《轨道交通电子设备+列车通信网络（TCN）+第1部分：基本结构GBT+28029.1-2020》详细解读

《轨道交通电子设备列车通信网络（TCN）第1部分：基本结构GB/T28029.1-2020》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语、定义、缩略语和约定3\.1术语和定义3\.2缩略语3\.3约定4基本结构4\.1本章内容contents目录4\.2概述4\.3分层架构4\.4网络组态4\.5车地连接(可选)5列车骨干网5\.1概述5\.2列车骨干网拓扑5\.3列车组成5\.4列车骨干网节点编号contents目录5\.5列车方向5\.6列车初运行6编组网6\.1概述6\.2标准化的范围6\.3编组网拓扑结构6\.4网关7车载数据通信7\.1概述contents目录7\.2通信模式7\.3寻址7\.4数据通信的可用性7\.5数据类型7\.6通信规约参考文献011范围1范围提供了列车通信网络各设备之间的接口规范。规定了列车通信网络基本结构的通用要求和技术条件。适用于列车通信网络（TCN）的设计和开发过程。010203022规范性引用文件核心引用标准该标准在制定过程中，核心引用了与国际电工委员会（IEC）和国际化标准组织（ISO）相关的多个标准。这些标准主要涉及列车通信网络的基本架构、数据通信协议以及相关的测试方法。2规范性引用文件国家及行业标准除了国际标准，该规范还引用了多个国内的标准和规定，这些标准和规定涉及电子设备的安全性、电磁兼容性以及铁路运输的特殊要求等方面，确保列车通信网络在国内运用时的安全性和可靠性。技术文件及草案在制定此标准时，还参考了一些技术文件和草案，这些文件和草案提供了关于列车通信网络技术的最新研究成果和发展趋势，有助于保持该标准的先进性和前瞻性。033术语、定义、缩略语和约定标准中还列出了一系列缩略语，如TCN代表列车通信网络，WTB代表绞线式列车总线，MVB代表多功能车辆总线等，这些缩略语的规范使用有助于简化描述和提高沟通效率。缩略语在标准中，还对一些通用概念和规则进行了约定，例如通信协议、数据格式、接口定义等，这些约定为列车通信网络的设计和实施提供了统一的指导和规范。约定3术语、定义、缩略语和约定043.1术语和定义列车通信网络（TrainCommunicationNetwork,TCN）指用于轨道交通车辆内部以及车辆之间数据传输和通信的网络系统，是实现列车各设备之间信息交互的关键技术。基本结构（GeneralArchitecture）指列车通信网络的整体架构和设计原则，包括网络的拓扑结构、通信协议、数据传输方式等，是构建稳定、高效列车通信网络的基础。编组网和骨干网列车通信网络通常包括编组网和骨干网两部分。编组网主要负责车辆内部各设备之间的通信，而骨干网则负责车辆之间的数据传输，二者共同构成列车通信网络的主体结构。3.1术语和定义053.2缩略语3.2缩略语WTBWireTrainBus，是列车通信网络中的一种总线技术，主要用于连接车辆间的通信设备，实现车辆间的数据传输。MVBMultifunctionVehicleBus，多功能车辆总线，是列车内部通信的主干网络，负责连接车辆内部的各种电子设备，如传感器、执行器和控制器等，实现数据的实时传输和控制功能。TCN列车通信网络（TrainCommunicationNetwork），是指应用于轨道交通车辆上的通信网络，用于实现车辆内部各设备之间的数据交换和信息共享。030201063.3约定3.3约定术语和定义的一致性在列车通信网络（TCN）的标准中，各个术语和定义必须保持一致，以确保不同部分之间的协调和兼容性。缩略语的使用规范为了方便表述和阅读，标准中使用了大量的缩略语。这些缩略语在首次出现时，会给出其全称，并在后续文本中使用缩略形式。约定的遵守在制定和实施列车通信网络（TCN）时，必须严格遵守本标准中的各项约定，以确保网络的正常运行和数据的有效传输。这些约定包括但不限于数据传输速率、数据帧格式、通信协议等方面。074基本结构TCN的基本结构主要包括骨干网和编组网。骨干网负责连接各个编组网，实现数据的高速、长距离传输；而编组网则负责连接列车内的各个电子设备，实现设备之间的信息交互。这种结构使得列车内部的信息传输更加高效、可靠。组成部分该标准不仅适用于开式列车，也可用于闭式列车和多单元列车。它支持国际运输中开式列车内各车辆的互操作性，确保不同国家、不同制造商生产的列车能够在同一网络中顺畅通信。此外，该标准还推荐作为车辆内部数据通信系统的方案，为列车内部的电子设备提供了一种标准化的通信方式。应用与互操作性4基本结构084.1本章内容由列车主干网和车辆分支网组成，实现各级网络之间的数据交换。多分支结构采用双线冗余设计，提高数据传输的可靠性和稳定性。多功能车辆总线包括中央控制单元、输入输出模块、显示单元等，负责数据的采集、处理和显示。节点设备4.1本章内容010203094.2概述分布式控制TCN网络采用分布式控制方式，各个节点之间可以相互通信，实现信息的共享和控制。模块化设计系统采用模块化设计思想，方便扩展和维护，同时也提高了系统的可靠性。实时性要求高列车通信网络对实时性要求很高，需要确保信息的及时传递和处理。4.2概述104.3分层架构物理层：定义了列车通信网络的物理接口和传输介质，确保了数据的稳定传输。01数据链路层：负责数据帧的封装与解封，以及数据帧的传输和错误控制，保证了数据的可靠传递。02网络层：实现了数据包的路由选择和转发功能，确保数据能够准确到达目标节点。03传输层：提供了端到端的数据传输服务，通过流控制和错误检测机制保证数据传输的完整性和可靠性。04会话层、表示层、应用层：这些高层协议负责处理与应用相关的数据格式、编码、解码以及通信过程控制，以满足不同应用需求。054.3分层架构114.4网络组态4.4网络组态网络组态的定义网络组态是指列车通信网络中各节点之间连接和配置的方式。它决定了网络中数据的传输路径和通信效率。网络组态的类型根据列车通信网络的具体需求和设计，网络组态可以分为多种类型，如线性组态、环形组态、星型组态等。不同类型的组态具有不同的特点和适用场景。网络组态在TCN中的应用在列车通信网络（TCN）中，网络组态的合理选择和设计对于确保数据的可靠传输、提高通信效率以及保障列车运行的安全至关重要。根据TCN标准，网络组态应满足列车控制、故障诊断、乘客信息等系统的数据传输需求。124.5车地连接(可选)4.5车地连接(可选)车地连接指的是列车与地面设备或系统之间的通信连接。在列车通信网络中，车地连接是一个可选的组成部分，但它对于实现列车与地面运营管理系统、信号系统等的数据交互至关重要。车地连接的概念通过车地连接，列车可以实时地将运行状态、乘客信息、故障报警等数据上传至地面管理系统，同时接收来自地面的指令和控制信息。这有助于提升列车的运营效率、安全性和乘客服务质量。车地连接的作用车地连接可以通过多种无线通信技术实现，如无线通信网络（例如，基于LTE或5G的技术）、无线局域网（WLAN）等。这些技术能够确保列车在高速移动过程中与地面系统保持稳定、可靠的通信连接。在选择技术实现方式时，需要考虑列车的运行环境、数据传输需求以及成本等因素。技术实现方式135列车骨干网定义列车骨干网是列车通信网络的核心组成部分，负责连接各个车辆单元，实现数据的高速传输和共享。作用列车骨干网承载着列车上各个系统之间的通信任务，包括控制系统、诊断系统、乘客信息系统等，确保列车运行的安全、可靠和高效。5列车骨干网145.1概述5.1概述标准适用范围本标准规定了列车通信网络的基本结构，适用于轨道交通领域中的各类列车，包括地铁、轻轨、有轨电车等。通过遵循本标准，可以确保不同厂家生产的设备能够互联互通，提高列车通信网络的兼容性和可扩展性。TCN定义及作用列车通信网络（TCN）是连接列车上各种电子设备的通信网络，负责传输控制、监测和诊断信息。它是列车控制系统的核心，对于确保列车安全、稳定运行具有重要意义。标准制定背景随着轨道交通行业的快速发展，列车通信网络在保障列车安全、提高运营效率方面发挥着越来越重要的作用。为了适应这一需求，制定了B/T28029.1-2020标准，以规范列车通信网络的基本结构。155.2列车骨干网拓扑冗余设计为了保证网络的可靠性，骨干网节点采取了冗余设计。在数据传输时，只有一个ETBN节点处于工作状态，但当该节点出现故障时，另一个ETBN节点会代替其完成相应功能。线性结构列车骨干网（ETB）主要采用线性结构，其中骨干网节点（ETBN）顺次相接，这种结构保证了相邻节点间可以直接进行数据交换。通信链路ETB与列车组成网（ECN）之间的信息传输要通过ETBN节点，这些节点不仅负责两级网络间的通信，还对列车骨干网进行管理。5.2列车骨干网拓扑165.3列车组成基本构成单元列车由多个车辆单元组成，这些车辆单元通过列车通信网络（TCN）进行连接和通信。编组方式列车可以根据运营需求进行不同的编组，包括固定编组和灵活编组。固定编组是指车辆单元之间的连接关系是固定的，而灵活编组则允许根据实际需要调整车辆单元的连接顺序和数量。功能与角色每个车辆单元在列车中都有其特定的功能和角色，如动车、拖车、控制车等。这些不同的车辆单元通过TCN协同工作，实现列车的整体运行和控制。5.3列车组成175.4列车骨干网节点编号5.4列车骨干网节点编号节点编号规则列车骨干网上的每个节点都有一个唯一的编号，用于在通信过程中进行标识和寻址。这些编号通常按照特定的规则进行分配，以确保网络中的设备能够被准确识别和定位。编号与设备对应关系每个节点编号对应一个具体的设备，如列车控制单元、车门控制单元等。通过节点编号，可以快速地找到对应的设备，并进行相应的控制和数据传输。编号管理和维护为了保证列车骨干网的稳定性和可靠性，需要对节点编号进行有效的管理和维护。这包括编号的分配、回收、更新等操作，以确保网络中的设备始终处于可控状态。185.5列车方向5.5列车方向01列车方向的判断主要基于列车头部和尾部的设定，以及列车在轨道上的运行方向。通常，列车头部被定义为列车运行方向的前端。列车方向的准确判断对于列车控制系统和信号系统至关重要，它影响着列车的运行安全和效率。列车方向信息被广泛应用于列车自动控制系统、列车防护系统以及乘客信息系统等，以确保列车按照预定的方向和路径运行，并及时向乘客提供准确的乘车信息。0203方向判断依据方向指示重要性方向信息的应用195.6列车初运行5.6列车初运行初运行准备在列车投入正式运营前，需要进行初运行以确保所有系统正常运行。这包括检查列车通信网络(TCN)的各个组件是否安装正确，以及进行必要的软件配置和初始化。01测试与验证初运行过程中，会对列车的各项功能进行全面测试，包括但不限于列车的通信系统、控制系统和安全系统。这些测试旨在验证列车是否能够在不同情况下稳定运行，并满足相关的性能和安全标准。02问题解决与优化如果在初运行期间发现任何问题或故障，相关人员会及时进行排查和修复。同时，也会根据初运行的数据和反馈对列车进行优化，以提高其未来的运营效率和可靠性。03206编组网要点三基本构成编组网是列车通信网络（TCN）中的重要组成部分，它负责连接列车内各个电子设备，实现设备之间的数据通信和信息共享。主要功能编组网能够实现列车内部各种电子设备之间的实时数据交换，包括控制指令、状态信息和故障诊断等，从而确保列车运行的安全和稳定。技术要求为了满足列车运行的高可靠性要求，编组网需要具备高速、实时、可靠的数据传输能力，同时还要有足够的抗干扰能力和网络安全防护措施。此外，编组网还需要支持多种拓扑结构，以适应不同列车配置和布局的需求。6编组网010203216.1概述6.1概述定义与背景列车通信网络（TCN）是轨道交通电子设备中的重要组成部分，负责实现列车内部各电子设备之间的信息交互。B/T28029.1-2020标准规定了TCN的基本结构，为列车通信网络的实施提供了指导。标准范围与目标本标准主要描述了TCN的基本架构、物理层、数据链路层和应用层等方面的要求，旨在确保列车通信网络在不同制造商的设备之间具有良好的兼容性和互操作性。与其他标准的关系B/T28029.1-2020与其他相关标准如IEC61375等共同构成了轨道交通电子设备通信的标准化体系，为轨道交通行业的发展提供了有力支持。226.2标准化的范围6.2标准化的范围编组网与骨干网的兼容性本标准规定了列车通信网络（TCN）的通用架构，主要目标是实现编组网与骨干网之间的兼容性。这确保了在网络设备之间能够顺畅地传输数据，提高了列车通信系统的整体效率和稳定性。适用于开式列车车辆之间的通信本标准不仅适用于闭式列车，还特别适用于开式列车车辆之间的通信系统。这意味着在不同类型的列车车辆之间，无论是在车辆内部还是在车地之间，都能实现有效的数据通信。国际运输中的互操作性应用该标准的列车网络技术能实现国际运输中开式列车内各车辆的互操作性。这一点对于跨国或跨地区的列车运营至关重要，它保证了不同国家和地区的列车能够在同一网络上顺畅通信，提高了国际运输的效率和安全性。236.3编组网拓扑结构01线性拓扑编组网可以采用线性拓扑结构，其中各个节点通过一条主干线依次连接。这种结构简单易行，便于扩展和维护，但如果主干线出现故障，可能会导致整个网络的瘫痪。星型拓扑在星型拓扑中，所有节点都直接连接到一个中央节点上。这种结构便于集中控制和管理，但如果中央节点出现故障，整个网络将会受到影响。环型拓扑环型拓扑中，各个节点形成一个闭环，数据在环中单向或双向传输。这种结构具有较高的可靠性和稳定性，但如果某个节点出现故障，可能会导致整个环路的瘫痪。6.3编组网拓扑结构0203246.4网关在列车通信网络中，网关是连接不同网络域的关键设备，负责数据的转发和协议的转换，以实现不同网络之间的互联互通。网关的定义6.4网关网关能够接收和解析来自一个网络的数据包，然后根据目标地址将其转发到另一个网络。同时，网关还可以进行协议的转换，以确保不同网络之间的数据能够正确传输。网关的功能在列车通信网络中，网关是实现车辆间、车辆与地面设备间通信的关键环节。通过网关，列车上的各种电子设备可以互相通信，共享信息，从而提高列车的运行效率和安全性。网关的重要性257车载数据通信7车载数据通信01在列车通信网络中，车载数据通信是确保列车安全、高效运行的核心环节。它负责传输列车控制信号、状态信息以及多媒体数据，是实现列车各系统协同工作的基础。随着通信技术的发展和列车控制实时性与确定性性能要求的提升，车载数据通信的重要性日益凸显。02031.基本结构定义：标准明确了列车通信网络的基本结构，包括骨干网和编组网的设计原则、网络拓扑、通信协议等关键要素，以确保网络的高效、可靠运行。《轨道交通电子设备—列车通信网络（TCN）第1部分：基本结构》（GB/T28029.1-2020）是一项重要的国家标准，它规定了列车通信网络（TCN）的通用架构，旨在实现编组网络之间以及骨干网的兼容性。该标准不仅适用于开式列车，也可用于闭式列车和多单元列车，在车辆间、车辆内以及车地数据通信的通信系统体系结构中发挥着关键作用。7车载数据通信兼容性要求：为实现不同厂商设备之间的互操作性，标准对列车通信网络的兼容性提出了明确要求。这包括设备接口、数据传输速率、通信协议等多个方面的统一规范。安全性与可靠性考虑：标准在制定过程中充分考虑了列车通信网络的安全性与可靠性问题，通过采用先进的加密技术、冗余设计等手段，确保数据传输的安全性和网络的稳定运行。该标准的实施对于提升我国轨道交通电子设备的技术水平、促进产业升级具有重要意义。它将有助于推动列车通信网络技术的创新发展，提高列车运行的智能化水平，从而提升乘客的出行体验和列车的运营效率。同时，该标准的实施还将有助于提升我国轨道交通行业的国际竞争力，推动我国轨道交通产业走向世界。总的来说，《轨道交通电子设备—列车通信网络（TCN）第1部分：基本结构》这一国家标准的发布和实施，将为我国轨道交通行业的发展提供有力的技术支撑和标准保障。267.1概述7.1概述随着轨道交通的快速发展，列车通信网络的标准化和统一化变得越来越重要，因此制定了B/T28029.1-2020标准，以规范列车通信网络的基本结构。标准制定背景列车通信网络（TCN）是列车上各种电子设备之间进行数据交换的主要通道，具有数据传输、控制、监测和诊断等功能，是实现列车智能化、信息化和自动化的重要基础。TCN定义及功能本标准规定了列车通信网络的基本结构，适用于各类轨道交通车辆，包括地铁、轻轨、有轨电车等，为列车通信网络的统一和规范提供了重要依据。标准适用范围010203277.2通信模式列车通信网络（TCN）的通信模式：TCN标准定义了列车内部各电子设备之间的通信方式。这包括车辆之间、车辆内部以及车地之间的数据通信。这种通信模式确保了信息的准确、高效传输，对于列车的安全、稳定运行至关重要。实时性与确定性性能要求：随着列车控制技术的不断发展，对通信的实时性和确定性性能要求也越来越高。TCN标准通过优化通信模式，确保信息传输的实时性和准确性，从而满足现代列车控制系统的需求。这包括减少数据传输延迟、提高数据传输速率等措施，以保障列车运行的安全性和效率。编组网与骨干网的通信：在TCN架构中，编组网和骨干网是两个重要的组成部分。编组网主要负责车厢内部各设备之间的通信，而骨干网则负责连接各个车厢，实现车厢之间的数据传输。这两者之间的通信模式需要高效、稳定，以确保列车整体运行的协调性和安全性。7.2通信模式287.3寻址7.3寻址在列车通信网络中，每个设备或节点都需要一个唯一的地址来进行通信。GB/T28029.1-2020标准规定了如何分配和识别这些地址，确保信息的准确传输。标准详细描述了地址的结构，包括地址的长度、格式以及如何管理这些地址。这有助于确保网络中的设备能够正确解析和响应来自其他设备的信息。根据网络的拓扑结构和通信需求，标准提供了不同的寻址模式和策略。这些模式和策略旨在优化通信效率，减少网络拥堵，并确保信息能够准确、及时地到达目的地。地址分配与识别地址结构与管理寻址模式与策略297.4数据通信的可用性7.4数据通信的可用性强大的抗干扰能力列车运行环境复杂多变，电磁干扰等因素可能对数据传输造成干扰。TCN标准在设计时充分考虑了这些因素，采用了多种抗干扰技术和策略，确保在恶劣环境下数据通信的稳定性和可用性。实时的数据更新与同步在高速运行的列车中，数据的实时更新和同步至关重要。TCN标准