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基于IEC61375-2-5的列车网络仿真及冗余切换软件设计与实现
| 论文题名： | 基于IEC61375-2-5的列车网络仿真及冗余切换软件设计与实现 |
| 关键词： | 高速列车;网络控制系统;IEC61375-2-5协议;仿真平台;冗余切换 |
| 摘要： | 网络控制系统是高速列车的核心技术，目前国内外高速列车发展日新月异，对网络性能的要求也越来越高。各种大数据量的网络服务需要在高速列车上实现，这是列车网络的发展趋势，传统的列车网络难于满足这些需求。工业以太网具有传输速率高、兼容性强、使用广泛、成本较低等优势，国际电工委员会IEC在2010年颁布了IEC61375-2-5标准草案，定义了以太列车骨干网ETB(EthernetTrain Backbone)，为以太网技术在列车网络领域的应用提供了一个可执行的标准。 研究依托于国家科技支撑计划——中国高速列车关键技术研究及装备研制项目（高速列车网络控制系统）子课题。本文主要内容包括:(1)以IEC61375-2-5协议为基础，采用NetFPGA作为网络通信硬件，NetFPGA和计算机组成车辆模拟节点，构建了基于IEC61375-2-5协议的列车网络通信仿真平台;(2)在LinuxFedora操作系统环境下，编程实现各网络通信组件，包括网络初始化组件、路由器管理组件、路由协议组件和TTDP（列车拓扑发现协议）组件，并对车载设备数据进行分类，定义了各类数据的优先级;(3)深入研究了列车网络冗余切换机理，在搭建的IEC61375-2-5网络仿真平台上，编程实现了网络故障的监听判断以及列车网络的冗余切换;(4)设计了基于MAC地址进行判定的算法，实现了列车的自动编组;(5)对搭建的IEC61375-2-5仿真平台、列车网络冗余切换技术和自动编组技术进行了功能和性能测试。 仿真及测试结果表明:仿真实验平台成功实现了IEC61375-2-5的部分协议，具有较强的网络通信性能;在主网络出现故障时，冗余网络能自动切换;系统在网络初始化运行后完成自动编组，列车车厢重新编组不会影响到网络正常工作。 研究发现，基于以太网的列车网络比传统的列车网络具有较大的优势。在满足列车控制功能正常运行的前提下，为更高级的网络服务提供了可能，因此，以太列车骨干网将会是下一代列车网络的发展方向。 |
| 作者： | 刘悦宇 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 戴小文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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