列车级以太网拓扑发现协议的实现研究

以太 网技 术 作 为 未 来列 车 网络 通 信 技 术 的 重要 发 展方 向之一 日益 得 到广 泛 关 注 。 国 内外 企 业 与研 究机 构均 已开展将 以太 网应 用 于 列 车控 制 网络 的技 术探 索 与尝试 ： 德 国 西 门 子 公 司 已 经 对 其 下 一 代 动 车 组 Ｉ Ｃ Ｅ ４ ｌ １ 中 的 网 络 系 统 进 行 了 重 新 设 计 ， 大 胆 取 消 了 ＷＴＢ ／ ＭＶＢ列 车 总线结 构 ， 仅 依 靠基 于 以太 网 的 Ｓ ｉ ｂ ａ ｓ Ｐ Ｎ架 构进 行列 车控 制 数 据 传 输 ， 对 整 车 网络 中 的关键 系统部 件进行 了 以太 网接 口升 级 ， 目前 正在 进 行关 键 系 统部 件 的适 用性 考核 和测 试 ， 全 方位 地 验证 以太 网传 输 列 车控 制 数 据 的 可 行 性 ； 德 国 庞 巴迪 公 司 在 速 度 ３ ５ ０
Ｅ ＴＢ Ｎ在 功能 上 与传 统 路 由器 相 似 ， 但 因 应 用 场 景 不 同， 与普通 以太 网路 由设 备 存 在 ５个 明显 区别 ： ①设 备 长期 工作 于高 温 、 低温、 振 动环 境 ， 而 普 通 以太 网路 由设
列车安 全性 ， 实 现列 车智 能化 、 高可 靠 性 、 高便 捷 性 和为 旅客提 供更 加 多样化 服务 的 目标 。 国 内科 研 院所 、 机 构
及企业 ， 如 中国铁路 总公 司 、 中 国铁 道 科学 研 究 院 、 中车
太 网的核 心地位 ， 其本 质是 实现 列车 编组 间 以太 网通 信 的重要 接 口设 备 ， 实质 上属 于列车 以太 网路 由设备 。
Ｂ Ｎ 设 备 能 够 响应 列 车级 拓 扑 变化 ， 同时 具 备 良好 的列 车 级 数 据传 输 能 力 。
关 键 词 列 车 拓 扑 发 现 协 议 ； 列 车 级 以 太 网设 备 ； 实 现 研 究
中图分类号 ： Ｕ２ ８ ５ ． ５ ４ 文献标志码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ８ ～７ ８ ４ ２ ． ２ ０ １ ７ ． Ｏ ２ ． Ｏ ５
方案 。
ｋ ｍ／ ｈ动 车组 的列 车 网络通 信架构 设计 了基 于 以太 网结 构 的 ＭＩ ＴＲ ＡＣ Ｔ Ｃ ＭＳ系统【 一 ， 目的是使 车 载 系统 和 地
面无线 传输 系统 能够 便捷 地互 联互 通 ， 实 现各 列 车子 系
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统部件 的快 速升 级 改善列 车信 息化 维 护水 平 ， 开 发列 车
太网拓扑发现协议 Ｔ ＴＤ Ｐ （ Ｔ ｒ ａ ｉ ｎ Ｔｏ ｐ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｄ ｉ ｓ ｃ ｏ ｖ ｅ ｒ ｙ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ ｃ ｏ １ ） 在 Ｅ Ｔ Ｂ Ｎ 中 实 现 的方 式 ， 在 列 车 级 线 型 拓 扑 中 研 究
列车以太网数据传输的特点 ， 对 Ｔ Ｔ Ｄ Ｐ报 文 内容 、 发 送 周 期 等 参 数 进 行 合 理 的设 置 。 试 验 结 果 表 明所 开 发 的 Ｅ Ｔ
续 已经 应 用 于 实 际 列 车 运 营 ＴＣ Ｎ 网络 （ Ｍ ＶＢ ／ ＷＴ Ｂ）
所 使用 的设计 思想 ， 定 义列 车 以太 网的分 级结 构 并 设计
了相关 以太 网控制 列 车的工 作机 制 。该 组 织于 ２ ０ １ ４年 ８月 和 ２ Ｏ １ ５年 ７月 陆续 发布 了 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ３ ７ ５ － ２ — ５ ［ ３ 和 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ３ ７ ５ — ２ — ３ ｌ ４ 协 议标 准并得 到西 门子 、 庞 巴迪等 主 流列 车 制 造企 业 的响应 ， 形 成 了列 车 以 太 网 的 国 际协 议 规 范 ， 为铁路装 备跨 设备 商 、 跨线 、 跨 国运行 奠 定 了技 术基 础 ， 为 国际铁路 技术 合 作 提 供 了一 套 具 有 实 践 意 义 的技 术
运行监 控 ， 利用 以太 网所 提供 的更 大数 据传 输 带 宽增 强
在 Ｉ Ｅ Ｃ发布 的 以太 网 协 议 中 ， 列 车 级 以太 网设 备
Ｅ ＴＢ Ｎ（ Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ Ｔ ｒ ａ ｉ ｎ Ｂ ａ ｃ ｋ ｂ ｏ ｎ ｅ Ｎｏ ｄ ｅ ） 占 据 着 列 车 以
列车 级 以太 网拓 扑发 现 协议 的实现 研 究
李元 轩 。
（ １ 中国铁 道科 学研 究院 机 车 车辆研 究所 ，北京 １ ０ ０ ０ ８ １ ； ２ 北 京纵 横机 电技 术开发 公 司 ，北 京 １ ０ ０ ０ ９ ４ ）
摘 要 列 车 级 以太 网设 备 Ｅ Ｔ Ｂ Ｎ（ Ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ Ｔｒ ａ ｉ ｎ Ｂ ａ ｃ ｋ ｂ ｏ ｎ ｅ Ｎ ｏ ｄ ｅ ） 是列 车 级 以 太 网 的 核 心 设 备 。研 究 了 列 车级 以
第３ ７ 卷第 ２ 期
２ ０ １ ７年 ４月
铁 道 机 车 车 辆
ＲＡＩ Ｌ Ｗ ＡＹ Ｌ０Ｃ ＯＭ ＯＴＩ ＶＥ ８ 乙ＣＡＲ
Ｖ ｏｌ ｜３ ７ Ｎｏ． ２
Ａｐ ｒ ． ２０ １７
，
口
囊专题研究毳
文章 编 号 ： １ ０ ０ ８ —７ ８ ４ ２（ ２ ０ １ ７ ）０ ２ —０ ０ ２ ４ —０ ６
ａ ｌ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｍｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ） ， 已将 以太 网纳入 至 ４ 歹 ０
车 通信 网络 系列协 议 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ３ ７ ５国际标 准 之 中 ， Ｉ Ｅ Ｃ组
织 推荐 的列 车 以太 网应 用方 式 在 设 计 理念 上 考 虑 了通 信 网络 的平 滑过渡 与升 级 ， 提 出的列 车 以太 网架 构 将延