CN103702878A - 制动*** - Google Patents

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Abstract

一种用于铁路车辆的制动控制单元（11）设置有第一（12）和第二内核（13）。所述第一内核（12）负责制动控制功能，所述第二内核（13）负责通信。开关（16）控制该第二内核与铁路车辆上的通信总线之间的通信以便保护所述第一内核的制动功能。所述第二内核仅在被所述第一内核授权的情况下才具有写入所述通信总线的权限，所述第一内核判定***是否处于确定的安全状态以保护所述制动功能。这样就减少了新的通信软件的测试要求。

Description

制动***
技术领域
本发明涉及用于铁路车辆的制动控制单元。
背景技术
在铁路车辆中当前标准的通信设计包括CAN总线，所述CAN总线能够将数据沿着火车在包括制动控制单元的装置之间通信。
通过几十年的使用，CAN通信协议已经证明了其自身。采用标准的便携式电脑来操作诊断软件以及诸如此类的软件在现如今是很常见的。可以将便携式电脑***CAN总线并且将其用于与制动控制单元通信。当前地，在火车管理***（TMS）中所采用的标准接口—例如RS-485、MVB和FIP—被用户认为太缓慢，他们想采用更快的标准，例如以太网。
在此背景下，以太网描述底层通信***，例如物理层和最简单的数据包传输。用户需要支持更高级别的协议，所述协议处于以太网的顶层，例如Profinet,CIP,TCP,UDP,网络服务器（Web server）。
由于制动***是安全关键的，将运行在制动控制单元上的任何可执行的软件代码和与制动控制单元相关的例如车轮防滑装置的任何模块进行测试并且通过SIL2（Safety Integrity Level2，安全完整性等级2）的验证是必要的。这引起的问题是每个适于所述***的新模块都需要通过SIL2的验证。然而，对于大多数项目而言，这需要多人多年的工作量并且过于昂贵和耗费时间。
GB2395241公开了拖车制动器电子控制单元。ECU具有意在存储制动相关的车辆特有控制参数的非易失性存储装置和意在为车辆的一个或者多个辅助功能传输操作数据的离散式可编程的存储装置。这些存储装置是可操作的以检查一个或多个输入和输出的变量并且根据预定义的列表控制算法例如保护制动***防备错误模式。这种方法存在的缺点是，由于控制单元中功能性受到限制，使其不能满足用户对API（applicationprogramming interface，应用程序接口）的需求以支持新协议和接口卡。
本发明因此力图提供更灵活的制动控制单元装置。
发明内容
根据本发明，提供了一种用于铁路车辆的制动控制单元，它具有第一和第二内核，其中第一内核负责制动控制功能，第二内核负责通信，该装置此外包括开关，该开关适用于控制铁路车辆上的通信总线与第二内核之间的通信，以便保护第一内核的制动功能，其中该第二内核仅在第一内核授权的情况下才具有写入至通信总线（向通信总线写数据）的权限，所述第一内核判定***是否处于确定的安全状态以从而保护制动功能。
在根据本发明的解决方案中，主要的“控制”处理器如以往一样提供了所有的标准控制算法处理，但是TMS通信被移至第二“通信”处理器。所述通信处理器是服从于SIL0的，其降低了对测试的要求。
此外，所有通信CPU的性能都由通信处理器提供，从而允许了更多的针对用于制动控制算法的控制处理器的性能。
附图说明
本发明的一示例性实施例现在将参照附图更详细的描述，在附图中：
图1示意性地示出了全火车范围网络架构。
图2示意性地示出了根据本发明的架构。
具体实施方式
图1示意性地示出了示有CAN总线1的全火车范围网络架构。包括内核CPU3的制动控制单元2连接到所述总线1。制动控制单元2可设置有一个或多个模块、例如示例性的RIO模块4和RBX模块5，所述模块与制动控制单元2串联布置。制动控制单元内核CPU3通过SIL2标准的验证。所述RIO模块和RBX模块必须也通过SIL2标准的验证。
运行标准诊断软件的便携式电脑（笔记本电脑）6也通过USB-CAN总线加密锁7连接到总线1。该布置允许便携式电脑与制动控制单元2安全地通信。
图2示意性地示出了根据本发明的、示有CAN总线10的火车网络架构。包括第一内核12和第二内核13的制动控制单元11连接到总线10。所述制动控制单元11设置有一个或多个模块、例如示例性的RIO模块14和RBX模块15，所述模块与制动控制单元11串联布置。CAN总线10将代表性地为具有1级制动总线和2级火车总线的双CAN总线。
制动控制单元内核12负责制动功能并且连接至所述总线。内核13负责通信功能并且经由CAN开关16连接至总线1，所述开关16的运行由制动控制单元内核12控制。通信内核13可直接地从CAN总线接收数据，但是不能写入数据至CAN总线，除非被制动控制单元内核12允许这样做。所述通信内核13包括网络服务器，并且能够将基于网络的应用程序安装并运行在该内核上。通信内核13和任何运行在该内核13上的应用程序或者软件无须通过SIL2的验证。代表性地，通信内核仅在软件更新或者维护制动***时会写入总线，这需要沿着所述总线的制动层通信。通信内核13能够监测在制动数据总线上的数据，这些数据可以被记录在内核中或退回至驱动程序。由于没有额外的加载，从制动控制功能分离监测功能也会导致制动内核12的性能增强。所述设置也会缓和不同的2级总线之间的相互作用。
SIL0处理器仅在SIL2处理器授权的情况下才具有写入至1级网络的权限，所述SIL2处理器判定***是否处于确定的“安全状态”以便保护制动功能。
总线设置有多个安全性等级，在1级上的通信是最安全的，因为此等级用于例如与铁路车辆制动***的运行相关的安全关键数据。通信内核13可直接地从CAN总线处接收数据，但是不能写入数据至CAN总线，除非当制动控制单元内核12已经判定制动***处于安全状态时被该制动控制单元内核12允许这样做。代表性地，这种安全状态可包括当车辆处于静止的状态，但是它可包括更多变量，例如确保已应用紧急制动或者确保车辆已静止了预定的一段时间。

Claims (5)

1.一种用于铁路车辆的制动控制单元（11），该制动控制单元具有第一内核（12）和第二内核（13），其中，所述第一内核（12）负责制动控制功能，所述第二内核（13）负责通信，该装置此外包括开关（16），该开关适用于控制该第二内核与铁路车辆上的通信总线之间的通信，以便保护所述第一内核（12）的制动功能，其中，所述第二内核（13）仅在被所述第一内核授权的情况下才具有写入所述通信总线的权限，所述第一内核（12）判定***是否处于确定的安全状态以由此保护所述制动功能。
2.根据权利要求1所述的制动控制单元，其中，所述第一内核至少具有安全完整性等级SIL2，所述第二内核具有比所述第一内核低的安全完整性等级。
3.根据权利要求2所述的制动控制单元，其中，所述第二内核具有安全完整性等级SIL0。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制动控制单元，其中，所述第一内核通过判定所述车辆是否是静止的来判定所述***是否处于确定的状态。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制动控制单元，其中，所述第二内核适用于监测所述总线上的数据，并且将所述数据记录在内核中或通过第二总线将所述数据返回至火车。
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