张玉琢，曹源，闻映红

(1. 北京交通大学 电子信息工程学院，北京 100044；2. 北京交通大学 轨道交通运行控制系统国家工程研究中心，北京 100044)

1 引言

列车通信网络担负着列车各个部分信息的采集与传递，对整列车进行控制、检测、诊断及记录,关系着运行的安全与可靠。但随着列车控制功能越来越复杂，现有的列车通信网络通信速率较低，如MVB(multifunction vehicle bus）总线通信速率为1.5 Mbit/s、WTB（wire train bus）总线通信速率为1 Mbit/s)，无法满足未来大数据量信息传输的需求。

以太网具有通信速率高、带宽大等优点，已经广泛应用于国防、通信、航天、工业控制等高可靠性和高实时性领域。将以太网技术引入列车通信网络是未来发展的趋势。正在起草的IEC61375-2-5和IEC61375-3-4列车通信网络标准中，分别引入了以太网技术作为骨干级网络和车辆内部网络。

为了解决传统以太网CSMA/CD冲突延时不确定性，在引入交换机的同时，也带来了新的延时，包括：交换延时、输出端口缓存排队延时等。因此，如何确保以太网的实时性和可靠性是这一领域的研究重点。文献[1]提出了基于交换式以太网的安全通信协议模型，该模型针对基于通信的列车控制系统 (CBTC) 的信息传输，通过Vxworks计算车地之间的设备通信时延，不过该模型无法适用于列车车载的通信网络。文献[2]建立了基于交换式以太网的列车通信网络拓扑结构和通信协议栈模型，采用网络演算法分析了交换式以太网的实时特性。网络演算法考虑的是网络最坏情况下的时延，不能反映网络大多数情况下的实时性能。……