CBTC系统区域控制中心内部实时通信网络的研究

摘要

基于通信的列车控制(Commtlnication Based Train Control，CBTC)系统是利用连续、大容量的车地双向数字通信实现列车控制信息和列车状态信息传输的先进列车控制系统，CBTC系统能够提高线路的利用率和行车安全性。区域控制中心(Zone Controller，简称ZC)是CBTC系统的核心，ZC系统参与CBTC系统地面设备之间和车地设备之间的双向信息交互，生成列车移动授权。ZC是一个分布式安全苛求系统，对底层网络通信的实时性有很高要求。 本文首先简要介绍了CBTC系统、ZC子系统、以及安全苛求系统的概念：然后根据ZC子系统的安全性和实时性要求，探讨了基于工业以太网的ZC子系统内部通信网络的实现方案，提出了使用交换机独立的冲突域和UDP协议减少报文的传输时间、使用事件与时间共同触发的协议E&TTE确保网络通信延时性和网络利用率的方法；本文最后分析了E&TTE协议中主要任务的软件设计流程及几个重要参数的确定方法，并在实验室构建实验环境对E&TTE协议进行仿真分析，结果表明在相同的网络环境下E&TTE协议的实时性优于普通UDP协议。