计网(城轨供电)高速列车网络技术教程分析.pptVIP

7.1 TCN概述 TCN （Train Communication NetWork） 　现代列车朝高速化、 自动化、 舒适化方向发展已经成为必然趋势。列车通信网络已成为高速列车控制系统的关键技术。 TCN的本质 TCN是一种面向控制、 连接车载设备的数据通信系统 ,是分布式列车控制系统的核心。它集列车控制系统、 故障检测与诊断系统以及旅客信息服务系统于一体 。 以车载微机为主要技术手段 ,并通过网络实现列车各个系统之间的信息交换 ,最终达到对车载设备的集散式监视、 控制和管理等目的 ,实现列车控制系统的智能化、 网络化与信息化。 TCN 体系结构 列车级， 车厢级，设备级 TCN的三种应用方式 1) 具有 WTB 但没有车辆总线 ,或者有其它的 车辆总线但不是 MVB ; 2) 具有 MVB 但没有列车总线 ,或者有其它的 列车总线但不是 WTB ; 3) 可以是其它形式的总线使用实时协议 ,而不 是 WTB 或者 MVB。 数据分类 列车通信网络将传输两类数据： 短而紧迫的过程变量 (Process_Variables)（如用于牵引控制）； 不太紧迫，但可能较长的消息变量（如用于诊断）。 列车通信网络的特点 工作环境恶劣，可靠性要求高； 控制操作实时性（时间确定性）要求高； 列车组成的动态性； TCN的优缺点 优点： TCN的功能齐全 已经成为铁标 有一定国内应用的前例 TCN的不足： WTB协议复杂 TCN产品市场小，价格昂贵 7.2 TCN的发展历史 自从19世纪末自动车钩出现以来, 铁道车辆的自动化对接就已经存在。对铁路工业而言,下一个挑战是带数据总线的车辆自动互联技术, 这就要求车载数据通信进行世界范围内的标准化。 1988年，受国际电工委员会（IEC）第9技术委员会（TC9）的委托，来自20多个国家（包括中国、欧洲国家、日本和美国，它们代表了世界范围的主要铁路运用部门和制造厂家）以及UIC（国际铁路联盟）的代表组成的第22工作组（WG22），共同为铁路设备的数据通信制定一项标准。 1999年6月，经过长达11年的工作，IEC/TC9/WG22在ABB公司的MICAS基础上，以及西门子的DIN43322和意大利的CD450等运行经验的基础上制订的列车通信网络（TCN）标准－－IEC61375正式成为国际标准。 （IEC 61375） 表1.3 在2002年，我国制定了铁道部标准（TB/T3035-2002 ） TCN标准的发展 核心芯片被几大厂商控制，价格很贵 IEC 2003，TAHG(Train Communication Network AD Hoc Group) 对TCN的开放性，互操作性进行改进，并且评估各种新的总线。 表1.3 TCN在我国的情况 表1.2 MVB在国内已先后用于 “先锋” 、 “奥星” 、 “熊猫” 、 “蓝箭” 、 “大白鲨” 、 “中原之星” 、 “中华之星” 等动车组。 WTB 在DJ “熊猫” 号及 DJJ“蓝箭” 号上作为列 车总线使用; DJ2 “奥星” 号列车总线也为 WTB ;正在 研制的摆式列车也考虑采用 WTB。 7.3 WTB 概述 拓扑 物理介质 信号表示 介质访问 初始运行 其他 7.3.1 绞线式列车总线（Wire_Train_Bus，WTB） 7.3.2 WTB总线拓扑 7.3.3 WTB物理介质 WTB采用屏蔽双绞线，要求有较高的机械连接性能。使用该种介质可以达到1Mbit/s通信速率，长度为860m，对应22节26m长的UIC列车。 WTB介质附件（Medium Attachment Unit） 介质附挂单元有两个收发器,一个方向上一个。收发器使用变压器实现与外部导线的电隔离，并附挂到曼切斯特编码/译码器上 总线开关 端接开关 方向开关 WTB介质冗余 7.3.4 WTB信号表示 WTB帧 WTB链路层及其报文 三种报文 1）过程数据报文，通常使用广播的方式发送，通常周期性的报告。 2）消息数据报文，通常是一个设备发送到一个设备或者是广播，通常是按需求才发送。 3）监督数据报文，相同总线内用于监视设备状态，检测沉寂的设备，总线主权转换，总线初始化等数据。可能是周期传送，也可能是按需传送。 从设备总是与它接受的主帧相同类型的帧来回答。 WTB过程数据报文 WTB消息数据报文 通常消息报文只是被一个目标接受 WTB监督数据报文 可以没有从帧 7.3.5 WTB介质访问 （时分） 访问的几点规则 当列车网络组成改变时，每个节点通知总线主，以改变轮询的策略。 当车辆增加，周期相变长，而偶发相变短。 紧迫和非紧迫的数据 偶发性数据必须留有足够的时间。 常规操作WTB帧（总结） 7.3.6 WTB