列车通信网络协议栈的实时性研究

针对传统列车网络控制系统无法满足高速列车实时运行控制的不足,基于列车通信网络(TCN)建立了一种综合多功能车辆总线(MVB)、绞线式列车总线(WTB)和实时协议(RTP)在内的完备的设备协议栈模型。依据硬实时系统指标,结合列车的实际应用,设计出相应的协议模块,并构建了精确的验证平台。仿真实验验证了实时指标和列车初运行自动配置、介质分配、小数据交换等实时特征,建立的协

计 算 机 工 程 与 设 计 C m u r n i e n d ei 2 1, o 3, o 7 1 o pt E g er g n D s n e n i a g 01 V 1 2 N . 6 . 3

列车通信网络协议栈的实时性研究

刘泽 华 , 刘 立祥 王 大鹏 罗 郁 , ,

(.中国科 学 院软件 研 究 所 综合 信 息 系统 技 术 国 家级 重点 实验 室 ,北 京 1 0 9 ; 1 0 10 2 .中国科 学 院研 究生 院 ,北 京 10 9 ) 0 10

摘 要: 针对传 统 列车 网络控 制 系统 无 法满足 高速 列 车 实时运行 控 制 的不足 , 于 列车通 信 网络 (C 建 立 了一种 综合 多 基 T N)

功 能车辆 总线( B 、 MV ) 绞线 式列车 总线( B 和 实时协议 (T ) 内的完备 的设备 协议 栈模 型 。 WT ) R P在 依据硬 实时 系统指 标 , 结合 列 车 的 实际应 用 , 计 出相应 的协议 模 块 , 设 并构 建 了精确 的验证 平 台 。仿真 实验 验证 了实时指标 和 列车初运 行 自动配置 、 介质 分 配、 小数据 交换 等 实时特 征 , 立 的协议栈 模 型 实时性 强, 够提 供 高速 列车运 行控 制下 的安全 性保证 。 建 能 关键 词 : 高速 列车; 列车 通信 网络 ; 多功能 车辆 总线; 绞 线式 列车总 线; 实时协议 中 图法分类 号 : P 9 . T 31 9 文献标 识码 : A 文 章编 号: 0072 (0 1 0—7 1 5 10 —0 4 2 1) 30 6 — 0

Re e r h o e l i f r i o s a c nr a— meo anc mmu iai nn t r r t c l t c t t n c t e wo kp oo o a k o s

LI Ze h a U — u , LI Lix a g, W AN G ap n L O U — in D — e g , U Yu,

(. ai aKe aoa r fnert fr t nS s m eh ooy ntue f ot ae hn s Acd m f 1 N t n l yL b rt yo t a dI oma o yt T cn lg ,Istt o f r,C iee ae yo o o I g e n i e i S w S i cs e i 0 10 hn ;2 G au tUn e i ,C iee cd m f c n e,B in 0 10 hn ) c ne,B in 10 9 ,C ia . rd a i r t e jg e v sy hns ae yo i cs e i 10 9 ,C i A S e jg a

Ab t a t T o v h a—i o to r b e o i h s e d i

a i o a an c mmu ia in n t r o to y t m, ac mp ee s r c : o s l et er l mec n r l o lm f g —p e t d t n lr i o e t p h nr i t n c t ewo k c nr l se o s o lt

poo o s c d l c niigo utu c o eil b s ( B , wi a u ( T ) a dra t rtc l (T ) i rtc l t kmo e o s t f lfn t nvhc u MV ) a , sn m i i e r t i bs W B e rn n l i pooo R P s e me cn t c db sd nt i o o s u t ae ancmmu i t nnt r ( C r e o r nc i e k T N) s n ad C n ieigte a e o hr a t s m, sme rtc l ao wo t dr. o s r r t f adr li s t a d n h tg e me y e o ooo p

mo u e f ep o o o t c r o sr ce . I d i o . t eT d lso t r t c l a ka ec n t td h s u na d t n h CN i lt n s se i u d d o eb sso a t a 仃an a p i a in i smu a i t m f n e nt a i f c u l i p l t o y So h c o t ai aet er a.i e n n er a—i h r c e it c u i g a t ma i an c n g r t n o a g r t n f n t n me i ov l t e 1 me d ma da dt e l me c a a t r i i l d n u o t t i o f u ai fi u u a i c i . d h t h t s cn cr i o n o u o da

a c s , s l d t x h n ea d S o t . F n l , t es c r y o eh g —p e r i o to t o dr a- mep ro ma c s sd — c e s ma l a ae c a g n O f rh i al y h e u i f h ih s e d tan c n r l h g o lt e f r n e e t t wi e i i mo sr t d b ep a t a p l a in n ta e y t r ci l p i t . h c a c o Ke r s h g —p e an tan c mmu ia i nn

t o k M VB; W TB; y wo d : i h s e dt i ; r i o r nc t e o w r; r P

0 引 言

由于 列 车 的 高 速 化 、 能 化 、 息 化 和 运 行 密 度 的 提 高 , 智 信

验 证 、 致性 测 试 带来 诸 多挑 战 。 一 国 内 外 学 者 基 于 不 同 的 关 注 点 对 T N 中 相 关 协 议 做 C 了 大 量 的 研 究 驯。现 有 研 究 成 果 中 3种 平 台 下 的 T N 设 备 C

协 议 栈 的 设 计 验 证 , w Sm+ C .“、 “ 和 P t 网[t A e i V 60 C er 1 i 3]主 - 5

常 规 列 车 网 络 控 制 系 统 已很 难 满 足 高 速 列 车 实 时 运 行 控 制 的 安 全 性 需 求 。 列 车 通 信 网 络 (ancmmu iain e r , t i o r nct n t k o wo T N) 证 列 车 牵 引 、 电 、 动 、 控 、 理 等 大 量 信 息 安 全 、 C 保 供 制 监 管 快 速 、 确 、 靠 地 在 整 个 列 车 上 传 输 , 到 列 车 高 速 安 全 稳 准 可 达 定 运 行 , 经 成 为 现 代 高速 列 车 网 络 控 制 系 统 的 关 键 技 术 Ⅲ 已 。 IC 17 E 6 3 5提 出 T N 具 有 两 级 通 信 总 线 层 次 结 构 ,即 多 功 能 C 车 辆 总 线 ( lfn t nv hce u , mutu ci e i sMVB 和 绞 线 式 列 车 总 线 i o lb ) ( r a u , T ) 共 享 的 上 层 实 时 协 议 ( a.mepoo wi t i b sW B 及 e rn r 1i rt— e t

c l, T ) o s R P

要 存 在 3个 方 面 的 缺 点 : 硬 实 时 性 指 标 论 证 不 足 ; 结 论 ① ② 缺 乏 严 格 的 事 实 基 础 , 真 场 景 多 停 留 在 单 一 MV 总 线 或 仿 B WT 总 线 的 分 析 与 研 究 , 忽 略 了跨 总 线 数 据 传 输 和 上 层 应 B 用 功 能 ; 验 证 平 台 存 在 一 定 的 局 限 性 , A e i 计 和 研 ③ 如 w Sm设 究 网络 协 议 专 业 性 不 够 , C语 言 仿 真 程 序 分 析 结 果 不 够 直 观 , 扩 展 性 差 , er网 在 完 整 表 达 模 型 内涵 方 面 显 得 不 足 。鉴 于 Pt i 此 , 文 依 据 硬 实 时 指 标 , 立 了 一 种 综 合 MV WT 本 建 B、 B和 R P T 在 内 的 完 备 的 T N 设 备 协 议 栈 模 型 , 并 针 对 当前 仿 真 验 证 C 平 台 中 的 不 足 , 于 O NE + 6 基 P T VC . 建 了仿 真 场 景 , 现 了 0搭 实 协议 栈模 型的实 时性 分析和 可行 性论 证 。

抽 象 的 标 准 框 架 、 度 的 复 杂 性 、 放 性 实 现 方 法 和 垄 高 开 断 厂 商 的 关 键

技 术 壁 垒 给 T N 设 备 协 议 栈 的 设 计 、实 现 、 C

收稿 日期:2 1— — ;修订 日期 :2 1.91 。 00 71 0 6 0 0 —7 0

基金项 目:国家 8 3高技术研究发展计划基金项 目 (06 6 2 0 AA0 0 0) 1 2 1。

作者简介:刘泽华 (9 4 ,男 ,湖北随州人,硕士研究生,研究方 向为网络协议与网络仿真 ; 刘立祥 (9 3 ,男 ,安徽安庆人 ,博士,副 1 8 一) 17 一) 研究员,硕士生导师,研究方 向为卫星通信及路 由技术 ; 王大鹏 (9 2 ,男,山东潍坊人 ,硕士 ,助理工程师,研究方向为无线网络协议 ; 18 一) 罗郁 (9 5 ) 18 - ,女,陕西西安人 ,硕士研究生 ,研究方 向为计算机 网络 。Emal u a. al @g it m — i :g c s h r y mal o c e .

列车通信网络协议栈的实时性研究

列车通信网络协议栈的实时性研究相关文档

最新文档

返回顶部