列车网络控制系统EMC干扰丢包特性研究

轨道列车上的电磁干扰会对列车网络控制系统的通信产生随机性干扰,进而造成网络通信的丢包问题。通过搭建列车网络控制系统电磁干扰模拟试验台,研究EMC干扰对列车通信网络(TCN)的影响,重点研究静电放电干扰和脉冲群干扰对通信特性的影响,根据试验数据得到TCN丢包率随干扰大小的变化趋势,并进一步对所测数据进行分析建模,得到了基于EMC干扰的TCN丢包预测模型。     

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RM的轨道车辆网络控制系统优化设计

通过分析轨道车辆网络通信系统特点,提出适用于轨道车辆网络系统的静态调度RM(Rate Monotonic)机制;然后通过分析轨道车辆网络控制系统特点,提出适用于轨道车辆网络控制系统的数据传输周期选取方法;最后结合网络性能设计和控制性能设计,提出不同性能要求下,基于静态调度机制的轨道车辆网络控制系统整体优化设计方案,并通过实例进行说明。本文研究为轨道车辆网络控制系统的优化设计提供参考。     

交流传动快速客运电力机车网络控制系统

交流传动快速客运电力机车网络控制系统采用符合IEC 61375-1国际标准的TCN总线,由绞线式列车总线(WTB)和多功能车辆总线(MVB)两级总线构成,关键部件完全采用自主化设计,是实现机车的控制、监视和诊断的车载微机网络控制系统。目前网络控制系统已完成了部件级型式试验和整车级型式试验,运行稳定可靠。文章详细介绍了交流传动快速客运电力机车网络控制系统的结构组成,对关键部件进行了详细说明,阐述了网络控制系统的主要功能和主要创新点。     

面向控制网络协议安全的隔离平台设计与实现

为提高铁路信号控制系统的安全性,设计一种基于UCOS-Ⅱ面向控制网络安全协议的隔离平台。提出DUAL-MCU(LPC3250)+DUAL-PORT STATIC RAM的系统构架,集成了以太网、CAN、PROFIBUS、422及232等网络协议标准和现场总线技术,对控制网络数据进行综合监控与过滤,提高了网络数据安全性。     

列车网络控制系统时延特性研究

针对列车网络控制系统在列车运行中产生的时延问题,通过搭建列车网络控制系统时延测试模拟平台,研究列车通信过程中控制系统的时延特性。根据时延特性分析出TCN网络各子系统的时延影响因素。重点研究任务周期与源端口特征周期对网络控制系统时延的影响。利用TCN网络分析仪测出系统时延,结合所得数据归纳出系统时延的变化规律。通过分析任务周期与特征周期的匹配关系对系统时延的影响,获得减少时延抖动的方法,达到减小网络控制系统时延的目的。     

CRH5型动车组运行故障信息远程智能分析判断系统的设计与实现

基于GPRS和Internet网络技术,将CRH5型动车组列车网络控制系统(TCMS)中实时监测的列车牵引、制动、供电、空调、门控、转向架等子系统设备的运行数据信息实时、准确地无线上传到地面监测站,由地面监测站对采集的数据进行解码、数据挖掘、分析,实现数据智能处理、自动分级预警等功能,为动车组运行故障检修处理提供及时、准确的远程技术支持.     

WorldFip-CAN网关的设计

为解决重载机车、地铁列车FIP网络控制系统与带有CAN接口的车载电气设备(如制动控制单元、牵引控制单元)的互通、互联问题,设计了一款WorldFip-CAN通信网关,用于实现WorldFip总线与CAN总线通信数据的转换。介绍了网关的架构和可靠性设计,详细描述了网关的硬件实现方法和软件设计方法,利用WorldFip网络测试平台对该设备进行了互联、互通的测试。测试结果表明,该网关可实时、可靠地进行CAN网络与WorldFip网络之间通信数据的转发,并为推动我国基于WorldFip网络的轨道列车车载电气部件国产化进程提供了有力支持。     

7200 kW六轴交流传动电力机车网络控制系统功能测试台

7 200 kW六轴交流传动电力机车网络控制系统功能测试台是针对列车分布式网络通信和控制系统(DTECS)进行开发设计的测试系统。介绍了网络控制系统功能测试台的组成结构、功能实现和软件设计,详细描述了软件设计的过程,包括界面设计、逻辑功能和算法的实现过程。经实际测试使用,测试台运行稳定,性能可靠,有助于机车网络控制系统的开发和验证。     

一种总线型和交换型网络并存的列车网络设计

为了满足列车网络日益增长的数据传输需求,同时保证列车网络数据传输的可靠性和实时性,提高列车网络的灵活性和互联互通性,设计了一种总线型和交换型网络并存的列车网络控制系统,将2种网络优势互补,并可根据列车网络的实际情况,按照故障导向安全原则自动选择网络形式。搭建了实验室仿真试验平台,进行了MVB/WTB通信和TRDP(Train Real-time Data Protocol)通信之间的转换和列车控制逻辑的测试,并通过了400 km/h跨国互联互通动车组项目验证。试验证明,总线型和交换型网络并存的列车网络系统性能优异,能够为承载更加多样化的数据和拥有更加高效传输性能的列车网络控制系统提供重要支撑。     

地铁车辆多网融合实时以太网技术研究

基于列车网络融合系统实时以太网技术,将列车上的网络通信速度提高到1 000 Mb/s,采用列车控制网与PIS系统网络融合,设计出与网络融合系统配套的车载云平台,实现数据监控与故障诊断功能,并通过装车试验验证,为后续以太网控制系统技术、基于以太网的信息化服务技术在地铁车辆的设计、制造、安装、运营方面的应用积累经验。     

下一代地铁列车网络控制系统的研制

介绍了下一代地铁网络控制系统,采用基于工业以太网的列车控制与信息服务多网融合的方案,充分考虑列车控制安全及网络信息安全,满足列车控制系统的功能、性能及安全需求。     

基于改进LS-SVM算法的列车通信网络时延预测方法

由于通信网络诱导时延的存在会对列车牵引制动系统造成影响,因此对时延精准预测并实现补偿十分重要。提出了一种基于改进粒子群(PSO)算法优化的最小二乘法支持向量机(LS-SVM)算法对列车通信网络时延进行预测,搭建了列车网络控制系统半实物平台,使数据通过多功能车辆总线(MVB)进行传输,分别改变车辆控制单元(VCU)特征周期及负端口数量大小,以获取大量不同特性的时延数据。将数据分组后利用改进的PSO算法优化LS-SVM算法进行预测仿真。仿真结果表明,与传统的LS-SVM算法及Elman神经网络算法的预测方法相比,所提出的方法在列车通信网络的时延预测方面具有更好的快速性和准确性。     

北京大兴机场线电动客车以太网网络控制与诊断系统

介绍了北京大兴机场线电动客车以太网网络控制与诊断系统TCMS(Train Control and Monitor System)的构成和性能。阐述了实时以太网通讯及安全控制平台TCMS在列车上的研究与应用,着重介绍了网络控制系统拓扑结构、安全架构、冗余配置等。     

HXD2型大功率交流传动货运电力机车微机网络控制系统

介绍了HXD2型大功率交流传动货运电力机车微机网络控制系统的结构和特点.描述了微机网络主控制单元(MPU)、远程输入输出单元(RIOM)、牵引控制单元(TCU)、辅助控制单元(ACU)以及微机显示单元(DDU)的功能,并对WorldFIP网络和TCN网络、FIPV车辆网和FIPT列车网进行了比较.该网络运行状态良好.     

基于6502电路的有轨电车道岔控制系统逻辑实现

研究在有轨电车道岔控制系统中用计算机程序实现6502电气集中电路联锁逻辑的方法,同时列举道岔控制系统中工程数据以站场形网络和联锁进路表两种形式的实现方式。     

基于GSM-R的增强型列车控制系统研究与设计

主要介绍交通增强型列车控制系统(ITCS)的系统原理,提出基于GSM-R网络环境下的无线传输设计方案,对设计中的列车寻址进行说明,对ITCS的数据在GSM-R网络的传输时间做出预算,最后对GSM-R车载无线通信单元的实现进行描述.     

基于CAN总线网络技术的分布式全自动可控顶控制系统

基于CAN总线网络技术的分布式全自动驼峰可控顶控制系统,是驼峰自动化的发展方向。本文主要介绍了分布式控制系统设计的软件、硬件要点,及控制对象和设计依据。     

基于VMD-ICSO-GRU的高铁列控车载设备故障率时间序列预测

有效地预测高铁列控车载设备故障率对合理分配设备备品、制定维修计划、减少故障发生具有重要意义。以列车运行控制系统的历史故障数据为对象，提出一种基于变分模态分解(VMD)和门控循环单元(GRU)的故障率预测模型。首先，利用VMD将车载设备故障率时间序列分解为一组包含不同频率信息的子序列，降低原始序列的非平稳性；然后，针对分解后的各个子序列建立多个基于GRU的时间序列预测模型，为提高预测精度，提出一种改进的猫群优化(ICSO)算法自适应设置各个GRU网络参数；最后，叠加各子序列预测结果得到最终故障率预测值。收集CTCS3-300T型列控车载设备历史故障数据进行实验，结果表明，相比于其他时间序列预测模型，本文模型得到的均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)分别为0.044 5和0.039 1,均低于其他模型，验证了其有效性。     

基于传染病和网络流模型分析APT攻击对列车控制系统的影响

高级可持续威胁(APT)是目前工业控制系统面临的主要威胁之一。APT攻击利用计算机设备漏洞入侵列车控制网络,感染并且扩散到网络中的其他设备,影响系统正常运行,因此评价APT攻击对列车控制系统的影响非常必要。提出一种基于传染病模型和网络流理论结合的APT攻击影响分析方法。首先,分析在APT攻击的不同阶段设备节点状态之间的转化规则,结合传染病理论建立APT攻击传播模型,研究攻击过程中的节点状态变化趋势;其次,把设备节点的状态变化融入网络流模型中,研究APT攻击过程中设备节点状态变化对列车控制网络中列车移动授权信息流的影响;最后,结合列车控制系统的信息物理耦合关系,分析APT攻击对列控系统整体性能的影响。仿真实验展现了APT攻击过程中节点状态变化的趋势,验证该方法在分析APT病毒软件在列车控制网络中的传播过程对列车控制系统整体性能影响的有效性,为管理者制定防御方案提供依据,提升列车控制系统信息安全水平。