检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：郭文韬大连交通大学

学位级别：硕士

列车网络控制系统是高速动车组的一项核心技术,为列车的安全运行提供重要保障,因此在动车组出厂前必须对其车载网络进行严格的调试。通过现场调研发现,目前国内动车组调试技术存在智能化程度较低、调试效率不高等问题,已逐渐无法满足日... 详细信息

列车网络控制系统是高速动车组的一项核心技术,为列车的安全运行提供重要保障,因此在动车组出厂前必须对其车载网络进行严格的调试。通过现场调研发现,目前国内动车组调试技术存在智能化程度较低、调试效率不高等问题,已逐渐无法满足日益增加的动车组生产制造需求,因此,本文基于新一代以太网列车通信网络,对动车组单车调试技术展开研究。本文主要工作内容如下:(1)针对动车组单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)做了深入研究。以CR300AF型动车组为研究对象,通过分析调试现场的实际需求,从整体架构上给出了调试系统的改进方案,设计了“自动操作-自动确认”的试验模式,论述了系统无线通信方案的可行性,并完成了单车网络调试装置的硬件方案设计。(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TRDP通信模块、WIFI通信模块、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,本文所设计的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：动车组列车网络单车调试列车实时数据协议

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基于TRDP的动车组单车网络调试软件设计

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工业控制计算机 2021年第2期34卷 21-23页

作者：郭文韬李常贤刘洋张丽艳大连交通大学电气信息工程学院辽宁大连116028 大连交通大学轨道交通装备设计与制造技术国家地方联合工程研究中心辽宁大连116028

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... 详细信息

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。

关键词：列车实时数据协议单车网络调试上位机软件

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基于数据驱动的列车实时以太网故障分析

基于数据驱动的列车实时以太网故障分析

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作者：王崇旭北京交通大学

学位级别：硕士

随着列车智能化程度的不断提高,列车通信网络需要承担更繁重的数据传输任务,实时以太网由于传输速率高、传输数据量大、兼容性强等优点,已成为列车通信网络未来的解决方案。然而列车通信网络发生故障对列车安全平稳运行影响很大,车内的... 详细信息

随着列车智能化程度的不断提高,列车通信网络需要承担更繁重的数据传输任务,实时以太网由于传输速率高、传输数据量大、兼容性强等优点,已成为列车通信网络未来的解决方案。然而列车通信网络发生故障对列车安全平稳运行影响很大,车内的设备一旦出现故障无法及时解决,将会造成巨大的安全隐患和经济损失。现有的列车通信网络故障往往依靠维修人员的专家经验来解决,故障诊断效率低下且判断故障的主观因素过多,不能及时、准确地诊断网络故障。本文在校企合作项目的支持下,通过采集列车实时以太网正常运行和故障工况时的数据,提取网络特征,结合机器学习方法对网络进行故障诊断。论文完成的主要工作如下:(1)研究实现列车实时以太网的分层数据采集方法,提取特征参数用以表征不同的网络状态。数据采集分为两个部分,一部分以列车线缆为测试对象对物理层的数据进行采集,分析并提取了能够反映线缆状态的电气特征参数;另一部分以列车实时数据协议(Train Real-time Data Protocol,TRDP)为测试对象对链路层之上的数据进行采集,设计了基于简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol,SNMP)和基于协议分析软件Wireshark共同采集数据的方案,通过对原始数据进行处理分析,选取了能够反映网络状态的特征参数,以实现对网络的状态监视。(2)为完善故障诊断数据集,实现了网络各层常见故障的注入。针对物理层布线系统,实现线缆开路、短路、跨接、虚接、应力5种故障的注入;针对链路层之上,实现链路阻塞、设备掉线、地址分配故障、交换机连接故障、端口未订阅、应用程序故障6种故障的注入。(3)为避免传统故障诊断方法过于依赖维修人员专家经验的缺陷,建立了针对列车实时以太网的随机森林故障诊断模型。为补充网络状态数据集,简化模型计算,采用平衡采样、归一化等数据预处理方法,使用了交叉验证和网格搜索进行参数寻优,基于python语言,设计故障诊断软件界面。(4)结合随机森林故障诊断模型,针对列车实时以太网进行实验验证。针对物理层布线系统,以实际某型列车的线缆测试为数据集;针对链路层之上,在实验室环境下模拟列车通信网络拓扑搭建了TRDP实验平台,形成了网络状态特征数据集。实验结果表明,与支持向量机、决策树两种常用分类算法相比,随机森林故障诊断模型拥有更高的分类精度,证明该诊断模型对于列车实时以太网的数据诊断效果良好,可为列车网络故障维护提供相关依据。

关键词：列车实时以太网列车实时数据协议线缆测试故障诊断随机森林

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基于TRDP的网络优先级调度优化方法研究

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电子测量技术 2020年第2期43卷 54-59页

作者：党聪刘洋大连交通大学电气信息工程学院大连116021

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... 详细信息

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。

关键词：列车实时数据协议网络诱导时延优化调度网络演算网络性能

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下一代地铁数据采集设备通信子系统设计与实现

下一代地铁数据采集设备通信子系统设计与实现

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作者：危炜中国科学院大学

学位级别：硕士

随着社会的发展，坐高铁和地铁列车出行已经成为大家日常远距离、近距离出行首选，因为随着有轨交通的安全性，准时性，便捷性以及高性价比的特点深受大家欢迎。伴随着有轨交通的普及，列车除了满足出行的基本功能，大家对它的舒适，娱... 详细信息

随着社会的发展，坐高铁和地铁列车出行已经成为大家日常远距离、近距离出行首选，因为随着有轨交通的安全性，准时性，便捷性以及高性价比的特点深受大家欢迎。伴随着有轨交通的普及，列车除了满足出行的基本功能，大家对它的舒适，娱乐等各方面提出了更高要求和期待。这也是对列车上的重要组成部分一通信网络业务提出更高的要求。　　本论文是基于列车实时数据协议通信协议，进行地铁列车的数据采集设备通信子系统设计和实现。运用于下一代地铁的列车实时数据协议，是基于各行业运用最广泛的以太网技术实现的，它抛弃了原来低速、运用范围窄的特有总线协议，它的优点是速度更快、扩展性更好，未来在地铁、高铁等铁路列车上一定会广泛应用。在本论文中，作者完成的主要工作如下:(1)分析了列车实时数据协议的发展背景与意义，介绍了国内外研究进展情况。(2)详细描述数据采集设备通信子系统的硬件原理框图设计，分析各硬件组成部分设计。(3)软件部分，重点讲述了列车实时数据协议通信协议软件架构设计与实现。并且针对通信协议的实时性、一致性、流量整形的实现进行详细说明。(4)进行数据通信的功能、性能验证测试和分析。　　本课题研究通信子系统的设计和实现，经过了最后的实际硬件产品测试和验证，达到了列车实时数据协议标准的功能和性能要求。并且通过了中车集团组织的地铁设备厂商数据通信一致性测试。希望本文在列车通信设备的设计与实现方面有一定的参考意义。

关键词：地铁列车数据采集设备通信子系统列车实时数据协议

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列车通信以太网故障诊断

列车通信以太网故障诊断

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作者：董岳北京交通大学

学位级别：硕士

列车通信网络是列车的中枢神经系统,对于列车的正常运行具有重要意义。随着列车智能化水平的不断提高,列车车载通信网络中需要传输的数据量持续增长,使得列车网络中带宽需求增大,传统的现场总线通信方式已经远远不能满足需要。以太网以... 详细信息

列车通信网络是列车的中枢神经系统,对于列车的正常运行具有重要意义。随着列车智能化水平的不断提高,列车车载通信网络中需要传输的数据量持续增长,使得列车网络中带宽需求增大,传统的现场总线通信方式已经远远不能满足需要。以太网以其传输速率优势成为未来列车通信网络的研究方向,作为列车通信以太网国际标准的列车实时数据协议TRDP(Train Real-time Data Protocol)则成为新的研究热点。TRDP是未来列车通信网络能否高效可靠运行的保障,但与此同时网络的复杂性又大大增加了维护难度。基于此,本文以TRDP为研究对象,开展其故障诊断方法的研究,搭建了故障诊断平台。主要工作如下:(1)深入分析了列车实时数据协议TRDP架构,研究其通信机制,实现了TRDP过程数据通信,通过传输报文和wireshark抓包软件对报文的采集,验证了TRDP的过程数据通信功能。(2)结合标准以太网简单网络管理协议SNMP(Simple Network Management Protocol)及其管理信息库 MIB(Management Information Base),分析列车实时数据协议的SNMP,给出了其包含特征,设计了一种特征提取方法,分别对TRDP特征和交换机特征进行采集,使用PC及ARM设备搭建了 TRDP故障诊断平台。(3)为建立故障诊断模型,在平台上模拟了程序卡顿、设备掉线、网络断开、内存泄漏、程序崩溃、端口未订阅和正常通信等共11种工况,分析故障机理并采集数据集,通过单位化、归一化和降维进行数据预处理,并分析对比了处理效果。(4)结合支持向量机原理,采用了一对一方式实现多分类建立模型,使用交叉验证和网格搜索进行参数寻优,设计了以准确率、精确率、召回率和F值为指标的评价方案,评价结果显示,模型的准确率为92.9%,整体测试集的精确率、召回率和F值均为90%以上,证明故障诊断模型的诊断效果良好。最后对全文的研究内容进行总结,并对下一步的研究方向进行展望。

关键词：列车通信网络列车实时数据协议简单网络管理协议支持向量机故障诊断特征提取

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基于TRDP协议的以太网网卡的设计与实现

基于TRDP协议的以太网网卡的设计与实现

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作者：赵辰阳北京交通大学

学位级别：硕士

大量车载智能设备的使用及列车智能化水平的不断提高使得列车通信网络传输的数据类型和数据量不断增多,列车通信网络已难以满足不断提高的高速率以及高带宽需求。以太网因为其带宽高、成本低、速率快、兼容性好等优点在工业控制中得到... 详细信息

大量车载智能设备的使用及列车智能化水平的不断提高使得列车通信网络传输的数据类型和数据量不断增多,列车通信网络已难以满足不断提高的高速率以及高带宽需求。以太网因为其带宽高、成本低、速率快、兼容性好等优点在工业控制中得到了越来越广泛的作用,其逐渐成为列车通信网络的新的发展趋势。如何提升以太网网卡通信速率以及改善实时性是以太网应用于列车通信网络的关键问题,针对这两方面问题,本文主要通过引入VME总线、AXI总线技术以及列车实时数据协议来解决。论文的主要研究内容以及研究成果如下:(1)在深入理解列车实时数据协议TRDP的基础上,以过程数据为主要研究对象,通过对比多种列车通信网络协议,研究并提出基于列车实时数据协议的提高以太网网卡通信速率的解决方案。(2)针对以太网通信速率以及带宽问题,提出一种结合先进可扩展接口 AXI总线与通用计算机总线VME总线的技术,结合列车实时数据协议来提高以太网卡带宽以及通信速率的方法。(3)设计并实现基于列车实时数据协议TRDP的以太网网卡,通过信号完整性分析从反射问题入手减小高速数据传输下信号波形发生畸变的概率,保证了高速数据传输的可行性;应用AXI总线与VME总线技术保证了网卡高速通信的性能,完成单板的各部分功能测试。(4)搭建实验平台。设计基于嵌入式列车实时数据协议的解决方案,搭建硬件开发环境,在嵌入式开发平台上移植并编写适用于该平台的TRDP通信程序,用现场可编程门阵列设计背板通信逻辑VME总线协议以及板间通信协议AXI总线协议,在所搭建的实验平台上对该以太网卡进行设备联调测试,验证该网卡的通信性能。

关键词：列车通信网络列车实时数据协议先进可扩展接口信号完整性分析

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基于TRDP协议的列车以太网网络通信实时性研究

基于TRDP协议的列车以太网网络通信实时性研究

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作者：李亭蓄大连交通大学

学位级别：硕士

铁路是城际交通的主要方式,高速动车组因其搭乘方便、速度快、比较舒适的特点而成为国民出行的首选。近年来我国高铁事业飞速发展,拥有完全自主知识产权的“复兴号”列车代表我国动车组制造技术已达到世界领先水平。随着列车装备制造技... 详细信息

铁路是城际交通的主要方式,高速动车组因其搭乘方便、速度快、比较舒适的特点而成为国民出行的首选。近年来我国高铁事业飞速发展,拥有完全自主知识产权的“复兴号”列车代表我国动车组制造技术已达到世界领先水平。随着列车装备制造技术和网络技术的发展,传统TCN网络已不能满足多元化网络服务的需求。自2012年以来,国际电工委员会IEC陆续颁布了基于以太网的列车通信网络新标准。但由于以太网存在可靠性、实时性方面的缺陷,可能会影响列车的实时控制性能,威胁行车安全。因此对以太网列车通信网络的实时性能进行研究和对网络实时性能的改进很有必要,本论文即是对这两点展开深入研究。本论文首先通过对基于列车实时数据协议(TRDP)的列车通信网络框架与网络通信机制的深度理解,从理论上对网络诱导时延产生的原因和影响进行分析和研究。为了获取精确的时延数据,在计算机上开发基于TRDP协议栈的通信性能测试软件作为测量时延的工具。通过测试验证了该软件的有效性、正确性。然后通过搭建列车以太网络测试平台,并根据列车运行的实际工况模拟控制信号和网络负载,利用搭载通信监测软件的计算机和陪测设备测量了网络数据帧的时延。然后测试了不同任务周期、网络负载率下的系统时延数据,依据所得时延数据研究列车以太网通信网络在不同条件下的时延特性,得出减小系统时延的方法。分析数据时发现在网络高负载情况的试验组中,消息数据的时延较大。针对这个问题,对数据在经过网络设备时产生的排队时延展开研究。基于默认优先级调度进行了优化。使用网络演算方法对默认优先级调度、先来先服务、优化优先调度下网络端到端时延上界进行计算,计算结果表明优化优先调度方法的优越性。最后通过试验验证了优化优先级调度方法对列车系统实时性改进的有效性。

关键词：列车通信网络列车实时数据协议实时性时延优先级调度算法

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列车实时以太网通信与监视软件的设计与开发

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工业控制计算机 2019年第4期32卷 77-79页

作者：李亭蓄李常贤大连交通大学电气信息学院辽宁大连116028

随着列车控制系统向智能化、网络化发展,列车实时以太网技术的研究逐渐成为热点课题。首先介绍了列车实时数据协议及TCNOPEN协议栈,然后在此基础上设计并开发了列车实时以太网通信与监视软件,包括通信参数的配置、过程数据通信、消息数... 详细信息

随着列车控制系统向智能化、网络化发展,列车实时以太网技术的研究逐渐成为热点课题。首先介绍了列车实时数据协议及TCNOPEN协议栈,然后在此基础上设计并开发了列车实时以太网通信与监视软件,包括通信参数的配置、过程数据通信、消息数据通信、数据的实时显示、用户界面设计、列车网络状态监视等。重点介绍了软件在开发过程中的要点和难点。最后,通过与列车控制单元和车载显示屏通信,验证了上位机软件开发的正确性、实用性。

关键词：列车实时数据协议过程数据消息数据上位机软件数据通信

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列车ECN设备与ETBN节点通讯技术研究

列车ECN设备与ETBN节点通讯技术研究

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作者：李超大连交通大学

学位级别：硕士

2016年10月,中国标准动车组正式完成60万公里的考核试验,这标志着中国现有高速列车技术已经完成从引进、吸收、再创新的三个步骤。而我国现有高速列车技术虽然已经广泛应用,但是高速列车总线技术已经到达瓶颈,其网络通信能力已达上限,... 详细信息

2016年10月,中国标准动车组正式完成60万公里的考核试验,这标志着中国现有高速列车技术已经完成从引进、吸收、再创新的三个步骤。而我国现有高速列车技术虽然已经广泛应用,但是高速列车总线技术已经到达瓶颈,其网络通信能力已达上限,无法继续进行扩展和开发,其客观上已经不能再满足未来列车网络发展的趋势与需求。因此,对于实时以太网列车骨干技术,其数据发送速率快,传输周期短,技术集成度高以及应用开发容易的特点将为以太网在未来高速铁路应用提供了现实可行性[1]。基于现有列车网络应用的发展需求,以太网列车骨干的应用前景与需求得到了国际铁路行业普遍认可和推崇并成为国际铁路行业标准,这为列车实时以太网在国内铁路发展研究提供了通用标准和测试可行性。本文将ETBN（以太网列车骨干节点）作为重点研究对象,HMI（显示屏）作为列车ECN（以太网组成网）设备进行基于TRDP协议的通讯技术研究。主要实现（1）TRDP通信模型模拟测试,验证TRDP通讯的可行性;（2）模拟ECN设备（PC机）与ETBN节点之间的TRDP通信测试,实现与列车ETBN节点的数据交换;（3）通过显示屏（HMI）作为以太网列车ECN设备,与ETBN节点进行通信测试,展现了以太网列车设备通讯的真实过程。上述三步通信测试均使用Wireshark软件进行TRDP通信抓包分析,验证了列车ECN设备与ETBN节点通讯技术的实现。本文为以太网列车通讯技术发展和应用,进行前期研究设计和实验测试,并将为下一步的以太网列车调试以及系统诊断的软件应用开发提供基础。

关键词：列车实时数据协议以太网列车骨干节点以太网组成网通信标识符 ETB控制服务提供者

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