The Train Networks has a goal which requires the fast and correct data communication for distributable equipment systems. For this, in 1999, some train makers had established the standard TCN(IEC61375-1) for the inter-operating between equipment systems. Recently, TCN is being used in EU, China and the requirement to use it is growing up by many other countries more and more. The TCN was adopted at Korea High-speed Train with first in Korea, and Rotem Company finished the design of TCMS with TCN network for Istanbul EMU and KTX-2 Train and tests them. TCN(Train Communication Networks) defines the set of communication vehicle buses and train buses. The MVB(Multifunction Vehicle Bus) defines the data communication interface of equipment located in a vehicle and the WTB(Wire Train Bus) defines the data communication interface between vehicles. This paper examines whether the result of on-board test is satisfied with the IEC61375-1(International Electrotechnical Commission 61375-1) which is the international standard of TCN and introduce the results.
열차 통신의 목적은 분산 제어 시스템에서 빠르고 정확한 데이터 교환에 있다. 이를 위하여 개발되고 1999년 IEC와 IEEE에 의해 국제 규격으로 승인된 TCN(Train Communication Network)은 차량간 통신 버스인 WTB(Wired Train Bus)와 차량내 통신 버스인 MVB(Multifunction Vehicle Bus)의 이중 계층 구조로 구성되며 TCN의 데이터 서비스는 프로세스 데이터, 메시지 데이터, 관리용 데이터의 세가지 데이터 서비스로 구분된다. MVB는 전송 가능한 데이터 서비스에 따라 디바이스의 클래스가 나눠지게 된다. 본 논문에서는 MVB에서 버스 마스터의 프레임에 따라 데이터를 보낼 수 있는 슬레이브 컨트롤러의 구성과 시뮬레이션을 통해 구현된 장치의 기능이 국제 표준의 제안사항들을 따르고 있는 지 증명한다.
열차제어네트워크(TCN)는 현재 단순 제어 기능을 넘어 멀티미디어 등 승객 서비스를 지원하기 위하여 이더넷(Ethernet)을 지원할 수 있어야 한다. 그래서 최근 International Electronical Committee(IEC)는 기존의 TCN 표준인 IEC 61375를 개정하여 Ethernet Train Backbone(ETB), Ethernet Consist Network(ECN)를 포함하였다. 특히 ETB에서는 열차 구성이 자동으로 되는 열차 차량 가변편성 통신규약(TTDP)이 포함되었다. 한편 차세대 온 보드 네트워크로서 무선랜을 사용할 경우, TTDP는 무선 통신의 특성에 맞도록 수정되어야 한다. 본 논문에서는 송신전력을 제어하며 RSS 값과 HELLO 프레임에 대한 ACK 프레임의 수신 횟수를 이용하여 이웃 노드를 찾는 무선 TTDP를 제안한다. 그리고 대역폭이 다른 두 무선 랜 인터페이스를 사용하여 실행된 TTDP의 옳고 그름의 유무를 판정한다. 제안된 TTDP는 불필요한 다른 노드와의 간섭을 줄일 수 있도록 한다. 성능평가를 위해 무선 네트워크 시뮬레이션에서 가장 많이 쓰이는 NS-2를 사용하였다. 평가 결과, 제안된 TTDP가 무선에서도 높은 신뢰도를 보였다.
As the usage of the electric power train increases, the importance of the control network between the electric control devices grows. IEC proposed a revision of IEC-61375, a standard of the networking among electric devices within a train, to adopt Ethernet as a backbone of train network. This paper performed the reliability analysis of three configurations of Ethernet-based networking within a electric power train that are recommended in IEC-61375 standard. The analysis results show that MTTF(mean time to failure) of the redundant configuration is 20,086 hours, which is a about 3 times longer than the linear configuration.
Electronic devices in railway vehicle perform various functions such as not only braking and propulsion but also monitoring of vehicle condition, on-line diagnosis, and passenger information service, etc. These devices, distributed in vehicle, should be efficiently connected so as to properly perform the functions. IEC (International Electro-Technical Commission) standardized train communication network (TCN) as IEC 61375-1, -2. TCN can reduce the interconnecting work load by reducing the number of wire-line, compared with existing hard-wire connection, and it brings the efficient control by enabling various devices to share the information. But existing TCN can not satisfy the increasing service demands like passenger internet access and CCTV surveillance, etc. In this paper, we investigate ECN (Ethernet Consist Network) and ETN (Ethernet Train Backbone) which are proposed to satisfy these demands and in the process of standardization by IEC TC9 WG43.
TCN(train communication network) standard was approved in 1999 by the IEC (IEC 61375-1) and IEEE (IEEE 1473-T) organizations to warrant a reliable train and equipment interoperability. TCN defines the set of communication vehicle buses and train buses. The MVB(multifunction vehicle bus) defines the data communication interface of equipment located in a vehicle and the WTB(wire train bus) defines the data communication interface between vehicles. The WTB and each MVB will be connected over a node acting as gateway. Also, to support applications demanding a high reliability, the standard defines a redundancy scheme in which the bus may be double-line and redundant-node implemented. In this paper we have presented protocol analysis platform for the WTB redundancy which is part of TCN system, to verify communication state of high-speed trains. As a confirmation of its validity, the technology described in this paper has been successfully applied to state monitoring and protocol verification of redundancy WTB based on TCN.
This paper implements Message Service of TCN or IEC 61375-1. TCN is divided into two services, Variable and Message Service. Variable Service uses the broadcasting method with Source Address, but Message Service uses peer-to-peer method with Destination Address and has OSI 7 Layer. In TCN, interface between Transport and Network Layer has not been defined and Meaning of Packet Pool has not been defined exactly. Therefore, this paper proposes the Implementation method for both the interface between Transport and Network Layer and the packet pool for Message Service of TCN.
This paper presents a Train Communication Network simulator (TCNS) that can be used to evaluate the performance of TCN. TCN was accepted as the standard of the protocol for the communication network in trains. We carry out some simulation tests using the TCNS to show practical uses of the simulator. Results of some simulation tests are also reported. This paper presents a Train Communication Network simulator(TCNS) that can be used to evaluate the performance of TCN. TCN was accepted as the standard of the protocol for the communication network in trains. TCN of fieldbus was adopted as international standardization IEC 61375 in 1999. It has been operating on G7 train in korea. This paper developed TCNS(Train Communication Network simulator) as a simulator for performance evaluation. We can verify TCNS for preventing many kinds of occurring problems between the devices in data-communication. This study was developed TCNS as a simulator for the performance evaluation. We analyzed correlation between token, transmission data per paket and transmission speed of bus, through the TCNS, also analyzed result according to error rate of TCN. We carry out some simulation tests using the TCNS to show practical uses of the simulator. Results of some simulation tests are also reported.
The development project of Korean High Speed Train (KHST) was started in 1996. As a national research project, the KHST project aims for a development of the next generation prototype train that has a maximum speed of 350 km/h. The development process of prototype KHST including 7 vehicles was completed last year and currently the prototype train is on its way of test running over the test track with gradually increased speed. The prototype KHST uses the real time network called TCN (Train Communication Network) for exchanging information between various onboard control equipments. After 10 years of development and modification period, TCN was confirmed as international standard (IEC61375-1) for the electrical railway equipment train bus. In the prototype KHST, all major control devices are connected by TCN and exchange their information. Such devices include SCU (Supervisory Control Unit), ATC (Automatic Train Control), TCU (Traction Control Unit), and so forth. For each device that sends and receives data using TCN, a device has to find out whether TCN is in normal or failure state before its data exchange. And also a device must have a proper method of data validation that was received in a normal TCN state. This is a one of the major important factors for devices using network. Some misleading information can lead the entire system to a catastrophic condition. This paper briefly explains how TCN was implemented in the prototype KHST train, and also shows what kind of the fault diagnosis method was adopted for a fail safe operation of TCN system
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[게시일 2004년 10월 1일]
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