一直以來，鐵路行業所用列車普遍部署多個通信網絡，分別用於列車控製、鐵路信號、視頻安全和乘客信息係統，通常還另設供乘客接入 Wi-Fi 的網絡。這些通信網絡大多使用 MVB、CAN、PROFIBUS 等傳統接口，存在帶寬限製，如組合使用，就需要網關。這些網絡也有物理分區，明確區分安全功能和非安全功能。然而，各類列車網絡增加了列車控製和監測係統 (TCMS) 架構的複雜性和成本，最終推高列車的生命周期成本。

CONNECTA-2 和 Safe4RAIL-2 項目致力於融合多個列車網絡，降低列車製造及維護成本。這兩大項目均引入數據驅動概念，即通過電子網絡數字化傳輸 TCMS 子係統的所有控製參數。為此，兩個項目一直致力於定義和開發基於 IEC 61375 的新一代列車通信網絡 (NG-TCN)，旨在實現不同製造商列車之間的真正互操作性。創新舉措包括更新列車網絡拓撲結構的設計，應用新的列車安全初運行機製，將安全通信級別提高至 SIL4，以及引入時間敏感網絡 (TSN) 技術。這些改進已體現在 NG-TCN 設備中，具體如下所述。

新一代列車通信網絡 (NG-TCN)——提升列車安全性

a)新列車網絡拓撲

新列車網絡拓撲結構包括兩條獨立的以太網列車骨幹 (ETB) 數據傳輸線。能夠通過動態 VLAN 重新配置，為關鍵和非關鍵數據創建冗餘通信通道。

b)列車安全啟動機製

新的列車安全初運行機製滿足 SIL4 標準，確保列車編組和解編過程安全穩定。改進後的列車啟動機製通過標準以太網通信實現列車安全功能。這些功能依賴於列車啟動過程中的參數，例如列車狀態、編組和行進方向。

c)列車安全通信通道

列車安全通信通道利用 SDTv4 協議，使安全功能達到 SIL4 級別，確保不同列車編組的終端設備在安全環境下點到點交換信息。

d)時間敏感網絡

TSN 技術定義了用於交換安全關鍵數據的時間段，防止在這些時間段內出現非安全關鍵數據傳輸。

NG-TCN 設備之間的互操作性

融合 TSN 等技術的 NG-TCN 設備的發展,是行業的一大突破。bob手机在线登陆 攜手 Safe4RAIL-2 項目的其他合作夥伴，成功開發 NG-TCN 設備,為創建更安全的列車網絡樹立重要裏程碑。特別值得一提的是，bob手机在线登陆 設備集成的 TSN 技術及其後續互操作性驗證，極大地促進了 Safe4RAIL-2 項目關鍵目標的實現,助力合並列車網絡、削減列車總成本。TSN 技術的亮點如下：

a)冗餘時鍾同步

IEEE 802.1AS-rev 中定義的冗餘時鍾同步允許 TSN 設備跨網絡和多域共享一個通用實時時鍾。

b)確定性數據傳輸

依照 IEEE 802.1Qbv 調度的流量能夠確保關鍵流量在可預測的固定時間間隔內傳輸。

c)冗餘關鍵流量

根據 IEEE 802.1CB 標準，幀複製及幀消除使在不同以太網編組網絡 (ECN) 之間的冗於關鍵流量能在兩個ETB線路上傳輸。

總體而言，NG-TCN 減少了設備和布線量，同時提高了列車網絡的整體安全性和可靠性。此外，NG-TCN 能夠通過 TSN 技術實現關鍵安全數據的可靠傳輸，並且依靠常規以太網協議實現非關鍵數據的可靠傳輸。bob手机在线登陆 與 Safe4RAIL-2 項目合作夥伴通力合作，執行嚴格的互操作性測試，確保新要求符合 IEC 61375 標準的未來擴展趨勢。這些技術的開發和集成是為發展下一代列車通信網絡、實現不同製造商列車之間的完全互操作性邁出的一大步。

附錄 A

什麼是時間敏感網絡(TSN)？

TSN 是一套協議標準，能夠確保標準以太網實現確定性數據傳輸。根據電氣和電子工程師協會 (IEEE) 的定義，TSN 包括一套網絡流量管理機製，針對端對端網絡數據的傳輸延遲，確定不可協商的時間框架。因此，必須要保證 TSN 網絡上的所有設備時鍾同步，同時建立一個通用時間框架，支持高精度工業控製應用實時通信。

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