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LonWorks在列車通信網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2012-08-03 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

發(fā)展的意義

當(dāng)今人類正進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)社會(huì),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展正在改變著人們的工作和生活。對(duì)鐵路運(yùn)輸而言也不例外。近年來(lái),我國(guó)開發(fā)或正準(zhǔn)備開發(fā)的電動(dòng)車組、高速車、城市軌道車,如雨后春筍。這些新的鐵路機(jī)車車輛都需要裝上產(chǎn)品,以實(shí)現(xiàn)整個(gè)列車的正常運(yùn)行。將整個(gè)列車連成一個(gè)整體,司機(jī)對(duì)整個(gè)列車的控制命令通過列車通信網(wǎng)絡(luò)送到列車的各個(gè)車廂上,列車的各個(gè)車廂工作狀態(tài)通過列車通信網(wǎng)絡(luò)送到司機(jī)顯示臺(tái)上,讓整個(gè)列車有效而安全的工作。因此如果沒有相應(yīng)的列車通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品裝到這些新的鐵路機(jī)車車輛上去,這些新的鐵路機(jī)車車輛就不能很好投入使用。所以一些工廠為了盡早搶占市場(chǎng),紛紛從國(guó)外進(jìn)口有網(wǎng)絡(luò)功能的控制系統(tǒng),如出口伊朗的TM1車、唐山廠研制的內(nèi)燃動(dòng)車組和四方廠研制的液力傳動(dòng)動(dòng)車組,分別從ADtranz瑞士分公司、德國(guó)西門子公司和日本新瀉公司進(jìn)口了相應(yīng)的產(chǎn)品,以解燃眉之急。

列車通信網(wǎng)絡(luò)國(guó)外發(fā)展情況簡(jiǎn)介

70年代末至80年代初,車載微機(jī)的雛形分別在西門子公司和BBC公司出現(xiàn),開始僅僅是用于傳動(dòng)裝置的控制。隨著控制、服務(wù)對(duì)象的增多,人們把鐵道系統(tǒng)依次劃分為六個(gè)層次:公司管理、鐵路運(yùn)營(yíng)、列車控制、機(jī)車車輛控制、傳動(dòng)控制和過程驅(qū)動(dòng),列車通信網(wǎng)絡(luò)在初期的串行通信總線的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生,并從原來(lái)不同公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),逐步形成了列車通信與控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件系列和全方位的開發(fā)、調(diào)試、維護(hù)、管理軟件工具。

ABB公司的微機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)MICAS-S2在列車層采用了FSK列車總線,波特率19.2Kbps,車輛總線采用了在RS485控制器總線基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)的MICAS車輛總線MVB,波特率1.5Mbps,這二種總線均具有全方位的軟件工具支持。

1988年,IEC第九技術(shù)委員會(huì)TC9成立了第22工作組WG22,其任務(wù)是制訂一個(gè)開放的通信系統(tǒng),從而使得各種鐵道機(jī)車車輛能夠相互聯(lián)掛,并且車上的可編程電子設(shè)備能夠互換。
1992年6月,TC9WG22以委員會(huì)草案CD(CommitteeDraft)的形式向各國(guó)發(fā)出列車通信網(wǎng)TCN的征求意見稿,該稿分成四個(gè)部分:第一部分總體結(jié)構(gòu),第二部分實(shí)時(shí)協(xié)議,第三部分多功能車輛總線MVB,第四部分絞式列車總線WTB。

總體結(jié)構(gòu)把列車通信網(wǎng)規(guī)定為由多功能車輛總線MVB和絞式列車總線WTB組成。其中多功能車輛總線MVB以ABB的MICAS車輛總線MVB為藍(lán)本,WTB以西門子的DIN43322和意大利的CD450為藍(lán)本。

MVB的傳輸介質(zhì)可以是雙絞線,也可以是光纖。在后一種場(chǎng)合,其跨距為2000m,最多可聯(lián)結(jié)256個(gè)智能總線站。數(shù)據(jù)劃分為過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)和監(jiān)管數(shù)據(jù),對(duì)過程數(shù)據(jù)的傳輸作了優(yōu)化。發(fā)送的基本周期是1ms或2ms。

WTB的傳輸介質(zhì)為雙絞線,最多可連接32個(gè)節(jié)點(diǎn),總線跨距860m。WTB具有列車初運(yùn)行和接觸處防氧化功能。發(fā)送的基本周期是25ms。

1994年5月至1995年9月,歐洲鐵路研究所ERRI耗資300萬(wàn)美元,在瑞士的Interlaken至荷蘭的阿姆斯特丹的區(qū)段,對(duì)由瑞士SBB、德國(guó)DB、意大利FS、荷蘭NS的車輛編組成的運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)列車進(jìn)行了全面的TCN實(shí)驗(yàn)。

1998年11月,在中國(guó)湖南株洲召開IEC年會(huì)。1999年6月,TCN標(biāo)準(zhǔn)草案61375-1正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在61375-1中,除了以上四個(gè)部分外,還有第五部分列車網(wǎng)絡(luò)管理,附錄A列車通信網(wǎng)導(dǎo)引,附錄B一致性測(cè)試導(dǎo)則。

我國(guó)列車通信網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)應(yīng)用歷程

在昆明—石林的動(dòng)車組研制時(shí),國(guó)內(nèi)還沒有一種成熟的控制網(wǎng)絡(luò),只好采用RS485標(biāo)準(zhǔn),由顯示屏作主機(jī),分時(shí)與各動(dòng)車通信。控制命令不經(jīng)網(wǎng)絡(luò),通信只傳送狀態(tài)數(shù)據(jù),供顯示屏顯示。它的基礎(chǔ)是SS4B型機(jī)車,但SS4B型機(jī)車的通信是在兩節(jié)相鄰的機(jī)車間,而在昆明—石林動(dòng)車組上,距離加長(zhǎng)了,因而須采取許多有效的抗干擾措施。實(shí)際使用情況是滿意的。

向伊朗出口的動(dòng)車組為二動(dòng)八拖,首尾為機(jī)車TM1。為解決機(jī)車重聯(lián)從瑞士ADtranz購(gòu)買了MICAS-S2系統(tǒng)??刂凭W(wǎng)絡(luò)由三級(jí)構(gòu)成。列車總線為FSK,速率為19.2Kbit/s,介質(zhì)為雙絞屏蔽線;車輛總線為MVB,介質(zhì)為光纖,速率為1.5Mbit/s。


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