趙 冬　楊奇科　葉 彪

（中國(guó)中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司，412001，株洲∥第一作者，工程師）

基于以太網(wǎng)的第2代分布式列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（DTECS―2）

趙 冬楊奇科葉 彪

（中國(guó)中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司，412001，株洲∥第一作者，工程師）

摘 要長(zhǎng)沙市軌道交通1號(hào)線(xiàn)車(chē)輛采購(gòu)項(xiàng)目的其中1列車(chē)被要求采用基于以太網(wǎng)的第2代分布式列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。介紹了該系統(tǒng)的功能需求、系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)性能，并與傳統(tǒng)的基于MVB（多功能車(chē)輛總線(xiàn)）的分布式列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行了比較。

關(guān)鍵詞地鐵列車(chē)；分布式列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；以太編組網(wǎng)

Author＇s address CRRC Zhuzhou Electric Locomotive Co.，Ltd.，412001，Zhuzhou China

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展，現(xiàn)代軌道交通裝備制造業(yè)正向著高速化、智能化、集成化進(jìn)行跨越式的高速發(fā)展。分布式網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)由于擁有集成化高、智能化高、維護(hù)簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)勢(shì)，已成為現(xiàn)代軌道交通裝備制造特別是車(chē)輛集成制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，且隨著大量使用分布式網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的軌道交通車(chē)輛得到越來(lái)越多的用戶(hù)使用，該技術(shù)變得日趨成熟、穩(wěn)定，成為軌道交通車(chē)輛的標(biāo)準(zhǔn)配置。然而，用戶(hù)對(duì)該技術(shù)提出了更加復(fù)雜的要求，如希望能夠?qū)崿F(xiàn)更加快速的響應(yīng)、更加高的集成化、更加高的性?xún)r(jià)比等，要求實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程診斷與維護(hù)、旅客信息與舒適性支持、統(tǒng)一高效的智能化決策支持等。

近年，工業(yè)交換式以太網(wǎng)技術(shù)異軍突起。由于具有優(yōu)異的高速傳輸性能、開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、幾乎任意的擴(kuò)展性能、多樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造商、豐富的測(cè)試驗(yàn)證手段等優(yōu)勢(shì)，其逐漸壟斷了工業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程控制市場(chǎng)。在軌道交通用戶(hù)和業(yè)內(nèi)專(zhuān)家組織的共同推動(dòng)下，IEC TC 9（The International Electrotechnical Commission Technical Committee 9：Electrical Equipment and Systems for Railways）起草，并于2014年3月正式發(fā)布IEC 61375-3-4《軌道交通電氣設(shè)備—列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)—以太編組網(wǎng)》標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“ECN標(biāo)準(zhǔn)”），為實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)對(duì)軌道交通裝備制造業(yè)提出的更高要求注入了新的技術(shù)力量。

中國(guó)中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)有限公司目前正在生產(chǎn)的長(zhǎng)沙市軌道交通1號(hào)線(xiàn)車(chē)輛采購(gòu)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“CSL1項(xiàng)目”）共包含23列列車(chē)（B型車(chē)輛，6節(jié)編組），列車(chē)以帶司機(jī)室拖車(chē)（Tc車(chē)）、帶受電弓動(dòng)車(chē)（Mp車(chē)）和不帶受電弓動(dòng)車(chē)（M車(chē)）各2節(jié)按照=Tc -Mp-M*M-Mp-Tc=的基本編組方式構(gòu)成。其中，22列車(chē)仍采用中車(chē)時(shí)代電氣提供的基于傳統(tǒng)MVB（多功能車(chē)輛總線(xiàn)）分布式列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)為DTECS系統(tǒng)）；1列車(chē)作為概念性研發(fā)，采用中車(chē)時(shí)代電氣提供的基于ECN標(biāo)準(zhǔn)的第2代分布式列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)為DTECS—2系統(tǒng)），該車(chē)由公司完全獨(dú)立研發(fā)并具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，是首次裝車(chē)嘗試，它將為未來(lái)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)升級(jí)和研究性試驗(yàn)提供案例和平臺(tái)。

本文對(duì)DTECS—2系統(tǒng)的有關(guān)功能需求、系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)性能作簡(jiǎn)要分析，并與DTECS系統(tǒng)進(jìn)行一系列比較。

1　系統(tǒng)功能

DTECS—2系統(tǒng)的整車(chē)集成應(yīng)用功能如下：

（1）列車(chē)控制及監(jiān)視，包括列車(chē)控制設(shè)備（含所有車(chē)載分布式微機(jī)控制模塊、司控器、主斷路器以及與運(yùn)行安全相關(guān)的I∕O（輸入∕輸出）信號(hào)）的通信、控制、信息顯示、事件記錄等功能。

（2）列車(chē)控制設(shè)備的故障診斷與安全導(dǎo)向。

（3）開(kāi)放的軟件接口，方便用戶(hù)或整車(chē)系統(tǒng)集成商進(jìn)行應(yīng)用層開(kāi)發(fā)。

（4）車(chē)載多媒體設(shè)備（如視頻監(jiān)控和音視頻媒體）的網(wǎng)絡(luò)化傳輸，實(shí)現(xiàn)媒體網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互。

（5）系統(tǒng)與車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫接入，實(shí)現(xiàn)入庫(kù)數(shù)據(jù)自動(dòng)下載。

上述（1）、（2）、（3）功能均在DTECS系統(tǒng)中得到成熟應(yīng)用。DTECS—2系統(tǒng)的功能與DTECJ系統(tǒng)類(lèi)似，但其將車(chē)載多媒體設(shè)備以及車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)接入到系統(tǒng)中，在布線(xiàn)簡(jiǎn)單化和經(jīng)濟(jì)性方面具有優(yōu)勢(shì)。

目前DTECS—2系統(tǒng)尚處于概念性研發(fā)階段，為保證其可靠性和兼容性，在硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上考慮采用以太網(wǎng)系統(tǒng)和MVB系統(tǒng)共有的形式。其具體構(gòu)成形式為：列車(chē)級(jí)控制總線(xiàn)采用ECN環(huán)網(wǎng)方式，車(chē)輛級(jí)控制總線(xiàn)采用MVB與ECN共用的方式，實(shí)現(xiàn)列車(chē)監(jiān)控系統(tǒng)（TCMS）、牽引控制系統(tǒng)（DCU）、輔助供電控制系統(tǒng)（SIV）、制動(dòng)控制系統(tǒng)（BCU）、列車(chē)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)（ATS）、車(chē)門(mén)控制系統(tǒng)（EDCU）、乘客信息系統(tǒng)（PIS）、空調(diào)控制系統(tǒng)（HVAC）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）和車(chē)地?zé)o線(xiàn)通信系統(tǒng)（WAN）互聯(lián)互通。TCMS包括以太網(wǎng)版本列車(chē)控制模塊（VCM -M）、車(chē)輛控制模塊（VCM）、事件數(shù)據(jù)記錄模塊（EDRM）、人機(jī)操作模塊（HMI）、數(shù)字量輸入∕輸出模塊（DXM）、模擬量輸入輸出模塊（AXM）、以太網(wǎng)版本列車(chē)數(shù)字量輸入輸出模塊（EIOM））。

CSL1項(xiàng)目的DTECS—2系統(tǒng)列車(chē)級(jí)控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

2　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1　DTECS—2系統(tǒng)列車(chē)級(jí)控制硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

其中ECNN為DTECS—2系統(tǒng)專(zhuān)用以太網(wǎng)交換機(jī)。該系統(tǒng)利用一套以太網(wǎng)列車(chē)環(huán)網(wǎng)構(gòu)成列車(chē)級(jí)核心交換網(wǎng)。目前，該列車(chē)核心交換網(wǎng)的傳輸速率為100 Mbit∕s。

ECNN有16個(gè)100 Mbit∕s全雙工以太網(wǎng)端口、1個(gè)DEBUG端口、1個(gè)CONSOLE端口和1個(gè)電源接口，具有連接速度及雙方連接自動(dòng)協(xié)調(diào)、自動(dòng)交叉，以及自動(dòng)極性、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)路由和自動(dòng)地址分配（DHCP和DHCP中繼）功能，基本實(shí)現(xiàn)零配置即插即用。必備的生成樹(shù)協(xié)議（Spanning Tree Protocol∕Rapid Spanning Tree Protocol IEEE 802.1d∕802.1w）提供了組建以太環(huán)網(wǎng)的功能，且生成樹(shù)自愈時(shí)間達(dá)到ms級(jí)別。DEBUG端口和CONSOLE端口提供不同管理級(jí)別的網(wǎng)絡(luò)管理功能，可以使用通用的SSH或SNMP（V1）等開(kāi)放協(xié)議方便地進(jìn)行管理和調(diào)試。

在DTECS—2系統(tǒng)車(chē)輛級(jí)控制系統(tǒng)中，Mp車(chē)和M車(chē)結(jié)構(gòu)相似，Tc車(chē)和Mp車(chē)∕M車(chē)結(jié)構(gòu)有非常大的不同。DTECS—2系統(tǒng)Tc車(chē)車(chē)輛級(jí)控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。Mp車(chē)、M車(chē)車(chē)輛級(jí)控制拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示。其中，硬線(xiàn)I∕O信號(hào)主要指涉及到司機(jī)操作以及安全相關(guān)的列車(chē)線(xiàn)信號(hào)。

在DTECS—2系統(tǒng)中每節(jié)車(chē)都有一個(gè)VCM，該模塊基本上不承擔(dān)控制和邏輯判斷的功能，主要是將MVB總線(xiàn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送到以太網(wǎng)列車(chē)線(xiàn)上，其DTECS系統(tǒng)中的邏輯控制功能（包括司機(jī)室激活控制、方向選擇控制、緊急牽引控制、高速斷路器開(kāi)閉控制、空電聯(lián)合制動(dòng)控制、保持制動(dòng)控制、安全連鎖控制、庫(kù)用電源和庫(kù)內(nèi)動(dòng)車(chē)控制、空調(diào)啟動(dòng)順序控制、擴(kuò)展供電控制）在DTECS—2系統(tǒng)中由VCM-M模塊來(lái)完成。

由于ATS和EDCU暫時(shí)沒(méi)有接入到DTECS—2系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口，Tc車(chē)的PIS和CCTV的控制命令（如報(bào)站命令等）仍然需要由MVB總線(xiàn)授予。Mp車(chē)、M車(chē)的PIS和CCTV可直接讀取媒體以太網(wǎng)的音視頻信息，因此不必再接入到MVB總線(xiàn)。

圖2　DTECS—2系統(tǒng)Tc車(chē)車(chē)輛級(jí)控制硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

圖3　DTECS—2系統(tǒng)Mp車(chē)、M車(chē)車(chē)輛級(jí)控制硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

另外，在ECNN內(nèi)部，將媒體以太網(wǎng)與數(shù)據(jù)以太網(wǎng)劃分為不同VLAN（虛擬局域網(wǎng)），利用IGMP （Internet Group Management Protocol）協(xié)議對(duì)媒體數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)設(shè)定不同的優(yōu)先級(jí)并進(jìn)行組播∕多播，設(shè)定不同的QoS（服務(wù)質(zhì)量）等級(jí)，以保證在交換網(wǎng)絡(luò)中媒體數(shù)據(jù)與控制數(shù)據(jù)以規(guī)定隊(duì)列發(fā)送∕接收，有效利用帶寬，減少?zèng)_突。

由此可以看出，DTECS—2系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)DTECS系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要復(fù)雜一些，而且需要增加VCM-M、EIOM、ECNN等模塊，每節(jié)車(chē)都必須有一個(gè)VCM模塊。這將給成本、總體設(shè)備布置設(shè)計(jì)以及調(diào)試等方面帶來(lái)一些困難，但該系統(tǒng)將PIS、CCTV等設(shè)備獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)或獨(dú)立硬線(xiàn)集中到TCMS網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于布線(xiàn)以及故障處理等方面則帶來(lái)了不小的便利。

3　系統(tǒng)性能

根據(jù)IEC 61375系列標(biāo)準(zhǔn)，列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)屬于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，因此，實(shí)時(shí)性、可靠性是列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)。對(duì)于地鐵列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)過(guò)程中主要參考的技術(shù)指標(biāo)有網(wǎng)絡(luò)通信速率、支持的數(shù)據(jù)類(lèi)型、端口種類(lèi)和數(shù)量、數(shù)據(jù)傳輸距離、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)類(lèi)型和數(shù)量、主要數(shù)據(jù)導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、網(wǎng)絡(luò)延遲、可靠性保障方式、可維護(hù)性保障方式、協(xié)議開(kāi)放性、成熟應(yīng)用案例以及成本價(jià)格等。限于篇幅，本文僅對(duì)DTECS—2系統(tǒng)的主控模塊網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)延遲進(jìn)行計(jì)算分析。

3.1主控模塊網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷計(jì)算

DTECS—2系統(tǒng)與傳統(tǒng)DTECS系統(tǒng)均屬于列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)（TCN），其網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可分為3種數(shù)據(jù)類(lèi)型：用于輪詢(xún)牽引、制動(dòng)、緊急制動(dòng)、超速保護(hù)等信息，以及對(duì)實(shí)時(shí)性要求非常嚴(yán)格的周期性過(guò)程數(shù)據(jù)；用于響應(yīng)司機(jī)室查詢(xún)等操作的偶發(fā)性隨機(jī)數(shù)據(jù)；用于設(shè)備配置、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和故障診斷的偶發(fā)性消息數(shù)據(jù)。

首先，需要明確哪些數(shù)據(jù)參與主控模塊網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷計(jì)算。

媒體數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)分別屬于不同的組播∕多播組，主控模塊CPU（中央處理器）不接收和處理媒體數(shù)據(jù)包。此外，偶發(fā)性的隨機(jī)數(shù)據(jù)包和偶發(fā)數(shù)據(jù)包在理論計(jì)算時(shí)是不可預(yù)測(cè)的，其數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型符合帕累托分布和泊松分布，對(duì)于主控模塊的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷非常小，因此偶發(fā)性數(shù)據(jù)負(fù)荷計(jì)算不在此列。本文僅分析過(guò)程數(shù)據(jù)包對(duì)于兩種系統(tǒng)中主控模塊所產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。

對(duì)于分布式計(jì)算系統(tǒng)，主控模塊的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷通常用模塊單位時(shí)間內(nèi)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)包數(shù)量來(lái)進(jìn)行評(píng)判。其計(jì)算式如下：

式中：

Lrx——主控模塊網(wǎng)絡(luò)接收負(fù)載；

i——過(guò)程數(shù)據(jù)類(lèi)型的數(shù)量；

n——列車(chē)中設(shè)備的數(shù)量；

t——單位時(shí)間，通常取1 s；

T——過(guò)程數(shù)據(jù)交換周期；

Ltx——主控模塊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送負(fù)載；

j——不同過(guò)程數(shù)據(jù)交換周期的數(shù)量。

注：每一次過(guò)程數(shù)據(jù)的交換都需要主控模塊接收并處理1個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)應(yīng)答數(shù)據(jù)包。相同的過(guò)程數(shù)據(jù)交換周期內(nèi)，主控模塊僅需要組播∕多播1個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)包。

表1列出了DTECS—2系統(tǒng)中其他模塊與VCM-M發(fā)生過(guò)程數(shù)據(jù)交換的時(shí)間周期。

表1　DTECS―2系統(tǒng)中其他模塊與VCM―M發(fā)生過(guò)程數(shù)據(jù)交換的時(shí)間周期

將表1數(shù)據(jù)代入式（1）、式（2），可得VCM-M網(wǎng)絡(luò)的接收負(fù)載（數(shù)據(jù)包）為960個(gè)∕s，發(fā)送負(fù)載（數(shù)據(jù)包）為160個(gè)∕s。

表2中描述了DTECS系統(tǒng)中其他模塊與VCM發(fā)生過(guò)程數(shù)據(jù)交換的時(shí)間周期。

表2　CSL1項(xiàng)目的DTECS系統(tǒng)中其他模塊與VCM發(fā)生過(guò)程數(shù)據(jù)交換的時(shí)間周期

將表2數(shù)據(jù)代入式（1）、式（2），可得VCM網(wǎng)絡(luò)的接收負(fù)載（數(shù)據(jù)包）為1 117.2個(gè)∕s，發(fā)送負(fù)載（數(shù)據(jù)包）為35.2個(gè)∕s。

3.2網(wǎng)絡(luò)時(shí)延

DTECS—2系統(tǒng)與傳統(tǒng)DTECS系統(tǒng)均屬于共享介質(zhì)型網(wǎng)絡(luò)，即同一時(shí)刻只能有一個(gè)數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。但是對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的TCN，二者均采用了優(yōu)化的介質(zhì)分配方法，如在DTECS—2系統(tǒng)中利用優(yōu)化的媒體訪問(wèn)控制（MAC）過(guò)程，實(shí)現(xiàn)了全雙工交換式以太網(wǎng)，而在DTECS系統(tǒng)中有總線(xiàn)主角色進(jìn)行總線(xiàn)傳輸仲裁。因此，本文僅計(jì)算數(shù)據(jù)幀在兩種系統(tǒng)中無(wú)碰撞傳輸?shù)睦碚撟畲髸r(shí)延。

在DTECS—2系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò)交換機(jī)進(jìn)行傳輸，其傳輸時(shí)延包括四部分：幀收發(fā)時(shí)延、交換時(shí)延、線(xiàn)路傳輸時(shí)延、幀排隊(duì)時(shí)延。數(shù)據(jù)幀經(jīng)過(guò)一個(gè)交換機(jī)的最大時(shí)延可由下式計(jì)算：

Lmax= m（Lsf＋Lsw＋Lwl＋Lq）（3）式中：

Lmax——數(shù)據(jù)幀在整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)淖畲髸r(shí)延；

m——數(shù)據(jù)幀需要經(jīng)過(guò)的最大ECNN數(shù)，在CSL1項(xiàng)目中ECNN共有6個(gè)；

Lsf——數(shù)據(jù)幀收發(fā)最大時(shí)延，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀最大為1 000字節(jié)，傳輸速度按100 Mbit∕s計(jì)算，Lsf=80μs；

Lsw——最大交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，其取決于交換機(jī)的內(nèi)部特性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，Lsw=3.5μs；

Lwl——最大線(xiàn)路傳輸時(shí)延，其取決于網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)纜特性和線(xiàn)纜長(zhǎng)度，網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路采用雙絞線(xiàn)，在最?lèi)毫拥膫鬏敆l件下，雙絞線(xiàn)纜信號(hào)傳輸速率取2∕3光速，以太網(wǎng)中單根線(xiàn)纜最大長(zhǎng)度為100 m，Lwl=0.5μs；

Lq——數(shù)據(jù)幀排隊(duì)時(shí)延（即數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)等待時(shí)間），其為概率性時(shí)延，取決于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率，在交換式以太網(wǎng)中最大數(shù)據(jù)幀排隊(duì)時(shí)延可認(rèn)為與數(shù)據(jù)幀收發(fā)最大時(shí)延一致，為80μs。

將上述數(shù)據(jù)代入式（3）計(jì)算可知，在DTECS—2系統(tǒng)中，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大數(shù)據(jù)幀傳輸延遲為984μs。

對(duì)于傳統(tǒng)DTECS系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)最大數(shù)據(jù)幀傳輸延遲亦由式（3）計(jì)算得到，其參數(shù)取值如下：

m——數(shù)據(jù)幀需要經(jīng)過(guò)的最大中繼模塊（REP）數(shù)，在CSL1項(xiàng)目中REP共有6個(gè)；

Lsf——最大數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度為256位，其傳輸速率按1.5 Mbit∕s計(jì)算，則Lsf約為170.667μs

Lwl——帶變壓器耦合的電氣中距離（EMD）線(xiàn)纜最大長(zhǎng)度為200 m，在最?lèi)毫拥膫鬏敆l件下，EMD線(xiàn)纜信號(hào)傳輸速率取1∕2光速，則Lwl約為0.67μs；

Lsw——最大REP轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延，其取決于REP內(nèi)部特性，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，Lsw約為3μs；

Lq——取值與Lsf一致，取170.667μs。

將上述數(shù)據(jù)代入式（3）可知，在DTECS系統(tǒng)中，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最大數(shù)據(jù)幀傳輸延遲約為2.07 ms。

以上數(shù)據(jù)僅作為理論上的簡(jiǎn)單計(jì)算，重點(diǎn)在于介紹DTECS—2系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)延遲規(guī)律。由于兩種網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)報(bào)文的處理機(jī)制不同，故對(duì)于網(wǎng)絡(luò)延遲要求及延遲處理方法也不相同。實(shí)際上DTECS—2系統(tǒng)與DTECS系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延方面并無(wú)可比之處，不能一概而論孰優(yōu)孰劣。

4　結(jié)語(yǔ)

基于ECN標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)控制列車(chē)具有優(yōu)異的性能，能夠承載更加多樣化的數(shù)據(jù)、更高的傳輸性能、更低的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載率以及更低的成本。本文介紹的DTECS—2系統(tǒng)是一種基于以太網(wǎng)和MVB并存的列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)樣本。作為創(chuàng)新嘗試，DTECS—2系統(tǒng)目前尚未得到實(shí)踐裝車(chē)驗(yàn)證，其性能和可靠性在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)遇到較大問(wèn)題。但筆者認(rèn)為，這樣的嘗試是大勢(shì)所趨，架設(shè)全以太網(wǎng)化列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的需求今后將越來(lái)越多。

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Distributed Train Network Control System-2 Based on Ethernet Network

Zhao Dong，Yang Qike，Ye Biao

AbstractIn the procurement project of Changsha metro Line 1，one train is required to adopt the 2nd generation distributed train network control system based on Ethernet network.In this article，functional requirements，architecture and performance of the system are introduced，which is also compared with the traditional distributed train network control system based on multifunction vehicle bus（MVB）.

Key wordsmetro train；distributed train network control system（DTECS）；ethernet consist network

中圖分類(lèi)號(hào)U 231.6

DOI：10.16037∕j.1007-869x.2016.01.016

收稿日期：（2014-06-05）