列車網絡控制系統(tǒng)分析及故障排除畢業(yè)設計說明書(編輯修改稿)
2025-08-17 11:09 本頁面
【文章內容簡介】 CN 標準時，曾在是制定一套全新的標準，還是對原有方案加以標準化這兩種思路之間權衡。最后，其根據列車通信網絡的要求，對已有的 Profibus、 LonWorks、 Bitbus、 FIP、 CAN、 Tornad 等解決方案進行考量，但由于協(xié)議不透明，或實時性、可靠性、確定性不能滿足列車通信要求等各方面原因而被逐一否定。經過多年的努力， WG22在 Siemens 和 Adtranz 公司原有技術方案的基礎上，共同開發(fā)出了一套標準，并于 1999年成為國際標準，即 IEC613751 TCN 列車通信網絡國際標準。 IEC613751標準的內容如表 1所列。 該標準中規(guī)定典型的 TCN 網絡系統(tǒng)的拓撲結構如圖 1所示。 由圖可見， IEC 列車網絡標準中規(guī)定系統(tǒng)分成兩層總線結構：列車級的絞線式列車總線WTB 和車輛級的多功能車輛總線 MVB，兩者之間協(xié)議轉換需要通過網關實現(xiàn)。列車總線 WTB最突出的特點是具有列車初運行的功能，即在車輛之間的重聯(lián)通信時，能自動識別并標識各車輛在列車編組中的 位置和方向，這對于需要頻繁進行編組的列車而言可謂意義非凡。車輛總線 MVB 則用于實現(xiàn)車輛內的控制單元及控制設備的互聯(lián)。 TCN 標準在列車通信的實時性方面規(guī)定，網絡采用基于總線管理器的主從式介質訪問控制，而在可靠性方面則規(guī)定，網絡采取介質和總線管理器的冗余技術。 IEC613751標準通過后， TC9于 20xx年成立專門的工作組 TAHG(Train Communication Network AD Hoc Group)，致力于研究 TCN 的改進與發(fā)展，并于 20xx年 4月對 IEC613751進行了修訂，發(fā)布了第 2版 ，同時也發(fā)布了 IEC613752列車通信網絡一致性測試標準。此外，工作組還在討論將 CANopen、 LonWorks、 TEther、 TIMN 等多種總線形式納入車輛總線的規(guī)范當中。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 1 列車通信網絡發(fā)展狀況 20世紀 70年代末至 80年代初，車載微機的雛形分別在 Siemens公司和 BBC公司出現(xiàn)，開始僅僅是用于傳動裝置的控制。 列車上的信息可以分為遠程控制、診斷和旅客服務信息。遠程控制信息包括用于牽引的信息和車輛的照明、車門、空調、傾擺控制等信息；診斷信息包括設備故障和維修 等信息；旅客服務信息有報站、意外、轉車、訂座等信息。隨著列車上設備控制、服務對象的增多，需要傳輸的信息的數量和種類也在 不斷增長，因此，就迫切需要一種大容量、高速度的信息傳輸系統(tǒng)，提高控制、監(jiān)視和診斷水平。在這種背景下，隨著車載微機的進一步發(fā)展，集整列列車內部測控任務和信息處理任務為一身，把全列車各個由計算機控制的部件進行聯(lián)網通信的列車通信網絡 (Train Communication Network，簡稱 TCN)便應運而生，并從原來不同公司的企業(yè)標準推向國際標準，逐步形成了列車通信網絡的標準化。 1988年 ， IEC第 9技術委員會 TC9成立了第 22工作組 WG22，其任務是制訂 一個開放的通信系統(tǒng)，從而使得各種鐵道機車車輛能夠相互聯(lián)掛，車上的可編程 電子設備能夠互換。 1992年 6月， TC9WG22以委員會草案 CD的形式向各國 發(fā)出列車通信網絡 (TcN)的征求意見稿。 1994年 5月至 1995年 9月，歐洲鐵路研究所 (E剛 u)耗資 300萬美元，在 瑞士 Interken至荷蘭的阿姆斯特丹的區(qū)段，對由瑞士 SBB、德國 DB、意大利 Fs、荷蘭 NS的車輛編組成的運營試驗列車進行了全面的 TCN試驗。一些大的鐵路公司以牽引控制系統(tǒng)為基礎 、以列車通信系統(tǒng)為紐帶、以新器件和新工藝為載體，相繼推出廣泛覆蓋牽引、制動、輔助系統(tǒng)、旅客舒適設備控制和顯示、診斷等的列車通信與控制系統(tǒng)，在歐洲一般簡稱為 TCC(Train Communication and Contr01)。在北美，類似的系統(tǒng)被稱為基于通信的列車控制系 統(tǒng)，簡稱 CBTC(Control Based on Train cation)。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 1 1999年 6月， IEC／ TC9／ WG22在 ABB的 MvB、 Siemens的 DIN43322和意大 利的 CD450等運行經驗的基礎上制訂的“列車通信網絡 (TCN)標準 (草案 )” IEC613751《鐵道電氣設備一列車總線第 1部分：列車通信網絡 (TCN)》正式成為國際標準。 在北美，由一家美國公司 Echelon于 90年代初開發(fā)的主要用于建筑自動化和工業(yè)控制的現(xiàn)場總線 LonWorks被部件供應商和鐵路公司所接受。緊跟在 IEC61375． 1正式成為國際標準之后， IEEE于 1999年制訂了 IEEEl473《列車通信協(xié)議》。該協(xié)議包含兩種類型的列車通信網絡： T型和 L型。 T型即為 1EC61375． 1： 1999規(guī)定的TCN型； L型為 EIA709． 1： 1998《控制網絡 協(xié)議規(guī)范》及 E1A709． 3： 1998《自由拓撲雙絞線信道規(guī)范》規(guī)定的 LonWorks型。 T型 (TCN)網絡適用于鐵道各基本運轉單元 (設計用于獨立工作的一節(jié)機車車輛或幾節(jié)永久或半永久組合的車輛 )之間傳送時間要求確定、時限緊迫的過程數據的周期性傳送以及由事件驅動的消息數據的傳送。它既可用于編組經常改變的非固定編組列車，也可用于編組固定的固定編組列車，能滿足其實時性、可用性及完整性要求。 T型網絡由絞線式列車總線 (wTB， Wire Train Bus)和多功能車輛總線 (MVB Vehicle Bus)組成。 WTB用于連接編組經常改變的列車中的各基本運轉單元， MVB用于連接一個基本運轉單元中的車載電子裝置。 L型 (LonWorks)網絡用于連接一個基本運轉單元或一組基本運轉單元內的電子裝置，傳送時間不太緊迫、時間不要求確定的由事件驅動的消息數據，只適用于編組固定的列車。 T型在國外已大量使用，主要用在西歐電動車組上；而 L型主要用在美洲內燃動車組上。 湖南鐵道職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計說明書 1 國內列車通訊網絡的
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