LonWorks技術(shù)在列車通信網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用

LonWorks在列車通信網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用

　　可以用作列車通信網(wǎng)絡(luò)的還有現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。五十年代檢測(cè)控制儀表處于發(fā)展的初級(jí)階段，信號(hào)僅在本儀表內(nèi)起作用。后來(lái)出現(xiàn)了氣動(dòng)、電動(dòng)系列的單元組合式儀表，出現(xiàn)了集中控制室。后來(lái)人們尋求用數(shù)字信號(hào)取代模擬信號(hào)，出現(xiàn)了直接數(shù)字控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)字調(diào)節(jié)器、可編程控制器（PLC）以及有多個(gè)計(jì)算機(jī)構(gòu)成的集中、分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)，也就是今天被許多企業(yè)采用的DCS系統(tǒng)。由于在DCS系統(tǒng)形成的過(guò)程中，受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)早期存在的系統(tǒng)封閉這一缺陷的影響，各廠家的產(chǎn)品自成體系，彼此不能互連，難以實(shí)現(xiàn)互操作，組成更大范圍信息共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在很多困難。

　　新型現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)突破了DCS系統(tǒng)中通信由專用網(wǎng)絡(luò)的封閉系統(tǒng)帶來(lái)的缺陷，把基于封閉、專用的解決方案變成基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，即可以把來(lái)自不同廠商而遵守同一協(xié)議的自動(dòng)化設(shè)備，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線連成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的各種功能;同時(shí)把DCS集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，變成全分布式機(jī)構(gòu)，把控制功能下放到現(xiàn)場(chǎng)，依靠現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)基本控制功能。

　　PROFIBUS、基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FF）、CAN和LonWorks是目前幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。LonWorks是美國(guó)Echelon公司開發(fā)的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，與其它工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線相比，它的溫度范圍寬，其網(wǎng)絡(luò)芯片即神經(jīng)元協(xié)議控制器和總線收發(fā)器的工作溫度為-40℃～85℃;支持雙絞線、電力線、無(wú)線電、紅外線、光纖等多種介質(zhì)和支持總線型、環(huán)型、自由拓?fù)湫投喾N拓?fù)?傳輸信號(hào)采用差分曼徹斯特編碼;是現(xiàn)有各種現(xiàn)場(chǎng)總線中唯一提供了OSI參考模型中所定義的全部7層服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，它有配套的節(jié)點(diǎn)、路由器或網(wǎng)關(guān)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試、安裝設(shè)備，可以在較高層次上實(shí)施網(wǎng)絡(luò)工程。LonWorks用在鐵道車輛上已有先例;今年7月19日，LonWorks互操作協(xié)會(huì)運(yùn)輸任務(wù)組開會(huì)討論了鐵路運(yùn)輸業(yè)的第一個(gè)LonMark功能框架（LonMark Functional Profile）草案。

　　九十年代初在美國(guó)出現(xiàn)的LonWorks工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，這些年來(lái)迅速在各個(gè)領(lǐng)域推廣普及開來(lái)，鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域也不例外。加拿大Bombardier和日本川崎等公司已將LonWorks用作列車通信網(wǎng)絡(luò)，用在他們生產(chǎn)的地鐵車輛上。

　　今年IEEE制定的列車通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE1473-1999包含了TCN和LonWorks，即1473-T（TCN）和1473-L（LonWorks），而且有些公司已在生產(chǎn)連接這兩個(gè)協(xié)議的網(wǎng)關(guān)。 我國(guó)列車總線采用LonWorks現(xiàn)場(chǎng)總線的方案，首先在昆明—石林車組上進(jìn)行三點(diǎn)的通信試驗(yàn)，現(xiàn)已成功地用于新曙光號(hào)二動(dòng)九拖的內(nèi)燃動(dòng)車組上。列車總線為雙絞屏蔽線，通信速率78Kbit/s。 雙層全空調(diào)新曙光號(hào)快速列車可載客1140人，首尾兩節(jié)都是動(dòng)車，中間9節(jié)為拖車，藍(lán)白相間的車身分為兩層。它的時(shí)速超過(guò)199公里?，F(xiàn)在每天在上海、南京、杭州間運(yùn)行。

　　鑒于時(shí)間倉(cāng)促，LonWorks電路板還來(lái)不及做各種試驗(yàn)，雖然目前在新曙光號(hào)快速列車的使用尚未出現(xiàn)問(wèn)題。另外，當(dāng)列車上網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)再多時(shí)， LonWorks通信的實(shí)時(shí)性問(wèn)題尚待研究;列車的重組也有待試驗(yàn)。

　　新曙光號(hào)2動(dòng)9拖內(nèi)燃動(dòng)車組。從1999年10月開始使用LonWorks技術(shù)，已無(wú)故障運(yùn)行40余萬(wàn)公里。

　　總之，LonWorks在新曙光號(hào)快速列車的成功應(yīng)用，是LonWorks技術(shù)在我國(guó)鐵路領(lǐng)域的首次嘗試。要發(fā)揮LonWorks技術(shù)的長(zhǎng)處，還有很多工作要做。希望在今后的工作中，能同各位同人共磋技藝，并得到Echelon公司和威通公司進(jìn)一步的支持。