轨道交通乘客信息系统特点

1. 轨道交通的乘客信息系统（PIS）中车载终端设备通过网线接入每列车的车载工业交换机。
2. 车载骨干网每列车一台车载工业交换机，通过跨接网线组成冗余环网，冗余倒换时间不超过50毫秒。
3. 车载骨干环网均采用高MTBF及高LifeTime的工业级交换机构建，通常采用M12电气接口及高IP防护等级设备。
4. 乘客信息系统（PIS）骨干环网中车头/车尾工业交换机必须具备三层路由、NAT等功能。

车载网络典型组网—上海地铁10号线

经典车载网络组网分析

■ 2007年首列轨道交通车载网络方案采用工业以太网络组网，网络结构为环网拓扑，环网自愈时间小于50毫秒。
■ 由于光纤在车辆跨接时会有反射半径和跨接线缆连接器不稳定等因素，跨接线缆采用标准以太网线缆链接，而标准网线传输距离不超过100米，所以采用跳车连接方式组成自愈环网。
■ 车头/尾工业交换局需要具备三层路由功能并支持NAT。

IEC61375-2-5

■ IEC（国际电工委员会）颁布了IEC61375-2-5协议作为基于工业以太网的列车通信网络标准，以适应列车通信网络的要求，同时又保留了工业以太网通信速率快、带宽高、兼容性强的优点，实现了不同系统网络和设备间的开放性和互通性。
■ IEC61375-2-5定义了以太列车骨干网ETB（Ethernet Train Backbone），专门定义了列车拓扑发现协议TTDP（Train Topology Discovery Protocol）来执行列车网络初始化，并对列车网络的数据结构、冗余机制、命名规则、网络服务质量、数据分类等内容进行了详细的定义和说明。
■ ETB主要体现以下特点：
Ø 列车网络具备网络冗余系统，在网络通信出现故障的情况下能够有热备的系统接替工作，使网络保持正常运行。
Ø 列车支持动态编组，在每次系统上电后自动完成编组，车厢的联挂和解挂不会影响列车的正常运行。

拓扑结构

■ IEC61375-2-5协议规定列车网络需要采用线性拓扑结构，车头和车尾两个节点只有单方向的邻居，其他中间节点在只有方向都会有相邻节点，列车网络只可以在互为邻居的节点之间直接进行数据通信。
■ 协议规定了两个参考方向分别指向车头和车尾，为了确保数据正确收发和传递，所有骨干网络节点都保持相同数据传输的方向性。

分层网络拓扑结构

■ 列车网络从结构上可以分为三层：列车级、车厢级和终端设备级。
Ø 列车级网络通过骨干网络节点将不同的车厢连接起来—ETB。
Ø 车厢级网络连接同一车厢内的设备，由IEC61375-3-4定义的ECN实现。
Ø 终端设备网络是完成各个终端设备连接。

列车拓扑发现协议TTDP

■ IEC61375-2-5协议中专门定义了列车拓扑发现协议TTDP，来实现列车网络的初始化运行，列车初始化运行完成对列车网络中所有节点进行配置工作，在列车每次上电之后都会运行此协议。
■ TTDP协议的目标是建立一个待方向的有序表，所以必须建立在骨干网为线性拓扑结构的基础上。
■ TTDP完成的主要认为是计算出列车组网中所有子网的标识号和所有一台列车骨干网节点（ETBNid）的标识号，通过这两种表示来建立整个列车网络的路由定义、网络地址转换规则、IP映射及终端设备的命名等。
■ TTDP协议运行主要过程如下：
Ø 网络始终保持运行TTDP进程，每个骨干网络节点通过多播方式传输数据帧。
Ø 向列车网络申明自己的拓扑发现信息以及获取组网的拓扑信息。
Ø 在获得组网的拓扑信息后，通过逻辑拓扑来建立列车骨干网节点的IP映射，完DHCP.DNS.NTP等网络服务的更新，同时向新发现的节点通告终端设备情况。

■ IEC61375-2-5协议中定义了五种数据类，分别是监管数据、进程数据、消息数据、流数据和尽力而为数据。
Ø 监管数据用于列车骨干网的初运行和完整监控过程，不能被应用层调用，具有最高优先级。
Ø 进程数据主要应用在列车控制和监控方面，最大等待时间小于20ms。
Ø 消息数据的典型应用是列车控制和坚实，乘客信息以及报表，最大等待时间小于100ms，通过单播地址和选择性多播地址进行传输。
Ø 流数据主要应用于传输视频和音频等多媒体数据，延迟需小于125ms。
Ø 尽力二位数据用于上传和下载，配置数据或者乘客信息和环境数据，比较典型的为使用FTP协议或网络管理协议。