探索基于lan的列车通信网络模拟及性能分析

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1、西南交通大学硕士学位论文基于LAN的列车通信网络模拟及性能分析姓名：张俊平申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：诸昌钤2002.3.1．堕查奎曼查兰!主堕壅竺兰竺丝茎苎!蔓-—__——--__———___————●_————__——___—-—_-___———__———_●___—————————————————摘要ff--、(列车通信网络(TcN)是铁路列车车辆之间和车辆内部可编程设备互联传瘗a控制、检测与诊断信息的数据通信网络。国际电工委员会(IEC)为此制定了IEC61375．1TCN标准。然而在国内有关TCN技术除少量引进外，尚未

2、形成具有自主知识产权的列车网络产品。有关支持IEC61375-1标准的产品有限，而且价格昂贵。鉴于上述情况，本文对TCN技术进行深入研究以掌握其核心技术。TCN的两大特点是：(J)为了保证数据传送时间的确定性，IEC61375—1标准在链路层采用轮询机制：(2)Eh：J：列车编组经常变化，导致列车总线网络设备地址变化，为此IEC61375．1设计了列车初运行过程，以实现列车组成变化后车辆地址的自动分配。1本文主要内容分为两部分：1．绞线式列车总线(WTB)初运行模拟系统。该系统在实验室局域网(100M总线型结构)环境下基于Windows98和C++Bu

3、ilder5．0平台利用WindowsSocket编程技术开发完成，着重实现韧运行过程中车辆节点的命名。程序运行结果表明系统可以模拟IEC61375．1中初运行的功能。2．在归一化条件下对MVB轮询访问方式与CSMA／CD介质访问方式的分析比较。由于IEC61375一I规定的数据通信速率为IMbps，而一般以太网速率很高，为便于比较，进行归一化处理，都归算到IMbps。对MVB和CSMA／CD在同等条件下所能达到的吞吐率、时延等指标分析计算，并由Matlab绘出曲线图。分析结果表明MVB在吞吐率、时延等方面均具有优势。然而考虑到两方面的因素：(1)Et

4、hernet采用的IEEE802．3标准指定的姒c帧最短数据域长是368位，不够时应装入填充比特，造成不必要的开销，而IEC61375一l规定的最短过程数据仅为16位。最长不过256位；(2)由于归一化速率为lMbps，而实际的Ethernet传输速率远远高于IMbps。因此用CS撇／cD实现ffCB轮询的功能还是可行的。关键词：列车通信网络；Winsock：吞吐重；CSMA／CDAbstractTrainCommunicationNetwork(TCN)isadatacomunicationnetworkinwhichallcontrol。detec

5、tionanddiagnosiSinformationarecarriedforiatetcoanectingprogrammableequipmentsbetweenandwithintailvehicles·TheInternafionaIElectrotechn【icalCommissionOEOhasconstitutedaTCNSt3．ndar士一IEC61375．1．However，notrainnetworkproductswithindependentbo、vIedgepropertyhavebeendevelopedbutfewtec

6、hnolog／esrelevanttoTCNboenintroducvdinOtlf∞哪try．Ontheotherhand,productssupportingIEC61375一larelimitedwithhighprice．DeepresearchOBTCNtechnologyismadeinthispaperconsideringabovecases．TwonotablocharactcnsficsofTcNarcasfMlows：(1)PollingMACstrategyisadoptedinlinklayerbyIEC61375-ltoen

7、surethecertaintyofdatatransmissiontime；(2)Traininaugurationprocedureisdevisedtorcalizctheauto口aticallocationofrailvehicleaddressinthenetwork．ThepaperconsiStsoftiomainparts：1．AsimalatingsystemofWireTwistedBus(WTB)inauguration，ThesystemwascompletedUSingWindowsSocketprogrammingtech

8、nologybasedon并indows98andC++Builder5．0stationun