[发明专利]应用于列车的时间敏感网络测试平台及测试方法

说明书

本发明公开了一种应用于列车的TSN测试平台及测试方法，属于列车通信技术领域，测试平台包括：上位机、TSN交换机以及列车终端设备；其中，上位机用于下发测试指令；列车终端设备根据通信优先级分为TSN设备和非TSN设备；TSN交换机将经过的数据流分为实时数据流和尽力而为数据流，分别对数据进行转发；实时数据流即为流过TSN设备的数据流，尽力而为数据流即为流过非TSN设备的数据流；一个TSN交换机与一个或多个列车终端设备连接，完成列车终端设备间的通信功能。该测试平台基于TSN技术，可以验证列车车载网络系统利用TSN技术的关键特性和能力，实现微秒级时延，纳秒级时钟同步；实现高带宽传输，满足大容量数据传输要求。

技术领域

本发明涉及列车通信技术领域，特别是涉及应用于列车的时间敏感网络测试平台及测试方法。

背景技术

时间敏感网络(timesensitive network，TSN)最初来源于在视频领域的应用需求，例如高清的数据，要通过网络传输到处理中心，对于带宽的要求显然是很大的，而另一方面，为了最大限度的提供实时性，需要这些图像、音频必须实现高实时的传输与处理。TSN的重点是对当前的二层以太网络进行特性增强，为特定的业务流量提供确定时延的网络传输。

随着技术的发展，TSN技术拓展到了列车通信领域，大家都在积极研究列车TSN控制系统体系架构，构建网络与控制系统模型，以便改善列车通信延时并提高调度能力，并且使TSN在满足未来分布式智慧列车动态编组需求的同时，提高车辆控制系统分布式智能组网的灵活性。

目前，列车以太网通信普遍使用基于TRDP协议栈的UDP或TCP通信，过程数据(实时通信的数据)采用周期性发送方式，不同设备使用不同的组播地址进行数据接收，发送周期由发送设备自身定时实现，一般都是软件定时器，周期不稳，而且不能将周期设定到太小，目前基本周期基本是10ms以上，再小则周期很不稳定，无法满足现场需求。同时，基于传统列车以太网通信，网络拥堵时造成丢包，可靠性较差。为了能够测试基于TSN的列车以太网通信网络的实时性和同步性，亟需一种TSN测试平台。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种应用于列车的TSN测试平台及其测试方法。该方案以TSN技术为基础，构建了应用于列车的TSN测试平台，实现基于以太网的列车TCMS(列车控制和管理系统，Train Control and Management System)系统与PIS系(乘客信息系统，Passenger Information System)统的通信测试。

本发明提供了以下技术方案：

一种应用于列车的TSN测试平台，包括：上位机、TSN交换机以及列车终端设备；

其中，上位机用于下发测试指令；

列车终端设备根据通信优先级分为TSN设备和非TSN设备；

TSN交换机将经过的数据流分为实时数据流和尽力而为数据流，分别对数据进行转发；实时数据流即为流过TSN设备的数据流，尽力而为数据流即为流过非TSN设备的数据流；

一个TSN交换机与一个或多个列车终端设备连接，完成列车终端设备间的通信功能。

进一步地，所述TSN设备包括：TCMS系统设备。

进一步地，所述非TSN设备包括：PIS系统。

进一步地，所述TSN交换机的数量为两个或两个以上，包括主TSN交换机和从TSN交换机，主TSN交换机与上位机相连接，主TSN交换机接受上位机的指令，并将指令发送给从TSN交换机。

本发明还提供了一种如上述应用于列车的TSN测试平台的实时性测试方法，所述方法包括：

上位机下发实时性测试指令；

TSN交换机将流过各个端口的数据包信息上传给上位机；