邢 震，康洪军，马连川，穆建成

（1 轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京100044；2 唐山轨道客车有限责任公司，河北唐山064000； 3 北京交通大学电子信息工程学院，北京100044；4 轨道交通运行控制系统国家工程研究中心，北京100044； 5 铁道部科技司，北京100844）

列车通信网络（Train Communication Network，TCN）是一种硬实时系统，在数据传输过程中，报文带有明确的时间限制，这些时间限制必须满足，否则任务未能及时完成将导致灾难性后果。但随着基于通信的列车控制系统（CBTC）和中国列车控制系统3级（CTCS－3）在我国的不断推广，用于车辆控制与列车运行的数据种类会不断增长，可以预见MVB和WTB的带宽会越来越难以满足这种信息的增长。为此提出一种基于交换式以太网的列车通信网络方案，并通过Vx Works试验平台进行试验验证。

1 基于交换式以太网的TCN网络方案

1.1 基于交换式以太网的列车通信网络拓扑结构

该方案把列车通信网络基本结构划分为3层，如图1所示。

第1层是骨干网——列车级控制层，各个车厢的交换机采用级联的方式连接，实现列车级控制。第2层是车辆级控制层，物理介质采用双绞屏蔽线。摒弃传统TCN中的总线型拓扑方式，采用星型拓扑进行连接。第3层是设备控制层，连接铁路车辆上车载可编程设备。

1.2 基于交换式以太网的TCN网络通信协议栈

基于交换式以太网的列车通信网络方案对传统的TCN通信协议栈做了3大改进，如图2所示。

图1 列车通信网络结构

首先将用户的任务区分为实时和非实时任务；其次是将TCN网络中的RTP协议用实时协议层表示，并在实时协议层下增加了实施确定性调度的实时虚拟层；……