基于Qt的Wireshark以太网TRDP协议解析Lua插件实现

TRDP(Train Real Time Data)协议作为IEC61375-2-3标准指定的设备间各个系统进行通信的协议,在列车控制与信息服务网络(Train Control and Service Network,TCSN)得到了广泛的应用。由于TRDP协议是轨道交通私有协议,目前Wireshark软件对TRDP协议析解析尚不支持。通过对TRDP协议进行分析,利用Qt读取Excel通信协议文件,自动化生成适用于TRDP协议解析的Lua代码插件,实现在Wireshark中对TRDP协议的识别以及对报文头首部、数据区协议内容解析,同时实现了对TRDP报文的丢包检测、周期分析功能,可以广泛应用于子系统通信之间数据一致性测试及现场列车通信调试。

中国标准地铁列车制动系统用TRDP通信模块方案研究

介绍了TRDP在OSI模型和TCP/IP模型中各层的对应关系以及对TCP/IP模型各层产生的影响,分析并说明了TRDP和SDTv2协议的帧格式以及时效保障机制等,提出了一种通过不用操作系统的微处理器基于TRDP的SDTv2协议的以太网通信方法,得到了一种可用于中国标准地铁列车制动系统的TRDP通信模块方案。经过地面联调测试和正线试验验证,结果表明,该方案能够满足中国标准地铁列车制动系统对安全数据实时以太网通信的要求。

基于TRDP网络的列车人机交互系统

以轨道交通列车人机交互显示屏为研究对象,针对当前列车驾驶室人机交互显示屏与车载设备在通信数据量方面所出现的不足,设计了一种基于TRDP列车实时通信的人机交互系统方案。文中以高性能I.MX 8为核心处理器搭建硬件系统,采用基于Linux+QT开发软件系统,研究并实现了列车显示屏TRDP通信口的数据接收、发送功能,还验证了其他人机接口的功能。实验证明,显示屏工作运行稳定,通信网络对外收、发状态运行正常,多接口设计可扩展性强,各性能参数满足列车应用场景要求。

基于TRDP协议的高速动车组列车通信网络检测平台

随着列车智能水平的不断发展,列车车载网络采用的WTB/MVB技术受传输带宽的限制,已无法满足智能列车业务承载的需求。目前列车车载网络正向着以太网技术演进,400 km/h高速动车组已应用了以太网技术。但以太网技术主要采用CSMA/CD协议,随着业务承载量的增大,业务传输过程中碰撞概率会不断增高,从而导致网络时延不稳定,甚至发生丢包和网络拥塞现象。本文基于TRDP协议构架了列车通信网络服务质量实时检测平台,依托WinPcap嗅探库进行数据包采集,结合Flink数据处理引擎实现了对以太网通信网络指标的实时计算,应用实序数据库InfluxDB对实时数据进行存储,能为列车运维人员实时展示并统计列车各类业务的网络运行状况,对保障列车通信网络的安全性和可靠性具有重要意义。

基于SVM与SNMP的TRDP网络故障诊断方法研究

列车通信网络是列车的中枢神经系统,而列车实时数据协议TRDP (Train Real-time Data Protocol)是列车通信网络能否高效可靠运行的保障。文中提出一种基于简单网络管理协议SNMP (Simple Network Management Protocol)的网络特征提取方法和基于支持向量机SVM (Support Vector Machine)的TRDP网络故障诊断方法。实验结果表明,MIB (Management Information Base)节点的网络统计数据可以表征网络状态,基于SVM的故障诊断方法可以有效地诊断网络故障。

VxWorks下TRDP协议栈移植

在VxWorks操作系统下对TRDP协议栈移植遇到的问题进行分析与解决,介绍了在TRDP(Train Real-time Data Protocol)应用过程中遇到数据发送失败时的应对方法,最后指出了目前VxWorks 6.5版本FTP组件中普遍存在的后门问题。经过两年的验证,超20万公里运用考核,在机车车辆网络控制系统中应用该协议栈所遇到的问题及其解决方法,可以证明移植成功,方法可靠,值得推广。

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。

TRDP协议在列车控制管理系统中的应用

本文综述了列车通信网络的发展趋势,下一代列车网络将基于以太网架构;介绍了列车实时数据协议的内容及其在列车控制管理系统中的应用。

地铁列车TRDP安全数据传输协议研究

目前地铁列车以太网通信主要采用TRDP协议。该协议存在如下问题:(1)只对TRDP头进行了校验,缺少对用户数据段的校验;(2)缺少对数据收发实时性的具体要求。为此,本文研究了安全数据传输协议SDTv2。该协议在TRDP的基础上,增加了对用户数据段的校验,同时对数据收发实时性进行了具体要求。通过该协议的使用,有效的提升了数据传输的正确性和实时性,保证了地铁列车重要数据的传输。

基于Netfilter的TRDP协议防火墙设计与实现

介绍了一种基于Netfilter架构的TRDP协议防火墙设计方案,经实验验证,该防火墙系统能够对TRDP数据包进行应用层协议解析、数据有效性检查、可以针对ComId、消息类型、数据长度等进行过滤。

具有TRDP和MVB功能的输入输出模块设计

针对高速动车组列车控制网络对输入输出设备的要求,提出了一种具有TRDP和MVB功能的输入输出模块设计方案。该模块主要包含主控制板卡、MVB板卡和多个输入输出板卡,其中主控板卡通过以太网接口可实现TRDP协议的数据传输,也可以通过并行总线访问MVB板卡实现MVB数据传输。上述两种模式可通过软件配置实现切换。主控制板卡通过串行总线对输入输出板卡进行管理。通过试验验证,该模块方案可自动识别板卡类型及数目,便于准确地查找故障,输入输出通道数目具有很强的扩展性,MVB和TRDP的控制方式灵活切换,TRDP通信质量满足现场要求。

TRDP网卡的设计与开发

目前,国内新设计制造的地铁车辆多数采用了列车以太网,为了适应技术及市场的发展趋势,同时适应应轨道交通各车载设备之间高带宽、低延迟的通信需要,需要设计开发一款 TRDP 网卡。文章介绍了 TRDP 网卡的设计开发过程,以促进轨道交通的高速发展。

基于TRDP的动车组单车网络调试软件设计

实时以太网逐渐成为列车网络控制系统的主流技术,但目前以太网车型的单车网络调试工艺还不成熟,现场工作人员操作难度大,调试效率较低。介绍了列车实时数据协议TRDP(Train Real-Time Data Protocol)的通信原理,通过分析调试现场的实际需求,设计了一种应用于以太网车型的单车网络调试软件,包括用户登录、数据库交互、TRDP通信等功能模块以及简明清晰的人机接口界面,优化了调试流程。测试表明,上位机软件可以与车载网络建立稳定的连接,有效地帮助工作人员及时排查故障,提高调试效率。

基于TRDP的网络优先级调度优化方法研究

将实时以太网应用于列车是未来列车通信网络发展的必然趋势。基于应用列车实时数据协议(train real-time data pro-tocol, TRDP)的车载设备搭建列车网络系统模拟试验平台,研究列车通信过程中各子控制系统的时延特性。通过测试多种发送周期下过程数据和消息数据的网络诱导时延来分析网络性能表现,为改善对实时性要求较高的消息数据传输时延,提出一种优化的优先级调度方法。使用网络演算方法对TRDP协议默认优先级调度方法和优化方法分别进行时延上界推导,最后在试验平台上应用该优化方法的同时测得多组时延数据。两种调度方法下的测试数据对比结果表明,该优化方法可在满足其它优先级数据传输时延要求的前提下,将较高优先级消息数据的时延在本地和跨编组网络下有效减少8.621 ms和13.545 ms,以此验证了该研究对提升列车实时以太网络性能的可行性。

基于实时Linux的端设备TRDP与TSN在列车通信网络的融合技术研究

随着轨道交通列车网络系统的智能化水平提高,针对列车通信网络端到端的实时性与确定性需求日益增强,提出了一种实时Linux的端设备TRDP与时间敏感网络(TSN)融合的架构,为了验证合理性,设计测试平台对TSN-TRDP融合架构进行测试,结果验证了2个网络节点端到端的时间同步误差可以达到ns级,延时为μs级,满足实时Linux的TRDP与TSN融合应用需求。

物联网技术在轨道交通车辆的应用场景分析及试验验证

近年来,物联网技术在各个领域都得到了广泛应用。针对物联网技术,首先梳理了NB-IoT、Zigbee和LoRa等主流方案的主要特点;随后结合轨道交通车辆运用环境及需求,初步论证了LoRa技术在应用中的优势与合理性,提出了低压断路器状态监测和客室环境感知等LoRa技术可能的应用场景;最后为进一步验证应用场景的可行性,设计了地面最小试验系统,完成了系统规划、建设及软件开发工作,实现了数据传输、协议转换和界面显示等功能,并进行了相应测试。

动车组单车调试系统模拟装置的设计与研究

在高速动车组的生产和检修过程中,调试工作是保证列车安全运行的重要程序。原有的单车调试系统在使用过程中容易发生数据点类型或者数据端口出错的情况,原有单车调试系统中的端部模拟试验器是用来实现对单车端部信号采集的功能,当出现接线改动的情况会存在改动点未验证等故障,导致单车调试系统存在兼容性差、调试效率低等问题。为提高调试工作效率、提升单车调试系统的通用性和准确性,文章设计一种兼容性强、稳定性高,并能通过模拟司机室的中央控制单元下达可调动整个动车组的控制指令,实现整个动车组各个系统协调工作的单车调试系统模拟装置。

速度400 km/h高速动车组网络系统实时以太网技术应用研究

速度400 km/h高速动车组的研制始于2017年,其网络控制系统基于以太网技术搭建。文中阐述了400 km/h高速动车组网络系统的基本原理及实时以太网技术的应用研究,并对比以往动车组网络系统总线技术分析了实时以太网技术应用的优势所在。

基于列车实时以太网过程数据通信研究的设计

随着以太网技术逐渐走向成熟,列车上的实时以太网的应用需求日渐增加,尤其是近几年发展迅速的高速列车组。国际电工委员会将以太网列车骨干列入了IEC61375新的标准中后,针对列车上通信主要使用的过程数据的研究也日渐深入。使用列车控制单元VCU(Vehicle Control Unit),使用显示屏作为终端设备,以太网列车列车骨干网节点ETBN(Ethernet Train Backbone Node)作为网关,交换机来模拟列车间的列车实时数据协议-过程数据(TRDP-PD)通信。

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。