列车网络控制系统分析及故障排除毕业设计说明书(编辑修改稿)

列车网络控制系统分析及故障排除毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

CN 标准时，曾在是制定一套全新的标准，还是对原有方案加以标准化这两种思路之间权衡。 最后，其根据列车通信网络的要求，对已有的 Profibus、 LonWorks、 Bitbus、 FIP、 CAN、 Tornad 等解决方案进行考量，但由于协议不透明，或实时性、可靠性、确定性不能满足列车通信要求等各方面原因而被逐一否定。 经过多年的努力， WG22在 Siemens 和 Adtranz 公司原有技术方案的基础上，共同开发出了一套标准，并于 1999年成为国际标准，即 IEC613751 TCN 列车通信网络国际标准。 IEC613751标准的内容如表 1所列。 该标准中规定典型的 TCN 网络系统的拓扑结构如图 1所示。 由图可见， IEC 列车网络标准中规定系统分成两层总线结构：列车级的绞线式列车总线WTB 和车辆级的多功能车辆总线 MVB，两者之间协议转换需要通过网关实现。 列车总线 WTB最突出的特点是具有列车初运行的功能，即在车辆之间的重联通信时，能自动识别并标识各车辆在列车编组中的 位置和方向，这对于需要频繁进行编组的列车而言可谓意义非凡。 车辆总线 MVB 则用于实现车辆内的控制单元及控制设备的互联。 TCN 标准在列车通信的实时性方面规定，网络采用基于总线管理器的主从式介质访问控制，而在可靠性方面则规定，网络采取介质和总线管理器的冗余技术。 IEC613751标准通过后， TC9于 20xx年成立专门的工作组 TAHG(Train Communication Network AD Hoc Group)，致力于研究 TCN 的改进与发展，并于 20xx年 4月对 IEC613751进行了修订，发布了第 2版 ，同时也发布了 IEC613752列车通信网络一致性测试标准。 此外，工作组还在讨论将 CANopen、 LonWorks、 TEther、 TIMN 等多种总线形式纳入车辆总线的规范当中。 湖南铁道职业技术学院 毕业设计说明书 1 列车通信网络发展状况 20世纪 70年代末至 80年代初，车载微机的雏形分别在 Siemens公司和 BBC公司出现，开始仅仅是用于传动装置的控制。 列车上的信息可以分为远程控制、诊断和旅客服务信息。 远程控制信息包括用于牵引的信息和车辆的照明、车门、空调、倾摆控制等信息；诊断信息包括设备故障和维修 等信息；旅客服务信息有报站、意外、转车、订座等信息。 随着列车上设备控制、服务对象的增多，需要传输的信息的数量和种类也在 不断增长，因此，就迫切需要一种大容量、高速度的信息传输系统，提高控制、监视和诊断水平。 在这种背景下，随着车载微机的进一步发展，集整列列车内部测控任务和信息处理任务为一身，把全列车各个由计算机控制的部件进行联网通信的列车通信网络 (Train Communication Network，简称 TCN)便应运而生，并从原来不同公司的企业标准推向国际标准，逐步形成了列车通信网络的标准化。 1988年 ， IEC第 9技术委员会 TC9成立了第 22工作组 WG22，其任务是制订 一个开放的通信系统，从而使得各种铁道机车车辆能够相互联挂，车上的可编程 电子设备能够互换。 1992年 6月， TC9WG22以委员会草案 CD的形式向各国 发出列车通信网络 (TcN)的征求意见稿。 1994年 5月至 1995年 9月，欧洲铁路研究所 (E刚 u)耗资 300万美元，在 瑞士 Interken至荷兰的阿姆斯特丹的区段，对由瑞士 SBB、德国 DB、意大利 Fs、荷兰 NS的车辆编组成的运营试验列车进行了全面的 TCN试验。 一些大的铁路公司以牵引控制系统为基础 、以列车通信系统为纽带、以新器件和新工艺为载体，相继推出广泛覆盖牵引、制动、辅助系统、旅客舒适设备控制和显示、诊断等的列车通信与控制系统，在欧洲一般简称为 TCC(Train Communication and Contr01)。 在北美，类似的系统被称为基于通信的列车控制系 统，简称 CBTC(Control Based on Train cation)。 湖南铁道职业技术学院 毕业设计说明书 1 1999年 6月， IEC／ TC9／ WG22在 ABB的 MvB、 Siemens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 (草案 )” IEC613751《铁道电气设备一列车总线第 1部分：列车通信网络 (TCN)》正式成为国际标准。 在北美，由一家美国公司 Echelon于 90年代初开发的主要用于建筑自动化和工业控制的现场总线 LonWorks被部件供应商和铁路公司所接受。 紧跟在 IEC61375． 1正式成为国际标准之后， IEEE于 1999年制订了 IEEEl473《列车通信协议》。 该协议包含两种类型的列车通信网络： T型和 L型。 T型即为 1EC61375． 1： 1999规定的TCN型； L型为 EIA709． 1： 1998《控制网络 协议规范》及 E1A709． 3： 1998《自由拓扑双绞线信道规范》规定的 LonWorks型。 T型 (TCN)网络适用于铁道各基本运转单元 (设计用于独立工作的一节机车车辆或几节永久或半永久组合的车辆 )之间传送时间要求确定、时限紧迫的过程数据的周期性传送以及由事件驱动的消息数据的传送。 它既可用于编组经常改变的非固定编组列车，也可用于编组固定的固定编组列车，能满足其实时性、可用性及完整性要求。 T型网络由绞线式列车总线 (wTB， Wire Train Bus)和多功能车辆总线 (MVB Vehicle Bus)组成。 WTB用于连接编组经常改变的列车中的各基本运转单元， MVB用于连接一个基本运转单元中的车载电子装置。 L型 (LonWorks)网络用于连接一个基本运转单元或一组基本运转单元内的电子装置，传送时间不太紧迫、时间不要求确定的由事件驱动的消息数据，只适用于编组固定的列车。 T型在国外已大量使用，主要用在西欧电动车组上；而 L型主要用在美洲内燃动车组上。 湖南铁道职业技术学院 毕业设计说明书 1 国内列车通讯网络的。