基于虚拟链路交换式以太网列车通信网络可靠性分析

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1、第36卷第2期铁道学报Vo1．36NO．22014年2月J0URNALOFTHECHINARAILWAYS()CIETYFebruary2014文章编号：1001—8360(2014)02—0055—07基于虚拟链路交换式以太网的列车通信网络可靠性分析周洁琼，王立德，王涛，申萍(北京交通大学电气工程学院，北京100044)摘要：随着轨道交通技术的不断发展，列车通信网络中需要传输的数据类型和数据量日益增大，传统列车通信网络的带宽难以满足要求。本文提出一种基于虚拟链路的环形交换式以太网解决方案，通过流量整形和虚拟链路调度技术可以保证每个BAG间隔内只有

2、不超过一个帧在使用虚拟链路，可避免传统以太网对介质访问存在的碰撞问题，保证数据传输的确定性。为进一步探讨该网络的实时性，本文采用边扩张二元决策图EEBDD(EdgeExpansionBinaryDecisionDiagram)算法分析该网络中的单条虚拟链路、多条虚拟链路以及全部虚拟链路的连通可靠性与及时可靠性，并通过网络仿真研究证实了本方案应用于列车通信网络的可行性。关键词：虚拟链路交换式以太网；列车通信网络；及时可靠性；边扩张二元决策图算法；网络仿真中图分类号：U285文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1。01—8360．201

3、4．02．009AnalysisonReliabilityofTrainCommunicationNetworkBasedonVirtualLinkSwitchedEthernetZHOUJie—qiong，WANGLi—de，WANGTao，SHENPing(SchoolofElectricalEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Aimingattheproblemthatthebandwidthofthetraditionaltraincommun

4、icationnetwork(TCN)cannotmeetcommunicationneedsinthefuture，thispaperpresentedaninnovativesolutionforTCNbasedonvirtuallinkswitchedEthernet．ThissolutionensuredthatineachintervalBAGtherewasnomorethanoneframetransmittedinthevirtuallinkbyuseoftrafficshapingandschedulingtechniques，w

5、hichavoidedcolli—sionsandensuredcertaintyofdatatransmission．Tofurtherevaluatethereliabilityofreal—timeperformanceofthenetwork，thispaperusedtheEdgeExpansionBinaryDecisionDiagram(EEBDD)algorithmtoanalyzetheconnectingreliabilityandtimelyreliabilityofthesinglevirtuallink，multiplev

6、irtuallinksandallvirtuallinks．Finally，networksimulationconfirmsthefeasibilityoftheapplicationoftheproposedalternativeintraincom—municationnetworks．Keywords：virtuallinkswitchedEthernet；traincommunicationnetwork(TCN)；timelyreliability；EEBDDalgorithm；networksimulation随着轨道交通向便捷化、舒

7、适化、智能化的方向发诊断系统已开始向视频监控方向发展，然而视频信息传展，使得列车结构越来越复杂，对列车安全、可靠及高输需要占用的网络带宽非常大。此外，随着技术的不断效运行也提出了更高的要求。为此，列车故障检测和发展和用户需求的不断提高，还会有新系统需要加入，这些因素使得列车通信网络带宽需求逐渐增大。目前收稿日期：201308—07；修回日期：2013-09—30常用的现场总线如MVB、ARCNET、LonWorks和CAN基金项目：铁路总公司科技研究开发计划课题(2013JOl卜I)第一作者：周洁琼(1984一)，女，山西大同人，博士研究生。等网络

8、的带宽已不能满足列车实时传输大容量数据的E—mail：08117329@bjtu．edu．cn通讯作者：王立德(1960一