我國高速鐵路研究技術(shù)在不斷的發(fā)展,在國內(nèi)乃至國際上都取得了非常高的成就。與此同時,高速列車控制網(wǎng)絡(luò)的研究也成為近年來研究的重要領(lǐng)域。作為列車信息通信和列車運行管理的重要媒介,列車通信網(wǎng)絡(luò)在列車的運行中發(fā)揮著非常重要的作用,而作為網(wǎng)絡(luò)運行的基本保障,列車網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)情況的好壞同樣會影響到網(wǎng)絡(luò)乃至列車的正常運行。因此,對協(xié)議實現(xiàn)情況進(jìn)行分析對保障列車網(wǎng)絡(luò)有條不紊的運行以及列車運行的安全性和可靠性都有著非常重要的意義。本課題以國家科技支撐項目“高速列車（Ⅱ型車）牽引傳動和列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)虛擬仿真”為背景,以CRH2型動車控制網(wǎng)絡(luò)為平臺,設(shè)計并且實現(xiàn)了一個用于分析CRH2列車控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實現(xiàn)情況的協(xié)議輔助分析與驗證系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)二型車通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對報文的捕獲,對協(xié)議（ARCNET協(xié)議）的實現(xiàn)情況進(jìn)行分析與驗證,包括對協(xié)議報文封裝情況進(jìn)行分析與驗證,對協(xié)議不同類型的報文進(jìn)行分析,并將每個報文不同字段的意義和對應(yīng)的值在界面上進(jìn)行顯示,同時分析協(xié)議的工作流程,并驗證協(xié)議的工作流程是否符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。除了對協(xié)議實現(xiàn)進(jìn)行分析與驗證外,由于在網(wǎng)絡(luò)中通信的應(yīng)用（這些應(yīng)用封裝在ARCNET協(xié)議的PAC數(shù)據(jù)幀中）也比較多,本系統(tǒng)還將對這些不同的應(yīng)用實現(xiàn)進(jìn)行分析,包括不同應(yīng)用封裝格式的分析與驗證,不同應(yīng)用含義的解釋,以及不同應(yīng)用的工作流程的分析與驗證等。論文首先介紹了系統(tǒng)的需求分析以及總體設(shè)計,然后對各個功能模塊的設(shè)計作了詳細(xì)的介紹,包括報文的捕獲模塊,協(xié)議不同報文的分析和驗證驗證模塊,協(xié)議工作流程的驗證分析模塊,不同應(yīng)用封裝的分析和驗證模塊,不同應(yīng)用工作流程的分析和驗證模塊等。論文最后一部分是系統(tǒng)的測試。

 

【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)四川省211工程院校教育部直屬院校

【學(xué)位級別】：碩士

【學(xué)位授予年份】：2013

【分類號】：82

 

文章目錄

摘要

Abstract

第1章 緒論

    1.1 課題的研究背景

    1.2 課題的研究意義

    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析

    1.4 本文的研究工作及論文組織結(jié)構(gòu)

        1.4.1 本文的主要研究工作

        1.4.2 論文的組織結(jié)構(gòu)

第2章 系統(tǒng)的需求分析和總體設(shè)計

    2.1 CRH2動車組控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述

        2.1.1 CRH2動車組通信網(wǎng)絡(luò)簡介

        2.1.2 CRH2動車組網(wǎng)絡(luò)的工作方式

    2.2 CRH2動車組控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析與驗證系統(tǒng)需求分析

    2.3 CRH2動車組通信網(wǎng)絡(luò)的硬件體系結(jié)構(gòu)

        2.3.1 CRH2動車組網(wǎng)絡(luò)的硬件體系結(jié)構(gòu)

        2.3.2 單個節(jié)點的工作方式

    2.4 系統(tǒng)的總體設(shè)計

        2.4.1 報文捕獲

        2.4.2 協(xié)議實現(xiàn)的分析和驗證

        2.4.3 應(yīng)用實現(xiàn)的分析與驗證

        2.4.4 用戶界面設(shè)計

    2.5 本協(xié)議實現(xiàn)輔助分析工具的優(yōu)勢

    2.6 本章小結(jié)

第3章 協(xié)議分析和驗證的詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)

    3.1 分析節(jié)點的加入及捕獲接口方案

    3.2 報文捕獲模塊的設(shè)計

        3.2.1 W1NPCAP簡介

        3.2.2 報文的捕獲、保存和解析

    3.3 協(xié)議分析與驗證主界面

    3.4 協(xié)議報文解釋模塊的設(shè)計

    3.5 協(xié)議報文封裝驗證模塊的設(shè)計

        3.5.1 協(xié)議報文封裝驗證的基本思想

        3.5.2 協(xié)議報文封裝驗證模塊的總體設(shè)計流程

        3.5 3 不同傾格式的報文的驗證

    3.6 協(xié)議報文分析模塊的設(shè)計

        3.6.1 已知類型的協(xié)議報文的分析

        3.6.2 未知類型的協(xié)議報文的分析

    3.7 協(xié)議工作流程分析模塊的設(shè)計

    3.8 協(xié)議工作流程的驗證模塊的設(shè)計

    3.9 本章小結(jié)

第4章 應(yīng)用實現(xiàn)分析與驗證的詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)

    4.1 應(yīng)用實現(xiàn)情況分析與驗證主界面

    4.2 應(yīng)用級報文解釋模塊的設(shè)計

        4.2.1 應(yīng)用報文的封裝

        4.2.2 應(yīng)用報文解釋模塊

    4.3 應(yīng)用報文封裝驗證模塊的設(shè)計

    4.4 應(yīng)用報文分析模塊的設(shè)計

        4.4.1 應(yīng)用報文分析

        4.4.2 典型應(yīng)用數(shù)據(jù)分析實例

    4.5 應(yīng)用工作流程的分析模塊的設(shè)計

        4.5.1 不同應(yīng)用的總體工作流程

        4.5.2 應(yīng)用工作流程分析模塊的設(shè)計

    4.6 應(yīng)用工作流程的驗證模塊的設(shè)計

    4.7 DIDO邏輯控制模塊的分析驗證

        4.7.1 DIDO控制邏輯驗證分析界面

        4.7.2 DIDO列車控制邏輯的實現(xiàn)原理

        4.7.3 列車控制邏輯的報文結(jié)構(gòu)

        4.7.4 DIDO報文的處理

    4.8 本章小結(jié)

第5章 系統(tǒng)的部署與測試

    5.1 系統(tǒng)的測試環(huán)境

    5.2 測試用例設(shè)計

    5.3 測試結(jié)果分析

    5.4 本章小結(jié)

總結(jié)與展望

致謝

參考文獻(xiàn)

在讀期間的科研工作及論文發(fā)表情況

 

參考文獻(xiàn)

 

期刊論文

 

[1]列車控制系統(tǒng)架構(gòu)與技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 楊曉娟,賈利民.  鐵路計算機應(yīng)用. 2012(03)

[2]邏輯雙環(huán)型ARCNET列車通信網(wǎng)絡(luò)建模與仿真[J]. 巴全龍,茍先太,姚鳳陽,湯克.  機車電傳動. 2011(02)

[3]網(wǎng)絡(luò)嗅探器Sniffer技術(shù)分析及研究[J]. 嚴(yán)有日.  西安文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(01)

[4]TCN列車網(wǎng)絡(luò)管理及監(jiān)視配置軟件的研究與實現(xiàn)[J]. 劉群欣.  機車電傳動. 2010(03)

[5]基于ARCNET的輕軌列車通信網(wǎng)絡(luò)[J]. 左峰,王立德,聶曉波,李成鋼.  電力機車與城軌車輛. 2009(06)

[6]基于符號化執(zhí)行的Fuzzing測試方法[J]. 陳建敏,舒輝,熊小兵.  計算機工程. 2009(21)

[7]CRH2型200km/h動車組列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)[J]. 劉先愷.  機車電傳動. 2008(06)

[8]基于OPNET的ARCNET列車通信網(wǎng)絡(luò)的建模與仿真[J]. 況長虹,李家武,王玉松,王利鋒,宋紅霞.  鐵路計算機應(yīng)用. 2008(05)

[9]TCN產(chǎn)品一致性測試技術(shù)的研究[J]. 陳高華,丁榮軍.  機車電傳動. 2007(03)

[10]列車通信網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀及展望[J]. 常振臣,牛得田,王立德,田永洙.  電力機車與城軌車輛. 2005(03)

 

碩士論文

 

[1]CRH2列車通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺監(jiān)控系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D]. 孫小盛.西南交通大學(xué) 2012

[2]HDLC協(xié)議列車廣播系統(tǒng)控制器軟件設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 劉曉.大連理工大學(xué) 2011

[3]TCN實時協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理的研究與實現(xiàn)[D]. 管婷.西南交通大學(xué) 2011

[4]ARCNET列車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的研究[D]. 魏俊超.西南交通大學(xué) 2011

[5]WTB和MVB協(xié)議數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計[D]. 王兵兵.華中科技大學(xué) 2011

[6]環(huán)形ARCNET網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 江守亮.西南交通大學(xué) 2010

[7]基于Winpcap的網(wǎng)絡(luò)信息監(jiān)聽系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 劉忠文.華中科技大學(xué) 2007

[8]基于PCI的HDLC協(xié)議處理器的設(shè)計與優(yōu)化[D]. 徐濤.東南大學(xué) 2005

[9]基于PCI總線實現(xiàn)HDLC協(xié)議的通信系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 曾富前.電子科技大學(xué) 2002