UIC网关映射服务器子系统的设计与实现

发布时间：2017-10-06 04:28

  本文关键词：UIC网关映射服务器子系统的设计与实现

  更多相关文章： 映射服务器模块 UIC初运行 UIC网关用户服务功能 列车通信网络

【摘要】：摘要：随着动车组和地铁列车向高速化、自动化和舒适化方向的发展,车载设备的控制、状态监测和故障诊断信息越来越多,列车网络控制系统已成为列车最核心的神经传导系统。网关是整个控制系统中最关键、最复杂的设备,研究并掌握其核心技术具有十分重要的意义。 UIC网关是具有UIC映射服务器(UMS)功能的特殊的TCN网关,在实现列车互联、互通、互操作方面较普通TCN网关性能更优。本文在深入研究IEC61375-1和UIC556标准的基础上,明确了UIC网关的功能、数据处理机制及TCN协议栈与UIC应用间的关系;分析了网关中所有软件组件的功能和组件间的函数接口。UMS只有配合其它组件才能实现功能,所以在设计过程中必须处理好相互间的调用关系。 UMS模块包含了五部分软件组件：UIC代理者(UAGT)、列车总线管理器(UWTM)、列车总线配置器(UTBC)、智能多发服务器(UIMCS)和节点地址属性索引及群组服务器(UNGS)。UAGT主要负责UIC消息的发送与接收；UWTM负责WTB链路层的配置、启动和控制；UTBC主要负责UIC初运行；UIMCS负责报文的多发服务；UNGS提供对车辆信息与组信息的读、写、删除等操作。每部分软件组件由若干个功能接口构成,本文对每个功能接口进行了详细分析与设计。UMS模块提供两类服务：系统服务和用户服务,两种服务的实现机制不同,文中给出了系统服务和用户服务的整体设计流程。 UMS的系统服务功能包括：节点初始化、节点地址属性索引(NADI)与车辆组信息建立、UIC初运行、初运行结果确认或校正以及冗余切换控制;用户服务功能有十七项,用于实现网关远程或本地控制以及状态的实时查看,文中完成了每项功能的设计与实现。 最后,在所搭建的网关硬件和软件测试平台上,完成了UIC初运行功能以及用户服务功能的测试。硬件环境包含了四个通信网关以及多台控制终端；软件环境包括Tornado自带的调试功能以及与网关配套的配置和监视软件。UIC初运行的测试结果与理论预期完全一致；用户服务功能的执行过程,验证了设计方案的可行性。
【关键词】：映射服务器模块 UIC初运行 UIC网关用户服务功能 列车通信网络
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U284.48;TP393.05
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.1.1 列车通信网络的研究背景及意义11-12
• 1.1.2 UIC网关的研究背景及意义12
• 1.2 列车通信网络的国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 主要研究工作及论文安排15-17
• 2 UIC网关设计方案的研究17-31
• 2.1 相关协议的研究17-23
• 2.1.1 TCN网络的结构特点17-18
• 2.1.2 TCN的数据传输方式18-20
• 2.1.3 UIC556协议的研究20-22
• 2.1.4 UIC的数据传输方式22
• 2.1.5 UIC初运行22-23
• 2.2 UIC网关功能分析及开发平台23-25
• 2.2.1 列车通信网关概述23-24
• 2.2.2 网关开发平台24-25
• 2.3 网关整体设计方案25-31
• 2.3.1 硬件设计方案25-26
• 2.3.2 软件设计方案26-31
• 3 UMS的功能分析与设计31-49
• 3.1 UMS的内部组件31-32
• 3.2 UMS的外部接口32-34
• 3.3 UMS的功能分析34-36
• 3.3.1 UMS的系统服务功能34
• 3.3.2 UMS的用户服务功能34-36
• 3.4 UMS内部接口设计36-39
• 3.4.1 UWTM的接口设计36-37
• 3.4.2 UTBC的接口设计37-38
• 3.4.3 UIMCS的接口设计38-39
• 3.4.4 UNGS的接口设计39
• 3.4.5 接口间的相互调用39
• 3.5 UIC初运行的程序设计39-41
• 3.6 用户服务功能相关程序设计41-49
• 3.6.1 UIC代理者设计41-43
• 3.6.2 功能提供者设计43-44
• 3.6.3 过程处理函数的设计44
• 3.6.4 消息报文的转换与存储44-46
• 3.6.5 差错处理函数的设计46-49
• 4 映射服务器的功能实现49-67
• 4.1 WTB上电配置的实现49
• 4.2 NADI与组信息的建立49-51
• 4.3 UIC初运行的实现51-60
• 4.3.1 NADI的状态确定51-53
• 4.3.2 节点状态的转换53-54
• 4.3.3 头车辆的确定54-56
• 4.3.4 UIC地址的分配56-57
• 4.3.5 列车方向的确定57-58
• 4.3.6 节点的整合58-60
• 4.4 初运行结果的纠正与确认60-61
• 4.5 冗余控制的实现61-62
• 4.6 用户服务功能的实现62-67
• 4.6.1 UWTM用户服务的实现62-64
• 4.6.2 UTBC用户服务的实现64
• 4.6.3 UIMCS用户服务实现64-65
• 4.6.4 UNGS用户服务的实现65-67
• 5 网关组网调试67-79
• 5.1 测试平台搭建67-73
• 5.1.1 硬件测试环境67-68
• 5.1.2 软件测试环境68-73
• 5.2 UIC初运行测试73-77
• 5.3 用户服务功能的测试77-79
• 6 总结与展望79-81
• 参考文献81-83
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果83-87
• 学位论文数据集87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：980730