基于TRDP协议的列车以太网网络通信实时性研究
发布时间：2022-07-16 20:43
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...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 国内外研究现状
1.1.1 列车通信控制网络发展现状
1.1.2 列车以太网通信技术发展现状
1.2 课题研究意义
1.3 课题研究内容及论文结构
1.3.1 研究内容
1.3.2 论文结构
第二章 以太网列车通信网络架构及实时性分析
2.1 以太网列车通信网络总体架构
2.1.1 列车物理结构
2.1.2 列车逻辑结构
2.1.3 列车以太网骨干网研究
2.1.4 列车以太网组成网研究
2.2 以太网列车通信网络实时性分析
2.2.1 列车通信网络数据分类
2.2.2 以太网列车通信网络实时性的意义及影响因素分析
2.2.3 提高以太网列车通信网络实时性的方法
本章小结
第三章 基于列车实时数据协议的网络通信性能测试软件研发
3.1 列车实时数据协议研究
3.1.1 列车实时数据协议栈
3.1.2 通信标识符ComId
3.1.3 过程数据
3.1.4 消息数据
3.2 网络通信性能测试软件研发
3.2.1 软件需求分析
3.2.2 软件开发环境搭建
3.2.3 软件总体架构设计
3.2.4 界面设计
3.2.5 过程数据通信程序设计
3.2.6 消息数据通信程序设计
3.2.7 时延性能测试程序设计
本章小结
第四章 列车以太网通信网络实时性测试与特性分析
4.1 测试目的
4.2 列车以太网网络测试平台搭建
4.2.1 平台硬件设计
4.2.2 平台软件设计
4.3 网络通信性能测试软件测试试验
4.3.1 通信功能测试
4.3.2 网络性能测量测试
4.4 实际工况下的网络性能测试
4.4.1 通信网络系统配置
4.4.2 实际工况下的网络性能测试与分析
4.5 任务周期对网络性能的影响
4.6 负载率对网络性能的影响
本章小结
第五章 基于优先级调度的网络时延特性优化
5.1 基于网络演算的网络性能分析
5.1.1 网络演算介绍
5.1.2 网络演算基本原理
5.2 不同优先级调度方法下的网路性能分析
5.2.1 默认优先级调度方法下的网络性能分析
5.2.2 先来先服务方法下的网络性能分析
5.2.3 优化优先级调度方法下的网络性能分析
5.3 基于优化优先级调度算法的试验验证
5.3.1 优先级调度的实现
5.3.2 基于优化优先级调度方法的试验验证
本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于工业以太网的动车组失稳检测技术研究[J]. 延九磊,申宇燕,曾陆洋,韩彦青. 铁道机车车辆. 2018(05)
[2]一种机车终端设备的实时以太网通信实现[J]. 王铭,张姣姣. 电子技术与软件工程. 2018(19)
[3]高精度列车通信系统交换机优化设计[J]. 穆俊斌,冀云,孙景辉. 现代电子技术. 2018(16)
[4]基于MVB和TRDP的列车主控双网冗余设计与实现[J]. 周浩尚,张立斌,高照玲. 机车电传动. 2018(05)
[5]基于RFC 2544标准的列车编组网络性能测试方法[J]. 陈超群,陈勃. 机车电传动. 2018(04)
[6]ETB初运行研究[J]. 李常贤,杨慕晨,刘洋. 工业控制计算机. 2018(05)
[7]基于工业以太网的列车控制网络性能分析及优化[J]. 严翔. 机车电传动. 2018(03)
[8]基于实时以太网的中低速磁浮列车网络控制系统[J]. 李拥军. 电力机车与城轨车辆. 2018(02)
[9]350km/h中国标准动车组网络控制系统[J]. 王景波,王吉松,张鹏. 机车电传动. 2018(02)
[10]列车网络控制系统时延特性研究[J]. 李常贤,赵焱,张彤,王作禹. 中国铁路. 2018(01)
博士论文
[1]基于交换式以太网的列车通信网络实时通信技术研究[D]. 周洁琼.北京交通大学 2014
[2]列车通信网络实时性理论与方法研究[D]. 朱琴跃.同济大学 2008
硕士论文
[1]基于实时以太网PowerLink的列车网络的实现研究[D]. 耿晓晗.北京交通大学 2017
[2]基于工业以太网的地铁列车通信网络实时性及仿真研究[D]. 代娇.北京交通大学 2016
[3]基于以太网的列车通信网络性能研究[D]. 裴子秀.西南交通大学 2014
[4]基于交换式以太网的列车通信网络实时性研究[D]. 王涛.北京交通大学 2014
[5]基于以太列车骨干网的高速列车网络性能仿真研究[D]. 樊高.西南交通大学 2013
本文编号：3663260
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 国内外研究现状
1.1.1 列车通信控制网络发展现状
1.1.2 列车以太网通信技术发展现状
1.2 课题研究意义
1.3 课题研究内容及论文结构
1.3.1 研究内容
1.3.2 论文结构
第二章 以太网列车通信网络架构及实时性分析
2.1 以太网列车通信网络总体架构
2.1.1 列车物理结构
2.1.2 列车逻辑结构
2.1.3 列车以太网骨干网研究
2.1.4 列车以太网组成网研究
2.2 以太网列车通信网络实时性分析
2.2.1 列车通信网络数据分类
2.2.2 以太网列车通信网络实时性的意义及影响因素分析
2.2.3 提高以太网列车通信网络实时性的方法
本章小结
第三章 基于列车实时数据协议的网络通信性能测试软件研发
3.1 列车实时数据协议研究
3.1.1 列车实时数据协议栈
3.1.2 通信标识符ComId
3.1.3 过程数据
3.1.4 消息数据
3.2 网络通信性能测试软件研发
3.2.1 软件需求分析
3.2.2 软件开发环境搭建
3.2.3 软件总体架构设计
3.2.4 界面设计
3.2.5 过程数据通信程序设计
3.2.6 消息数据通信程序设计
3.2.7 时延性能测试程序设计
本章小结
第四章 列车以太网通信网络实时性测试与特性分析
4.1 测试目的
4.2 列车以太网网络测试平台搭建
4.2.1 平台硬件设计
4.2.2 平台软件设计
4.3 网络通信性能测试软件测试试验
4.3.1 通信功能测试
4.3.2 网络性能测量测试
4.4 实际工况下的网络性能测试
4.4.1 通信网络系统配置
4.4.2 实际工况下的网络性能测试与分析
4.5 任务周期对网络性能的影响
4.6 负载率对网络性能的影响
本章小结
第五章 基于优先级调度的网络时延特性优化
5.1 基于网络演算的网络性能分析
5.1.1 网络演算介绍
5.1.2 网络演算基本原理
5.2 不同优先级调度方法下的网路性能分析
5.2.1 默认优先级调度方法下的网络性能分析
5.2.2 先来先服务方法下的网络性能分析
5.2.3 优化优先级调度方法下的网络性能分析
5.3 基于优化优先级调度算法的试验验证
5.3.1 优先级调度的实现
5.3.2 基于优化优先级调度方法的试验验证
本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与项目
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于工业以太网的动车组失稳检测技术研究[J]. 延九磊,申宇燕,曾陆洋,韩彦青. 铁道机车车辆. 2018(05)
[2]一种机车终端设备的实时以太网通信实现[J]. 王铭,张姣姣. 电子技术与软件工程. 2018(19)
[3]高精度列车通信系统交换机优化设计[J]. 穆俊斌,冀云,孙景辉. 现代电子技术. 2018(16)
[4]基于MVB和TRDP的列车主控双网冗余设计与实现[J]. 周浩尚,张立斌,高照玲. 机车电传动. 2018(05)
[5]基于RFC 2544标准的列车编组网络性能测试方法[J]. 陈超群,陈勃. 机车电传动. 2018(04)
[6]ETB初运行研究[J]. 李常贤,杨慕晨,刘洋. 工业控制计算机. 2018(05)
[7]基于工业以太网的列车控制网络性能分析及优化[J]. 严翔. 机车电传动. 2018(03)
[8]基于实时以太网的中低速磁浮列车网络控制系统[J]. 李拥军. 电力机车与城轨车辆. 2018(02)
[9]350km/h中国标准动车组网络控制系统[J]. 王景波,王吉松,张鹏. 机车电传动. 2018(02)
[10]列车网络控制系统时延特性研究[J]. 李常贤,赵焱,张彤,王作禹. 中国铁路. 2018(01)
博士论文
[1]基于交换式以太网的列车通信网络实时通信技术研究[D]. 周洁琼.北京交通大学 2014
[2]列车通信网络实时性理论与方法研究[D]. 朱琴跃.同济大学 2008
硕士论文
[1]基于实时以太网PowerLink的列车网络的实现研究[D]. 耿晓晗.北京交通大学 2017
[2]基于工业以太网的地铁列车通信网络实时性及仿真研究[D]. 代娇.北京交通大学 2016
[3]基于以太网的列车通信网络性能研究[D]. 裴子秀.西南交通大学 2014
[4]基于交换式以太网的列车通信网络实时性研究[D]. 王涛.北京交通大学 2014
[5]基于以太列车骨干网的高速列车网络性能仿真研究[D]. 樊高.西南交通大学 2013
本文编号：3663260
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3663260.html
