LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)在列車監(jiān)控系統(tǒng)中的應用
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網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及總線關(guān)系
3.2列車網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)概述
在目前眾多的應用中，列車網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對列車運行中所有車輛設備運行狀態(tài)的監(jiān)視，并根據(jù)需要對可可控設備進行遠端控制操作。這些車輛設備往往比較固定，一般包括空調(diào)控制器、輔助電源逆變器、煙火報警器、門控器、軸溫報警器、防滑器、列車供電控制器等，幾乎列車上所有必需的電子設備。系統(tǒng)對這些設備的監(jiān)視控制變量中，既有模擬量，也有數(shù)字量。因為列車的編掛數(shù)量往往超過18輛，整個系統(tǒng)的監(jiān)控對象數(shù)量比較多，網(wǎng)絡通信量也比較大。另外，由于列車編組情況可能會變動，網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)還必須根據(jù)設定器中設定的車號和編組對整個網(wǎng)絡進行動態(tài)配置，以適應不同的列車編組情況。系統(tǒng)設計中，除了通用節(jié)點的設計外，由于目前很多列車設備采用傳統(tǒng)微控制技術(shù)，還保持原有的RS-232/485串行通信方式，系統(tǒng)要與這些設備建立通信，就必須安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換節(jié)點。因此，整個系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)都比較復雜。
3.3應用現(xiàn)狀
國外，尤其是美國等西方國家，LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)在鐵路領(lǐng)域得到廣泛應用。歐洲國家則主要采用TCN。
國內(nèi)目前列車監(jiān)控系統(tǒng)LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)的應用也在不斷增加。已經(jīng)投入使用的有用于內(nèi)燃動車組(曙光號、神州號)點對點通信，實現(xiàn)首尾機車的重聯(lián)控制。在新設計的動車組上，有的用于列車總線(多個節(jié)點)，有的用于車輛總線(多個設備)。北京高包車則全部采用LON總線。
在目前已經(jīng)投入運行的系統(tǒng)中，基本上都采用了總線形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，每一節(jié)車廂作為一個獨立的監(jiān)控單元，每一監(jiān)控單元內(nèi)根據(jù)需求不同所需節(jié)點數(shù)量也不一樣。同一單元內(nèi)各節(jié)點通過車輛總線(LON總線)相連。通過在每一單元內(nèi)安裝一代理節(jié)點來完成本單元內(nèi)網(wǎng)絡節(jié)點的管理，同時也提供本單元同列車總線及其它單元的接口。在司機室或發(fā)電車內(nèi)有一監(jiān)控主機，通過LON網(wǎng)卡與列車總線相連，負責數(shù)據(jù)的顯示、存儲等工作。操作員可通過主機觸摸屏監(jiān)視列車運行狀況以及各設備狀態(tài)，并可對車輛設備進行遠方操作控制。整個網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)如圖2 所示。除了上述主從方式的的系統(tǒng)，也有的系統(tǒng)采用對等方式，不再設監(jiān)控主機，而是在每一監(jiān)控單元內(nèi)各有一監(jiān)控終端(配置可相對較低)，通過監(jiān)控終端可對其它單元內(nèi)設備狀況進行監(jiān)視，并可對可控設備進行控制。目前在一些新型車或改造車上，這種方式已經(jīng)得到了應用。另外，國產(chǎn)地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)中也開始采用LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)。目前，國內(nèi)投入運營的地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)，基本都是從日本或歐洲隨車進口，成本很高，如果采用我們自己的系統(tǒng)成本將會大大降低。
監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
4.結(jié)束語
LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)是一項新技術(shù)，它突出的優(yōu)點使得LON總線也成為當前最為流行的現(xiàn)場總線之一。雖然國內(nèi)引入改項技術(shù)比較晚，但也得到了越來越多的應用和發(fā)展。在鐵路行業(yè)，LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)被列為鐵路網(wǎng)絡通信標準后，其發(fā)展必將更迅速，應用也將越來越廣泛。這對于鐵路列車國產(chǎn)化水平的提高，列車成本的降低有極為重要的意義。同時，對于LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)在其它行業(yè)的應用也將是一個促進。
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