列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展與現(xiàn)狀

列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展與現(xiàn)狀當機車和列車上采用計算機或微處理器實現(xiàn)智能化控制的部件或裝置越來越多因此，列車內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信就成為列車控制系統(tǒng)的一項關鍵技術。即由單個微機控制器發(fā)展為多處理機控制和分布式控制系統(tǒng)時，各微機控制器間的協(xié)調(diào)和信息交換就顯得越來越重要。列車通信網(wǎng)絡是隨著列車控制系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來的國外列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展01目錄CONTENTS我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展02列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展與現(xiàn)狀03PART01國外列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展一、國外列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展20世紀70年代末至20世紀80年代初，車載微機的雛形分別在

SIEMENS公司

和

BC(ABB)公司

出現(xiàn)。列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展主要是從歐洲開始的SIEMENS公司BC(ABB)公司一、國外列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展在

SIBAS-16的基礎上，SIEMENS公司又推出了基于32位微處理器和數(shù)字信號處理器DSP(DigitalSignalProcessor)的車載微機控制系統(tǒng)

SIBAS-32。20世紀90年代SIBAS-16SIBAS-32一、國外列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展瑞士的BBC公司于

1980年

開始在運輸部門應用有存儲程序的系統(tǒng)，其開發(fā)的微型計算機自動控制系統(tǒng)MICAS比較理想地運用于機動車與船只的控制功能。1988年瑞典的ASEA公司和BBC合并而成ABB集團ASEA公司BBC公司ABB集團一、國外列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展法國著名的是ALSTOM公司

的

WorldFIP通信網(wǎng)絡。ALSTOM公司W(wǎng)orldFIP通信網(wǎng)絡WorldFIP通信網(wǎng)絡是在歐洲的FIP(FactoryInstrumentProtocol)現(xiàn)場總線的基礎上發(fā)展成用于列車控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡。在法國的

TGV列車

上獲得廣泛的應用。一、國外列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展上述

SIEMENS、ABB、ALSTOM三家公司列車微機控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡對后來產(chǎn)生的TCN標準均具有重要的影響，其中有些網(wǎng)絡就是TCN標準的原形。美國鐵路選擇了

LonWorks作為列車通信網(wǎng)絡，使得目前LonWorks網(wǎng)絡在北美地區(qū)的列車上有比較普遍的運用。LonWorks北美地區(qū)的列車PART02我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展二、我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展20世紀90年代中后期我國生產(chǎn)的交一直流傳動的電力機車，其微機控制系統(tǒng)均采用與SS8機車相同的通信網(wǎng)絡。我國電力機車通信網(wǎng)絡的運用研究始于20世紀80年代末，起步于串行通信總線。機車的通信網(wǎng)絡發(fā)展1<SS7D機車><SS9機車><SS4B機車>串行通信總線SS7D機車、SS9機車、SS4B機車等。如二、我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展2000年后我國電力機車由交一直流傳動向交流傳動轉型，無論是交一直流傳動還是交流傳動微機控制的電力機車，其微機控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡都逐步轉向TCN標準的列車通信網(wǎng)絡，其中主要運用的是TCN標準中的MVB總線。二、我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展近年來我國生產(chǎn)的大功率電力機車其牽引電機功率為1200kW和1600kW，總功率達到7200kW和9600kW。機車采用交流傳動，全部運用了列車通信網(wǎng)絡，如

HXD1、HXD2、HXD3型電力機車。牽引電機<HXD1><HXD2><HXD3>二、我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展HXD1型電力機車其機車重聯(lián)總線為WTB，車輛總線采用MVB，HXD1型電力機車的通信網(wǎng)絡結構如圖所示。二、我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展我國從20世紀90年代后期開始生產(chǎn)動車組。1997年開始研制的電動車組“先鋒號”是我國第一列自主研制的動力分散型電動車組。動車組的列車通信網(wǎng)絡2先鋒號我國自2007年以后，通過引進、消化、吸收國外的技術，陸續(xù)生產(chǎn)了和系列動車CRH1、CRH2、CRH3和CRH5。CRH1CRH2CRH3CRH5二、我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展2009年后又在CRH2和CRH3的基礎上設計生產(chǎn)了時速為380km的CRH380A

和CRH380B系列的高速動車組。和諧系列動車組的設計速度為250km/h，其中CRH3的設對速度為300km/h，運用于我國的高速鐵路客運專線CRH380ACRH380B2017年，中國標準動車組“復興號”CR400系列在京滬高鐵線上按時速350公里運行，我國成為世界上高鐵商業(yè)運營速度最高的國家，為世界高速鐵路商業(yè)運營樹立了新的標桿，邁出從追趕到領跑的關鍵一步。二、我國鐵路列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展我國城市軌道交通車輛列車通信網(wǎng)絡應用現(xiàn)狀3近十年來我國城市軌道交通發(fā)展迅猛，目前我國大陸地區(qū)有76個城市已經(jīng)建有或正在建設城市地鐵或輕軌交通，另有八十多個城市正在規(guī)劃建設。北京、上海和廣州是建有城市軌道交通里程較長的城市，北京和上海擁有400km的地鐵和輕軌線路。鄭州軌道交通2號線和5號線列車上的列車控制系統(tǒng)中主要采用的是TCN通信網(wǎng)絡。鄭州地鐵軌道交通未來預計到2050年發(fā)展建成21條地鐵線路。PART03列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展與現(xiàn)狀列車控制網(wǎng)絡三、列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展與現(xiàn)狀應用于列車環(huán)境下的一種特殊的計算機通信網(wǎng)絡，作為通用的現(xiàn)場總線，均可以在列車控制網(wǎng)絡中找到合適的應用，但列車網(wǎng)絡的性能也必將成為競爭的熱點。三、列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展與現(xiàn)狀列車通信網(wǎng)絡將呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢101會有多種網(wǎng)絡技術在列車通信網(wǎng)絡中得到運用。02現(xiàn)有的主流通信網(wǎng)絡將和其他通用的通信網(wǎng)絡共同發(fā)展，取長補短并相互融合和組合。多元化發(fā)展三、列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展與現(xiàn)狀例如，列車總線可能仍采用WTB，而車輛總線除MVB外，則可能有更多的選擇。如采用WorldFIP、LonWorks或CANopen等。目前各類車型逐步國產(chǎn)化、國際化，工業(yè)以太網(wǎng)的應用成為未來的發(fā)展主流。WorldFIPLonWorksCANopen三、列車通信網(wǎng)絡的發(fā)展與現(xiàn)狀列車通信網(wǎng)絡將會逐步融入到公共的網(wǎng)絡平臺2列車通信網(wǎng)絡和公共網(wǎng)絡平臺的融合將有利于各種新技術的運用云計算技術的運用將對列車運行控制及各個控制系統(tǒng)的故障診斷具有根本性的改善，從