城轨领域综合承载的列车以太网通信网络应用

本文介绍了常用交换式以太网环网与线性网拓扑的优缺点,并以实际应用项目为依托,介绍了列车通信网络承载信号系统通信网络的方案。该方案可以承载整车的通信网络,为智慧城轨列车通信综合承载提供了一种发展方向。

以太网列车骨干网初运行研究及实现

以太网列车骨干网(ETB)的初运行通过列车拓扑发现协议(TTDP)实现,列车骨干网节点(ETBN)是完成以太网列车骨干网(ETB)初运行、实现列车子网互联互通等功能的核心设备。文章主要研究了ETB初运行的过程,并在ETBN上实现了TTDP协议。通过试验表明,ETBN能够在列车拓扑发生变化时成功进行ETB初运行,并实现数据转发、跨编组访问等功能。

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。

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性能的测试方法,其中针对物理层采用基于机车车辆电子产品通用测试方法,而对数据链路层和网络层采用通用吞吐量、时延和背靠背测试,以及列车通信网络对服务质量(QoS)、地址解析协议(ARP)要求测试,传输层和应用层采用端到端测试和Internet组管理协议(IGMP)测试和简单网络管理协议(SNMP)测试,并给出了详细的测试配置和步骤。测试方法可满足基于以太网的列车通信网络对交换机实时性、安全性和可靠性的要求。最后以车载ECN管理型编组交换机为例介绍了测试评价方案,方案可以完全满足该型号交换机2层/3层接口性能测试需求,满足列车通信网络中各类过程数据、消息数据、尽力而为数据(best effort data)传输的测试需求和相关协议支持性能测试需求。通过对试验方法的标准化,对以太网交换机性能一致性控制提出一种新的解决方法。

基于以太网的列车ETB控制服务研究

针对列车通信网络的控制服务,提出了基于ECSP接口的网络控制服务。在简单分析了绞接式列车总线和多功能车辆总线构成的列车通信网络的基础上,提出了基于列车TCMS系统的列车网络通信系统,深入研究了基于骨干网(Train Backbone Network,ETB)的列车控制服务接口(ETB Control Service interface),并通过实验室平台搭建模拟列车通信网络拓扑结构,在列车骨干网头车定义功能的应用中进行算法分析与模拟。

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。

基于工业以太网交换机的轨旁骨干网组网方案的研究

针对基于通信的列车控制系统(CBTC)的技术需求,从有线网络组成、原理、能力角度出发,阐述了基于工业以太网交换机的轨旁骨干网组网方案,并与基于SDH的多业务传送平台(MSTP)技术的组网方案进行了比较。

TTDP协议骨干网节点故障恢复方法研究

由于列车拓扑发现协议TTDP(Train Topology Discovery Protocol)自身机制,在列车初运行禁止状态下,网络节点不能满足所有故障恢复场景的应用需求,包括多个中间节点丢失或多个丢失的相邻节点中包含1个端节点的多节点故障恢复应用场景。因此,文章设计了一种新的节点故障恢复方法来解决该问题,并实现与标准TTDP协议的完全兼容。通过增加独立供电的特殊存储单元来实现对网络配置信息的存储;通过设立节点的故障预备(初始化时将网络配置信息写入特殊存储单元)、识别(进行相邻节点拓扑计数值匹配)、恢复(调用特殊存储单元的网络配置信息)流程,对节点设备进行改进,实现了以太网列车骨干网ETB(Ethernet Train Backbone)节点在特殊场景下的故障恢复。针对本文提出的故障恢复方案,通过模拟测试的方式进行了验证,确认了方法的有效性和可行性。

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。

以太网列车骨干网节点在CR300复兴号动车组中的应用

文中介绍了以太网列车骨干网节点的功能,包括以太网列车骨干网初运行、应用初始化及智能寻址服务等。并介绍了该设备在时速250 km CR300复兴号动车组以太网控车系统中的应用情况。

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。

ETB初运行研究

基于列车以太网的ETB(Ethernet Train Backbone)初运行是新一代列车网络控制技术的关键。概述了列车以太网架构和列车拓扑发现协议TTDP(Train Topology Discovery Protocol),并深入分析了列车初运行的建立过程及相关算法。搭建列车以太网网络试验平台,进行ETB初运行试验,得到ETB初运行结果。最后通过对Wireshark软件抓取的TTDP拓扑帧分析,验证了初运行结果。

地铁车辆车载设备火灾状态识别报警网络系统

以上海地铁新老列车改造加强地铁列车车辆安全性为背景,为实现远程分布式地铁车辆车载大功率设备多点温度状态采集与智能识别监控,同时便于监测已存在的智能模块相关火灾参数,以CAN总线、Ethernet/IP以太网、ARM7单片机及其它智能模块节点为硬件基础构架两层分布式智能火灾状态智能识别网络报警系统。CAN总线实现远程分布式设备的多温度状态智能识别与监控,Ethernet/IP与其它智能模块的通讯实现其它相关参数的监测。硬件冗余技术和软件冗余技术的应用保证了状态参数的实时性、安全性、可靠性及网络系统的易于扩展性,在火灾状态识别报警网络系统的建立探索中提供了一种可行方法。

时速250公里CR300复兴号动车组ETB初运行及控制服务研究

时速250公里CR300复兴号动车组是国内首个采用以太网控车技术的具有重联功能的动车组项目。主要介绍了该型号动车组的拓扑结构,研究了列车以太网的ETB(以太网列车骨干网)初运行及控制服务。最后,以ETBN(以太网列车骨干网节点)的运行结果展示了时速250公里CR300复兴号动车组的ETB初运行功能及控制服务功能。