轨道交通冗余工业以太网设计分析

论述冗余和自愈是工业自动化网络体系架构的重要特征,是自动化及先进制造对系统的可靠安全性、实时稳定性要求的结果;系统实时性和安全性方面的要求已经把环形网络的拓扑结构推上工业网络的历史舞台,使其已经成为现在及未来很长一段时间的工业网络体系的主流设计。探讨轨道交通领域冗余工业网络系统设计中的链路、设备及端口冗余理论及方法,以提高城市轨道交通各个系统网络平台设计的安全性和可靠性。     

可编程逻辑控制器在上海轨道交通6号线设备监控系统中的应用

随着城市轨道交通的快速发展,设备监控系统越来越受到人们的关注。上海轨道交通6号线设备监控系统采用可编程逻辑控制器作为系统的核心部件。介绍了基于工业以太网构建的系统平台,分析了该系统的特点,并结合上海轨道交通6号线的具体情况,对工业以太网的实时性进行分析。     

城市轨道交通综合监控组网方案

阐述了轨道交通综合监控系统中央级和车站级综合监控工业以太网二、三层组网方案,同时对其性能进行了比较.无论是车站内部链路故障、车站交换机故障、车站交换机上联链路故障,还是车站交换机之间级联线故障,三层组网方案都显示出冗余切换的灵活性、快速性和安全性.     

基于交换式以太网的列车通信网络实时性研究

以太网技术具有通信速率高、成本低的优势,目前国内外轨道交通行业都在研究发展基于以太网的列车通信网络。本文以兼容传统以太网协议为前提,研究提高工业以太网实时性的方法。在对列车通信网络需求分析的基础上,提出一种基于交换式以太网的列车通信网络的解决方案,为满足列车重要数据的实时性要求,提出列车级交换机采用混合调度算法,以降低列车实时数据在交换机缓冲队列中的排队时延。运用网络演算理论分析列车实时数据的端到端时延上界,并通过网络仿真技术验证本方案应用于列车通信网络这一特定场合的可行性和有效性。     

基于工业以太网的高速列车通信网络仿真研究分析

现代高速列车需要传输大量的数据.传统的现场总线存在带宽低的缺点,不能满足大量数据的传输任务,而工业以太网具备带宽高、成本低等方面的优势.利用仿真软件OPNET,搭建了基于工业以太网的高速列车通信网络仿真模型.针对实际高速列车网络通信数据特性进行分类,并对其进行分析和建模.通过仿真,对基于宽带100 M和1 000 M的工业以太网列车通信网络的延时特性和利用率等方面进行比较分析.仿真结果表明,宽带1 000 M工业以太网能够满足列车通信的实时性和可靠性要求.     

基于以太网控制系统的实时性分析

通过对以太网在工业控制系统中通信延迟的仿真和分析，证明了以太网能够满足控制系统的实时性要求。     

基于时间自动机模型的安全计算机平台的形式化验证

众多工业控制领域要求计算机控制系统具有高可靠、高可用和高安全的运行基础,2乘2取2冗余结构的安全计算机平台是提高系统安全性、可靠性的一种重要解决方式。CBTC列控系统的安全计算机平台采用2乘2取2冗余结构,它是一个实时系统,控制过程需要考虑时间因素。本文分析CBTC系统安全计算机平台系统的组成结构,提取出系统的功能约束,采用基于时间自动机理论的建模验证工具UPPAAL建立系统的自动机网络模型,进行仿真分析,验证系统的功能性、实时性、安全性要求。     

卓越信通——专注于搭建稳定的网络通信系统平台

在一个轨道交通体系中包含有各种信息系统、控制系统、安防系统和支持系统,这些系统中的语音、数据、图像以及文字等各种信息赖以传输和交互的平台就是网络通信系统,因此,网络通信系统也被称为轨道交通的神经中枢。卓越信通电子(北京)有限公司(简称"卓越信通")在轨道交通行业一直专注于搭建稳定的网络通信系统平台,是国内最早推出千兆和万兆工业以太网的公司。卓越信通总经理杨国文是国家科技部"八六三"、国家科技支撑计划等多个课题的承担人和专家委员会成员,是北大数字中国研究院专家组成员之一。我刊通过对卓越信通总经理杨国文的专访,揭示出在我国城市轨道交通快速建设的时期,更加需要理念创新、技术领先、产品线广、服务诚信,且能够引导中国轨道交通网络通信系统建设不断取得进步的设备厂商。     

动车组列车安全状态检测网络时延建模

针对动车组列车安全状态检测实时性要求较高的特点,对交换式工业以太网和CAN总线构成的异构网络应用于动车组列车安全状态检测进行了研究。综合分析了交换式工业以太网和CAN总线的周期性报文最大传输时延,建立了安全状态检测网络周期性报文最大传输时延的解析模型。基于该解析模型得出影响网络传输时延的主要因素为CAN节点、Ethernet/CAN网关和车厢级交换机的个数。最后分析了整个网络中周期性报文的最大传输时延随着CAN节点、Ethernet/CAN网关和车厢级交换机个数的变化趋势,并对所建立的解析模型进行了仿真验证。所建立的网络时延模型为定量分析网络实时性提供了理论依据。该建模方法可以推广到其他轨道交通列车中。     

基于以太网的高速列车控制系统研究

以太网因在提升列车维护效率、降低维护成本、促进列车智能化方面逐渐展现出独特优势,所以基于以太网搭建智能化的控制系统将是列车控制的发展趋势。文章从当前高速列车控制系统的现状出发,提出了一种基于以太网的列车网络控制系统。结合系统的拓扑结构,分别从系统工作效率、实时性和可靠性方面进行了系统的阐述。结果证明该系统在构建高速列车控制系统方面具有很好的应用前景。     

联锁系统冗余结构设计方案及问题探讨

联锁系统是轨道交通系统中最基础的信号子系统，该系统对可靠性和安全性均有较高要求，为满足这些要求，需要对联锁系统的硬件和软件分别采取特殊的安全技术措施。从系统硬件结构、热备冗余功能和通信接口3个方面进行设计，并在设计过程中分别实施安全措施。在系统硬件结构设计中，采用组合式故障安全技术，从系统的内部独立性和外部独立性进行考虑；系统冗余功能设计中采用双机热备冗余功能，功能上重点考虑双机同步、双机切换、备系热备的逻辑进行设计；系统通信接口设计采用序列号、时间戳、CRC等技术保证通信数据的安全性。     

工业以太网在HX_D3系列机车上的应用

文章介绍了列车网络的结构、主要功能以及工业以太网的特点,详细阐述了工业以太网在HXD3系列机车上的应用状况,分析了工业以太网在列车网络中的应用前景。     

基于以太网技术的乘客信息系统集成方案

分析以往乘客信息系统结构,结合工业以太网技术及其网络控制和多媒体传输技术在轨道交通车辆乘客信息系统中的应用,提出基于以太网技术的乘客信息系统的信息控制和传输框架,改善以往乘客信息系统构架复杂、系统资源利用不充分以及系统可靠性和稳定性差等问题;拓展系统与不同类型信息的接口,以满足系统多元化信息的需求,提高系统数据传输的效率,节约成本。     

基于交换式以太网的TCN仿真研究及分析

针对传统列车通信网络(Train Communication Network,TCN)难以满足下一代列车通信网络的带宽需求,提出了基于交换式以太网的TCN解决方案,建立了基于交换式以太网的列车通信网络拓扑结构和通信协议栈模型。在满足网络强实时性方面,进行了相关改进。然后通过VxWorks试验平台进行试验验证,结论是这种新方案在较大提高网络带宽的同时,能保证网络的确定性和实时性,能很好地满足传统TCN网络传输数据的要求,证明了基于交换式以太网列车通信网络代替TCN的可行性。     

SWJTU—II型计算机联锁控制系统设计和实现

铁路信号计算机联锁系统是一个有着高可靠性、故障安全性和实时性要求的安全关键系统。本单位自行设计研制了一个满足这种高可靠性、故障安全性和实时性要求的容错计算机联锁系统SWJTUII。计算机联锁系统SWJTUII,硬件结构上,采用SIEMENS公司PLC作为主要控制部件,双机热备冗余结构,能实现无扰动的故障切换;联锁软件采用Petri网模型化,面向对象方法设计,Step7STL语言实现;通过仿真软件模拟列车运行来对系统进行仿真测试并取得良好效果。该系统已开发完成并投入应用。     

移动闭塞列控系统集成列车定位技术

在分析单一的列车定位技术优缺点和不同闭塞方式列控系统列车定位要求的基础上,指出应该采用列车集成定位技术。重点介绍一个实用移动闭塞列控系统集成列车定位技术的组成、定位流程及其应用效果,说明如何应用集成技术手段,综合各单一的列车定位技术的优点,实现互补、冗余和多信息,从而使在定位精度、实时性、安全性和可靠性等方面满足移动闭塞列控系统的列车定位要求。     

工业以太网在城轨交通传输系统中的应用前景

通过对城市轨道交通多种传输系统制式(ATM、SDH、工业以太网等)的比较,分析工业以太网技术的优点与缺点,展望它在城市轨道交通中的应用前景;基于城市轨道交通各系统的需求及工业以太网技术的现状,对传输系统的建设方式提出建议。     

网络总线技术在钢轨打磨列车上的研究与应用

以GMC96B型钢轨打磨列车为依托,介绍了依据列车打磨作业控制、牵引控制、恒速控制、供电控制等系统功能要求而采用的多种列车总线架构和网络配置,开展了现场多总线技术和工业以太网组网技术在复杂的大型机、电、液、气一体化项目中的应用研究.旨在为日后自主研发钢轨打磨控制技术和制造切合国人需求的大型养路机械奠定基础.     

SWJTU-Ⅱ型计算机联锁控制系统设计和实现

铁路信号计算机联锁系统是一个有着高可靠性、故障-安全性和实时性要求的安全-关键系统.本单位自行设计研制了一个满足这种高可靠性、故障-安全性和实时性要求的容错计算机联锁系统SWJTU-II.计算机联锁系统SWJTU-II,硬件结构上,采用SIEMENS公司PLC作为主要控制部件,双机热备冗余结构,能实现无扰动的故障切换;联锁软件采用Petri网模型化,面向对象方法设计,Step 7 STL语言实现;通过仿真软件模拟列车运行来对系统进行仿真测试并取得良好效果.该系统已开发完成并投入应用.     

工业以太网在地铁自动化信息系统中的应用

结合目前国内地铁自动化信息系统中各子系统网络方案实例,介绍了工业以太网设备在地铁自动化信息系统中的应用特点。阐述了在地铁骨干网系统、综合监控系统、信号系统及自动售检票系统中不同的组网方式。可为地铁自动化系统网络设计规划及后期管理维护提供参考。