检索结果-内蒙古大学图书馆

自动化技术与应用 2021年第12期40卷 62-66页

作者：马骏毛俊乔毅殷梓轩大连交通大学机械工程学院辽宁大连116028 大连科技学院交通运输学院辽宁大连116052 大连交通大学电气信息工程学院辽宁大连116028 西南交通大学利兹学院电子信息工程四川成都611756

随着高速列车智能化集成度不断的提高,传输数据量的增大推动了TRDP(列车实时数据协议)技术的发展,与此同时,也为移动网络随意接入列车网络并恶意篡改通信数据提供了可能性。因此,提出搭建TRDP通信网络平台,在TRDP传输数据帧的基础上增加... 详细信息

随着高速列车智能化集成度不断的提高,传输数据量的增大推动了TRDP(列车实时数据协议)技术的发展,与此同时,也为移动网络随意接入列车网络并恶意篡改通信数据提供了可能性。因此,提出搭建TRDP通信网络平台,在TRDP传输数据帧的基础上增加AES加/解密技术,实现对数据的加密和解密处理。结果显示,重要控制指令数据经过加密后,成功的避免了未知网络设备对列车传输数据的读取和篡改。为列车通信传输质量提供了基本保障。

关键词：列车实时数据协议 AES加/解密技术通信质量网络安全

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基于列车实时数据协议的以太网高速通信技术

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城市轨道交通研究 2019年第3期22卷 85-89,126页

作者：赵辰阳王立德简捷李召召北京交通大学电气工程学院北京硕士研究生100044

为了满足列车通信网络中过程数据与消息数据传输的需要,在可扩展处理平台上,设计了一种基于列车实时数据协议(TRDP)的以太网网卡,并在此基础上提出一种片间总线接口方法,实现了对过程数据和消息数据的实时交互,解决了传统片间总线速率... 详细信息

为了满足列车通信网络中过程数据与消息数据传输的需要,在可扩展处理平台上,设计了一种基于列车实时数据协议(TRDP)的以太网网卡,并在此基础上提出一种片间总线接口方法,实现了对过程数据和消息数据的实时交互,解决了传统片间总线速率低的问题;同时利用串并联端接电阻,从硬件上改善了高速片间总线的信号完整性,保证了高速模式下过程数据与消息数据的实时交互;在所搭建的研究测试平台上,实现了TRDP对过程数据的高速传输。

关键词：列车实时数据协议片间总线以太网网卡可扩展处理平台

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基于时间敏感网络的列车通信网络研究及应用

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 184-189页

作者：齐玉玲黄涛张军贤贾焱鑫徐龙熊伟朱海龙彭开来中车南京浦镇车辆有限公司南京210031 深圳市三旺通信股份有限公司深圳518055 上海三旺奇通信息科技有限公司上海201601 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876 网络通信与安全紫金山实验室南京211111

[目的]TCN(列车通信网络)拓扑结构复杂而且对传输实时性要求较高,目前列车数据传输主要采用TRDP(列车实时数据协议)进行承载,但会存在网络时延不确定的问题,故研究采用TSN(时间敏感网络)保证数据传输的有界时延,来解决TCN面临的以上问题... 详细信息

[目的]TCN(列车通信网络)拓扑结构复杂而且对传输实时性要求较高,目前列车数据传输主要采用TRDP(列车实时数据协议)进行承载,但会存在网络时延不确定的问题,故研究采用TSN(时间敏感网络)保证数据传输的有界时延,来解决TCN面临的以上问题。[方法]提出了TTAM(一种TRDP与TSN自适应的方法),以实现TRDP与TSN的协议转换,保证列车数据在网络中传输的时间确定性。[结果及结论]通过搭建TSN测试台,对TSN网络功能及性能(IEEE 802.1 AS与IEEE 802.1 Qbv协议)进行测试,验证了TTAM在TSN技术应用中的有效性。

关键词：列车通信网络时间敏感网络列车实时数据协议

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面向危化品运输列车的TRDP网卡研发与应用

面向危化品运输列车的TRDP网卡研发与应用

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作者：周开业淮阴工学院

学位级别：硕士

铁路运输以其运输量大、成本低的优势,在远距离危化品运输中占主导地位。在运输危化品过程中,易受外界环境和列车运行状态等不确定因素的影响,容易发生安全事故,有必要对危化品的运输状态进行实时监测,及时发现安全隐患并进行预警和处理... 详细信息

铁路运输以其运输量大、成本低的优势,在远距离危化品运输中占主导地位。在运输危化品过程中,易受外界环境和列车运行状态等不确定因素的影响,容易发生安全事故,有必要对危化品的运输状态进行实时监测,及时发现安全隐患并进行预警和处理,降低事故发生的风险,提高安全性。 (1)本文针对危化品运输列车大量的传感器及其他智能设备数据传输的高带宽及实时性要求,基于列车实时以太网,提出了一种基于TRDP的列车通信网卡的设计方案。以高性能的STM32F427ZGT6为主控芯片,采用了W5300和DP83848作为TCP/IP硬件协议栈和外部PHY芯片,用于以太网络数据传输,完成了原理图设计和PCB打板。 (2)根据列车通信网络中传输不同类型服务报文的不同实时性要求,移植了Free RTOS轻量化的操作系统到TRDP网卡中,将服务报文的优先级重新分配,使用基于优先级抢占的任务调度方法对不同数据通信任务进行设计。 (3)基于上述设计的TRDP网卡,结合危化品运输状态的监测参数需求,以铁路运输的LNG罐车为监测对象,提出了一种面向危化品运输列车的监测系统应用方案。选择了遵循Modbus RTU通信的大气压、温度、湿度、气体浓度的RS485传感器采集LNG罐体的参数,设计了采集板对多传感器的数据进行接收和整合,与TRDP网卡连接进行双向通信,并设计了可视化的危化品状态监测上位机界面,用于通信测试和数据实时显示。实验测试结果表明本文研发的TRDP列车通信网卡,能够传输TRDP中主要规定的过程数据和消息数据到列车通信网络中,解决了企业应用和生产需求,为列车实时以太网通信的发展提供了一种有效的解决方案。基于优先级抢占的任务调度方法能够有效应对数据传输任务量增多的情况,保证了周期任务传输的高实时性要求。提出的基于TRDP的面向危化品运输列车的监测系统应用方案,能够实时可靠地监测到LNG罐车在运输中的状态,基本满足监测系统需求。

关键词：列车通信网络列车实时数据协议危化品监测 TRDP网卡

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基于以太网的城轨列车网络系统设计

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铁道机车车辆 2022年第1期42卷 143-148页

作者：刘超张红星李如石王吉松中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063035

针对当前城轨列车中大数据量信息传输、智能诊断、旅客娱乐信息服务一体化的多服务高性能综合业务需求,文中设计了一种基于以太网总线的列车网络系统。通过阐述基于梯形拓扑的列车网络结构以及组网交换机中环协议和VLAN的配置方法,实现... 详细信息

针对当前城轨列车中大数据量信息传输、智能诊断、旅客娱乐信息服务一体化的多服务高性能综合业务需求,文中设计了一种基于以太网总线的列车网络系统。通过阐述基于梯形拓扑的列车网络结构以及组网交换机中环协议和VLAN的配置方法,实现了网络系统、PIS系统、火警系统和维护网的多网融合列车网络设计,并进一步研究基于TRDP的通信接口在新一代智能化列车网络系统中的实际应用,验证了列车网络系统的数据传输和控制功能。

关键词：以太网环协议多网融合虚拟局域网列车实时数据协议

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列车实时通信系统TRDP网络设备的设计

列车实时通信系统TRDP网络设备的设计

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作者：曹鹏飞山东科技大学

学位级别：硕士

列车实时数据协议(TrainReal-timeDataProtocol,简称TRDP)是由列车通信网络(Traincommunicationnetwork,简称TCN)开源组织TCNopen推出的开源列车实时协议，相比传统的MVB协议(MultifunctionVehicleBus,简称MVB),具有大数据量、强实时性和高稳定性等优点。由于现代列车通讯产生的数据量大幅度增加，传统列车总线无法实现传输大数据量的信息，因此国际标准化组织(IEC)推出了基于以太网的列车通信网络标准，并采用了专为铁路用途开发的TRDP协议，以满足数据传输的实时性和可靠性需求。　　因此，本文在分析TRDP协议的基础上，设计实现了一个高稳定性、高实时性且使用简单串口透传的TRDP网络设备，重点做了以下工作:　　1、采用网络设备管理与TRDP网络交互分离的硬件设计，分别对设备管理应用与网络交互应用编程，使得管理功能与TRDP网络交互功能相互隔离，在实现设备基本功能的同时，使TRDP网络交互侧性能达到最优;2、采用标准UART接口，对设备简单配置后，即可使用UART透传的方式进行TRDP网络收发，缩减了设备使用成本，提升数据传输效率;3、为解决以太网与UART通信速率不对等的问题，在通信速率较低的UART侧设计了多级接收缓存，同时在UART发送端设计了多级队列发送机制，匹配通信速率较高的以太网交互端，使设备数据交互性能优良;4、在TRDP协议总线模块中，在以太网协议栈的链路层加入TSN协议，保证数据在整个网络中的时序一致性，以确保实时应用的正确性;5、完成系统的软硬件后，设计了相关测试方法验证TRDP网络设备的功能与性能。通过数据回环测试案例验证设备基础功能，并通过专业的以太网测试工具验证网络的一致性，最后设计了UDP丢包率统计实验进行统计检测;各项验证实验表明，该设计方案达到高速列车应用要求。

关键词：列车实时通信系统列车实时数据协议网络设备硬件结构软件设计

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基于5G的多功能列车网络调试装置的设计与实现

基于5G的多功能列车网络调试装置的设计与实现

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作者：黄文起大连交通大学

学位级别：硕士

随着我国铁路事业的飞速发展,目前的列车数量已经不能满足日常需求,因此对动车组制造量大幅度提高;因列车长时间处于高负荷的运行中,易产生安全隐患,需要定期对其设备进行返厂检修。列车调试可以保证列车系统的正常运行,是新制造的列车... 详细信息

随着我国铁路事业的飞速发展,目前的列车数量已经不能满足日常需求,因此对动车组制造量大幅度提高;因列车长时间处于高负荷的运行中,易产生安全隐患,需要定期对其设备进行返厂检修。列车调试可以保证列车系统的正常运行,是新制造的列车出厂前测试和列车返厂检修的重要一环。通过现场调研以及查阅文献等途径了解,当今列车调试技术存在功能单一,调试效率不高等问题,本文设计一款新型列车智能调试装置,以解决发现的问题。本文主要工作内容如下:(1)针对但车调试技术存在的问题,结合列车通信网络升级换代的趋势,对列车实时数据协议(Train Real-Time Data Protocol,TRDP)和多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus,MVB)等列车通信技术做了深入研究。通过分析调试车间的实际需求,从整体架构上给出了调试系统的改进方案,并完成了列车网络调试装置的硬件方案设计及硬件选型工作。(2)以调试系统总体设计方案为依据,对单车网络调试软件的功能需求进行分析,采用面向对象的程序设计方法,将软件架构分为与列车调试通信模块、与其他改装交互模块、数据库模块以及用户功能界面四个部分,并使用Qt Creator开发平台完成了软件开发工作,使软件满足单车调试试验的使用需求。同时软件实现了依据通信协议信息自动生成调试界面的功能,便于后期扩展适配多种调试车型。(3)通过实验室测试和现场调试两个阶段的测试工作,对单车网络调试装置的功能做了验证,测试表明,装置能够与列车网络建立稳定的TRDP通信,实现对列车设备的监视和控制,完成单车调试任务。同时装置能够有效结合手持终端PAD、单车直流控制柜等其它现场设备,优化单车调试流程,建立高效的试验模式,提高动车组的调试效率,提升单车调试试验技术的智能化水平。

关键词：动车组列车网络列车调试列车实时数据协议 5G

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基于TRDP的实时以太网安全通信协议的研究

基于TRDP的实时以太网安全通信协议的研究

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作者：朱永利北京交通大学

学位级别：硕士

随着列车智能化水平越来越高,列车自动化程度不断提高,同时安全性和多功能性也进一步增加,这导致了列车通信网络数据传输的信息量越来越大。相比于传统列车通信总线,以太网由于自身传输速率高这一突出的优点,成为越来越多列车通信网络... 详细信息

随着列车智能化水平越来越高,列车自动化程度不断提高,同时安全性和多功能性也进一步增加,这导致了列车通信网络数据传输的信息量越来越大。相比于传统列车通信总线,以太网由于自身传输速率高这一突出的优点,成为越来越多列车通信网络的选择。针对以太网在列车上的应用,IEC61375规定了详细的技术细节,同时对以太网通信的安全性提出了更高的要求。现有的列车实时以太网的通信安全完整性等级普遍为SIL2级别,不能达到下一代列车通信网络对安全性比较高要求。为此对列车实时数据协议TRDP(Train Real-time Data Protocol,TRDP)的功能安全展开了研究,通过分析IEC61375-2-3定义的安全数据传输协议(Safe Data Transmission version 2,SDTv2)协议的不足,对SDTv2的功能安全措施进行了改进。通过理论计算,SDTv2改进的SDTv4协议的残差错误率大大降低,证明SDTv4协议安全性能够高于SDTv2。本文研究的报文威胁是针对IEC61375-2-3中定义的九种基本报文威胁。论文主要完成的工作如下:(1)分析SDTv2协议的不足,针对性提出改进措施。研究了列车通信网络面临的基本报文威胁,包括报文的损坏、报文的重复、报文的乱序、报文的丢失、报文的延时等。详细研究了SDTv2协议的架构和功能防范措施。同时调研了SDTv2协议的不足,提出了针对SDTv2协议的改进措施。(2)针对IEC61375-2-3定义的九种基本报文威胁,通过程序实现了不同的报文威胁。同时用Wireshark抓包,验证了设计的九种不同基本报文威胁措施的正确性。(3)设计实现了SDTv4针对九种基本报文威胁的安全防范措施。针对IEC61375-2-3定义SDTv2协议应用于TRDP协议的不足之处,本文改进SDTv2协议设计了SDTv4协议的不同防范措施,包括安全序列号、安全编码、宿时间监视、通道监视等。通过程序的编写,对九种不同基本报文威胁进行了防御。接收方通过安全防御措施检测到报文威胁之后丢弃对应的错误报文。(4)实验验证了设计的SDTv4的安全通信协议的准确性。在实验室用两台主机模拟列车通信的安全设备,经过交换机连接实现了SDTv4的安全通信协议的验证。发送方产生威胁报文之后,安全数据宿通过SDTv4设计的不同安全防范措施对威胁报文进行检测报警提醒并丢弃错误报文。最后通过理论计算,证明改进的SDTv4协议理论计算能够比SDTv2的残差错误率更低,安全性要高于SDTv2。本文可以为下一代列车通信网络功能安全的研究提供相应的借鉴意义。

关键词：列车实时以太网列车实时数据协议功能安全安全完整性等级(SIL)

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车载无线网络安全关键技术研究

车载无线网络安全关键技术研究

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作者：范晓龙大连交通大学

学位级别：硕士

随着轨道列车信息化和智能化的不断发展,无线网络作为列车通信网络的重要组成部分,在运行中起到了至关重要的作用。然而,由于无线空中接口的开放性使列车无线网络更容易受到信息泄露、拒绝服务等恶意攻击,严重影响了列车运行安全和旅客... 详细信息

随着轨道列车信息化和智能化的不断发展,无线网络作为列车通信网络的重要组成部分,在运行中起到了至关重要的作用。然而,由于无线空中接口的开放性使列车无线网络更容易受到信息泄露、拒绝服务等恶意攻击,严重影响了列车运行安全和旅客的生命财产安全,因此研究车载无线网络安全对列车通信系统的安全与可靠性有重要意义。本文主要研究内容如下: (1)本文基于下一代列车控制与监视系统中的WLCN架构,结合无线OSI七层模型和WLAN设备连接过程可能受到的攻击及风险,分析列车WLAN网络的脆弱性;同时,根据列车实时数据协议中的过程数据和消息数据的通信原理与机制,分析列车通信协议的脆弱性。通过对上述脆弱性的分析,发现列车无线通信网络中存在的安全问题。 (2)搭建列车车载无线网络实验平台,根据列车牵引单元故障诊断信号的传递,设计CCU模拟单元和TCU模拟单元的界面,实现WLAN组网通信,并使用Wireshark软件在线监视捕获报文数据。 (3)使用Qt研发一款无线网络攻击软件,该软件包括:信息收集类攻击模块(无线监听模块和密钥破解模块);身份欺骗类攻击模块(客户端MAC地址欺骗模块和伪AP攻击模块);拒绝服务类攻击模块(Authentication Flood攻击模块、Deauthentication Flood攻击、TCP SYN Flood攻击模块和UDP Flood攻击模块)。 (4)利用设计的攻击软件对列车无线网络实验平台进行攻击测试。实验结果表明,无线攻击会对列车网络性能产生明显影响,5GHz频段相对2.4GHz频段抗干扰能力和抗攻击能力强。同时通信载荷较低时,攻击对列车无线网络性能影响相对较低,随着通信载荷的增加,攻击对列车无线网络性能影响更明显。

关键词： WLAN 列车实时数据协议无线攻击列车网络性能

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基于实时以太网的列车通信技术研究与开发

基于实时以太网的列车通信技术研究与开发

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作者：路钰大连交通大学

学位级别：硕士

目前我国高铁线路总长度以3.6万公里稳居世界第一,中国高铁正以自主创新和智能化领跑世界。列车控制系统作为列车运行的核心,也由技术引进进入自主创新阶段。由于传统列车通信技术的不足,以及以太网技术的快速发展,使用以太网技术提高... 详细信息

目前我国高铁线路总长度以3.6万公里稳居世界第一,中国高铁正以自主创新和智能化领跑世界。列车控制系统作为列车运行的核心,也由技术引进进入自主创新阶段。由于传统列车通信技术的不足,以及以太网技术的快速发展,使用以太网技术提高列车通信质量将成为未来列车通信网络TCN的主要发展趋势。因此,研究基于实时以太网的列车通信网络对列车通信系统具有重要意义。本课题采用理论分析与试验验证结合的方法研究实时以太网列车通信技术。首先分析列车通信网络中以太网骨干网ETB和以太网组成网ECN两层网络架构,重点分析列车实时数据协议TRDP中过程数据、消息数据通信原理与机制,并介绍提供网络服务质量的模型和通信性能评价指标。设计开发基于Linux系统的列车实时数据通信与显示软件,软件开发环境选择Qt Creator,软件包括通信程序开发和界面显示开发,通信程序分为过程数据、消息数据,程序调用交叉编译生成的TRDP静态链接库文件实现通信,界面显示通过GUI程序的控件与槽函数关联实现。设计监视过程数据的超时监测程序。通过搭建线形冗余结构的以太网骨干网和星形结构的以太网组成网试验平台,实现两层网络结构中的过程数据、消息数据通信,完成通信及界面显示,实现超时监测程序的实时监视。对于列车通信实时性,通过设置不同发送周期和不同负载率试验,验证发送周期对往返时延影响较小,但往返时延受负载率影响较大。因此提出将区分服务Diff Serv模型用于实时性要求较高的过程数据通信,试验结果表明引入区分服务后,通信往返时延得到改善且受负载影响明显降低。对于列车通信带宽利用率,通过使用互联网组管理侦听技术IGMP Snooping实现降低多播通信负载,提高带宽利用率。

关键词：列车通信网络列车实时数据协议区分服务互联网组管理侦听技术

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