(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010949265.1
(22)申请日 2020.09.10
(71)申请人 中车大连电力牵引研发中心有限公
司
地址 116000 辽宁省大连市旅顺口区经济
开发区浩洋北街1号
(72)发明人 张立斌 王欣立 张思雨 刘晨曦
石小磊
(74)专利代理机构 大连东方专利代理有限责任
公司 21212
代理人 陈丽 李洪福
(51)Int.Cl.
H04L 12/24(2006.01)
H04L 12/26(2006.01)
H04L 29/08(2006.01)
H04L 29/12(2006.01)
(54)发明名称一种基于软件定义网络的列车TCMS配置管理方法(57)摘要本发明提出了一种基于SDN的列车TCMS配置管理方法，属于列车通信技术领域，该方法包括：接收来自配置计算机的配置信息；根据配置信息下发软件定义网络控制指令；接收列车终端设备根据软件定义网络控制指令对自身进行属性配置之后反馈的响应信息；对接收到的响应信息进行确认，当确认所有设备的配置信息都与下发的配置信息一致后，下发启动工作指令，以便列车终端接收到启动工作指令后开始正常工作，TCMS 进入正式运行状态；在TCMS运行过程中，周期性下发网络状态查询指令；接收列车终端设备根据网络状态查询指令回应的自身网络状态信息；根据网络状态信息进行网络状态评估。本发明实现了通过统一的控制平台对TCMS上各个设备的功 能配置以及设备监控。权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 112054932 A 2020.12.08
C N 112054932
A
1.一种基于软件定义网络的列车TCMS配置管理方法，其特征在于，应用于所述列车TCMS中车头的列车中央控制单元，所述列车所述方法包括：
接收来自配置计算机的配置信息；
根据所述配置信息下发软件定义网络控制指令；
接收所述列车终端设备根据所述软件定义网络控制指令对自身进行属性配置之后反馈的响应信息；
对接收到的所述响应信息进行确认，当确认所有设备的配置信息都与下发的配置信息一致后，下发启动工作指令，以便所述列车终端接收到所述启动工作指令后开始正常工作，所述TCMS进入正式运行状态；
在所述TCMS运行过程中，周期性下发网络状态查询指令；
接收所述列车终端设备根据所述网络状态查询指令回应的自身网络状态信息；
根据所述网络状态信息进行网络状态评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述网络状态信息进行网络状态评估之后，还包括：
将所述评估结果存入数据库，对有问题的列车终端设备执行问题对应操作，所述问题对应操作至少包括：重启设备、向显示屏报设备故障信息和等级。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述TCMS运行过程中接收到来自配置计算机的配置信息时，在根据所述配置信息下发软件定义网络控制指令之前还包括：下发停止工作指令。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络控制指令的内容至少包括：对任一所述列车终端设备进行IP设置的信息，至少包括：所述列车终端设备所需要接收的组播报文IP地址、端口、ComID、报文长度、报文内容，所述列车终端设备所需要发送的组播报文IP地址、端口、ComID、报文长度、报文内容，所述列车终端设备所需要接收的单播报文IP地址、端口、ComID、报文长度、报文内容，所述列车终端设备所需要发送的单播报文IP地址、端口、ComID、报文长度、报文内容；
对任一交换机进行配置的信息，包括：任一列车二层网关交换机的配置端口设置、QoS 设置、以太网列车骨干节点中UUID的设置在IEC61375-2-3、IEC61375-2-5中定义的相关属性；
对端口监视及故障检测信息上传方式进行配置的信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述网络状态信息进行网络状态评估，包括：
如果有设备返回的网络状态信息显示所述设备为新接入设备，则给所述新接入设备发送包含该设备的配置信息的软件定义网络控制指令。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每节车的列车中央控制单元为冗余结构，包括主列车中央控
制单元和从列车中央控制单元，所述配置方法由车头的主列车中央控制单元执行。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络状态信息至少包括：所述列车终端设备回应的该设备丢失报文数量、运行时间；交换机回应的每个端口进出报文数量、每个端口占用情况。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述网络状态信息进行网络状态评估包括：
利用列车中央控制单元中的故障预测与健康管理应用程序进行网络状态评估。
一种基于软件定义网络的列车TCMS配置管理方法
技术领域
[0001]本发明涉及列车通信技术领域，尤其涉及一种基于软件定义网络的列车TCMS配置管理方法。
背景技术
[0002]TCMS(列车控制和管理系统，Train Control and Management System)类似于列车的神经系统，其通过系统各硬件设备以及中央控制单元的软件逻辑实现对列车的控制及监视功能。
[0003]目前，车辆内以太网通信使用符合IEC61375-2-3标准的过程数据和消息数据通信，各个车上设备
地址采用预先设置的静态IP地址，各个车上设备按照预先设计的通信协议进行通信。车载以太网交换机按照网络设计需求进行端口配置(环网配置、接口属性配置等)。
[0004]因此，TCMS(列车控制和管理系统，Train Control and Management System)中的所有设备必须按项目需求对该设备所实现的功能进行预先配置，包括该设备的应用程序需要根据项目需求进行开发；项目需求发生变化后，某些设备需要修改配置或更改程序；网络出现通信问题时需要通过交换机厂家人员配合查问题，问题定位困难。
发明内容
[0005]有鉴于此，本发明提供一种基于软件定义网络的列车TCMS配置管理方法，以实现TCMS上各个设备通过统一的控制平台实现设备的功能配置，解决上述技术问题。[0006]为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0007]一种基于软件定义网络的列车TCMS配置管理方法，应用于所述列车TCMS中车头的列车中央控制单元，所述列车所述方法包括：
[0008]接收来自配置计算机的配置信息；
[0009]根据所述配置信息下发软件定义网络控制指令；
[0010]接收所述列车终端设备根据所述软件定义网络控制指令对自身进行属性配置之后反馈的响应信息；
[0011]对接收到的所述响应信息进行确认，当确认所有设备的配置信息都与下发的配置信息一致后，下发启动工作指令，以便所述列车终端接收到所述启动工作指令后开始正常工作，所述TCMS进入正式运行状态；
[0012]在所述TCMS运行过程中，周期性下发网络状态查询指令；
[0013]接收所述列车终端设备根据所述网络状态查询指令回应的自身网络状态信息；[0014]根据所述网络状态信息进行网络状态评估。
[0015]优选地，所述根据所述网络状态信息进行网络状态评估之后，还包括：
[0016]将所述评估结果存入数据库，对有问题的列车终端设备执行问题对应操作，所述问题对应操作至少包括：重启设备、向显示屏报设备故障信息和等级。
[0017]优选地，在所述TCMS运行过程中接收到来自配置计算机的配置信息时，在根据所述配置信息下发软件定义网络控制指令之前还包括：下发停止工作指令。
[0018]优选地，所述网络控制指令的内容至少包括：对任一所述列车终端设备进行IP设置的信息，至少包括：所述列车终端设备所需要接收的组播报文IP地址、端口、ComID、报文长度、报文内容，所述列车终端设备所需要发送的组播报文IP地址、端口、ComID、报文长度、报文内容，所述列车终端设备所需要接收的单播报文IP地址、端口、ComID、报文长度、报文内容，所述列车终端设备所需要发送的单播报文IP地址、端口、ComID、报文长度、报文内容；[0019]对任一交换机进行配置的信息，包括：任一列车二层网关交换机的配置端口设置、QoS设置、以太网列车骨干节点中UUID的设置在IEC61375-2-3、IEC61375-2-5中定义的相关属性；
[0020]对端口监视及故障检测信息上传方式进行配置的信息。
[0021]优选地，根据所述网络状态信息进行网络状态评估，包括：
[0022]如果有设备返回的网络状态信息显示所述设备为新接入设备，则给所述新接入设备发送包含该设备的配置信息的软件定义网络控制指令。
[0023]优选地，每节车的列车中央控制单元为冗余结构，包括主列车中央控制单元和从列车中央控制单元，所述配置方法由车头的主列车中央控制单元执行。
[0024]优选地，所述网络状态信息至少包括：所述列车终端设备回应的该设备丢失报文数量、运行时间；交换机回应的每个端口进出报文数量、每个端口占用情况。
[0025]优选地，所述根据所述网络状态信息进行网络状态评估包括：
[0026]利用列车中央控制单元中的故障预测与健康管理应用程序进行网络状态评估。[0027]本发明提出的基于软件定义网络的列车TCMS配置管理方法中，1、TCMS上各个设备通过统一的控制平台实现设备的功能配置，设备应用程序或配置文件不用因为项目不同而反复修改；2、项目需求发生变化后只需要改动主控单元的配置文件就可以实现需求实现；
3、通过统一的控制平台实现设备监控，能够及时发现设备问题或接线问题，解决网络故障时不好定位问题点的问题；
4、TCMS的终端设备可以采用最全功能覆盖的设计思想实现与其他设备的通信协议，即该设备的收发报文内容已经是该设备能处理和提供的最全功能了，各个项目可以根据项目需要使用通信协议中的数据，以便实现终端设备在绝大多数项目中都不需要修改程序，只需要根据该项目中主控单元下发给该设备的配置进行工作就可以。[0028]本发明可以有如下有益效果：
[0029]1、TCMS上各个设备通过统一的控制平台实现设备的功能配置，设备应用程序或配置文件不用因为项目不同而反复修改。对于同一功能的设备，比如CCU(中央控制单元)或TCU(牵引控制设备)或BCU(制动控制设备)或门控器，只需要根据自身软硬件能力开发出一版软件，该软件的接收数据内容和发送数据内容都可以确定。对于不同的项目，只需要主CCU通过软件定义网络控制指令发送给该设备需
要处理哪些数据、如何跟其他设备进行通信的配置文件后该设备就可以对应到具体项目进行工作。不用再每次都要修改软件、派技术人员进行技术交流、派技术人员到现场调试，极大降低了公司人力成本和财务支出。[0030]2、通过软件定义网络统一配置功能，现场更换设备只需要设置拨码开关，不需要每次都下载不同的程序，设备厂家设置都不需要派售后人员到现场，可以由采购厂家自己的售后就完成工作，既降低了设备厂家的成本也提高了现场工作效率、降低了现场人员的
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