列车信息服务网络交换设备的研究与开发.pdf

装《备制造技术~2017年第01期 列车信息服务网络交换设备的研究与开发 刘旗扬 (广西大学科技处，广西 南宁 530004) 摘 要：针对轨道交通车辆具有强电磁干扰、强震动、温差大等恶劣的运行环境 ，设计了列车信．~-)llt务网络交换设备 ，具 有通信速率高、容量大、延时低、全双工通信、支持QoS和VPN、可靠性高等优点，为以太网通信技术在轨道交通列车通 信网络中的应用提供了参考。 关键词：列车；信息服务网络；以太网；交换设备 中图分类号：TP391；U266 文献标识码：A 文章编号：1672—545X(2017)01—0143—04 轨道交通列车的发展核心是互联和智能化 ，通 研究列车级和编组级以太网，并已开始与法国铁路 过车载和车地智能设备的相互连接，实现车载智能 运营商 SNCF合作在全部TGV高速铁路列车内测试 子系统、智能车厢 、再到智能列车，从而把车载设备 车载以太网性能 【。 和子系统、乘务员、乘客、设备和整车供应商、机务 交换设备是列车信息服务网络的关键设备，普 段、铁路局、中国铁路总公司信息中心紧密地连接在 通交换机难以在现代化列车强电磁干扰、强震动、温 一 起。现有轨道交通列车车载机械、电气和辅助设备 差大等恶劣的运行环境下正常工作。针对以上现状， 众多，车内安装有大量的分布式传感器和智能节点， 本文开发了一种列车车载信息服务网络交换设备。 节点之间的耦合关系也越来越复杂 ，以及各种安全 检测和信息服务系统对列车网络系统性能要求的提 1 列车信息服务网络交换设备的设计要求 高，这些都需要列车通信网络具有高的带宽、较高的 实时性和可靠性、较好的可维护性和扩展性、良好的 针对列车恶劣的运行环境，以及列车安全运行对 互操作性等，并且需要具有分布式任务处理和数据 网络的通信质量、安全性、可靠性的苛刻要求 ，车载列 融合功能 【21。因此研发适应大容量数据传输的列车 车信息服务网络交换设备有以下几方面的要求。 信息服务网络成为其发展方向。 1．1电磁干扰 列车车载环境恶劣，车辆之间经常需要解编和 列车信息服务网络交换设备通常和车载控制监 重联，常用的民用以太网，在可靠性、实时性和稳定 测设备一起固定安装在机箱内部，处在极为复杂而 性等方面与列车通信网络需求并不相适应 ；同时机 恶劣的电磁环境中。当遭受电磁干扰时，交换设备可 车车辆环境的复杂性，也要求在现有以太网的基础 能会发生通信数据延时增加、丢包率提高、网络堵 上进一步改进。加拿大庞巴迪于2011年在德国和荷 塞，严重时发生 自动重启 、死机等现象 ，将会严重影 兰的区域型列车上配备了列车以太网设备 ，列车上 响列车信息服务网络的安全性与可靠性。所以在电 同时存在车载环型以太网和TCN系统，这是国际上 磁干扰方面要求 ，既防止外界信号对交换设备造成 第一次列车以太网的商业化应用。日本 日立公司提 干扰 ，又要避免交换设备产生的电磁辐射影响周围 出了基于以太网的B—System的构架 ，B—System网络 设备的正常工作。 可以传输控制信息、诊断信息、视频监控、旅客信息， 1．2 冗余电源设计 并实现车地无缝连接，实现列车与列车控制、维修基 为了增加交换设备的可靠性，交换设备需采用 地大量数据交换。德国西门子正在研究把工业以太 冗余外置直流电源供电，可以在较宽范围的电压下 网PROFINET作为列车通信网。法国阿尔斯通正在 正常工作。当其中一个电源出现故障时，备用电源会 收稿 日期：20l6—10一O3 基金项目：广西科技攻关项 目(桂科攻 1598009—6)；南宁市科技攻关项 目 作者简介：刘旗扬(1974一)，女，广西宁乡人，硕士，助理研究员，研究方向：轨道交通信息化与智能化。