李元轩

（1 中国铁道科学研究院集团有限公司 机车车辆研究所，北京100081；2 北京纵横机电科技有限公司，北京100094）

列车网络控制系统承担着列车各类控制指令的发送、接收和处理的重要功能。近年来，网络控制系统在各类高速动车组、城轨车辆和机车车辆的应用中普遍使用以太网作为信息承载的平台进行控制数据的传输［1］。合理的网络拓扑设计可以提升列车以太网信息传输的可靠性和可用性。

国内外的列车以太网拓扑的设计中普遍参考国际电工技术标准化组织IEC（International Electro⁃technical Commission）发 布 的IEC 61375-2-5［2］、IEC 61375-3-4［3］标准设计列车网络控制系统拓扑结构，列车级交换机间统一使用线形拓扑结构，而在车辆级交换机间网络采用线形拓扑、环形拓扑或具有冗余设计的网络拓扑，未形成统一的解决方案，车辆级交换机与子系统终端间为星形拓扑，但是否有冗余线路各个实际项目在部署中也不尽相同。造成车辆级不统一的可能原因可以归纳为如下几点：（1）可靠性要求不同；（2）成本要求不同；（3）施工难易程度接受能力不同；（4）安全性要求不同。除去与技术相关性不大的两个因素，可靠性要求应进行更为详细的研究与分析。列车控制网络作为工业通信网络的重要技术分支，可靠性计算可参考基于IEC 62439-1［4］的高可用性自动化网络计算标准分析列车以太网的相关特性。文中针对列车车辆级以太网网络设计中的各类网络拓扑，讨论了网络可靠性的分级规则，针对主要拓扑结构定量分析相关可靠性，给出在工程应用中车辆级拓扑的设计建议。……