机车实时以太网ETB与ECN交换技术研究

作     者：蔡志伟 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙旭东

授予年度：2016年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：以太网骨干网络 以太网组成网络 列车实时数据协议 交换机 交换式以太网 

摘      要：随着国内铁路建设的兴起,近年来,网络通信技术在铁路中的应用有了较快速的发展,以太网因为其具有较高的数据传输速度、较好的设备兼容性等特点,已经得到广泛应用,列车网络通信中应用以太网技术已经成为了必然的发展趋势,因此针对高速度、大容量、满足硬件实时性的列车通信网络系统的研究具有重要意义。基于对列车骨干网络(ETB)和列车组成网络(ECN)通信技术的研究,本文采用了交换式以太网技术,开发了以太网实时交换设备。通过对列车通信网络(TCN)拓扑结构和通信协议栈的优化,开发了一种基于交换式以太网的列车通信网络系统,可以同时具备较高的确定性、实时性和可靠性,使其可满足机车数据的传输需要。本文首先设计了机车网络交换设备硬件的整体方案,完成了主要器件选取,并对主要硬件组成模块的工作原理进行了说明,开发出了一款适合机车以太网络通信的数据交换设备。其次基于TCN通信协议栈,在软件原理上提出了ETB及ECN网络架构,设计了骨干层和车辆控制层的通信调度机制,进而设计了列车实时数据协议(TRDP)通信协议栈。最后对硬件以太网交换设备进行了功能、性能和稳定性测试。文章最后对交换机的设计进行了总结,通过试验测试分析,验证了基于交换式以太网的列车通信网络的可靠性、实时性、确定性。