jī)界面，可實現(xiàn)人機(jī)互動，從而可以方便直觀地對 MVB網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并可根據(jù)需要修改仿真處理設(shè)備的各模塊的功能。本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于上述具體實施方式
中所公開的具體實施例，而是只 要滿足本發(fā)明權(quán)利要求中技術(shù)特征的組合就落入了本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備，包括第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器和與所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器相連的仿真處理設(shè)備，其中，所述仿真處理設(shè)備包括用于調(diào)用所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器進(jìn)行MVB網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置，將數(shù)據(jù)發(fā)送給被測列車 功能節(jié)點單元和接收來自被測列車功能節(jié)點單元的數(shù)據(jù)的底層通信模塊；以及用于依照程序執(zhí)行順序?qū)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的各變量依通信協(xié)議與所述被測列車功能節(jié)點 單元的物理參數(shù)進(jìn)行綁定，將綁定所述物理參數(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)送給所述底層通信模塊，和從所 述底層通信模塊接收所述來自被測功能節(jié)點單元的數(shù)據(jù)的內(nèi)部邏輯模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一MVB網(wǎng)絡(luò)適配器包括總線管理 器，所述仿真處理設(shè)備還包括用于生成總線管理器配置文件并下載到所述總線管理器的配 置文件生成模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述仿真處理設(shè)備還包括提供所述被測 列車功能節(jié)點單元的物理參數(shù)的輸入和/或顯示的人機(jī)界面模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述仿真處理設(shè)備為帶插槽的計算機(jī)，所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器通過插入所述插槽與 所述計算機(jī)相連，或者，所述仿真處理設(shè)備為板卡，所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器帶有插槽，所述板卡通過插入所 述插槽與所述第一 MVB網(wǎng)絡(luò)適配器相連。
專利摘要本實用新型涉及一種用于仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備，包括第一MVB網(wǎng)絡(luò)適配器和與其相連的仿真處理設(shè)備，該仿真處理設(shè)備包括用于調(diào)用第一MVB網(wǎng)絡(luò)適配器進(jìn)行MVB網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的配置，將數(shù)據(jù)發(fā)送給被測列車功能節(jié)點單元和接收來自被測列車功能節(jié)點單元的數(shù)據(jù)的底層通信模塊；以及用于依照程序執(zhí)行順序?qū)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的各變量依通信協(xié)議與被測列車功能節(jié)點單元的物理參數(shù)進(jìn)行綁定，將綁定物理參數(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)送給底層通信模塊和從底層通信模塊接收數(shù)據(jù)的內(nèi)部邏輯模塊。本實用新型的仿真列車MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的設(shè)備可與被測列車功能節(jié)點單元建立MVB網(wǎng)絡(luò)環(huán)境從而實現(xiàn)對被測列車功能節(jié)點單元的試驗，所需成本投入少、且易于組裝和維護(hù)。
文檔編號G06F17/50GK201917907SQ20102062953
公開日2011年8月3日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者馬馳 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所