本發(fā)明涉及鐵路信號技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其連接方法。

背景技術(shù)：

目前，我國時速200公里及以上的鐵路和時速120公里以上的城際鐵路都普遍采用ctcs-2級或ctcs-3級列控系統(tǒng)，該系統(tǒng)要求在鐵路沿線設(shè)置鐵路信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)(以下簡稱“信號數(shù)據(jù)網(wǎng)”)，承載列控系統(tǒng)地面相關(guān)設(shè)備之間的安全數(shù)據(jù)傳輸和信息交互。

現(xiàn)有的信號數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)方案參照圖1所示，在ctcs-2級或ctcs-3級鐵路的沿線各個信號設(shè)備集中設(shè)置點(diǎn)(包括車站、信號中繼站、線路所、動車段、動車所、無線閉塞中心、臨時限速服務(wù)器中心等，以下簡稱“站點(diǎn)”)分別設(shè)置兩臺二層或三層工業(yè)級以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備，分別稱為“左交換機(jī)”(在圖1中，用“交換機(jī)l”表示)和“右交換機(jī)”(在圖1中，用“交換機(jī)r”表示)，鐵路沿線兩側(cè)分別敷設(shè)一根干線光纜，分別稱為“左光纜”(在圖1中，用較細(xì)的點(diǎn)劃線表示)和“右光纜”(在圖1中，用較粗的點(diǎn)劃線表示)，各站點(diǎn)處的列控中心設(shè)備、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備、無線閉塞中心設(shè)備、臨時限速服務(wù)器設(shè)備等應(yīng)用設(shè)備均通過6類標(biāo)準(zhǔn)屏蔽雙絞以太網(wǎng)線(在圖1中，用雙箭頭實(shí)線表示)分別接入該處的左交換機(jī)和右交換機(jī)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)端口上；用一根光纜(例如左光纜)內(nèi)的2芯單模光纖將各站點(diǎn)處的左交換機(jī)的環(huán)網(wǎng)端口依次順序串聯(lián)連接，再用另一根光纜(即右光纜)內(nèi)的2芯單模光纖連接線路兩端部站點(diǎn)處的左交換機(jī)的環(huán)網(wǎng)端口，構(gòu)成一個環(huán)形結(jié)構(gòu)的通信以太網(wǎng)(以下簡稱“左環(huán)網(wǎng)”)；同樣，用右光纜內(nèi)的另2芯單模光纖將各站點(diǎn)處的右交換機(jī)的環(huán)網(wǎng)端口依次順序串聯(lián)連接，再用左光纜內(nèi)的另2芯單模光纖連接線路兩端部站點(diǎn)處的右交換機(jī)的環(huán)網(wǎng)端口，構(gòu)成另一個環(huán)形結(jié)構(gòu)的通信以太網(wǎng)(以下簡稱“右環(huán)網(wǎng)”)。左、右兩個環(huán)網(wǎng)之間物理隔離，工作相互獨(dú)立、互為冗余，共同組成一個完整的信號數(shù)據(jù)網(wǎng)。

考慮到光纖對信號傳輸有衰減作用，故相鄰兩臺交換機(jī)之間的光纜長度不能太長。實(shí)際應(yīng)用中，一般規(guī)定相鄰兩臺交換機(jī)之間的光纜長度不能大于70km，如果超過此數(shù)值，就得在相鄰交換機(jī)之間的光纜通道上增設(shè)交換機(jī)設(shè)備充當(dāng)通信中繼器。由于實(shí)際工程中，相鄰站點(diǎn)的間距不超過20km，因此相鄰站點(diǎn)的交換機(jī)之間的光纜通道不會出現(xiàn)增設(shè)中繼器的情況，但當(dāng)鐵路線路超過70km時，線路兩端部站點(diǎn)的交換機(jī)之間的光纜通道(即迂回通道)就得增設(shè)中繼器。為了確保信號數(shù)據(jù)網(wǎng)的高可靠性，要求左、右環(huán)網(wǎng)增設(shè)的中繼器不能設(shè)在同一個站點(diǎn)處。

在圖1所示的信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，由于環(huán)網(wǎng)內(nèi)交換機(jī)之間連接方式不合理，會導(dǎo)致需要增設(shè)中繼器才能完成各站點(diǎn)之間數(shù)據(jù)通信的問題，增加了鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設(shè)成本和維護(hù)成本；另外，當(dāng)設(shè)置中繼器的站點(diǎn)電源故障時，該站點(diǎn)的交換機(jī)和中繼器均停止工作，導(dǎo)致該中繼器所在環(huán)網(wǎng)的信息傳輸存在中斷問題，降低了網(wǎng)路系統(tǒng)的工作可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明提出了一種不需要設(shè)置中繼器的鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其連接方法；本發(fā)明的適用范圍不限于鐵路信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)。

本發(fā)明提供的一種鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，包括：位于鐵路線上多個站點(diǎn)及其每個站點(diǎn)內(nèi)的左交換機(jī)、右交換機(jī)和各種應(yīng)用設(shè)備，以及貫通各站點(diǎn)的一根左光纜和一根右光纜。所述站點(diǎn)是指集中設(shè)置列控中心設(shè)備、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備、無線閉塞中心設(shè)備、臨時限速服務(wù)器設(shè)備等應(yīng)用設(shè)備的車站、信號中繼站、線路所、動車段、動車所、無線閉塞中心、臨時限速服務(wù)器中心等。

本發(fā)明所述的鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)采用如下實(shí)現(xiàn)方式：

各站點(diǎn)的左交換機(jī)通過左光纜內(nèi)的2芯單模光纖和右光纜內(nèi)的2芯單模光纖按照多段跳連通道和多段鄰連通道相結(jié)合的方式串聯(lián)連接，構(gòu)成一個環(huán)網(wǎng)，即左環(huán)網(wǎng)；

各站點(diǎn)的右交換機(jī)通過左光纜內(nèi)的另2芯單模光纖和右光纜內(nèi)的另2芯單模光纖按照多段跳連通道和多段鄰連通道相結(jié)合的方式串聯(lián)連接，構(gòu)成另一個環(huán)網(wǎng)，即右環(huán)網(wǎng)；

左環(huán)網(wǎng)、右環(huán)網(wǎng)呈冗余結(jié)構(gòu)，環(huán)網(wǎng)之間物理隔離，各自獨(dú)立工作；

各站點(diǎn)的各種應(yīng)用設(shè)備通過以太網(wǎng)線分別接入該處的左交換機(jī)、右交換機(jī)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)端口上。

進(jìn)一步的，在本發(fā)明所述的鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中：

在同一個環(huán)網(wǎng)內(nèi)，各站點(diǎn)的交換機(jī)使用一對環(huán)網(wǎng)端口分別連接一根光纜，其中鐵路線路端部站點(diǎn)的交換機(jī)的一對環(huán)網(wǎng)端口分別連接一根左光纜、一根右光纜，其余交換機(jī)的一對環(huán)網(wǎng)端口均連接左光纜或均連接右光纜；

所述的跳連通道專用于連接同一個環(huán)網(wǎng)內(nèi)不相鄰站點(diǎn)的交換機(jī)的環(huán)網(wǎng)端口，所述的鄰連通道專用于連接同一個環(huán)網(wǎng)內(nèi)相鄰站點(diǎn)的交換機(jī)的環(huán)網(wǎng)端口；

所述的跳連通道和鄰連通道均使用光纜內(nèi)的2芯單模光纖，其每一段長度限值不大于鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)預(yù)設(shè)的需增設(shè)中繼器的最小長度，作為優(yōu)選，增設(shè)中繼器的最小長度為70km。

再進(jìn)一步的，在本發(fā)明所述的鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中：

左交換機(jī)、右交換機(jī)采用二層或三層以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備；

左光纜、右光纜采用不同的物理徑路，其中，在鐵路沿線分別敷設(shè)在鐵路線路的兩側(cè)；

作為優(yōu)選，左環(huán)網(wǎng)、右環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的連接采用完全相同連接方式，光纜及其光纖的使用采用完全相同連接方式或完全對稱連接方式。

此外，本發(fā)明還提供一種鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的連接方法，每個環(huán)網(wǎng)的組網(wǎng)都包括如下步驟：

步驟1：先確定跳連通道、后確定鄰連通道；

步驟2：將鐵路線路的某一端部站點(diǎn)作為起始站點(diǎn)，其另一端部站點(diǎn)作為終止站點(diǎn)，依次劃分跳連通道；

步驟3：以起始站點(diǎn)作為第一段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)，按照跳連通道長度的限制范圍，沿著鐵路線路終止站點(diǎn)方向確定該段跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)，并在該跳連通道范圍內(nèi)與終點(diǎn)站點(diǎn)鄰近的站點(diǎn)作為下一段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)；

步驟4：在步驟3的基礎(chǔ)上繼續(xù)按照跳連通道長度的限制范圍，向線路終止站點(diǎn)方向劃分下一段跳連通道范圍，確定下一段跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)和再下一段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)；

步驟5：重復(fù)步驟4，直到跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)為線路的終止站點(diǎn)；

步驟6：將每段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)和終點(diǎn)站點(diǎn)的交換機(jī)用跳連通道連接起來，相鄰站點(diǎn)的交換機(jī)用鄰連通道依次連接起來，但每段鄰跳連通道終點(diǎn)站點(diǎn)的交換機(jī)與下一段鄰跳連通道起點(diǎn)站點(diǎn)的交換機(jī)之間不連接。

本發(fā)明實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案的有益效果至少包括：

避免使用中繼器連接交換機(jī)，降低了鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)整體建設(shè)成本和維護(hù)成本，減少了設(shè)備的故障率和維護(hù)工作量。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的現(xiàn)有技術(shù)中鐵路信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖之三。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

本發(fā)明提供的一種鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，參照圖2所示，包括：位于鐵路沿線上的各個信號設(shè)備集中設(shè)置點(diǎn)(簡稱“站點(diǎn)”，包括車站、信號中繼站、線路所、動車段、動車所、無線閉塞中心、臨時限速服務(wù)器中心等，例如圖2所示的a～t站點(diǎn))以及每個站點(diǎn)內(nèi)的左交換機(jī)(圖2中用“交換機(jī)l”表示)、右交換機(jī)(圖2中用“交換機(jī)r”表示)和各種應(yīng)用設(shè)備，以及貫通各站點(diǎn)的一根左光纜(圖2中用較細(xì)的點(diǎn)劃線表示)和一根右光纜(圖2中用較粗的點(diǎn)劃線表示)。

各站點(diǎn)內(nèi)設(shè)置的左交換機(jī)、右交換機(jī)均采用二層或三層以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備。

各站點(diǎn)內(nèi)設(shè)置的列控中心設(shè)備、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備、無線閉塞中心設(shè)備、臨時限速服務(wù)器設(shè)備等應(yīng)用設(shè)備均通過以太網(wǎng)線(圖2中用雙箭頭實(shí)線表示)分別接入該處的左交換機(jī)、右交換機(jī)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)端口上。

左光纜、右光纜采用不同的物理徑路，其中，在鐵路沿線分別敷設(shè)在鐵路線路的兩側(cè)。

各站點(diǎn)的左交換機(jī)通過左光纜內(nèi)的2芯單模光纖和右光纜內(nèi)的2芯單模光纖按照多段跳連通道和多段鄰連通道相結(jié)合的方式串聯(lián)連接，構(gòu)成一個環(huán)網(wǎng)，即左環(huán)網(wǎng)；

各站點(diǎn)的右交換機(jī)通過左光纜內(nèi)的另2芯單模光纖和右光纜內(nèi)的另2芯單模光纖按照多段跳連通道和多段鄰連通道相結(jié)合的方式串聯(lián)連接，構(gòu)成另一個環(huán)網(wǎng)，即右環(huán)網(wǎng)；

左環(huán)網(wǎng)、右環(huán)網(wǎng)呈冗余結(jié)構(gòu)，環(huán)網(wǎng)之間物理隔離，各自獨(dú)立工作。

每個環(huán)網(wǎng)的組網(wǎng)方法都是先確定跳連通道、后確定鄰連通道，具體方法為：以線路某一端部站點(diǎn)(稱為起始站點(diǎn))作為第一段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)，向線路另一端部站點(diǎn)(稱為終止站點(diǎn))的方向，在跳連通道長度限值范圍內(nèi)確定該跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)，在該跳連通道范圍內(nèi)與終點(diǎn)站點(diǎn)鄰近的那個站點(diǎn)成為第二段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)，繼續(xù)向終止站點(diǎn)方向劃分第二段跳連通道范圍并確定該段跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)，在該跳連通道范圍內(nèi)與終點(diǎn)站點(diǎn)鄰近的那個站點(diǎn)再次成為下一段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)，以此類推，直到跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)為線路的終止站點(diǎn)為止。然后，將每段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)和終點(diǎn)站點(diǎn)的交換機(jī)用跳連通道連接起來，相鄰站點(diǎn)的交換機(jī)用鄰連通道依次連接起來，但相鄰跳連通道交叉重疊部分的起點(diǎn)站點(diǎn)與終點(diǎn)站點(diǎn)之間不作連接。

以下先以圖2所示的實(shí)施例為例，詳細(xì)描述環(huán)網(wǎng)內(nèi)交換機(jī)的光纜連接方案。

為便于敘述，本發(fā)明定義相鄰站點(diǎn)交換機(jī)之間的光纜連接通道為“鄰連通道”，非相鄰站點(diǎn)交換機(jī)之間的光纜連接通道為“跳連通道”。鄰連通道和跳連通道均為2芯單模光纖；跳連通道的最大長度不應(yīng)超過鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)預(yù)設(shè)的需增設(shè)中繼器的最小長度(如70km)，最小值等于相鄰兩段鄰連通道的長度之和。

圖2中，鐵路沿線有a、b、……、f、g、h、……、p、q、……、t等多個站點(diǎn)，其中，a、t分別為線路的起始站點(diǎn)和終止站點(diǎn)。在每一個環(huán)網(wǎng)內(nèi)，先確定跳連通道，后確定鄰連通道。具體方法及其步驟如下：

以a站點(diǎn)作為第一段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)，在跳連通道長度的限值范圍內(nèi)確定g站點(diǎn)為該跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)(即a、g之間的光纜長度不大于70km)，在該跳連通道范圍內(nèi)與g站點(diǎn)鄰近的f站點(diǎn)成為第二段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)，繼續(xù)向t站點(diǎn)方向劃分第二段跳連通道范圍并確定q站點(diǎn)為該段跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)(即f、q之間的光纜長度不大于70km)，在該跳連通道范圍內(nèi)與q站點(diǎn)鄰近的p站點(diǎn)再次成為下一段跳連通道的起點(diǎn)站點(diǎn)，以此類推，直到跳連通道的終點(diǎn)站點(diǎn)為t站點(diǎn)為止。然后，將尚未連接的相鄰站點(diǎn)用鄰連通道依次連接起來，但相鄰跳連通道交叉部分的起點(diǎn)站點(diǎn)與終點(diǎn)站點(diǎn)(如f與g、p與q)之間不作連接。

在每一個環(huán)網(wǎng)內(nèi)，線路兩端部站點(diǎn)a、t的交換機(jī)的兩個環(huán)網(wǎng)端口分別連接左光纜和右光纜，其余站點(diǎn)的交換機(jī)的兩個環(huán)網(wǎng)端口均串接于左光纜，或均串接于右光纜。于是，交換機(jī)全部串入環(huán)網(wǎng)內(nèi)。

作為優(yōu)選，左環(huán)網(wǎng)、右環(huán)網(wǎng)交換機(jī)的連接采用完全相同連接方式，光纜及其光纖的使用采用完全相同連接方式或完全對稱連接方式。

另外的兩個實(shí)施例參照圖3和圖4所示。

圖3與圖2相似，唯一區(qū)別是：圖2的左、右環(huán)網(wǎng)的交換機(jī)的光纜連接完全相同，如左環(huán)網(wǎng)用左光纜時，右環(huán)網(wǎng)也用左光纜，左環(huán)網(wǎng)用右光纜時，右環(huán)網(wǎng)也用右光纜；而圖3的左、右環(huán)網(wǎng)的交換機(jī)的光纜連接完全對稱，如左環(huán)網(wǎng)用左光纜時，右環(huán)網(wǎng)就用右光纜，左環(huán)網(wǎng)用右光纜時，右環(huán)網(wǎng)就用左光纜。

圖4是圖2和圖3實(shí)施例中的一個特例。在該實(shí)施例中，在每一個環(huán)網(wǎng)內(nèi)，跳連通道只跨一個站點(diǎn)，也即除線路兩端部站點(diǎn)的交換機(jī)與其鄰近站點(diǎn)的交換機(jī)之間有一條鄰連通道以外，其余站點(diǎn)的交換機(jī)均分別與其兩側(cè)間隔一個站點(diǎn)的交換機(jī)相連，構(gòu)成跳連通道。

這樣的鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)及其連接方法，各站點(diǎn)的左交換機(jī)和右交換機(jī)分別構(gòu)成左環(huán)網(wǎng)、右環(huán)網(wǎng)，左環(huán)網(wǎng)、右環(huán)網(wǎng)呈冗余結(jié)構(gòu)，環(huán)網(wǎng)之間物理隔離，各自獨(dú)立工作。并且，由于每段跳連通道的長度都不大于鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)所需增設(shè)中繼器的最小長度，因此，避免了中繼器的設(shè)置，降低了鐵路信號數(shù)據(jù)網(wǎng)整體建設(shè)成本和維護(hù)成本，減少了設(shè)備的故障率和維護(hù)工作量。

本發(fā)明的適用范圍不限于鐵路信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。