基于以太列车骨干网的高速列车网络性能仿真研究

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1、国内图书分类号：TP23国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文圆络：哇台星笾真班究年级2Q!Q级姓名樊直申请学位级别一一．工堂亟±专业丕统工程指导老师一戴41塞教援二零一三年五月一奢一二，年丑月密级：公开ClassifiedIndex：TP23U．D．C：621．3⋯111111IIIIIIIIIIIII}、Y2320084SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHERESEARCHOFNETWORKPERFORMANCEABOUTHIGH．SPEE

2、DTRAINBASEDONTHEETHERNETTRAINBACKBONEGrade：2010Candidate：FanGaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterSpeciality：SystemsEngineeringSupervisor：ProfessorDaiXiaowenMay，2013西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将

3、本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密彳，使用本授权书。(请在以上方框内打“寸’)学位论文作者签名：薮高日期：枷f；车s日居习将剖隧名哦斗s日期：2卅～，s．·8西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、分析和研究IEC613752-5协议(以太列车骨干网，ETB)及传统以太网协议，阐述两者差别，并利用OPNET网络仿真软件搭建各自的进程模型、节

4、点模型、网络模型、数据包模型和链路模型等，然后统计出反应网络性能的各种参数，如时延、吞吐量和丢包率，再对比分析以太网和以太列车骨干网的网络性能差别，由此说明将以太列车骨干网应用于列车网络控制系统的可能性。2、建立了高速列车车载设备模型，搭建了车载设备与以太列车骨干网通信的半实物仿真模型，实现了车载设备与以太列车骨干网之间的通信，模拟了数据传递的过程。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的

5、研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：攒高加，≥年‘af3日●西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要近几年来，铁路事业在我国取得了飞速发展，高速列车运营里程一直位居世界之首，但列车网络控制系统的关键技术却主要掌握在西门子、三菱等国外大公司之手，如何实现高速列车的网络控制系统自主创新一直是一个紧迫的课题。本文研究依托于国家科技支撑项目，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(项目编号：2009BAG

6、．12A06)。针对列车网络控制系统的现状以及以太网的独特优势，深入研究了国际电工委员会颁布的IEC613752．5协议(以太列车骨干网，ETB)，使用OPNET网络仿真软件构建了基于以太列车骨干网的列车通信网络，并与传统以太网的纯软件建模仿真进行比较，同时还建立了高速列车车载设备与以太列车骨干网通信的半实物仿真模型。论文的主要工作包括：(1)深入研究分析了IEC613752．5协议以及该网络与传统以太网协议的差别，研究了将其用于列车控制网络中的技术方案。(2)深入研究了OPNET网络仿真软件的三层建模机制，并采用

7、该软件完成以太网和以太列车骨干网的建模及仿真。主要包括：根据协议完成对网络模型、节点模型和进程模型的设计，构建出完整的仿真通信网络；配置仿真参数，运行仿真并统计仿真数据；根据仿真结果分析比较在网络流量相同时两种网络的性能差别：进一步增加以太列车骨干网的带宽，统计在1000Mb／s带宽下的仿真数据，通过数据来分析以太列车骨干网在带宽、实时性和可靠性方面具有的巨大优势。通过仿真结果表明，以太列车骨干网在网络时延、吞吐量和丢包率等网络性能上都优于以太网，并且其实时性和可靠性都能满足列车通信需求，将其应用于列车网络控制系统

8、中有很大的可行性。(3)采用一块MVB网卡，配合嵌入式工控机主板建立了车载设备的数据通信模型，然后按照MVB通信协议实现了车载设备与MVB总线管理器的通信，再使用SOCKET完成车载设备与以太列车骨干网的通信，从而构建出高速列车车载设备与以太列车骨干网通信的半实物仿真模型，并完成了通信测试。仿真结果表明，以太列车骨干网可以方便地运用到列车网络控制系统当中。论