LonWorks在列車通信網絡上的應用

發展列車通信網絡的意義

當今人類正進入網絡社會，計算機網絡的迅猛發展正在改變著人們的工作和生活。對鐵路運輸而言也不例外。近年來，我國開發或正準備開發的電動車組、高速車、城市軌道車，如雨后春筍。這些新的鐵路機車車輛都需要裝上列車通信網絡產品，以實現整個列車的正常運行。列車通信網絡將整個列車連成一個整體，司機對整個列車的控制命令通過列車通信網絡送到列車的各個車廂上，列車的各個車廂工作狀態通過列車通信網絡送到司機顯示臺上，讓整個列車有效而安全的工作。因此如果沒有相應的列車通信網絡產品裝到這些新的鐵路機車車輛上去，這些新的鐵路機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，紛紛從國外進口有網絡功能的控制系統，如出口伊朗的TM1車、唐山廠研制的內燃動車組和四方廠研制的液力傳動動車組，分別從ADtranz瑞士分公司、德國西門子公司和日本新瀉公司進口了相應的產品，以解燃眉之急。

列車通信網絡國外發展情況簡介

70年代末至80年代初，車載微機的雛形分別在西門子公司和BBC公司出現，開始僅僅是用于傳動裝置的控制。隨著控制、服務對象的增多，人們把鐵道系統依次劃分為六個層次：公司管理、鐵路運營、列車控制、機車車輛控制、傳動控制和過程驅動，列車通信網絡在初期的串行通信總線的基礎上應運而生，并從原來不同公司的企業標準推向國際標準，逐步形成了列車通信與控制系統的標準化、模塊化的硬件系列和全方位的開發、調試、維護、管理軟件工具。

ABB公司的微機自動化系統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控制器總線基礎上進一步開發的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第九技術委員會TC9成立了第22工作組WG22，其任務是制訂一個開放的通信系統，從而使得各種鐵道機車車輛能夠相互聯掛，并且車上的可編程電子設備能夠互換。
1992年6月，TC9WG22以委員會草案CD（CommitteeDraft）的形式向各國發出列車通信網TCN的征求意見稿，該稿分成四個部分：第一部分總體結構，第二部分實時協議，第三部分多功能車輛總線MVB，第四部分絞式列車總線WTB。

總體結構把列車通信網規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為藍本，WTB以西門子的DIN43322和意大利的CD450為藍本。

MVB的傳輸介質可以是雙絞線，也可以是光纖。在后一種場合，其跨距為2000m，最多可聯結256個智能總線站。數據劃分為過程數據、消息數據和監管數據，對過程數據的傳輸作了優化。發送的基本周期是1ms或2ms。

WTB的傳輸介質為雙絞線，最多可連接32個節點，總線跨距860m。WTB具有列車初運行和接觸處防氧化功能。發送的基本周期是25ms。

1994年5月至1995年9月，歐洲鐵路研究所ERRI耗資300萬美元，在瑞士的Interlaken至荷蘭的阿姆斯特丹的區段，對由瑞士SBB、德國DB、意大利FS、荷蘭NS的車輛編組成的運營試驗列車進行了全面的TCN實驗。

1998年11月，在中國湖南株洲召開IEC年會。1999年6月，TCN標準草案61375-1正式成為國際標準。在61375-1中，除了以上四個部分外，還有第五部分列車網絡管理，附錄A列車通信網導引，附錄B一致性測試導則。

我國列車通信網絡的開發應用歷程

在昆明—石林的動車組研制時，國內還沒有一種成熟的控制網絡，只好采用RS485標準，由顯示屏作主機，分時與各動車通信。控制命令不經網絡，通信只傳送狀態數據，供顯示屏顯示。它的基礎是SS4B型機車，但SS4B型機車的通信是在兩節相鄰的機車間，而在昆明—石林動車組上，距離加長了，因而須采取許多有效的抗干擾措施。實際使用情況是滿意的。

向伊朗出口的動車組為二動八拖，首尾為機車TM1。為解決機車重聯從瑞士ADtranz購買了MICAS-S2系統。控制網絡由三級構成。列車總線為FSK，速率為19.2Kbit/s，介質為雙絞屏蔽線；車輛總線為MVB，介質為光纖，速率為1.5Mbit/s。