Способ и устройство для передачи данных между первой коммуникационной сетью первой рельсовой транспортной единицы и второй коммуникационной сетью второй рельсовой транспортной единицы - RU2735968C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к способу и устройству для передачи данных между первой коммуникационной сетью первой рельсовой транспортной единицы и второй коммуникационной сетью второй рельсовой транспортной единицы.

Современные рельсовые транспортные средства содержат большое число разных систем для управления транспортным средством, приводом, тормозами, дверями, освещением, информацией для пассажиров и т.д. При этом отдельные приборы или компоненты одной такой системы сообщаются между собой и с приборами или компонентами других систем, чтобы обеспечить оптимальное взаимодействие всех систем в разных эксплуатационных условиях и при разных конфигурациях транспортного средства, а также обширную диагностику для высокой готовности транспортного средства к эксплуатации.

В принципе, известно, что рельсовые транспортные средства содержат для коммуникации коммуникационную сеть. Она включает в себя часто поездную шину для коммуникации между несколькими транспортными единицами рельсового транспортного средства. При этом данные передаются между транспортными единицами по проводной линии в качестве части поездной шины на переходе между транспортными единицами. Другими словами, поездная шина проходит за пределы транспортной единицы.

Задачей изобретения является усовершенствование передачи данных между первой и второй коммуникационными сетями.

Эта задача решается посредством способа описанного выше рода, при котором данные передаются между первой и второй транспортными единицами через наземное устройство передачи данных.

Изобретение основано на том факте, что проводная передача данных между двумя транспортными единицами связана с большими конструктивными затратами, поскольку дополнительно к механической связи транспортных единиц, например, чтобы объединить их в одно общее рельсовое транспортное средство, проводная передача данных должна быть обеспечена за счет прокладки кабеля на переходе между транспортными единицами. Предложенное решение позволяет устранить эту проблему за счет того, что данные передаются через наземное устройство передачи данных.

Одно преимущество возникает, в частности, у рельсовых транспортных единиц, имеющих каждое информационно-техническое соединение с наземным устройством передачи данных: в этой конфигурации могут использоваться уже имеющиеся соединения, чтобы передавать данные между первой и второй коммуникационными сетями.

Первая и/или вторая транспортная единица выполнена преимущественно в виде рельсовой транспортной единицы. Термин «транспортная единица» следует понимать преимущественно как неразъемную или не делимую дальше единицу, включающую в себя один или несколько вагонов (часто называемую «состав»).

К первой и второй коммуникационным сетям могут быть информационно-технически подключены различные сетевые компоненты. Преимущественно первая и вторая коммуникационные сети включают в себя управляющую сеть или состоят из нее. Под термином «управляющая сеть» специалист понимает сеть, включающую в себя один или несколько компонентов для управления транспортным средством. Например, управляющая сеть включает в себя управление приводом, управление тормозами и/или компонент для управления коммуникацией между рельсовым транспортным средством и наземным устройством передачи данных и т.д. Соответствующие компоненты связаны между собой с точки зрения техники управления и коммуникационной техники через управляющую сеть.

Наземное устройство передачи данных включает в себя преимущественно блок памяти для хранения, в частности промежуточного хранения, передаваемых данных. Наземное устройство передачи данных включает в себя далее серверный блок, который выполнен для управления передаваемыми данными и/или их обработки. Серверный блок выполняет далее преимущественно важную для безопасности функцию. Преимущественно серверный блок включает в себя блок обнаружения вмешательства, выполненный в виде «Системы обнаружения вторжения» и служит для обнаружения атак, попыток несанкционированного доступа и/или нарушений безопасности, касающихся управляющей сети. Контроль включает в себя преимущественно протоколирование событий, составление и отправку производственных сообщений и/или составление и отправку эксплуатационных сообщений. Контроль включает в себя далее преимущественно фильтрацию или отклонение данных, если они не отвечают заданным свойствам.

В одном предпочтительном варианте способа данные передаются между первой и второй коммуникационными сетями через вышестоящую коммуникационную сеть.

В другом предпочтительном варианте способа первая коммуникационная сеть простирается по первой транспортной единице, вторая коммуникационная сеть – по второй транспортной единице и/или вышестоящая коммуникационная сеть – по рельсовому транспортному средству, включающему в себя первую и вторую транспортные единицы.

Другими словами, первая коммуникационная сеть ограничена по своей протяженности первой транспортной единицей, а вторая коммуникационная сеть – второй транспортной единицей.

Преимущественно коммуникационная сеть включает в себя шинную структуру, преимущественно так называемую поездную шину.

В одном предпочтительном усовершенствовании способа данные передаются между первой и второй транспортными единицами посредством вышестоящей коммуникационной сети через наземное устройство передачи данных. Другими словами, передача по вышестоящей коммуникационной сети включает в себя передачу через наземное устройство передачи данных (между первой и второй транспортными единицами).

Преимущественно коммуникационная сеть использует уже имеющийся интерфейс для передачи данных между первой или второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных. Интерфейс включает в себя передающе-приемный блок первой и второй транспортных единиц, выполненный соответственно для передачи данных на наземное устройство передачи данных и для приема данных от наземного устройства передачи данных. В одном предпочтительном варианте передающе-приемный блок образует часть вышестоящей коммуникационной сети.

Помимо приема данных из первой коммуникационной сети и их передачи на вторую коммуникационную сеть, наземное устройство передачи данных может выполнять другие функции. Например, наземное устройство передачи данных предоставляет в распоряжение информацию для пассажиров для передачи на первую и/или вторую транспортную единицу. Преимущественно функция устройства передачи данных, согласно которой эти данные принимаются из первой коммуникационной сети и передаются на вторую коммуникационную сеть, можно рассматривать как частичную функцию вышестоящей коммуникационной сети. Другими словами, наземное устройство передачи данных образует часть вышестоящей коммуникационной сети.

Преимущественно первая коммуникационную сеть, вторая коммуникационную сеть и/или вышестоящая коммуникационная сеть включает в себя сеть Ethernet или выполнена в качестве нее. Коммуникация между сетевыми компонентами, подключенными к коммуникационной сети, происходит с использованием ТСР/IP (ТСР: протокол управления передачей; IP: интернет-протокол).

Согласно другому предпочтительному варианту способа, данные передаются между первой или второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных беспроводным путем. Другими словами, во-первых, данные передаются между первой транспортной единицей и наземным устройством передачи данных беспроводным путем. Во-вторых, данные передаются между наземным устройством передачи данных и второй транспортной единицей.

В одном предпочтительном усовершенствовании этого варианта передаваемые беспроводным путем данные передаются с использованием стандарта мобильной связи. Например, данные передаются с использованием LTE (Long Term Evolution – долговременное развитие).

Согласно другому предпочтительному варианту способа, данные передаются между первой или второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных в закодированном виде. Преимущественно кодирование происходит с использованием сертификатов, свидетельствующих о заданной взаимосвязи между кодом для кодирования данных и их отправителем.

Далее беспроводная передача данных происходит в закодированном виде.

Согласно способу, передача данных через наземное устройство передачи данных инициируется их отправителем. Например, отправитель-компонент первой коммуникационной сети посылает данные. Они передаются затем на своем пути через наземное устройство передачи данных на целевой компонент второй коммуникационной сети.

В другом предпочтительном варианте способа на наземное устройство передачи данных посылается запрос данных второй коммуникационной сетью, на первую коммуникационную сеть – запрос данных наземным устройством передачи данных, и в ответ на запрос запрошенные данные подготавливаются первой коммуникационной сетью.

Преимущественно запрос посылается сетевым компонентом, информационно-технически подключенным ко второй коммуникационной сети. Далее данные подготавливаются преимущественно сетевым компонентом, информационно-технически подключенным к первой коммуникационной сети. Далее запрошенные данные подготавливаются преимущественно за счет того, что они посылаются первой коммуникационной сетью на наземное устройство передачи данных для дальнейшей передачи на вторую коммуникационную сеть.

В одном предпочтительном варианте способа первая и вторая транспортные единицы являются частью парка рельсового подвижного состава. При этом транспортные единицы могут эксплуатироваться отдельно (т.е. без механической связи), например, в удаленных друг от друга местах. Этот вариант обеспечивает гибкую коммуникацию между транспортными единицами парка подвижного состава.

В одном альтернативном предпочтительном варианте способа первая и вторая транспортные единицы являются частью одного общего рельсового транспортного средства. При этом транспортные единицы преимущественно механически связаны между собой. Рельсовое транспортное средство выполнено преимущественно в виде рельсового транспортного средства, преимущественно в виде моторвагонного поезда. Этот вариант обеспечивает особенно гибкую коммуникацию между транспортными единицами рельсового транспортного средства.

В другом предпочтительном варианте осуществления способа данные, предусмотренные для передачи между первой управляющей сетью в качестве первой коммуникационной сети и второй управляющей сетью в качестве второй коммуникационной сети, приоритетно передаются между первой транспортной единицей и наземным устройством передачи данных или второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных. Это имеет то преимущество, что можно достичь регулярно требуемой для управляющих сетей коммуникации в режиме реального времени между управляющими сетями.

У данных, предусмотренных для передачи между первой и второй управляющими сетями, речь идет преимущественно об управляющих данных, например, данных датчиков, таких как сигналы скорости, сигналы ускорения и т.д. Приоритизация управляющих данных происходит преимущественно по сравнению с другими данными, которые передаются между первой или второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных. Другими данными являются, например, информационные данные для пассажиров, развлекательные данные для пассажиров, такие как видеоданные развлекательной программы.

Изобретение относится также к устройству для передачи данных между первой коммуникационной сетью первой рельсовой транспортной единицы и второй коммуникационной сетью второй рельсовой транспортной единицы. Устройство выполнено с возможностью передачи данных между первой и второй транспортными единицами через наземное устройство передачи данных.

В одном предпочтительном варианте устройство включает в себя вышестоящую коммуникационную сеть, которая выполнена с возможностью передачи данных между первой и второй коммуникационными сетями.

В одном предпочтительном усовершенствовании первая коммуникационная сеть простирается по первой транспортной единице, вторая коммуникационная сеть – по второй транспортной единице и/или вышестоящая коммуникационная сеть – по рельсовому транспортному средству, включающему в себя первую и вторую транспортные единицы.

Изобретение относится далее к рельсовому транспортному средству, включающему в себя:

- первую рельсовую транспортную единицу с первой коммуникационной сетью,

- вторую рельсовую транспортную единицу со второй коммуникационной сетью и

- вышеуказанную коммуникационную сеть, выполненную с возможностью передачи данных, предусмотренных для передачи между первой и второй коммуникационными сетями, через наземное устройство передачи данных.

Изобретение относится далее к коммуникационной сети для передачи данных между первой коммуникационной сетью первой рельсовой транспортной единицы и второй коммуникационной сетью второй рельсовой транспортной единицы. Коммуникационная сеть включает в себя наземное устройство передачи данных, первое информационно-техническое соединение между первой транспортной единицей и наземным устройством передачи данных и второе информационно-техническое соединение между второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных, причем коммуникационная сеть выполнена в виде вышестоящей коммуникационной сети для передачи данных между первой и второй коммуникационными сетями на пути через первое информационно-техническое соединение, наземное устройство передачи данных и второе информационно-техническое соединение.

Изобретение относится далее к применению информационно-технического соединения, которое выполнено для передачи данных между первой и/или второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных и для передачи данных между первой коммуникационной сетью первой рельсовой транспортной единицы и второй коммуникационной сетью второй рельсовой транспортной единицы.

Специалист понимает под выражением «между первой и/или второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных» преимущественно то, что существует соединение между первой транспортной единицей и наземным устройством передачи данных, а также соединение между второй транспортной единицей и наземным устройством передачи данных.

Примеры осуществления изобретения поясняются с помощью чертежей, на которых представлено следующее:

- фиг. 1: первый пример устройства с рельсовым транспортным средством;

- фиг. 2: второй пример устройства в виде части парка рельсового подвижного состава;

- фиг. 3: блок-схема первого примера осуществления способа;

- фиг. 4: блок-схема второго примера осуществления способа.

На фиг. 1 схематично на виде сбоку и в сечении изображено рельсовое транспортное средство 1. В рассматриваемом варианте оно выполнено в виде рельсового транспортного средства, включающего в себя несколько механически связанных вагонов. Рельсовое транспортное средство 1 содержит первую 2 и вторую 3 транспортные единицы, связанные между собой. Другими словами, первая 2 и вторая 3 транспортные единицы являются частью рельсового транспортного средства 1.

Первая транспортная единица 2 содержит первую коммуникационную сеть 12, а вторая транспортная единица 3 – вторую коммуникационную сеть 13. Коммуникационные сети 12, 13 образуют частичные сети транспортных единиц 2, 3, причем имеются другие частичные сеть, например, частичная сеть 14 транспортной единицы 2 и частичная сеть 15 транспортной единицы 3. Коммуникационные сети 12, 13 используют при работе соответствующий сетевой протокол IP и выполнены в виде сети Ethernet. К первой коммуникационной сети 12 информационно-технически подключены несколько сетевых компонентов 5, а ко второй коммуникационной сети 13 – несколько сетевых компонентов 6.

Чтобы обеспечить коммуникацию между первой 12 и второй 13 коммуникационными сетями, желательно передавать эти данные между этими коммуникационными сетями. Для этого данные передаются между первой 12 и второй 13 коммуникационными сетями через наземное устройство 20 передачи данных, включающее в себя серверный блок 21.

Транспортные единицы 2, 3 содержат передающе-приемные блоки 22, 23 для беспроводных передачи и приема данных. Наземное устройство 20 передачи данных содержит передающе-приемный блок 34 для передачи и приема данных. Передающе-приемные блоки 22, 34 образуют часть информационно-технического соединения 24 между первой транспортной единицей 2 и наземным устройством 20 передачи данных. Передающе-приемные блоки 32, 34 образуют часть информационно-технического соединения 25 между первой транспортной единицей 2 и наземным устройством 20 передачи данных.

Передача данных из первой коммуникационной сети 12 во вторую коммуникационную сеть 13 может инициироваться путем посылки данных через первую коммуникационную сеть 12, в частности через один из сетевых компонентов 5. Посредством передающе-приемного блока 22 данные посылаются на наземное устройство 20 передачи данных (этап В). На этапе С данные принимаются передающе-приемным блоком 34 наземного устройства 20 передачи данных. Посредством серверного блока 21 данные промежуточно запоминаются (этап D), а посредством передающе-приемного блока 34 посылаются на передающе-приемный блок 23 второй транспортной единицы 3 (этап Е). Передающе-приемный блок 23 принимает данные на этапе F. Вслед за этим данные передаются на нужную цель, например, один из сетевых компонентов 6.

Беспроводная передача данных между передающе-приемным блоком 22 или 23 и передающе-приемным блоком 34 происходит с использованием стандарта мобильной связи, например, LTE. Кроме того, данные передаются между первой 12 и второй 13 коммуникационными сетями, в частности между передающе-приемным блоком 22 или 23 и передающе-приемным блоком 34, в закодированном виде.

Передача данных между первой и второй коммуникационными сетями может быть инициирована в качестве альтернативы также второй коммуникационной сетью 13. Для этого через передающе-приемный блок 23 посылается направленный на прием данных запрос (этап G). Передающе-приемный блок 34 принимает данные. Устройство 20 передачи данных посылает запрос через передающе-приемные блоки 34, 22 на первую коммуникационную сеть 12 (этап Н). В ответ на прием запроса первая коммуникационная сеть 12 подготавливает запрошенные данные на этапе J за счет того, что данные (через передающе-приемные блоки 34, 22) посылаются на устройство 20 передачи данных (этап К), а оттуда – на вторую коммуникационную сеть 13.

Коммуникационные сети 12, 13 образуют нижестоящие частичные сети, которые простираются по соответствующей транспортной единице 2, 3, в частности по соответствующему участку транспортных единиц 2, 3. Транспортные единицы 2, 3 образуют не делимые дальше поездные единицы (часто называемые «Consist»). Нижестоящие частичные сети имеют шинную структуру, часто называемую шиной транспортного средства.

Нижестоящие частичные сети 12, 13, 14, 15 соответственно через устройство преобразования адресов в виде NAT-роутера 7 (NAT: Network Address Translation – преобразование сетевых адресов) связаны с вышестоящей коммуникационной сетью 30. Последняя простирается соответственно, по меньшей мере, через транспортную единицу 2 или 3 и за ее пределы. В частности, вышестоящая коммуникационная сеть 30 простирается по рельсовому транспортному средству 1 с его транспортными единицами 2 и 3. Коммуникационная сеть 30 имеет шинную структуру, часто называемую специалистами поездной шиной.

Задачей коммуникационной сети 30 является, например, передача данных между первой 12 и второй 13 коммуникационными сетями. Вышестоящая коммуникационная сеть 30 использует для этого путь передачи через наземное устройство 20 передачи данных.

Другими словами, передача данных между первой 12 и второй 13 коммуникационными сетями происходит через вышестоящую коммуникационную сеть 30. В известных до сих пор решениях (уровень техники) данные передаются между транспортными единицами 2, 3 проводным путем, в частности посредством проводного соединения на переходе между транспортными единицами. В отличие от этого, в предложенном решении предусмотрено, что данные передаются между транспортными единицами 2, 3 через наземное устройство 20 передачи данных беспроводным путем.

Коммуникационные сети 12, 13 выполнены в виде управляющих сетей 112, 113. Данные, предусмотренные для передачи между первой 12 и второй 13 коммуникационными сетями, включают в себя управляющие данные, например, данные датчиков, такие как сигналы скорости и сигналы ускорения. По сравнению с другими данными управляющие данные передаются через соединения 24, 25 приоризированными. Другие данные включают в себя, например, информационные данные для пассажиров и данные для системы развлечения пассажиров.

Изображенный на фиг. 2 парк 101 транспортных средств включает в себя первую 102 и вторую 103 транспортные единицы. Транспортные единицы 102, 103 движутся по перегону 104 между начальной 105 и конечной 106 точками. Транспортные единицы 102, 103 включают в себя соответственно первую 12 и вторую 13 коммуникационные сети. Для передачи данных между первой 12 и второй 13 коммуникационными сетями они передаются между первой 102 и второй 103 транспортными единицами через наземное устройство 20 передачи данных.

Реферат

Группа изобретений относится к области передачи данных. Способ передачи данных заключается в том, что каждая коммуникационная сеть (12, 13) образует нижестоящую частичную сеть (14, 15). Частичные сети (14, 15) простираются по соответствующему участку транспортной единицы (2, 3) и через устройство преобразования адресов в виде NAT-роутера связаны с вышестоящей коммуникационной сетью (30). Данные передают между первой (2) и второй (3) транспортными единицами через наземное устройство (20) передачи данных посредством вышестоящей коммуникационной сети (30). Устройство для передачи данных реализует указанный выше способ. Коммуникационная сеть включает в себя также информационно-технические соединения (24, 25) между транспортными единицами (2, 3) и наземным устройством (20) передачи данных. Информационно-техническое соединение (24; 25) применяется для передачи данных между первой (2) и/или второй (3) транспортной единицей и наземным устройством (20) передачи данных. Обеспечивается гибкая передача данных между первой (12) и второй (13) коммуникационными сетями. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула