列车网络控制技术-第三章-TCN.pptxVIP

第三章 列车通信网络（TCN）;第三章 列车通信网络协议;列车通信网络的两个标准;列车控制网络的应用;列车控制网络的介质;第一节 TCN（列车通信网络）; TCN（列车通信网络）于1999年6 月正式成为国际标准，即月正式成为国际标准，即IEC61735。该标准对列车通信网络的总体结构、连接各车辆的列车总线、连接车辆内部各智能设备的车辆总线及过程数据等内容进行了详细的规定。 它分为上、下两层，上层为列车总线，下层为车辆总线。 列车总线由各个车厢内固定安装的物理传输介质（双绞线??同轴缆）通过车厢之间的互连而构成。每个车厢内设一个通信节点，列车总线通过节点与车辆总线相连。 车辆总线分别设置在各节车厢内，连接该节车厢的各个控制单元与设备。 分三层结构：列车级控制、车厢级控制、设备级控制;;; 图中给出了三节的结构，其中，车厢中从站及智能设备的数量因要求不同而有差别。 列车总线与车辆总线是两个独立的通信子网, 而且有不同的通信协议。节点就是进行协议转换的网关。 一般有动力装置的车厢（动车或机车）内的节点称主节点（Master Node），无动力装置的车厢的节点称为从节点（Slave Node）。每一列车在运行中必须有一个且只能有一个控制总线工作的节点，称为控制节点。正常情况下以前导车的主节点为主控节点。主控节点管理列车总线的运行，必要的时候主控节点可以切换。 车辆总线的运作由各车厢的节点来管理。;一、列车通信网的体系结构;一、列车通信网的体系结构; TCN （列车通信网络）将列车上的智能设备连接起来，完成下述功能： （ⅰ）列车牵引控制及车辆控制（如车门、车灯等的远程控制）； （ⅱ）远程诊断及维护； （ⅲ）旅客信息及舒适性； TCN包括两层结构： （1）连接各车辆的绞线式列车总线（Wire Train Bus—WTB），列车新编组时可自动配置，通信介质为双绞线通信速率为1Mbit/s； （2）连接一节车辆内或车辆组（单元）各设备的多功能车辆总线（Multifunction Vehicle Bus—MVB)，经优化具有快响应性，通信介质为双绞线或光纤，通信速率为1.5Mbit/s。 网络管理部分包括对网络的配置、维护、及操作。;一、列车通信网的体系结构 列车通信网特性汇总 ; （一）MVB车辆总线概述 MVB总线用于一个车辆内设备或者一个固定的车辆组内设备的数据通信。由于MVB总线用于车辆内或者固定的车辆组内，故具有固定的网络拓扑结构和设备地址，且拓扑结构为总线型，在车辆内，有且只有一个总线管理器控制网络数据通信和介质分配。考虑到网络的可靠性，总线上可有多个冗余总线管理器，但在总线轮回周期时间内，只能有一个总线管理器是控制网络的数据通信和介质分配，称为主设备，其他总线管理器在总线中完成从设备的功能。 当出现主设备故障或者轮回周期结束需要发生主权转移时，其他冗余备份的管理器将作为可选的主设备进行主权转移，并在下一个轮回周期完成主设备的功能。总线管理器之间采用令牌算法进行切换管理总线。由于列车的作业环境异常复杂，并且随时处于动态变换的环境中，所以对车辆总线数据通信的可靠性提出了极高的要求，故在总线中，规定了在特定的时间内，实时的响应操作命令，实时采集车辆内设备的状态参数，实时的给出控制命令等。; MVB总线用于连接位于同一节车辆内或不同车辆内的标准设备，构成一列车通信网。标准设备包括可编程设备和智能传感器和执行器。 MVB可以连接4096个设备，不同设备分配不同地址。其中256个站具有消息传送能力。;MVB传输的数据有以下三类： （1）过程数据： 定时广播的带源地址的数据，定时间隔小于1ms；是那些短而紧迫，传输时间确定和有界的数据。把列车运行的控制命令和运行状态信息定义为过程数据。过程数据的传输是周期性的。 （2）消息数据： 有请求时应答，带有目的地址的点对点或广播数据；是那些非紧迫的但可能冗长的信息。把诊断信息、显示信息和服务功能作为消息数据来传送。它们的传送是非周期的，而且可以根据需要分帧传送。 （3）管理数据： 用于事件判决、主设备转换、设备状态发送的数据。是网络自身管理、维护和初始化时在通信网中传递的数据。这些数据只有在网络重构或初始化时才传递，且传递时与其他两种数据不发生冲突。 因此在列车运行时通信网上传送的只有过程数据和消息数据。 ;（一） MVB物理层 MVB提供三种通信介质，工作速率相同。 1．标准的RS-485收发器，距离20m，最多连接32个设备； 2．IEC61158-2规定的变压器及电气隔离收发器，采用屏蔽