列车以太网通信技术应用

随着通信技术的迅速发展,以太网通信技术已经成熟,但列车以太网通信技术却刚刚兴起。介绍的6辆编组列车为2动4拖,拖车可以自由摘挂运行,此列车以太网通信技术采用拓扑发现协议和实时数据协议,遵循IEC 61375-2-3—2015和IEC 61375-2-5—2014标准,介绍了列车网络拓扑,终端设备与ETBN数据的交互,以太网服务质量的保证,列车固定网络的IP地址和ComId,并对采集的数据进行统计分析。     

基于实时以太网的中低速磁浮列车网络控制系统

文章阐述了中低速磁浮列车网络控制系统的网络结构及技术特点,该网络控制系统基于实时以太网,符合IEC 61375新标准,采用了R-NAT的IP地址算法、TTDP列车编组功能,以及TRDP实时协议。通过试验验证,基于实时以太网的列车网络控制系统实现了数据实时、可靠传递,并解决了数据带宽问题,为中低速磁浮列车性能的进一步提升奠定了基础。     

基于IEC61375-2-3标准的安全数据传输协议设计及测试方法研究

欧洲列车控制系统(ETCS)车载设备通过总线/网络接口与列车控制与管理系统(TCMS)交互信息。对于具有安全性需求的ETCS车载设备列车接口,该接口除了满足实时性、可靠性要求以外,还要实现数据传输的安全性。在详细研究IEC61375-2-3标准中的安全措施基础上,设计、实现了安全数据传输协议,并通过搭建协议测试平台以故障注入方式实现协议的测试。旨在为ETCS车载设备的列车安全通信接口设计、研发、测试以及工程应用提供借鉴。     

基于分布式OID的列车编组标识符生成算法

传统基于时间的列车编组通用唯一标识符（CstUUID）生成算法无法满足IEC 61375 2-5协议对列车灵活编组的要求。基于时间的算法中采用时间戳和设备MAC，并没有使用安全算法，算法安全性不高。针对上述问题，提出了一种基于分布式OID的列车通用唯一标识符生成算法。使用分布式OID构成基础标识符保证算法的唯一性。使用编组标号构成命名空间保证算法的有序性。使用MD5[4]加密算法保证算法的安全性。可以满足协议对于列车编组的要求，并且在算法空间复杂度和安全性方面具有优越性。     

基于URI域名寻址的以太网列车通信网络研究

在ETB/ECN列车通信网络中,列车重联或解编时,其设备的列车级IP地址会随重联车ETB属性和重联方向的不同而改变,网络技术人员需要利用ETB初运行结果对列车级IP地址重新进行计算,这样不利于效率的提高。文章提出了基于URI域名的寻址方案,相比常用的IP寻址方案,URI地址可根据其所处列车位置、车辆位置和设备功能来确定,不随列车拓扑变化,源端设备通过静态的URI地址与域名服务器交互后就可得到目的设备列车级IP地址,完成ETB通信。URI寻址降低了网络系统设计过程中动态IP寻址的复杂度,解决了WTB/MVB网络无法对全列车进行单点维护的问题,提升了网络开发和维护效率。     

基于多功能车辆总线事件仲裁的优化设计

事件轮询机制是多功能车辆总线MVB实现消息数据通信的关键,为实时协议RTP中消息服务的高效网络通信提供链路层的支持。事件仲裁算法是事件轮询机制的核心构成,在研究事件轮询流程机理的基础上,根据IEC61375-1标准规定的基本仲裁算法,引入仲裁二叉树模型,实现事件仲裁算法并成功应用于列车控制网络平台中。在仲裁二叉树模型下,IEC61375-1推荐的连续地址分配方式不能保证事件仲裁时延的最优性,提出在有限深度的条件下运用哈夫曼算法生成最优二叉树分配设备地址。通过对大量事件突发和车辆设备数量分布不均情况的仿真,比较两种分配方式的时延性能,分析有限深度最优二叉树算法的具体优势。     

多功能车辆总线芯片验证研究与实现

多功能车辆总线(MVB)是列车通信网络(TCN)的重要环节,用于列车内部各个设备之间的数据交互通信。集成电路测试是集成电路开发过程中的一部分,其目的是验证芯片各个阶段的实现满足设计需求。介绍自主化的多功能车辆总线芯片开发流程,实现从芯片定义到最终产品定型的全周期测试,确保芯片的实现符合设计需求和IEC61375协议规定。     

基于NetFPGA的列车以太骨干网负载均衡的设计

以太网在通信领域中彰显的各种优势,使它已经成为列车通信网络的发展方向之一。在简单介绍了列车工业以太网技术之后,基于NetFPGA设计并实现了一种IEC61375 2-5定义的工业以太网络拓扑结构列车通信网络的负载均衡传输方式,以解决列车骨干网络大量数据的传输而端口带宽不足的问题,并在半实物仿真平台上测试数据包的负载均衡传输。     

以太网互联列车通信网络寻址方案探讨

分析了列车以太网互联通信网络的寻址方案定义的必要性,结合UIC 556小册子提到的面向功能寻址的方法,从开放系统互联的不同层次上进行寻址方案讨论,给出了类似于互联网中的统一资源标志符方法(IPT-URI)进行列车以太互联网的逻辑功能寻址,对列车、基本运转编组单元、车辆等不同域上分配了相应的专用网段及IP地址方法,最后介绍了动态逻辑功能地址与IP地址之间的转换。     

基于以太网列车通信网的交换机测试方法

交换机作为基于以太网的列车通信网数据汇聚和存储转发的节点,是列车网络通信和控制的核心设备.通过分析基于列车通信网络拓扑和基于以太网的列车控制、诊断应用需求,总结以太网列车骨干网(ETB)和以太网编组网(ECN)交换机应提供的服务,提出了一种可覆盖ETB交换机和ECN交换机物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层功能与...     

埃法日集团为法国高速列车线路授标通信合同

<正>埃法日集团(EIFFAGE Group)正在勒芒和雷恩之间建设长182 km的高速线路,并委任Keymile公司为该线安装通信系统。该线根据公私合作协议建设和运营,于2011年由法国铁路网(REF)授标给埃法日集团。Keymile将为新线路列车运营提供通信主干网,该网为混合网,包括SDH网和千兆Ethernet/IP网络。网络基于Keymile的Mile Gate平台,使系统可     

ICE 3高速列车用信息技术

信息技术最近被广泛应用于铁道机车车辆.1999年制定的列车通信网络国际标准IEC 61375-1与日本的车载信息技术无论是硬件还是软件都大不相同.德国的ICE 3是最先采用该标准的车载信息系统的高速列车之一.文章介绍了该车车载信息系统的概况.     

城市轨道交通列车通信网络系统故障分析

介绍了城市轨道交通列车通信网络系统中的多功能车辆总线及列车通信网络故障的显示与定位方式。描述了紧挨着中继器的设备频繁离线故障的现象,并结合IEC61375标准分析了造成该类故障的原因。提出了针对该类故障的解决方案。     

基于FPGA+CPCI的WTB通信板设计

为了提升TCN网关的稳定性和高效性,提出一种基于FPGA+CPCI控制芯片的WTB通信板设计方案。在WTB物理层和CPCI驱动接口硬件设计的基础上,重点介绍了WTB介质附件单元MAU的数据收发和CPCI本地总线时序控制的设计。文章遵循IEC61375-1标准,利用FPGA的有限状态机方法实现曼彻斯特编解码,并分析了本地总线的逻辑时序,利用状态机转换实现FPGA与CPCI总线间的数据读写。最后在QuartusⅡ仿真环境下验证了方案的有效性,结果满足IEC61375对帧的要求以及PCI9030手册对本地控制信号的时序约束。     

一种局域网中IP地址管理方案的设计与分析

IP地址管理是网络管理的难题之一,它解决的好坏直接影响到网络管理的其他方面.介绍现阶段IP地址管理的几种方法,着重分析动态主机分配协议(DHCP)进行IP地址的管理的优点和缺点,针对DHCP的缺点进行改进,提出一种基于DHCP的IP地址管理模型,描述该模型的系统结构、设计思想,功能和实现方法,着重介绍访问控制模型及动态域名更新的实现流程.     

T型列车通信网络的偶发性数据传送

根据IEC61375-1：1999和UIC556：1999标准,介绍T型网络多功能车辆总线和绞线式列车总线上的偶发性数据传送,并从基本周期、设备分类、帧类型、设备状态扫描、主权转移等方面进行阐述,着重分析2种总线上消息数据的开始发送、传送和仲裁。     

基于FPGA的HDLC与RS485通信网关的设计

针对CRH2型动车组国产化制动控制单元的联网问题,分析了列车通信终端(Terminator)装置与制动控制单元(BCU)之间的通信方式,设计一种用于国产化BCU的通信网关,实现列车通信终端装置(HDLC协议)与国产化BCU(RS485协议)的通信协议的转换.最后在进口BCU试验台上,验证了通信网关功能的完整性.     

基于IPSec的CBTC数据安全传输技术的研究

在研究基于通信的列车控制系统(CBTC)数据传输模式基础上,分析数据传输过程中可能受到的各种安全威胁,提出基于IPSec协议的接入保护方式。IPSec使用严格的密码认证协议及加密算法来保证IP通信的完整性和保密性,能有效地提高数据传输的安全性。     

MVB总线网络动态性能的研究

对IEC61375-1规定下的MVB总线网络通信方式进行了研究,提出了MVB总线网络动态性能的衡量指标为协议效率、网络效率、网络有效利用率、网络吞吐量等,并推导出了各项指标的计算公式,通过仿真模型实例计算评估了不同通信介质和负载对MVB总线网络的动态性能的影响。     

以太网技术在列车通信网络中的应用探讨

基于现有列车通信网络(TCN)不能完全满足信息传输的情况,提出了工业以太网和CAN总线共存的方案,介绍了基于高性能数字信号处理器TMS320F206的工业Ethernet的硬件接口电路、CAN/Ethernet网关模型等。