一種UIC列車通信網關的研制*

朱廣超，趙紅衛，李洋濤

（中國鐵道科學研究院 機車車輛研究所，北京100081）

一種UIC列車通信網關的研制*

朱廣超，趙紅衛，李洋濤

（中國鐵道科學研究院 機車車輛研究所，北京100081）

符合UIC 556標準的UIC網關是實現列車間互聯、互通和互操作的關鍵核心設備，從分析UIC網關的作用出發，介紹了自主研制的UIC網關的硬件系統和軟件系統設計方案，介紹了UIC網關中W T B通信控制器設計、T C N與UIC初運行、T C N實時協議棧與消息路由、UIC映射服務器、過程數據編排等關鍵技術的設計實現方案。T C N和UIC一致性測試結果驗證了自主研制UIC網關的功能和設計方案。

T C N網關；UIC網關；互聯互通和互操作

目前，國內外運營的高速動車組、重聯的大功率機車以及需要編組的城軌車輛多數采用國際列車網絡通信標準IE C 61375-1［1］規定的T C N網絡通訊技術實現列車的網絡控制，即采用W T B+M V B兩級總線結構實現列車的網絡控制：連接各節車輛的列車總線W T B和連接各個車輛內部設備的多功能車輛總線M V B兩級總線，兩級總線間通過W T B/M V B列車通信網關即T C N網關進行連接。T C N網關負責實現列車級網絡W T B和車輛級網絡M V B之間的通信協議轉換，完成兩級總線間過程數據、消息數據以及監視數據的交換，當列車根據運營需求進行編組或者解編時，通信網關能識別列車的網絡拓撲變化，并根據新的網絡拓撲重新配置整車的網絡控制系統，從而實現列車間的互聯、互通、互操作。

由于T C N網關在IE C 61375標準僅規定了網絡應用層以下應遵循的技術規范，對于應用層的交互信息如網關初運行完成時交換的編組信息、車輛尋址算法和正常通信時的通信協議均沒有約定，這會造成不同廠商設計制造的列車之間無法實現動態編組和互聯互通。為此，UIC組織提出了UIC 556標準［2］，它在應用層按照實際運營需求對T C N網關進行了多項約定以確保安裝有不同廠商網關產品的列車之間可以直接進行互聯互通，這些約定包括UIC初運行、過程數據編組（P D M）、消息數據服務、UIC映射服務（UICM apping Server，U M S）等。UIC網關則是指符合UIC 556標準的T C N網關，它包含了全部T C N通信技術和UIC通信技術，是列車控制網絡產品中功能最為復雜的網絡設備，同時也是實現動車組之間互通、互聯和互操作的關鍵核心設備。

正是由于UIC網關在列車網絡控制系統所處的關鍵作用，國內外許多廠商和科研機構對此展開了重點研究，國外西門子、龐巴迪、E K E、U niControls、F A R Systems等知名公司都具有自己的UIC網關產品，國內大連理工大學、南車株洲電力機車研究所有限公司、北車大連電力牽引研發中心、北京交通大學、中國鐵道科學研究院（簡稱鐵科院）等單位開展了UIC網關的研究，部分單位還開發了相應的網關產品。但由于受國外技術封鎖和條件限制，國內對于UIC網關的研究還存在一定的局限性，研制的產品多處于試驗室驗證階段，目前還未見到經充分考核驗證的UIC網關產品批量裝車應用的報道。為此，鐵科院機車車輛研究所在已有研究工作的基礎上，開展UIC網關的互聯互通及一致性測試技術的研究，研制出符合UIC 556標準的UIC網關。介紹自主研制的UIC網關的硬件結構和軟件結構，對實現該網關的關鍵技術進行了分析，并給出了相應的實現方案和測試結果。

1　網關的硬件系統設計及實現

研制的UIC網關采用了標準的6 U板卡結構，可以方便集成在中央控制單元的機箱中。網關的硬件結構由圖1所示，主要由3部分構成：上層嵌入式CP U模塊、W T B通信模塊和M V B通信模塊，3個子系統模塊之間通過地址、數據總線和控制總線等C P U的外部并行擴展總線互聯，模塊功能分工明確，有利于功能擴展。

上層嵌入式C P U是整個網關的主處理器，運行實時操作系統、T C N協議棧軟件、UIC 協議棧軟件以及各種網關應用服務程序。整個嵌入式C P U系統采用Atmel公司A R M 9芯片A T91S A M 9263作為系統的主處理器，運行頻率為200 M H z，擴展有服務串口、以太網口、U SB、看門狗等通用的接口；同時，對外擴展并行總線，以實現與W T B通信模塊和M V B通信模塊的數據交換和控制。為提高系統實時性和可靠性，操作系統采用Q N X嵌入式實時操作系統。

圖1　網關的硬件結構圖

M V B通信模塊采用了自主研發的具有二類通信功能的M V B通信網卡，主要完成M V B總線的過程數據、消息數據和監控數據通信功能，并通過通用的PC104總線接口與上層C P U交換數據。M V B網卡包括總線的鏈路層和物理層電路，其核心的M V B協議控制器采用專用的FP G A編程實現，用于實現曼徹斯特編譯碼、幀時序控制、數據幀報文分析、M V B交換內存訪問控制等功能，對于過程數據通信，最大可完成4 096個邏輯端口的尋址和通訊，并具有宿端口超時監控、數據強制等功能。M V B物理層驅動電路完成M V B數據收發驅動，并支持雙線冗余。

圖2　W TB模塊的功能結構圖

W T B通信模塊主要完成W T B的過程數據、消息數據和監控數據通信功能，包括實現W T B總線的鏈路層和物理層（W T B線路驅動單元），W T B模塊的主要結構如圖2所示。模塊的核心是W T B通信協議控制器即W T B C，其功能主要在FP G A芯片上實現，采用了Xilinx公司的Spartan 3 A系列的X C3S400 A芯片實現W T B的通信控制器，并通過通用的P C104總線接口與上層C P U交換數據。W T B通信協議控制器負責實現W T B通訊控制器的各項功能，包括曼徹斯特編碼、譯碼功能、H D L C協議實現、主輔通道切換功能、信號品質監視功能、冗余線路切換功能等。W T B線路驅動單元負責W T B數據收發驅動，支持雙線冗余。

W T B C實現W T B網絡協議數據鏈路層的功能，如幀同步、尋址、訪問控制和差錯控制等。W T B C的內部結構如圖3所示，主要包含編碼器、譯碼器、通道冗余控制、報文分析單元、收發緩沖區以及C P U接口邏輯等。編碼器將要發送的數據根據W T B協議規定的幀格式進行發送，給傳輸的數據添加起始分界符，C R C校驗碼和結束分界符，并在必要的時候完成H D L C的插零操作，信號串行發送；譯碼器從線路上傳輸的串行信號解析出起始分界符后，將傳輸的數據存入接收緩沖區，并進行C R C校驗，給出校驗結果；通道冗余控制實現線路A和線路B的線路狀態監控，完成雙線路的冗余切換控制；報文分析單元按照W T B數據幀間距的規定對傳輸過程中收發數據幀的時序及狀態進行控制。發送緩沖區和接收緩沖區實現W T B C和上層CP U之間的數據交換，其中C P U將要發送的數據寫入發送緩沖區，由W T B C發送到總線上，同時W T B C將從總線上解碼出的數據存入接收緩沖區，供上層C P U讀取使用。C P U接口邏輯實現C P U對W T B C的接口訪問邏輯，包括總線讀寫控制和中斷控制。

圖3　W TBC的內部功能圖

2　網關的軟件系統設計及實現

由于UIC網關的功能復雜，導致其軟件系統內功能模塊眾多，功能模塊之間的關聯也十分復雜。按照軟件模塊化的設計思想，對UIC網關的功能模塊進行了劃分，其主要的功能模塊及關系如圖4所示。

圖4　UIC網關軟件功能結構圖

網關的整個軟件系統按照層次可以分為3大部分：底層驅動及服務軟件、T C N協議棧軟件和UIC協議棧軟件。軟件最底層的是底層驅動及服務軟件，主要包括基于Q N X的底層板級支持包BSP、網關調試和服務接口以及網關控制接口等底層驅動模塊和服務接口模塊。在Q N X實時操作系統的調度下，UIC網關運行T C N協議棧和UIC協議棧應用軟件，T C N協議棧軟件位于UIC協議棧軟件之下，實現網關T C N層面的M V B和W T B網絡通訊。T C N協議棧軟件由W T B鏈路層接口模塊、M V B鏈路層接口模塊、R T P實時協議（含消息路由）、T C N網絡管理T N M組成，UIC協議棧軟件由節點工作狀態監視模塊、節點命名及解析模塊、UIC映射服務模塊、P D M過程數據編排模塊和列車配置管理模塊等組成。

2.1M V B和W T B鏈路層接口模塊

M V B鏈路層接口模塊為上層模塊提供M V B過程數據、消息數據和監視數據通訊的服務接口，其中過程數據鏈路層接口可以實現過程數據端口的配置和端口數據的讀寫操作，消息數據的鏈路層接口可以在鏈路層通過源設備地址和目的設備地址實現消息數據的接收和發送，監視數據的鏈路層接口可以實現M V B設備狀態查詢和事件仲裁和總線主權轉移等功能。通過這些上層服務接口，T C N協議棧和UIC協議棧模塊以及其他服務模塊可通過網絡接口函數對其進行調用。

W T B鏈路層接口模塊為上層模塊提供W T B過程數據、消息數據和監視數據通訊的服務接口，上層可通過LPI過程數據接口、L M I消息數據接口和LSI監視數據接口進行訪問。其中L PI過程數據接口可以實現發送本節點的W T B過程數據幀，接收其他節點的W T B過程數據幀；L M I消息數據接口可以按W T B協議要求為上層提供消息數據服務，即發送本節點送出的消息數據，接收來自其他節點的消息數據。LSI監視數據接口主要為W T B的初運行功能提供服務接口，實現檢測請求/響應、存在請求/響應、狀態請求/響應、命名請求/響應、中間節點設定請求/響應、末端節點設定請求/響應等8種報文服務，供上層利用這些監視數據報文實現W T B節點的初運行過程，完成網絡的動態配置。

2.2R T P實時協議棧和消息路由

R T P實時協議棧和消息路由是T C N協議棧的核心組成部分，按照T C N標準規定完成網絡O SI分層中從網絡層到應用層的各層應用及接口。它主要提供兩種服務：變量服務和消息服務。

變量服務主要針對確定傳輸時延的過程數據通信，在R T P中比較簡單，主要實現與下層鏈路層的L PI接口和上層應用層的變量應用A VI接口。

消息服務負責完成消息數據的通信，包括從W T B到M V B或從M V B到W T B的消息路由服務。對于消息服務，R T P協議通過下層的鏈路層接口L M I和上層應用層接口A M I實現與外部的接口，內部主要的功能實現是網絡層、傳輸層、會話層，而表示層功能比較簡單。網絡層主要通過站目錄、功能目錄、組地址目錄和節點目錄等網絡地址信息完成數據包的轉遞，具體為對流入包，根據數據包中網絡層指定的目的地址傳送到本站的傳輸層；對流出包，根據上層傳輸層指定的目的地址，生成鏈路層包頭，傳送給相應的鏈路層；對于路由包，則根據數據中的目的地址，從一個鏈路層轉發到另一個鏈路層。傳輸層負責完成從生產者到消費者之間的一個完整的點對點消息傳輸過程，完成大數據包的分解與組合、數據包流控、數據包丟失重傳等傳輸控制功能，通過采用滑動窗口的流程控制算法和連接請求包、連接確認包、數據包等7種傳輸協議包確保消息數據能以正確的次序可靠地傳輸給消費者。會話層主要是為上層應用提供一對消息服務：1個C A L L消息和1個R E P L Y消息，把應用層發送方的消息封裝為會話層的C A L L消息，把應答方的回復消息封裝為R E PL Y消息，并通過調用傳輸層的接口實現這些消息服務。

2.3UIC映射服務器模塊的設計及實現

UIC映射服務器（UICM apping Server，簡稱U M S）負責執行UIC初運行，基于UIC初運行結果生成N A DI（節點地址和屬性索引）數據庫，控制W T B的網絡通信，同時還提供網關服務功能，即允許本地或遠程用戶控制通信、獲取狀態信息、拓撲信息以及提供其他多種服務。UIC映射服務器的目的是從上層用戶應用的角度對T C N協議棧進行擴充和完善，實現能滿足在UIC 556中規定的UIC車輛尋址和組功能尋址方案，以滿足UIC規定的互聯互通應用需求。UIC映射服務器包含以下模塊：

（1）UIC代理者

UIC代理者（UIC A gent，U A G T）主要負責對外部消息報文的處理，將所收到的消息報文轉發到U M S內部的其他部分處理。當下層協議棧發送請求服務報文到U M S時，U A G T開始識別包含在消息里的命令，調用U M S內部其他功能模塊來執行來自外部的命令，并把處理結果生成應答消息返回給外部。UIC代理者作為通用的U M S應答者為所有交換的UIC報文服務，這些報文都是發往或是來自UIC網關映射服務器函數，以便處理任何UIC映射服務器對象。UIC代理者通過調用T C N協議棧的R T P消息報文服務接口來實現報文消息交換。UIC代理者可以看成是一個報文調度員，它類似于網絡管理代理者對于輸入的Call＿M essages報文進行解碼，訪問相關的對象實現對應的服務，并使用Reply＿M essages將服務結果返回給服務請求者。

（2）N A DI和群組服務器功能模塊

N A DI（N ode A ddress&Attribute Directory）和群組服務器（N A DI and Group Server，U N G S）作為U M S的一個內部數據庫，存放著關于列車的所有信息，如地址、拓撲結構、組成情況以及單個車輛的屬性信息等，并且還提供對數據庫的一些操作方法和接口。初運行結束后所生成的數據都由U N G S寫入N A DI中，當用戶想對N A DI查詢的時候，可由U N G S提供的函數接口進行調用查詢。U N G S還包含一個組服務器，存放著列車的組信息。某些功能相同的車輛可編成一個組，用戶在操作可直接對組操作，而無需重復對單個車輛進行操作，極大提高效率。

N A DI是所有列車描述數據的數據庫，因而它包含列車拓撲信息，列車中單個車輛信息和車輛的組成員信息。N A DI可以由UIC的N A DI與組服務器提供的函數訪問，因而N A DI是完全用面向對象的方法封裝，且數據結構自身對用戶是隱蔽的。每發生一次新的初運行，U T B C產生一個N A DI的新版本，該版本可以由上層應用確認，也可以不由上層確認，此新版本存儲在N A DI數據庫中，可以采用一致且無阻塞的方式并行地讀取和改寫數據庫。

（3）W T B列車總線管理者功能模塊

W T B列車總線管理者（UICW T BM anager，U W T M）負責W T B鏈路層的配置、啟動和控制。U W T M模塊所提供的服務主要與W T B鏈路層控制相關，因此，需要通過鏈路層監控數據接口B M I跟蹤W T B的狀態。同時，為了正確地啟動W T B，U W T M需要從節點工作狀態監視模塊取得配置數據，并完全自主地完成W T B的控制。U A G T利用U W T M提供的調用接口，完成如改變W T B主模式、初運行控制、頭車請求、讀取U W T M狀態等用戶發起的E報文服務，同時為方便控制，U W T M還提供過程數據變量接口，使用戶可以實現遠程控制和讀取狀態等功能。

（4）UIC列車總線配置器功能模塊

UIC列車總線配置器（UIC Train Bus Configurator，U T B C）U T B C主要負責UIC列車初運行，發送和收集車輛描述符，向節點和車輛分配正確的UIC地址。主要提供以下兩個功能：

①T C N初運行結束之后，U T B C計算新的N A DI且直接存儲到N A DI數據庫中，此算法在一個函數中實現，每次分配一個新的拓撲時，U W T M就調用此函數以計算新的N A DI；

②UIC代理者將接收到的列車配置校正信息傳送給U T B C，U T B C利用這些信息對N A DI數據庫進行修正更新。如司乘人員通過顯示屏輸入校正信息后，UIC代理者調用U T B C提供的接口函數將這些信息傳送給U T B C供其使用。

初運行數據處理和校正信息處理是兩個完全不同的任務，具有不同的函數，且處理不同數據，因此不需要特殊的同步。

（5）UIC智能多播服務器功能模塊

UIC智能多播服務器（UIC Intelligent M ulticast Server，UI M CS）可以使一個消息同時發送到多個節點和車輛群組中，完成類似廣播的功能。T C N網關一般采用單播機制發送消息報文，而UIC網關中消息的收發服務非常頻繁，單播機制則會嚴重影響消息服務的效率，為此，UI M CS模塊通過采取一定技術手段和機制，在不修改T C N網關底層的情況下，通過智能多播服務將單播機制轉換成多播機制，可以很大地提升UIC網關的消息服務效率。UI M CS采用T C N單播協議可以將報文以多播方式發送給連接到W T B總線的所有網關。

2.4過程數據編排P D M模塊的設計及實現

過程數據編排功能（Process DataM arshalling，P D M）是UIC網關協議中的一個重要組成部分，它負責W T B和M V B兩個總線間的過程數據傳輸，即負責整個列車通信網絡中代表著列車運行時狀態信息、控制信息以及診斷信息的傳輸。過程數據編排將一個通信存儲器的過程變量編排復制到另一個通信存儲器，P D M規定了兩種編排方式：輸出編排和輸入編排。輸出編排是將M V B總線通信存儲器的變量復制到W T B通信存儲器的源端口；輸入編排將W T B通信存儲器的變量復制到靜態配置的M V B總線的通信存儲器，形成M V B的源端口。編排時，既可以將一個變量直接從一個通信存儲器拷貝到另一個通信存儲器，也可以將1個多變量進行某種函數映射后將結果拷貝到另一個通信存儲器。同時，根據當前網關節點的狀態，P D M可以提供多種編排模式，如主控車編排模式、從控車編排模式以及車輛編排模式等。對于P D M提供控制接口函數pd m＿control供UIC映射服務器U M S調用，UIC的U W T M可以通過調用該接口啟動和停止P D M以及選擇編排的模式。

按照P D M的功能需求，P D M模塊可以分為以下子模塊：鏈路層過程數據接口模塊、應用層過程變量接口模塊、P D M主程序和配置數據庫模塊。其中鏈路層過程數據接口模塊是由IE C 61375-1標準規定的總線提供給上層協議的過程數據服務。它主要提供端口初始化、包含和移去端口的全部數據集以及與傳送整個數據集相關的在鏈路層上的同步原語。應用層過程變量接口模塊定義提供給應用層用戶的變量傳送服務，該部分只訪問通信存儲器的端口而不參與總線通信，同時提供對單個變量的服務，而且可以保證發布者將變量寫入端口，將在限定的時間內使相同的變量寫入預訂者相應的端口；P D M主程序是過程數據編組模塊的核心部分，它做為一個運行在嵌入式智能設備UIC網關上的一個任務式應用程序，負責著對從W T B總線上到來的數據以及從M V B總線上到來的數據進行過濾、處理、拷貝等一系列工作，它將由定時觸發或者是事件消息觸發；配置數據庫模塊描述了過程變量的來源和去向以及網關的端口，即整個過程數據編排的映射關系，P D M主程序利用該配置數據庫完成過程數據的編排，該配置數據庫的內容主要包含以下幾個部分：網關中M V B源端口配置、網關中M V B宿端口配置、網關中W T B源端口配置、網關中W T B宿端口配置、L V R變量端口配置、LIO變量端口配置、ExportList配置、Im portList配置、映射路徑配置、數據處理功能配置、變量缺省值配置以及變量極限值配置。

2.5節點工作狀態監視模塊

節點工作狀態監視模塊負責處理UIC映射服務器所需的所有配置數據，完成網關的初始化、參數配置、狀態監視以及控制工作，包括通過訪問網絡配置數據庫對網關進行初始化配置，配置信息包括消息路由配置、P D M編排配置、U M S配置、W T B端口配置、M V B設備地址列表、M V B端口配置等，這些信息相應地保存在網關的N SDB數據庫。

3　UIC網關的功能測試與驗證

圖5　自主研制的UIC通信網關板卡

我們自主研制的UIC通信網關如圖5所示，圖6為研制的UIC網關集成在標準動車組的中央控制單元機箱中（最左側板卡）。研制的網關集成在中央控制單元的機箱中，進行了一系列的功能測試，并通過了高低溫、振動、電磁兼容等相關的型式試驗，已經具備了裝車應用的條件。

圖6　集成有UIC網關的中央控制單元

為了驗證研制UIC網關的功能，我們按照T C N和UIC的一致性測試要求，搭建了測試平臺對自主研制的網關分別進行了網關的T C N功能一致性測試和UIC功能的一致性測試。

3.1網關的T C N功能一致性測試

T C N網關的一致性測試主要包括靜態特性、物理層測試和數據鏈路層行為的一致性測試，主要依據IE C 61375-2標準規定的測試方法和評判標準進行。

靜態特性一致性測試主要是檢查協議實現一致性聲明表即PICS表，對聲明的值進行一致性檢查，檢查網關的能力是否與標準中規定的靜態一致性要求一致。研制網關的接口和性能指標嚴格遵循了標準規定，符合靜態一致性的各項要求。

物理層的一致性測試是為了驗證T C N網關的物理層是否滿足標準規定的性能指標，檢驗網關的基本通信能力。主要的測試項目有：特性阻抗、設備插入損耗、總線開關的接觸電阻、發送器的性能、接收器的性能等測試項目，其中重點是設備插入損耗和發送器及接收器的性能測試。研制的網關嚴格按照測試方法和評判標準，在搭建的一致性測試平臺上逐項進行了測試，測試結果全部符合標準的評判標準，成功通過了所有項目的測試。圖7是發送器在輕載情況下的測試波形，圖8是發送器在重載情況下的測試波形。

數據鏈路層行為一致性測試的目的是為了檢驗T C N網關能否正確地進行T C N初運行和W T B通訊，并檢驗T C N網絡數據鏈路層協議接口是否符合IE C 61375-1標準以及網關基本的互聯、互通性能。主要的測試項目有：改變節點強度、改變節點描述符、改變初運行數據、初運行禁止、休眠控制、快速插入、慢速插入、兩個編組重聯、主設備故障、線路冗余、過程數據通信、特征周期測量、初運行時間測量、基本周期測量等測試項目。為了完成這些測試，利用研制的網關和采購國外成熟的網關集成搭建了如圖9所示的測試平臺，并采用第3方的W T B網絡協議分析儀記錄測試過程中的數據幀，通過分析數據幀和檢測網絡中各網關的狀態來檢驗測試結果。利用該測試平臺逐項完成了所有數據鏈路層行為的一致性測試，測試結果均滿足測試標準的要求。

圖7　輕載情況下方向1線路A的發送器信號

圖8　重載情況下方向1線路A的發送器信號

圖9　網關鏈路層行為的一致性測試平臺

3.2網關的UIC功能一致性測試

網關的UIC功能一致性測試主要依據UIC 556-2009標準中規定的一致性測試方法和評判標準進行，測試內容包括確認配置下測試、非確認配置下測試、UIC冗余測試、性能測試、主控車功能測試、禁止初運行功能測試、組功能測試、E報文故障處理測試以及休眠功能測試等9大項內容，根據測試項目不同，需要搭建3種列車配置結構進行測試。為了完成這些測試，按測試要求分別搭建了3種不同列車配置的測試平臺，利用W T B網絡協議分析儀進行數據記錄和功能驗證，逐項完成了所有項目的UIC一致性測試，測試結果均滿足測試標準的要求。

此外，為了進一步驗證網關的互聯、互通性能，還與國外成熟網關產品如西門子公司的網關、E K E公司的網關進行了互聯互通測試，測試結果表明，研制的網關能與這些國外成熟產品實現互聯互通，能成功完成T C N與UIC初運行，并實現R報文和E報文的正常通信。

4　結束語

T C N網關是列車控制網絡產品中功能最為復雜的關鍵網絡設備，而在此之上擴充了互通、互聯和互操作功能的UIC網關則更為復雜和關鍵，其在列車網絡控制系統中的重要性和研究價值更是不言而喻的，因此開發具有自主知識產權的UIC網關對于打破國外的技術壟斷，真正掌握列車互聯互通和互操作的核心技術都具有重要的意義。本文基于嵌入式設計技術和E D A可編程技術，采用A R M系統和FP G A設計技術獨立自主設計完成了列車通信網關的硬件系統，并基于實時嵌入式操作系統Q N X開發了通信網關的軟件系統，重點研究并實現了W T B通信控制器設計、T C N與UIC初運行、T C N實時協議棧與消息路由、UIC映射服務器、過程數據編排等功能。開發的UIC網關通過了T C N和UIC的一致性測試以及相關的型式試驗，具備了裝車考核的條件，下一步將在動車組上安裝考核。

［1］ nternational Standard.IE C61375-1，Part 1：Train Co mm unicationNetwork［S］.Geneva：2ndEdition，04，2007.

［2］ UIC 556 Leaflet：Information Transmission in the train，3rd edition［S］.International U nion Of Railways，5th E-dition，08，2009.

［3］ 李 莎，申 萍，王立德.W T B初運行的研究［J］.機車電傳動，2009，（4）：32-35.

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［8］ 管 婷，王玉松，宋紅霞.T C N網關消息路由的研究與設計［J］.鐵道機車車輛，2011，31（1）：37-40.

［9］ 李常賢，謝步明.T C N通信技術的自主研發［J］.機車電傳動，2006，（2）：10-13.

Develop ment of an UIC Gateway for Train Com m unication

Z H U Guangchao，Z H A O H ong ωei，LI Yangtao
（Loco m otive&Car Research Institute，China Academ y of Railway Sciences，Beijing 100081，China）

The UIC gateway w hich is co m pliant to UIC 556 Leaflet standard is a core device to realize the interconnection，interco m m unication and interoperability between trains.The im portant function of UIC gateway is analyzed at first，and the structure and scheme of the hard ware and software is proposed.The Im plementation of so me key technology involved in the gateway such as W T B Controller design，T C N and UIC Inauguration，Real Time Protocols stacks and M essage Router，UIC M apping Server，Process Data M arshalling etc.，is also introduced.The design scheme and functions of UIC gateway developed by ourselves is validated by the T C N&UIC conformance testing.

T C N gateway；UIC gateway；interconnection interco m m unication and interoperability

T P393.04

A

10.3969/j.issn.1008-7842.2015.05.04

1008-7842（2015）05-0015-07

*中國鐵道科學研究院科學基金（2013 YJ011）

朱廣超（1971—）男，副研究員（2015-03-31）