列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)—HXD2型電力機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱(chēng)：列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) hxd2型電力機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)專(zhuān) 業(yè) 系 牽引與動(dòng)力學(xué)院 班 級(jí) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 完成日期 2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1、 課題名稱(chēng)：列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分析及故障排除2、 指導(dǎo)老師：3、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求1、 課題概述 隨著牽引動(dòng)力的交流化和運(yùn)行速度的提高，列車(chē)上采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化控制的部件或裝置也越來(lái)越多，各微機(jī)系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)和信息交換顯得越來(lái)越重要。另外，為提高列車(chē)的舒適度，各種輔助裝置的控制和服務(wù)裝置的控制都必須納入到這個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)中來(lái)。因此，列車(chē)控制也由單臺(tái)機(jī)車(chē)的牽引傳動(dòng)控制逐漸向網(wǎng)絡(luò)控制方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已經(jīng)成為核心技術(shù)之一。

2、本課題基于tcn、arcnet等常見(jiàn)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)，分析其通信原理和通信特點(diǎn)，著重分析高速動(dòng)車(chē)、大功率交傳機(jī)車(chē)、城軌車(chē)輛等多類(lèi)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制功能、硬件組成及工作原理，指出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，闡述其故障應(yīng)急處理方法。2、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 （1）設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題下設(shè)3個(gè)子課題： crh動(dòng)車(chē)組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及故障排除 hxd交傳機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及故障排除 城軌車(chē)輛網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及故障排除每個(gè)子課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容可包括： 列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀分析 列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)機(jī)車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別 常見(jiàn)的列車(chē)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn) 以某個(gè)車(chē)型為例，從結(jié)

3、構(gòu)、原理、可靠性、實(shí)時(shí)性等方面詳細(xì)分析該車(chē)型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障的判斷分析與處理 結(jié)論 （2）要求 通過(guò)檢索文獻(xiàn)或其他方式，深入了解設(shè)計(jì)內(nèi)容所需要的各種信息； 能夠靈活運(yùn)用電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、機(jī)車(chē)總體、列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)等基礎(chǔ)和專(zhuān)業(yè)課程的知識(shí)來(lái)分析城軌列車(chē)、大功率機(jī)車(chē)及高速動(dòng)車(chē)組上的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 要求學(xué)生有一定的電子電路，軌道交通專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)。4、 設(shè)計(jì)參考書(shū)1、 列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)原理與應(yīng)用2、 動(dòng)車(chē)組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)3、 crh2型動(dòng)車(chē)組、crh5型動(dòng)車(chē)組4、 hxd大功率機(jī)車(chē)5、 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)要求1、 封面2、 目錄3、 內(nèi)容摘要(200400字左右，中英文)4、 引言

4、5、 正文（設(shè)計(jì)方案比較與選擇，設(shè)計(jì)方案原理、計(jì)算、分析、論證，設(shè)計(jì)結(jié)果的說(shuō)明及特點(diǎn)）6、 結(jié)束語(yǔ)7、 附錄(參考文獻(xiàn)、圖紙、材料清單等)六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程安排 第1周：資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路。 第2-3周：設(shè)計(jì)要求說(shuō)明及課題內(nèi)容輔導(dǎo)。 第4-7周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成初稿。第7-10周：第一次檢查，了解設(shè)計(jì)完成情況。第11周：第二次檢查設(shè)計(jì)完成情況，并作好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。第12周：畢業(yè)答辯與綜合成績(jī)?cè)u(píng)定。七 、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求答辯前三天，每個(gè)學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)或畢業(yè)論文、專(zhuān)題報(bào)告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫(xiě)出審閱意見(jiàn)。學(xué)生答辯時(shí)對(duì)自述部分應(yīng)寫(xiě)出書(shū)

5、面提綱，內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評(píng)價(jià)。答辯小組質(zhì)詢(xún)課題的關(guān)鍵問(wèn)題，質(zhì)詢(xún)與課題密切相關(guān)的基本理論、知識(shí)、設(shè)計(jì)與計(jì)算方法、實(shí)驗(yàn)方法、測(cè)試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。2、 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求文字要求:說(shuō)明書(shū)要求打印(除圖紙外)，不能手寫(xiě)。文字通順，語(yǔ)言流暢，排版合理，無(wú)錯(cuò)別字，不允許抄襲。圖紙要求:按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書(shū)寫(xiě)。曲線圖表要求：所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫(huà)，必須按國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。摘要隨著列

6、車(chē)運(yùn)行速度的提高，列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有越來(lái)越重要的意義。同時(shí)，列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是動(dòng)車(chē)組的九大關(guān)鍵技術(shù)之一，因此建立可靠安全的車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)是十分必要的。首先分析了列車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，功能模塊及車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸信息等。接著介紹了iec-61375標(biāo)準(zhǔn)，即列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)（tcn）標(biāo)準(zhǔn)是iec聯(lián)合uic經(jīng)過(guò)幾十年的工作采用了一個(gè)用于規(guī)范車(chē)載設(shè)備數(shù)據(jù)通信的標(biāo)準(zhǔn)。介紹了tcn網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)、實(shí)時(shí)協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸及介質(zhì)訪問(wèn)方式。并詳細(xì)討論了wtb和mvb總線的物理層、報(bào)文、介質(zhì)訪問(wèn)及鏈路層控制。其次分析比較了arcnet和tcn兩種車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)，并總結(jié)出各自的優(yōu)勢(shì)。arcnet用于crh2動(dòng)車(chē)組

7、，tcn用于crh1、crh3和crh5動(dòng)車(chē)組。本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)針對(duì)tcn、arcnet等常見(jiàn)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)，分析其通信原理和通信特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀進(jìn)行闡述分析，著重分析hxd2型電力機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制功能、硬件組成及工作原理，指出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中常見(jiàn)的故障現(xiàn)象，闡述其故障應(yīng)急處理方法。關(guān)鍵詞：hxd2電力機(jī)車(chē)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)故障應(yīng)急處理abstractwith the increase of train speed, train network control system is more and more important. at the same time,

8、 train network control system is one of the key technologies in nine of emu, therefore the establishment of vehicular communication network security is very necessary.this paper first analyzes the architecture of train network system, function module and vehicle communication network topology struct

9、ure, transmission information etc.then introduces iec-61375 standard, namely the train communication network (tcn) standard is iec combined with uic after decades of work by using a standard car equipment for data communication standard. this paper introduces the basic structure, the tcn network pro

10、tocol, data transmission and media access mode. and a detailed discussion of the physical layer, wtb and mvb bus message, media access and link layer control.then compares arcnet and tcn two kinds of vehicular communication network analysis, and sums up their respective advantages. arcnet for crh2 e

11、mu, tcn for crh1, crh3 and crh5 emu.the design specification for tcn, arcnet and other common train communication network, analyses the communication principle and communication features, the development history and current situation of train network control technology is analyzed, emphasizes on the

12、 analysis of hxd2 type electric locomotive topology structure, control function, hardware network control system composition and working principle, points out the common faults network control system, the fault emergency treatment methodkeywords: hxd2 electric locomotive fault train network emergenc

13、y treatment42 引言提高列車(chē)運(yùn)行速度是鐵路技術(shù)發(fā)展的重要目標(biāo)，保證列車(chē)運(yùn)行安全是實(shí)現(xiàn)我國(guó)列車(chē)提速戰(zhàn)略的重要保證，而列車(chē)控制系統(tǒng)則是實(shí)現(xiàn)這一重要保長(zhǎng)的技術(shù)支持手段。隨著牽引動(dòng)力交流化和列車(chē)運(yùn)行速度的提高，機(jī)車(chē)和列車(chē)上采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化控制的部件或裝置也越來(lái)越多。各微機(jī)系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)和信息交換顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)動(dòng)力分散型的動(dòng)車(chē)組，為了提高旅客列車(chē)的舒適度，各種輔助裝置的控制和服務(wù)裝置的控制都必須納入到這個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)中來(lái)。因此，列車(chē)控制也由單臺(tái)機(jī)車(chē)的牽引傳動(dòng)控制逐漸向列車(chē)的網(wǎng)絡(luò)控制方向發(fā)展，列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已經(jīng)成為高速動(dòng)車(chē)組、城軌車(chē)輛的核心技術(shù)之一。本設(shè)計(jì)以網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)知識(shí)和計(jì)算機(jī)

14、控制基礎(chǔ)知識(shí)作為鋪墊，在此基礎(chǔ)上詳細(xì)講述了能夠用于列車(chē)通行的幾種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，包括lonworks、arcnet、can等現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，tcn列車(chē)通行網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)以及新興的控制網(wǎng)絡(luò)工業(yè)以太網(wǎng)等。與此對(duì)應(yīng)還介紹了應(yīng)用不同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的crh系列動(dòng)車(chē)組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)tcms，最后簡(jiǎn)單介紹了列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行控制系統(tǒng)。其主要分析是hxd2電力機(jī)車(chē)的網(wǎng)絡(luò)通信，并詳細(xì)解讀hxd2電力機(jī)車(chē)的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)。目 錄第一章網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概述31.1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概念31.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及層次模型31.3 車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)51.4 列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸51.5 列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問(wèn)方式7第二章 列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)t

15、cn82.1 tcn的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程82.1.1 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介82.1.2 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)雛形82.1.3 sibas系統(tǒng)82.1.4 micas系統(tǒng)92.2 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀102.2.1 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品主要供應(yīng)商102.2.2 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀102.2.3 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)的研究推廣112.2.4 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)112.3 wtb總線122.3.1 絞線式列車(chē)總線wtb122.3.2 wtb介質(zhì)訪問(wèn)13第三章 微機(jī)控制基礎(chǔ)153.1 微型計(jì)算機(jī)的概述153.1.1 微機(jī)簡(jiǎn)介與發(fā)展153.1.2 微機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用153.2 微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)183.2.1

16、 worldfip網(wǎng)絡(luò)通信的原理和結(jié)構(gòu)183.3 hxd2型電力機(jī)車(chē)的微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)223.3.1 主處理單元mpu（main processor unit）22第四章 和諧2型電力機(jī)車(chē)264.1和諧2型電力機(jī)車(chē)概述264.1.1微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)264.2 和諧2型電力機(jī)車(chē)技術(shù)特點(diǎn)284.2.1總體布置284.2.2電氣系統(tǒng)284.2.3控制系統(tǒng)294.2.4轉(zhuǎn)向架29第五章 和諧2型電力機(jī)車(chē)應(yīng)急處理315.1各類(lèi)故障應(yīng)急處理311.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求38第六章心得體會(huì)39參考文獻(xiàn)40 第一章網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概述1.1 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概念網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)又被成為基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)，它是一種

17、完全網(wǎng)絡(luò)化、分布化的控制系統(tǒng)，是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)。俠義的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，事先傳感器、控制器和執(zhí)行器等系統(tǒng)各部件之間的信息交換，從而實(shí)現(xiàn)資源共享、遠(yuǎn)程檢測(cè)與控制。例如，基于現(xiàn)成總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)就可以堪稱(chēng)是一種俠義的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。廣義的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不但包括俠義的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在內(nèi)，還包括通過(guò)iternet、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)以及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，事先對(duì)工廠車(chē)間、生產(chǎn)線以及工程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、信息傳輸、信息管理以及信息分布等。列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，并根據(jù)需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)集列車(chē)控制系統(tǒng)、故障檢測(cè)與診斷系統(tǒng)以放客信息腥務(wù)系統(tǒng)于一

18、體， 以車(chē)載微機(jī)為主要技術(shù)手段，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)列車(chē)各系統(tǒng)之間的信息交換，最終達(dá)到對(duì)車(chē)載設(shè)備的集散式監(jiān)視?？刂坪凸芾淼哪康?，實(shí)現(xiàn)列車(chē)控制系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化與信息化 通過(guò)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)連接的列車(chē)上各智能控制單元通過(guò)傳輸過(guò)程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)和監(jiān)督數(shù)據(jù)柬實(shí)現(xiàn)列車(chē)的控制，診斷以及列車(chē)狀態(tài)評(píng)估而其他未與列車(chē)網(wǎng)絡(luò)連接的智c2控制單元?jiǎng)t通過(guò)硬連線的連接來(lái)實(shí)現(xiàn)其控制功能 列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下主要控制功能： (1)實(shí)現(xiàn)各動(dòng)力車(chē)的重聯(lián)控制 (2)實(shí)現(xiàn)全列車(chē)(動(dòng)車(chē)和拖車(chē))所有由計(jì)算機(jī)控制的單元聯(lián)網(wǎng)通信 和資潭共享 (3)實(shí)現(xiàn)全列車(chē)的制動(dòng)控制、門(mén)控制、空調(diào)控制及軸溫檢測(cè)等功 能1.2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及層次模型網(wǎng)絡(luò)控

19、制系統(tǒng)一般由三部分組成：控制器、被控對(duì)象以及通信網(wǎng)絡(luò)，被控對(duì)象一般為連續(xù)系統(tǒng)，而控制器一般采用離散系統(tǒng)。被控對(duì)象的輸出通過(guò)傳感器采樣的方式離散化并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到控制的輸入端?？刂破鬟M(jìn)行運(yùn)算后，將輸出通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到被控對(duì)象的輸入端，并由零階保持器生成分段連續(xù)函數(shù)作為連續(xù)系統(tǒng)的輸入。常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有徑直結(jié)構(gòu)和分層結(jié)構(gòu)。在徑直結(jié)構(gòu)中，控制器將傳感器等檢測(cè)裝置從現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的實(shí)際參數(shù)和預(yù)定的預(yù)期參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，得出相應(yīng)的控制結(jié)果后，輸出到執(zhí)行器，作用于被控對(duì)象。在分層結(jié)構(gòu)中，主控制器將計(jì)算好的參數(shù)控制信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，遠(yuǎn)程控制器根據(jù)參考信號(hào)執(zhí)行本地閉環(huán)控制，并將傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)傳

20、給主控制器。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的層次模型（1） 設(shè)備層。設(shè)備層中的設(shè)備種類(lèi)繁多，有只能傳感器、啟動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)器、i/o不見(jiàn)、變送器、變換器、閥門(mén)等。設(shè)備的多樣性要求設(shè)備層滿(mǎn)足開(kāi)放性要求，各廠商遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，保證產(chǎn)品滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)化。來(lái)自不同廠家的設(shè)備在功能上可以用相同功能的同類(lèi)設(shè)備互換、事先可互換性；來(lái)自不同廠家的設(shè)備可以相互通信，并可以在多廠家的環(huán)境中完成功能，實(shí)現(xiàn)可互操作性。 設(shè)備層中的設(shè)備是智能化的。他們可獨(dú)立完成系統(tǒng)的傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。設(shè)備控制功能的自治化使得分散在現(xiàn)場(chǎng)不通物理位置的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，能

21、夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，從而形成各種適應(yīng)實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。（2） 自動(dòng)化層。自動(dòng)化層事先控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，控制網(wǎng)絡(luò)遵循開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議。對(duì)設(shè)備層的開(kāi)放性，允許符合開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備方便地接人；對(duì)信息化層的開(kāi)放性，允許與信息化層互聯(lián)、互通、互操作。（3） 信息化層。信息化層已經(jīng)較好的實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放性策略，各類(lèi)局域網(wǎng)滿(mǎn)足ieee802標(biāo)準(zhǔn)，信息網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)遵循tcp/ip協(xié)議。信息網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性為事先控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成提供了有力支持。列車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) (4)完成全列車(chē)的自檢及故障診斷決策1.3 車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)的主要功能是作為溝通各個(gè)控制、診斷單元的信息通道將列車(chē)上眾多由計(jì)

22、算機(jī)控制的部件互相聯(lián)網(wǎng)通信從而達(dá)到統(tǒng)一控制與診斷和資源共享的目的。車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)一般采用分層結(jié)構(gòu)。用于連接數(shù)據(jù)采集站、設(shè)備站、司機(jī)控制站構(gòu)成列車(chē)設(shè)備控制、監(jiān)測(cè)與故障診斷的列車(chē)級(jí)網(wǎng)絡(luò),通常稱(chēng)為列車(chē)總線,用于連接車(chē)輛內(nèi)的各種控制設(shè)備,構(gòu)成車(chē)廂級(jí)數(shù)據(jù)采集、控制的車(chē)輛級(jí)網(wǎng)絡(luò)通常稱(chēng)為車(chē)輛總線。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上則采用環(huán)形或總線形。列車(chē)控制網(wǎng)絡(luò)把安裝在列車(chē)上各動(dòng)力車(chē)和車(chē)廂內(nèi)的各種可編程設(shè)備互連在一起。通過(guò)車(chē)載通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒅饕幸韵铝N;(1)列車(chē)運(yùn)行的控制命令。(2)運(yùn)行中的各車(chē)廂(包括有動(dòng)力裝置的機(jī)車(chē)和無(wú)動(dòng)力裝置的旅客車(chē)廂)的狀態(tài)信息。(3)故障診斷所需的信息及結(jié)果。(4)顯示單元所要顯示和提示的各種信息

23、。(5)通信網(wǎng)的管理信息。(6)其他與列車(chē)運(yùn)行、安全及服務(wù)有關(guān)的需要在列車(chē)內(nèi)互相傳遞的信息。1.4 列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸列車(chē)通信網(wǎng)的主要功能是為控制、診斷單元的信息通信提供通道,實(shí)現(xiàn)各種信息的流通,從而達(dá)到控制的統(tǒng)一和資源共享的目的。在高速列車(chē)控制系統(tǒng)中傳輸?shù)男畔⒅饕幸韵聨追N;(1)列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的各種控制命令.(2)列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)信息.(3)故障診斷所需的信息及結(jié)果.(4)需要在顯示單元上顯示的各種信息.(5)其它與列車(chē)運(yùn)行、安全、旅客服務(wù)相關(guān)的信息。根據(jù)通信網(wǎng)上所傳輸數(shù)據(jù)的性質(zhì)和實(shí)時(shí)性的要求,把通信網(wǎng)上的數(shù)據(jù)分為三類(lèi);過(guò)程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)、和管理數(shù)據(jù)。通信網(wǎng)采用不同的

24、方法來(lái)傳遞這三類(lèi)數(shù)據(jù)。（1） 過(guò)程數(shù)據(jù)；過(guò)程變量的值叫作過(guò)程數(shù)據(jù)。它表示車(chē)輛設(shè)備的狀態(tài)和控制信息；如手柄位、列車(chē)運(yùn)行速度、當(dāng)前的時(shí)間、各單元的工作狀態(tài)、操作員的命令等。過(guò)程數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間是確定的和有界的。其特點(diǎn)是長(zhǎng)度短而時(shí)間性強(qiáng)傳輸時(shí)間確定而且有界，這些數(shù)據(jù)采用源地址數(shù)據(jù)廣播方式。主設(shè)備通過(guò)發(fā)送含有功能碼的主幀，來(lái)請(qǐng)求傳送過(guò)程數(shù)據(jù)。發(fā)送過(guò)程數(shù)據(jù)的從設(shè)備將依據(jù)過(guò)程數(shù)據(jù)請(qǐng)求中的標(biāo)識(shí)符來(lái)產(chǎn)生一個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)響應(yīng)。過(guò)程數(shù)據(jù)將通過(guò)12位的邏輯地址和功能代碼來(lái)識(shí)別，它們表明了過(guò)程數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。對(duì)于每個(gè)邏輯地址，其相對(duì)應(yīng)的過(guò)程數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度應(yīng)在規(guī)定的操作開(kāi)始前，在源設(shè)備和所有接收設(shè)備中被設(shè)定好。對(duì)于車(chē)輛總線上所有的重

25、要變量，從一個(gè)應(yīng)用到另一個(gè)應(yīng)用的確定性傳送的傳送時(shí)間必須保證在16ms內(nèi)，車(chē)輛內(nèi)總線數(shù)據(jù)發(fā)送周期小于50ms：而通過(guò)wtb從車(chē)輛總線到車(chē)輛總線的確定性傳送的傳送時(shí)間必須保證在100ms以?xún)?nèi)。為了保證這個(gè)時(shí)延，過(guò)程數(shù)據(jù)周期性地發(fā)送。（2）消息數(shù)據(jù)；它與事件有關(guān)，傳輸非實(shí)時(shí)性的信息，可以是診斷信息、顯示信息和服務(wù)功能信息，這些數(shù)據(jù)可能數(shù)量較大而且傳遞沒(méi)有確定的時(shí)間限制。因此它們的傳送是采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或廣播數(shù)據(jù)報(bào)文的偶發(fā)性傳送，而且可能根據(jù)需要分幀傳送。一個(gè)消息數(shù)據(jù)幀應(yīng)具有256bits的固定長(zhǎng)度；從幀的前4bits定義了通信模式，用模式0001來(lái)指定單播消息數(shù)據(jù)，模式1111來(lái)指定廣播消息數(shù)據(jù)，而其它

26、模式將作為保留以供將來(lái)使用，接下來(lái)的12bits定義了目標(biāo)設(shè)備的地址，一旦使用廣播模式，則該區(qū)域?qū)⒈粦?yīng)用來(lái)使用，此后的4bits定義了協(xié)議類(lèi)型，隨后的12bits定義了源設(shè)備的地址，而后面的8bits里定義了隨后的鏈接數(shù)據(jù)的有效長(zhǎng)度。消息被分成小包，這些包分別被編號(hào)并由目的站確認(rèn)。消息包及與之相關(guān)的控制數(shù)據(jù)形成消息數(shù)據(jù)。功能消息被應(yīng)用層所使用，服務(wù)消息用于列車(chē)通信系統(tǒng)自身的管理等。為了確保消息數(shù)據(jù)端到端的可靠傳輸，應(yīng)用過(guò)程間的通信可采用呼叫/應(yīng)答方式。消息數(shù)據(jù)既可以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單獨(dú)傳輸，也同樣可以進(jìn)行全網(wǎng)廣播。（3） 管理數(shù)據(jù)；是網(wǎng)絡(luò)自身管理、維護(hù)和初始化時(shí)在通信網(wǎng)中傳遞的數(shù)據(jù)。監(jiān)督數(shù)據(jù)是在相同總線

27、內(nèi)用于監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)、檢測(cè)寂靜的設(shè)備、總線主設(shè)備權(quán)轉(zhuǎn)移、事件輪詢(xún)等的數(shù)據(jù)。它是主設(shè)備對(duì)從設(shè)備的狀態(tài)校驗(yàn)、聯(lián)機(jī)設(shè)備檢測(cè)、主權(quán)傳輸以及車(chē)輛初運(yùn)和其他管理所用的數(shù)據(jù)，特點(diǎn)是幀很短，這些數(shù)據(jù)只有在網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)或初始化時(shí)才傳遞，管理數(shù)據(jù)的傳遞與其它兩種數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生沖突。因此在列車(chē)運(yùn)行時(shí)通信網(wǎng)上傳送的只有過(guò)程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)。管理數(shù)據(jù)響應(yīng)將攜帶16bits幀數(shù)據(jù)。主設(shè)備可以向從設(shè)備請(qǐng)求管理數(shù)據(jù)或者向從設(shè)備發(fā)送管理數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)帶有一個(gè)管理數(shù)據(jù)請(qǐng)求的主幀。1.5 列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)訪問(wèn)方式一般有動(dòng)力裝置的車(chē)廂（動(dòng)車(chē)和機(jī)車(chē)）內(nèi)的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)無(wú)動(dòng)力裝置的車(chē)廂內(nèi)的節(jié)點(diǎn)作為從節(jié)點(diǎn)。wtb介質(zhì)訪問(wèn)控制方式為主從控制方式每一列車(chē)

28、在運(yùn)行中必須有且只能有一個(gè)控制總線工作的節(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為控制節(jié)點(diǎn)，控制節(jié)點(diǎn)必須是主節(jié)點(diǎn)，一般情況下以前導(dǎo)機(jī)車(chē)內(nèi)的主節(jié)點(diǎn)為控制節(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為主控節(jié)點(diǎn)。主控節(jié)點(diǎn)管理列車(chē)總線的運(yùn)行，必要時(shí)主控節(jié)點(diǎn)可以切換，車(chē)廂總線由各車(chē)廂內(nèi)的節(jié)點(diǎn)管理運(yùn)行。主節(jié)點(diǎn)將總線帶寬以25ns為基本周期進(jìn)行劃分，基本周期又分解為周期相和偶發(fā)相。周期相占總線時(shí)間的固定時(shí)段，與狀態(tài)的發(fā)送相關(guān)聯(lián)。在此時(shí)段，主節(jié)點(diǎn)依次輪詢(xún)各變量，按預(yù)先生成的周期列表請(qǐng)求從節(jié)點(diǎn)向總線廣播其過(guò)程數(shù)據(jù)，此外在wtb中有消息數(shù)據(jù)發(fā)送的從節(jié)點(diǎn)還在其過(guò)程數(shù)據(jù)中發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求標(biāo)志，主節(jié)點(diǎn)將記錄此請(qǐng)求。因?yàn)閿?shù)據(jù)是周期性重復(fù)發(fā)送的，所以周期性數(shù)據(jù)無(wú)需目標(biāo)設(shè)備確認(rèn)。一個(gè)基本周期的大

29、小在mvb上是1ms或2ms，在wtb上是25ms。不是很緊急的變量可以以2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)等等基本周期長(zhǎng)度的周期發(fā)送，其最長(zhǎng)周期是1024ms。兩個(gè)周期相間的偶發(fā)相允許設(shè)備按需要發(fā)送數(shù)據(jù)，偶發(fā)性發(fā)送是與事件的發(fā)送相關(guān)聯(lián)的，事件是設(shè)備狀態(tài)的改變，設(shè)備狀態(tài)的改變引發(fā)發(fā)送要求。因此，事件必須得以確認(rèn)，以確保不會(huì)丟失狀態(tài)改變的信息。在此期間主節(jié)點(diǎn)向請(qǐng)求發(fā)送消息數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)依次發(fā)送消息數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求，收到請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的消息數(shù)據(jù)發(fā)向目的節(jié)點(diǎn)。這種介質(zhì)訪問(wèn)方式可保證實(shí)時(shí)變量傳輸?shù)拇_定性。實(shí)時(shí)變量的最大傳送時(shí)延只與總線的基本周期有關(guān)，而與總線負(fù)載情況無(wú)關(guān)。在過(guò)程數(shù)據(jù)和消息數(shù)據(jù)之間，主節(jié)點(diǎn)還發(fā)送一些監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)請(qǐng)

30、求以監(jiān)控總線狀態(tài)。第二章 列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)tcn2.1 tcn的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程2.1.1 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介由于世界范圍內(nèi)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的差異，造成了多種總線技術(shù)并存的局面。除tcn標(biāo)準(zhǔn)的列車(chē)總線之外，worldfip、lonworks、can等其他總線形式也在列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)中有不同程度的運(yùn)用。上述幾種列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，絕大部分都是在其他領(lǐng)域應(yīng)用成熟的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)移植到列車(chē)控制系統(tǒng)中來(lái)的。它們依據(jù)各自的標(biāo)準(zhǔn)，不便進(jìn)行互聯(lián)。于是基于制訂一種開(kāi)放式列車(chē)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種軌道車(chē)輛相互聯(lián)掛，車(chē)載可編程電子設(shè)備統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)而實(shí)現(xiàn)互換的構(gòu)想，tcn列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。2.1.2 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)雛形任何技術(shù)都不是

31、憑空而生的，tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)也正是如此。它是由車(chē)載微機(jī)系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上加以遴選、改進(jìn)和標(biāo)準(zhǔn)化而形成的。其主要參考的模型則是siemens公司的sibas系統(tǒng)和adtranz公司的micas系統(tǒng)。以上兩種形式車(chē)載微機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展已從最初的完成簡(jiǎn)單的單一功能，發(fā)展到現(xiàn)在的多功能集成的列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)，為tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的起步與成型，以及日后成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，做出了巨大貢獻(xiàn)。2.1.3 sibas系統(tǒng)在鐵路機(jī)車(chē)動(dòng)車(chē)控制方面，德國(guó)siemens公司早在1981年就研制出了相應(yīng)的微機(jī)控制系統(tǒng)，并命名為sibas16，這個(gè)系統(tǒng)的樣機(jī)首次應(yīng)用在紐倫堡交通運(yùn)輸管理局地鐵車(chē)輛上。sibas16中的數(shù)字

32、代表其采用的是16位微處理器，這個(gè)系統(tǒng)由中央機(jī)、一個(gè)或多個(gè)子機(jī)以及存儲(chǔ)單元構(gòu)成，各計(jì)算機(jī)之間采用串行通信來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。這種機(jī)車(chē)控制系統(tǒng)形式新穎，擴(kuò)展性好，可靠性高，使用安裝便捷，大有取代傳統(tǒng)控制技術(shù)的趨勢(shì)，成為列車(chē)微機(jī)控制發(fā)展中的發(fā)軔之作，影響不可不謂之重大。 隨著技術(shù)的不斷革新以及sibas16的不斷完善，siemens公司不失時(shí)機(jī)地推出了基于32位控制器和信號(hào)處理器的列車(chē)微機(jī)控制系統(tǒng)sibas32，其在性能上較sibas16更具優(yōu)越性，同時(shí)也對(duì)原有sibas16系統(tǒng)在接口上保持了向下兼容。20世紀(jì)90年代，列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)正在制定當(dāng)中，siemens公司著眼于控制系統(tǒng)功能的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，

33、其推出的sibas32系統(tǒng)是一種多功能通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，外圍設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)化、專(zhuān)用化、智能化，基本上可在保持硬件結(jié)構(gòu)不變的情況下便捷地與任意終端相掛接，構(gòu)成一個(gè)對(duì)各種機(jī)車(chē)車(chē)輛移植性很好的控制與監(jiān)控系統(tǒng)。2.1.4 micas系統(tǒng)micas系統(tǒng)的出現(xiàn)是在20世紀(jì)80年代。瑞士布朗勃法瑞公司(bbc)最早研發(fā)的micas系統(tǒng)是應(yīng)用于運(yùn)輸部門(mén)的微型計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，能理想地實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車(chē)與船只等場(chǎng)合的控制功能。針對(duì)micas應(yīng)用領(lǐng)域的不同，研發(fā)人員相應(yīng)地開(kāi)發(fā)出了適用于該場(chǎng)合的軟件、硬件模塊及工具，形成了以micass、micasl和micase等不同系列。其中micass系統(tǒng)在1

34、985年首次應(yīng)用于牽引控制技術(shù)中，在對(duì)過(guò)程處理速度和性能要求苛刻的牽引控制系統(tǒng)中很好地實(shí)現(xiàn)了控制功能。 1988年瑞典的阿西亞公司(asea)和瑞士的布朗勃法瑞公司(bbc)合并而成abb集團(tuán)。此后，abb旗下的adtranz公司在micass牽引控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了micass2，并于1992年第一次成功運(yùn)用在瑞士re460型變流機(jī)車(chē)上。micass2列車(chē)控制系統(tǒng)實(shí)行分級(jí)控制形式，由列車(chē)級(jí)、車(chē)輛級(jí)和傳動(dòng)級(jí)3級(jí)控制組成，各級(jí)系統(tǒng)控制單元之間的通信通過(guò)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)采用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分成車(chē)輛總線、列車(chē)總線兩級(jí)局域網(wǎng)。車(chē)輛總線由同一車(chē)輛內(nèi)的幾個(gè)控制單元互連構(gòu)成，采用rs485串

35、行通信標(biāo)準(zhǔn)。列車(chē)總線為貫穿各車(chē)輛節(jié)點(diǎn)互連的通信線路，采用9芯ep電纜或18芯uic電纜，線路通過(guò)兩種總線之間的網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)總線耦合。 在micass2的基礎(chǔ)上adtranz公司又推出了mitrac系統(tǒng)，這是更新一代的分布式列車(chē)控制與通信系統(tǒng)。mitrac系統(tǒng)中沒(méi)有集中的控制柜和機(jī)箱，各個(gè)控制單元或i/o單元均自成一體，分別封裝在一個(gè)配備獨(dú)立電源和標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛總線接口的殼體中，并分布于車(chē)體內(nèi)靠近控制對(duì)象的各個(gè)位置。其良好的電磁兼容性能保證各車(chē)輛控制單元工作在環(huán)境惡劣的列車(chē)中。之后adtranz公司幾易其主，2001年4月，bombardier公司從daimler chrysler手中將其子公司adtra

36、nz收購(gòu)。bombardier公司對(duì)mitrac系統(tǒng)繼續(xù)不斷改進(jìn)，并按照不同客戶(hù)需求加以系列化，如今該系統(tǒng)有mitrac500系列、1000系列和3000系列等。2.2 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的現(xiàn)狀在推出tcn國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)后，基于tcn標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品需求增加，對(duì)于tcn產(chǎn)品的研制有了越來(lái)越多的單位支持，tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)在世界范圍內(nèi)也得到了日趨廣泛的應(yīng)用。2.2.1 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品主要供應(yīng)商目前，tcn標(biāo)準(zhǔn)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)的推廣形成以siemens、bombardier等大公司主導(dǎo)，日趨增多的第三方廣泛支持的局面。 bombardier、siemens等公司推出了一系列符合tcn標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，諸如列車(chē)網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用芯

37、片(mvbc01、mvbd、amed)以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)協(xié)議(rtp)軟件等。 此外，一些第三方公司(如farsystem、firema、eke、duagon、unicontrol)等也相繼推出了tcn網(wǎng)關(guān)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，用戶(hù)可以選擇需要的網(wǎng)絡(luò)部件來(lái)集成、開(kāi)發(fā)符合自己要求的tcn網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。其他可以提供tcn產(chǎn)品的公司還有：自動(dòng)控制方面的holec、ansaldo、aeg，制動(dòng)方面的knorr electronic、westinghouse brakes，門(mén)控方面的ife，采暖通風(fēng)與空調(diào)方面的hagenuk。另外，一些中小公司也能提供mvb板卡、wtb網(wǎng)關(guān)、實(shí)時(shí)協(xié)議文件等。 我國(guó)作為tcn標(biāo)準(zhǔn)的制

38、定成員國(guó)之一，也對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)大力支持。在研發(fā)方面，我國(guó)南車(chē)、北車(chē)集團(tuán)等單位通過(guò)自主研發(fā)與技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合，目前也具有了提供tcn相關(guān)產(chǎn)品的能力。鐵道科學(xué)研究院、西南交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、北京交通大學(xué)等研究單位在tcn方面也進(jìn)行了廣泛研究，取得了一定的成果。2.2.2 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀tcn網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在高速動(dòng)車(chē)組、重載列車(chē)以及地鐵車(chē)輛等軌道交通領(lǐng)域，這些場(chǎng)合對(duì)產(chǎn)品的互操作性和控制實(shí)時(shí)性要求一般很高，只有通過(guò)可靠、實(shí)時(shí)的列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能達(dá)到要求。 目前采用tcn方案的國(guó)家有德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、瑞士、瑞典、挪威、芬蘭、丹麥、印度、澳大利亞、菲律賓、美國(guó)、巴西等，包括高速列車(chē)、擺式列車(chē)、城市軌道車(chē)輛

39、。我國(guó)列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用的形式繁多，但tcn技術(shù)應(yīng)用的比重很大，并且采用tcn標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為趨勢(shì)，如和諧號(hào)動(dòng)車(chē)組crh1、crh3、crh5和crh380a等車(chē)型，各大城市的地鐵（如上海軌道交通1、2、4、9、11號(hào)線，北京地鐵15號(hào)線、房山線、昌平線、亦莊線，廣州地鐵2、3、8號(hào)線等）均廣泛采用。2.2.3 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)的研究推廣自從tcn國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)推出以后，得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。究其原因，離不開(kāi)tcn網(wǎng)絡(luò)自身的實(shí)時(shí)、可靠、安全、開(kāi)放的優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿(mǎn)足列車(chē)通信需求。當(dāng)然，更離不開(kāi)siemens、bombardier等大公司不遺余力的研發(fā)和推廣，使得支持和應(yīng)用tcn產(chǎn)品的公司和國(guó)家在十幾年間有

40、了很大的增長(zhǎng)。在tcn標(biāo)準(zhǔn)采納以后，世界范圍內(nèi)很多研究單位積極地設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電路、仿真軟件和驗(yàn)證工具，極大地推進(jìn)了tcn技術(shù)的發(fā)展。2.2.4 tcn列車(chē)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)從tcn標(biāo)準(zhǔn)推出到今天，已經(jīng)十余年了，期間各方面科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展?？梢哉f(shuō)，盡管tcn標(biāo)準(zhǔn)的推出為解決列車(chē)以及車(chē)載控制設(shè)備之間的相互聯(lián)掛的問(wèn)題貢獻(xiàn)巨大，但總體看來(lái)，tcn網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的核心部分仍基本由若干家大公司所壟斷，技術(shù)門(mén)檻較高也限制了它更大范圍的應(yīng)用。tcn并沒(méi)有完全滿(mǎn)足列車(chē)在所有場(chǎng)合的控制需要，在技術(shù)與日俱新的今天，它需要新的發(fā)展。 列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成熟，也是當(dāng)代軌道車(chē)輛必然采用的核心技術(shù)之一。隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷

41、擴(kuò)大，用戶(hù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放性、性?xún)r(jià)比、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的多樣性及靈活性等方面都提出了更高的要求。由于tcn網(wǎng)絡(luò)自身也難免存在一些不足，所以不可能完全取代其他形式的控制網(wǎng)絡(luò)，完全滿(mǎn)足鐵路用戶(hù)的所有應(yīng)用需求。因此，在將來(lái)，列車(chē)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不可能是tcn的天下，必然是多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合。列車(chē)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)可能會(huì)是以tcn為主，在軌道車(chē)輛的高速動(dòng)車(chē)組、地鐵車(chē)輛等高端市場(chǎng)應(yīng)用；其他各種形式的總線形式作為列車(chē)網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充，在各種適用的場(chǎng)合找到應(yīng)用的空間。這些通用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在今后一段時(shí)間內(nèi)將和原有tcn網(wǎng)絡(luò)共同發(fā)展，取長(zhǎng)補(bǔ)短并相互融合，形成有機(jī)的整體。 另外，隨著列車(chē)通信要求的不斷提高，tcn自身方面的改進(jìn)是必要

42、的。如在可靠性方面，目前對(duì)列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行量化的評(píng)估在國(guó)內(nèi)外還是鮮見(jiàn)的，對(duì)于可靠性要求高的列車(chē)網(wǎng)絡(luò)，全面引入可靠性工程的分析、評(píng)價(jià)、設(shè)計(jì)及驗(yàn)證的方法是必要的；在安全性方面，近些年提出了功能安全通信的理念，并在2007年推出了iec617843用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)功能安全通信行規(guī)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，隨后很多種用于工業(yè)控制的總線標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)自身的協(xié)議加以完善，添加了功能安全通信層來(lái)保證通信網(wǎng)絡(luò)的功能完整性等級(jí)。那么，列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)安全性如此強(qiáng)調(diào)的總線形式，是否要執(zhí)行功能安全標(biāo)準(zhǔn)，是非常值得考慮的問(wèn)題。隨著列車(chē)服務(wù)質(zhì)量水平和乘客需求的不斷提高，列車(chē)信息化服務(wù)的要求也越來(lái)越高，tcn在此方面顯然是不能滿(mǎn)

43、足的。因此，為乘客提供優(yōu)質(zhì)的信息娛樂(lè)服務(wù)，包括移動(dòng)電視、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等，也必將是tcn未來(lái)的方向。2.3 wtb總線2.3.1 絞線式列車(chē)總線wtb目前，現(xiàn)場(chǎng)總線在列車(chē)上有許多成功的應(yīng)用但大部分都局限于車(chē)輛內(nèi)部，或者固定編組的列車(chē)。絞線式列車(chē)總線（wtb）是一種串行數(shù)據(jù)通信總線，它是以列車(chē)運(yùn)行控制計(jì)算機(jī)為核心通過(guò)列車(chē)總線將各個(gè)車(chē)輛控制計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，形成上層分布式網(wǎng)絡(luò)。wtb主要設(shè)計(jì)用于經(jīng)常相互連掛和解掛的重聯(lián)車(chē)輛（經(jīng)常相互連掛和解掛是國(guó)際uic列車(chē)經(jīng)常用到的一種情況）。wtb總線由與總線節(jié)互連的節(jié)點(diǎn)組成，總線節(jié)由沿車(chē)輛走的干線電纜、連接不同車(chē)輛干線電纜的跨接電纜以及為達(dá)各節(jié)點(diǎn)而對(duì)干線電纜進(jìn)行

44、延伸的擴(kuò)展電纜組成。在常規(guī)操作中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將被插入到干線電纜中，連接兩個(gè)總線節(jié)（1）位于總線末端的節(jié)點(diǎn)，或者說(shuō)末端節(jié)點(diǎn)，將在電氣上終止連接它們的兩個(gè)總線節(jié)，（2）位于總線中間的節(jié)點(diǎn)，或者說(shuō)中間節(jié)點(diǎn)，將在電氣上連接到它們的兩個(gè)總線節(jié)。連接到一個(gè)節(jié)點(diǎn)的兩個(gè)電纜節(jié)將被命名為方向1和方向2在一列車(chē)的每個(gè)車(chē)輛中可以有一個(gè)或幾個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)通過(guò)介質(zhì)附件mau連到介質(zhì)上。mau由線路單元,方向轉(zhuǎn)換器,主通道、輔助通道組成。一個(gè)線路單元由以下幾部分組成：（1）一個(gè)總線開(kāi)關(guān)kb用于兩個(gè)方向的連接或斷開(kāi)；（2）兩個(gè)端接器開(kāi)關(guān)kt1和kt2，每個(gè)方向一個(gè)，在末端設(shè)定中通過(guò)它在節(jié)點(diǎn)中插入端接器，在中間設(shè)定中通過(guò)它斷開(kāi)端

45、接器；（3）兩個(gè)收發(fā)器（發(fā)送器/接收器）電路，每個(gè)方向一個(gè)。每個(gè)發(fā)送器由二進(jìn)制信號(hào)txs（信號(hào)）和txe（使能）控制。接收器的輸出信號(hào)是rxs（一個(gè)數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)）。收發(fā)器通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ɡ绮捎米儔浩鳎瑢?shí)現(xiàn)與線路的電氣隔離；（4）兩個(gè)曼徹斯特編碼、解碼器，每個(gè)收發(fā)器一個(gè)，它們可分別集成在各自的發(fā)送器或接收器內(nèi)。曼徹斯特編碼/解碼器的輸出和輸入定義為一個(gè)調(diào)制解調(diào)器接口：（5）與隔離開(kāi)關(guān)相連的過(guò)壓保護(hù)/短路保護(hù)電路。wtb幀數(shù)據(jù)格式與ios/iec3309種規(guī)定的hdlc(高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程)幀格式一致。如圖3-11,一幀數(shù)據(jù)以一個(gè)標(biāo)志符“01111110”開(kāi)始，它和結(jié)束標(biāo)志符是為解決數(shù)據(jù)鏈

46、路層幀同步的問(wèn)題而設(shè)的，一起作為幀邊界。接著是hdlc數(shù)據(jù),hdlc幀包括至少32位,最多1056位數(shù)據(jù)(不計(jì)算ios3309中預(yù)見(jiàn)的填充位)。這樣在接收端,只要找到標(biāo)志字段,就可以確定一幀的位置。wtb幀以與起始標(biāo)志相同的結(jié)束標(biāo)志結(jié)束結(jié)束標(biāo)志符不可當(dāng)作為下一幀的起始標(biāo)志符使用。2.3.2 wtb介質(zhì)訪問(wèn)一般有動(dòng)力裝置的車(chē)廂（動(dòng)車(chē)和機(jī)車(chē)）內(nèi)的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)，無(wú)動(dòng)力裝置的車(chē)廂內(nèi)的節(jié)點(diǎn)作為從節(jié)點(diǎn)。wtb介質(zhì)訪問(wèn)控制方式為主，從控制方式，每一列車(chē)在運(yùn)行中必須有且僅有一個(gè)控制總線工作的節(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為控制節(jié)點(diǎn)?？刂乒?jié)點(diǎn)必須是主節(jié)點(diǎn)，一般情況下以前導(dǎo)機(jī)車(chē)內(nèi)的主節(jié)點(diǎn)為控制節(jié)點(diǎn)，稱(chēng)為主控節(jié)點(diǎn)。主控節(jié)點(diǎn)管理列車(chē)總線

47、的運(yùn)行，必要時(shí)主控節(jié)點(diǎn)可以切換，車(chē)廂總線由各車(chē)廂內(nèi)的節(jié)點(diǎn)管理運(yùn)行。主設(shè)備節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)介質(zhì)訪問(wèn)，其它所有節(jié)點(diǎn)都是從設(shè)備，只在被主設(shè)備輪詢(xún)時(shí)響應(yīng)。常規(guī)操作中，主設(shè)備的操作循環(huán)進(jìn)行。它把總線動(dòng)作分配到若干基本周期。為保證過(guò)程數(shù)據(jù)確定、及時(shí)的發(fā)送，主設(shè)備按事先定義的特征周期輪詢(xún)各節(jié)點(diǎn)以獲取周期數(shù)據(jù)。在兩個(gè)周期相之間的固定時(shí)間內(nèi)，主設(shè)備輪詢(xún)從設(shè)備以獲取偶發(fā)性數(shù)據(jù)。組成改變時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)向主設(shè)備聲明自己要求在哪個(gè)周期被輪詢(xún)。主設(shè)備據(jù)此為節(jié)點(diǎn)建立輪詢(xún)策略。主節(jié)點(diǎn)將總線帶寬以25ms為基本周期進(jìn)行劃分，基本周期又分解為周期相和偶發(fā)相。主節(jié)點(diǎn)按預(yù)先生成的周期列表依次請(qǐng)求從節(jié)點(diǎn)向總線廣播其過(guò)程數(shù)據(jù)。此外有消息數(shù)據(jù)發(fā)送的

48、從節(jié)點(diǎn)還在其過(guò)程數(shù)據(jù)中發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求標(biāo)志，主節(jié)點(diǎn)將記錄此請(qǐng)求?；局芷谥兄芷谙嘀蟮牟糠质桥及l(fā)相，在此期間主節(jié)點(diǎn)向請(qǐng)求發(fā)送消息數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)依次發(fā)送消息數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求，收到請(qǐng)求的節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的消息數(shù)據(jù)發(fā)向目的節(jié)點(diǎn)。從節(jié)點(diǎn)在主控節(jié)點(diǎn)的輪詢(xún)下向主應(yīng)用或其它從應(yīng)用發(fā)送過(guò)程數(shù)據(jù)，并在有消息數(shù)據(jù)需發(fā)送時(shí)，主動(dòng)在25ms內(nèi)過(guò)程數(shù)據(jù)發(fā)送完畢期間，也即偶發(fā)相（相對(duì)周期相而言）利用分配的消息時(shí)間片向主節(jié)點(diǎn)或其它從節(jié)點(diǎn)發(fā)送該消息數(shù)據(jù)。 第三章 微機(jī)控制基礎(chǔ)3.1 微型計(jì)算機(jī)的概述3.1.1 微機(jī)簡(jiǎn)介與發(fā)展微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)“微機(jī)系統(tǒng)”。是由微型計(jì)算機(jī)、顯示器、輸入輸出設(shè)備、電源及控制面板等組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。配有操作系統(tǒng)、

49、高級(jí)語(yǔ)言和多種工具性軟件等?！拔C(jī)系統(tǒng)”是20世紀(jì)最重要的科技成果之一。它是一種能自動(dòng)、高速、精確地處理信息的現(xiàn)代化電子設(shè)備，計(jì)算機(jī)具有算術(shù)運(yùn)算和邏輯判斷能力，并能通過(guò)預(yù)先編好的程序來(lái)自動(dòng)完成數(shù)據(jù)的加工處理，因此，也可以說(shuō)計(jì)算機(jī)也是一種幫助人類(lèi)從事腦力勞動(dòng)(包括記憶、計(jì)算、分析、判斷、設(shè)計(jì)、咨詢(xún)、診斷、決策、學(xué)習(xí)和創(chuàng)造等思維活動(dòng))的工具?，F(xiàn)在，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已深入到社會(huì)的各個(gè)角落，極大地改變著人們的工作、學(xué)習(xí)和生活方式，成為信息時(shí)代的主要標(biāo)志。計(jì)算機(jī)從誕生到現(xiàn)在不過(guò)半個(gè)多世紀(jì)， 但是它的發(fā)展速度是驚人的， 它把人 類(lèi)的計(jì)算速度提高了數(shù)千億倍。計(jì)算機(jī)的發(fā)展先后經(jīng)歷了電子管、 晶體管、 大規(guī)模集成電

50、路和超大規(guī)模集成電路為主要器件的四個(gè)發(fā)展時(shí)代。 預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)，將誕生以超導(dǎo)器件、電子仿真、集成光路等技術(shù)支撐的第五代計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)總的發(fā)展趨勢(shì)是朝著巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、多媒體化發(fā)展。1946年2月，在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生了世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)eniac(electronic numerical integrator and computer)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)由電子管組成，每秒可進(jìn)行5000次的加法運(yùn)算，而且采用了著名的數(shù)學(xué)家馮諾依曼(von.neumann，美籍匈牙利人) 的“存儲(chǔ)程序” 的設(shè)計(jì)思想， 即采用二進(jìn)制計(jì)算、存儲(chǔ)程序并在程序控制下自動(dòng)執(zhí)行的思想。以后，這種模式的計(jì)算機(jī)被

51、稱(chēng)為“馮 諾依曼機(jī)” 。 計(jì)算機(jī)發(fā)展至今， 一直沿用“存儲(chǔ)程序” 的思想。這是計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，它奠定了計(jì)算機(jī)發(fā)展的科學(xué)基礎(chǔ)。3.1.2 微機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用主要特點(diǎn)； 1) 體積小、質(zhì)量輕、功耗低；由于微機(jī)中廣泛采用了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，從而使微機(jī)的體積大大縮小。例如pentiumii將750萬(wàn)個(gè)晶體管電路僅集成在130.9mm²；芯片面積上，它工作在266mhz主時(shí)鐘頻率下的功耗僅為38.2w。隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，今后推出的微處理器集成度會(huì)更高。 2) 可靠性高、使用環(huán)境要求低由于微機(jī)采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，系統(tǒng)內(nèi)使用的器件數(shù)量減少，器件、

52、部件之間的連線以及接插件數(shù)目也相應(yīng)地減少，而且mos電路本身工作所需的功耗也很低，所以微機(jī)的可靠性大大提高。進(jìn)而降低了對(duì)使用環(huán)境的要求。普通家庭、辦公室環(huán)境就可滿(mǎn)足要求，促進(jìn)了微機(jī)的普及。 3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、使用方便微機(jī)多采用模塊化的硬件結(jié)構(gòu)，構(gòu)成系統(tǒng)的各功能部件和各種適配器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的總線插槽相連， 增加了系統(tǒng)擴(kuò)充的靈活性和方便性?，F(xiàn)代微處理器芯片及其相應(yīng)的支持邏輯、i/o接口等都有標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品，用戶(hù)可根據(jù)不同的應(yīng)用要求選擇不同的功能部件， 而且功能性強(qiáng)使用方便，加速了微機(jī)的應(yīng)用和普及。 4) 應(yīng)用軟件的配置豐富軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂， 從系統(tǒng)軟件到應(yīng)用軟件可方便地構(gòu)

53、成不同規(guī)模的微機(jī)系統(tǒng)，從而使微機(jī)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。 5) 性能價(jià)格比高性能價(jià)格比是指機(jī)器性能與售價(jià)之比，是衡量產(chǎn)品性能優(yōu)劣的一個(gè)綜合指標(biāo)。 許多高性能的微機(jī)的性能已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)了中小計(jì)算機(jī)甚至大型計(jì)算機(jī)、工作站的水平，但其價(jià)格要比它們低很多。微機(jī)優(yōu)良的性能價(jià)格比是其能廣泛應(yīng)用基礎(chǔ)，同時(shí)又進(jìn)一步促進(jìn)了微機(jī)技術(shù)的發(fā)展。應(yīng)用 由于微機(jī)具有體積小、價(jià)格低、耗電少等優(yōu)點(diǎn)， 所以它的應(yīng)用范圍十分廣闊。 歸納起來(lái)， 目前有如下幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。1、科學(xué)計(jì)算 許多現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的運(yùn)算能力，這是在過(guò)去只有大、中、小型機(jī)才具有的。特別是多個(gè)微處理器構(gòu)成的系統(tǒng)，其功能往往可與大型機(jī)相匹敵，而成本卻低到足以使

54、大型機(jī)趨于淘汰。比如，美國(guó)seguent公司用30個(gè)intel 80386集合起來(lái)，構(gòu)成symmetry計(jì)算機(jī)，速度為120 mips，達(dá)到ibm 3090系列最高檔大型機(jī)的性能，價(jià)格卻不到后者的十分之一。用更多的微處理器構(gòu)成的并行處理機(jī)甚至可以超過(guò)大型機(jī)的速度和性能。比如，intel 公司用128個(gè)微處理器構(gòu)成的ipsc機(jī)，速度達(dá)512 mips，這比任何一種商用大型機(jī)的速度都高。intel 公司用一臺(tái)32個(gè)微處理器構(gòu)成的ipsc機(jī)運(yùn)行一個(gè)廣泛使用的科學(xué)計(jì)算程序，結(jié)果比cray公司的大型機(jī)x-mp/2快40%。2、信息處理和事務(wù)管理 短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)大量信息的處理是信息時(shí)代的必然要求。微型計(jì)算

55、機(jī)配上數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件以后，可以很靈活地對(duì)各種信息按不同的要求進(jìn)行分類(lèi)、檢索、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)和打印，加上一些專(zhuān)用部件（如傳感器）后，還可以處理光、熱、力、聲等物理信號(hào)。3、過(guò)程控制 過(guò)程控制是微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用最多，也是最有效的方面之一?，F(xiàn)在，在制造工業(yè)和日用品生產(chǎn)廠家中都可以看到微機(jī)控制的自動(dòng)化生產(chǎn)線，微機(jī)在這些部門(mén)的應(yīng)用為生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的迅速提高開(kāi)辟了廣闊前景。4、儀器儀表控制 在儀器儀表，特別是電子設(shè)備中，已逐步用微處理器取代了傳統(tǒng)的機(jī)械部件或分離的電子部件，這大大提高了產(chǎn)品的性能/價(jià)格比。此外，微處理器的應(yīng)用還導(dǎo)致了一些新儀器智能儀器的誕生。如智能示波器、邏輯分析儀等，它使得人們能同時(shí)觀察眾多

56、的信號(hào)波形及它們之間的時(shí)序關(guān)系。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，出現(xiàn)了以微處理器為核心控制部件的ct掃描儀、超聲掃描儀等智能化的醫(yī)療設(shè)備，這就大大提高了對(duì)疾病的確診速度和確診率。5、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、輔助設(shè)計(jì)等 隨著微機(jī)系統(tǒng)軟、硬件的不斷豐富，逐步改善著人們的生活和生產(chǎn)方式。比如，用微機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）機(jī)械、電子等產(chǎn)品，可以降低成本、縮短研制周期；用微機(jī)輔助測(cè)試（cat）數(shù)字設(shè)備、集成電路性能指標(biāo)或檢查設(shè)備故障等，可以節(jié)約測(cè)試時(shí)間、提高測(cè)試準(zhǔn)確率及避免重大事故的發(fā)生；用微機(jī)輔助教學(xué)（cai），可提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效率。目前各高校都在建設(shè)越來(lái)越多的多功能教室，改變著傳統(tǒng)的教育方法；此外，在日常生活中也在不斷涌現(xiàn)輔助服裝設(shè)計(jì)（客體服裝設(shè)計(jì)）、電腦選發(fā)型等用微機(jī)提供的各種全新的服務(wù)項(xiàng)目。6、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是指把若干臺(tái)地理位置不同，且具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)通過(guò)通信設(shè)備和線路互連起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)信息傳輸和資源共享的一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展與緊密結(jié)合使計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算、工業(yè)控制等，也更多的用于信息的收集、加工、處理和傳輸。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)使人們能將計(jì)算機(jī)“群集”起來(lái)，快速而有效的發(fā)揮系統(tǒng)的整體效益。internet