基于交换式以太网的TCN设计与实时性能分析

针对传统列车通信网络(TCN)难以满足下一代列车通信网络大容量、实时性的数据传输需求,本文提出基于交换式以太网的列车通信网络(EB-TCN)解决方案,建立了EB-TCN拓扑结构和通信协议栈模型.为了保证EB-TCN的实时性,在通信协议栈中加入实时虚拟层,通过集中式主从调度机制调度底层以太网资源.最后对骨干层和车辆控制层的实时性进行理论分析.新方案较大地提高网络带宽同时,能保证网络的确定性和实时性,能很好地满足传统TCN传输数据的要求,能够成为TCN网络的替代方案.     

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。     

工业以太网在城轨车辆中的应用研究

基于以太网技术的列车通信网络为研究对象,从列车通信网络架构设计及功能集成设计2方面进行了应用性研究。首先,对基于以太网的列车通信网络构建形式进行了探讨,并从不同维度对各种网络拓扑形式进行了可靠性分析;在此基础上,进一步讨论了多业务融合网络技术在城市轨道交通车辆中的实现形式;最后,通过具体的应用实例验证了文中所设计的适应多业务融合的列车以太网网络拓扑的可行性。实测表明,该网络系统模型稳定可靠,具有较强的网络兼容性以及良好的通信性能,能够有效提升网络控制系统应用效率。     

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。     

列车通信网络并行冗余方法与协议的研究

列车通信网络的可靠性是保证列车安全稳定运行的前提,根据列车通信网络的需求,构建一种并行传输的网络架构,通过改进的并行冗余协议PRP提高基于以太网的列车通信网络的可靠性。对PRP协议的冗余机制进行研究,针对PRP协议存在的问题,结合列车通信并行网络的需求,改进并行冗余协议的数据发送机制以及冗余算法。根据重要性对传输的数据进行分类并采取不同的传输策略:重要数据采用并行传输方式,能够使其故障恢复时间减小为零,保证了网络的可靠性;非重要数据采用交替传输方式,以缓解传输时的网络带宽压力。网络仿真结果验证了采用并行冗余协议的列车通信网络的可靠性。     

中国标准动车组以太网控车重联模式研究

中国标准动车组列车通信网络是列车上信息交互的关键设施,与传统通信方式相比,以太网总线技术是相对较新的列车通信网络,它具有带宽大、组件灵活及成本低等优点.以中国标准动车组以太网控车为研究对象,描述了以太网控车的重联方式、位置映射,以及重联信号的判定,通过拓扑协议实现了列车的结构拓扑和信息共享,使得以太网控车技术更加快速、...     

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.     

列车通信网络可靠性评价技术研究

列车通信网络技术作为列车核心技术之一,实现实时控制与各类信息的传递,列车通信网络的可靠性研究引起了广泛关注。根据列车通信网络的拓扑结构、设备可靠性、通信有效性以及可用性等特征,建立了针对列车通信网络的可靠性评价体系,利用层次分析法确定了各评价指标的权重,建立了列车通信网络可靠性指标隶属度函数,最后利用模糊综合评价法实现了列车通信网络可靠性的综合评价。通过算例分析表明该方法能够有效地评价列车通信网络的可靠性。     

基于以太网的CRH2动车组通信网络仿真研究

列车通信网络是高速列车的关键部件.本文以CRH2动车组上的列车级控制网络ARCNET作为参考模型,在以太网环境下对其网络系统技术进行层层剥离分析,利用以太网模拟仿真ARCNET网络通信机制,研制开发出CRH2动车纯软件仿真平台,实现列车网络控制的基本功能,为CRH2动车网络通信技术的国产化提供了一定的参考.     

无线以太网（IEEE802．11b）技术在铁路列车编组站中的应用

本文对无线以太网(IEEE 802.11b)技术在铁路列车编组场无线通信系统中的应用进行了讨论。通过分析铁路列车编组场的业务需求和无线以太网技术的技术特点,论证了无线以太网技术应用于铁路站场通信的可能性及必要性。结合铁路列车编组站的具体应用背景提出了无线以太网技术在列车编组站中应用的实现方式及网络结构。依据铁路列车编组场的实际情况和对无线以太网设备进行的实验结果,分析了在工程应用中应考虑的主要技术问题。     

以太网在地铁列车上的发展与应用

国内地铁列车网络主要采用的MVB总线型架构,该架构由于其传输速率低等局限性,已无法满足列车网络的发展需求。以太网以其通信速率高、灵活性强等特点在各领域得到迅猛发展。文章通过阐述以太网在国内地铁列车上的应用,并结合实际工程案例介绍以太网与MVB双网冗余方案、以太网为主的以太网和MVB双冗余方案、纯以太网控车方案,指出各方案目前存在的不足,为今后地铁列车的TCMS设计及技术管理提供参考与借鉴。     

列车通信网络控制器的综合验证

列车通信网络对安全性和可靠性提出更高的要求,如何保证网络控制器设计的正确性和可靠性成为确保列车安全运行的关键因素之一。本文以高级验证方法学为指导搭建列车网络控制器的层次化验证环境,提出网络拓扑级验证模型和错误注入机制,并对验证结果进行深入分析。实验结果表明:该验证方法增强验证组件的重用性,弥补传统方法的不足,有效提高了验证效率。     

动车组以太网控车的设计与应用

基于实时以太网的列车网络控制系统是列车通信网络发展的重要方向,文中分析了采用以太网技术实现动车组网络控制的必要性与可行性,设计了以太网控车技术方案,并应用到250 km/h复兴号动车组。通过型式试验与正线运行的考核,充分论证了以太网控车的可行性,实现了动车组以太网控车技术的成功应用。     

基于MVB和TRDP的列车主控双网冗余设计与实现

针对目前列车通信网中,一般以WTB、MVB作为主要通信方式的现状,以某动力集中型电动车组的研发设计作为依托,研究基于MVB和以太网的主控制单元列车总线控制方式,在机车应用中增加控制单元双总线冗余切换功能,增强了列车网络通信可靠性。运用考核表明,采用该方案的通信网络运行状态良好,具备较高的可靠性和实时性,完全满足列车数据传输的要求。     

GSM-R网络中基于位置和中继功率控制的切换优化方案

GSM-R(GSM for Railway)的可靠性和高效性引起人们的关注。列车速度的提升导致多普勒效应更严重、切换触发位置更靠后、越区切换更频繁。多普勒效应恶化接收信号质量使中断率增加;切换触发位置靠后变相缩小重叠区覆盖范围使越区切换失败率增加;频繁的越区切换进一步降低系统可靠性。因此列车速度的提升对GSM-R网络的安全性和可靠性产生重要影响。同时,我国铁路网络的不断扩展对GSM-R系统的容量提出更高的要求。本文首先对GSM-R网络传统切换策略进行建模和性能分析。随后,提出一种利用列车位置信息和中继功率控制技术的切换优化方案。在该方案中,列车到达切换位置前,利用中继站获得分集增益,提升信道容量和链路可靠性;处于切换位置时,通过中继的功率控制,保证本小区的信号满足最低通信要求,变相扩大重叠区覆盖范围的同时有利于触发切换提升切换成功率。仿真结果表明:本文提出的方案有效地提升切换成功概率和信道容量,明显改善了GSM-R系统的性能。     

适用于动车组制动系统的以太网板卡设计与实现

现有动车组列车通信网络TCN在带宽、传输速率、成本等方面已不适应动车组发展新需求,而以太网具有高速、费用低、资源共享等优势,正在逐渐成为动车组列车通信网络的发展趋势。研究适用于动车组制动系统的以太网板卡,有利于提高动车组制动系统的可靠性及互联互通,进一步完善了动车组制动系统的可操作性和可维护性。文中搭建了以太网板卡软硬件开发平台,研制了适用于动车组制动系统的以太网板卡,实现了应用程序下载、故障诊断和标定、数据记录和导出、以太网控车等功能,满足了以太网作为维护网络和控制网络的需求,仿真测试、试验联调、现车应用也验证了以太网板卡的有效性和可靠性。     

基于安全通信的以太网环网架构在标准地铁列车中的应用

鉴于目前国内地铁列车网络架构的多样性,不利于行业标准体系的建立以及用户的使用维护,文章分析了标准地铁列车控制与管理系统统型方案的选型,并从冗余性、可靠性等方面对环网方案和链路聚合网方案进行了全面的分析和对比;针对以太网环网架构中数据传输安全方面的要求,介绍了列车以太网通信的安全协议以及如何保证数据传输在全路径中安全有效的手段。     

地铁列车的实时通信网络研究

实时以太网用于车载网络有其特有的优势，文章依据地铁列车通信网络典型结构，通过对PROFINET实时以太网协议特征、传输时延分析研究、理论计算和仿真实验，论证实时以太网络作为下一代地铁列车通信网络的可行性。     

基于以太网的列车骨干网性能研究

为满足未来列车网络承载大数据量传输需求,设计基于以太网的列车骨干网网络架构。在分析列车骨干网的特点的基础上,完成了列车骨干网节点的软、硬件开发,并进行了网络性能的相关测试,测试结果表明,基于以太网的列车骨干网络具有高数据吞吐量、高传输可靠性的特点,证明了基于以太网技术的列车骨干网络方案的可行性。     

基于RFC 2544标准的列车编组网络性能测试方法

针对目前列车通信没有明确的网络性能测试方法的问题,基于RFC 2544标准对基于以太网的列车编组网络性能测试进行研究,并构建以太网性能测试环境。仿真结果表明,该方案支持多种拓扑和配置,能够精准测试车载网络的性能,该测试方法为车载实时以太网的进一步发展提供支持和依据。