列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀

列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀當(dāng)機(jī)車和列車上采用計(jì)算機(jī)或微處理器實(shí)現(xiàn)智能化控制的部件或裝置越來(lái)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(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。即由單個(gè)微機(jī)控制器發(fā)展為多處理機(jī)控制和分布式控制系統(tǒng)時(shí)，各微機(jī)控制器間的協(xié)調(diào)和信息交換就顯得越來(lái)越重要。列車通信網(wǎng)絡(luò)是隨著列車控制系統(tǒng)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的國(guó)外列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展01目錄CONTENTS我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展02列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀03PART01國(guó)外列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展一、國(guó)外列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展20世紀(jì)70年代末至20世紀(jì)80年代初，車載微機(jī)的雛形分別在

SIEMENS公司

和

BC(ABB)公司

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

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

SIBAS-32。20世紀(jì)90年代SIBAS-16SIBAS-32一、國(guó)外列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展瑞士的BBC公司于

1980年

開始在運(yùn)輸部門應(yīng)用有存儲(chǔ)程序的系統(tǒng)，其開發(fā)的微型計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)MICAS比較理想地運(yùn)用于機(jī)動(dòng)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(tuán)ASEA公司BBC公司ABB集團(tuán)一、國(guó)外列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展法國(guó)著名的是ALSTOM公司

的

WorldFIP通信網(wǎng)絡(luò)。ALSTOM公司W(wǎng)orldFIP通信網(wǎng)絡(luò)WorldFIP通信網(wǎng)絡(luò)是在歐洲的FIP(FactoryInstrumentProtocol)現(xiàn)場(chǎng)總線的基礎(chǔ)上發(fā)展成用于列車控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。在法國(guó)的

TGV列車

上獲得廣泛的應(yīng)用。一、國(guó)外列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展上述

SIEMENS、ABB、ALSTOM三家公司列車微機(jī)控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)后來(lái)產(chǎn)生的TCN標(biāo)準(zhǔn)均具有重要的影響，其中有些網(wǎng)絡(luò)就是TCN標(biāo)準(zhǔn)的原形。美國(guó)鐵路選擇了

LonWorks作為列車通信網(wǎng)絡(luò)，使得目前LonWorks網(wǎng)絡(luò)在北美地區(qū)的列車上有比較普遍的運(yùn)用。LonWorks北美地區(qū)的列車PART02我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展二、我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展20世紀(jì)90年代中后期我國(guó)生產(chǎn)的交一直流傳動(dòng)的電力機(jī)車，其微機(jī)控制系統(tǒng)均采用與SS8機(jī)車相同的通信網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)電力機(jī)車通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用研究始于20世紀(jì)80年代末，起步于串行通信總線。機(jī)車的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展1<SS7D機(jī)車><SS9機(jī)車><SS4B機(jī)車>串行通信總線SS7D機(jī)車、SS9機(jī)車、SS4B機(jī)車等。如二、我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2000年后我國(guó)電力機(jī)車由交一直流傳動(dòng)向交流傳動(dòng)轉(zhuǎn)型，無(wú)論是交一直流傳動(dòng)還是交流傳動(dòng)微機(jī)控制的電力機(jī)車，其微機(jī)控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)都逐步轉(zhuǎn)向TCN標(biāo)準(zhǔn)的列車通信網(wǎng)絡(luò)，其中主要運(yùn)用的是TCN標(biāo)準(zhǔn)中的MVB總線。二、我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展近年來(lái)我國(guó)生產(chǎn)的大功率電力機(jī)車其牽引電機(jī)功率為1200kW和1600kW，總功率達(dá)到7200kW和9600kW。機(jī)車采用交流傳動(dòng)，全部運(yùn)用了列車通信網(wǎng)絡(luò)，如

HXD1、HXD2、HXD3型電力機(jī)車。牽引電機(jī)<HXD1><HXD2><HXD3>二、我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展HXD1型電力機(jī)車其機(jī)車重聯(lián)總線為WTB，車輛總線采用MVB，HXD1型電力機(jī)車的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖所示。二、我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展我國(guó)從20世紀(jì)90年代后期開始生產(chǎn)動(dòng)車組。1997年開始研制的電動(dòng)車組“先鋒號(hào)”是我國(guó)第一列自主研制的動(dòng)力分散型電動(dòng)車組。動(dòng)車組的列車通信網(wǎng)絡(luò)2先鋒號(hào)我國(guó)自2007年以后，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外的技術(shù)，陸續(xù)生產(chǎn)了和系列動(dòng)車CRH1、CRH2、CRH3和CRH5。CRH1CRH2CRH3CRH5二、我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展2009年后又在CRH2和CRH3的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)生產(chǎn)了時(shí)速為380km的CRH380A

和CRH380B系列的高速動(dòng)車組。和諧系列動(dòng)車組的設(shè)計(jì)速度為250km/h，其中CRH3的設(shè)對(duì)速度為300km/h，運(yùn)用于我國(guó)的高速鐵路客運(yùn)專線CRH380ACRH380B2017年，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組“復(fù)興號(hào)”CR400系列在京滬高鐵線上按時(shí)速350公里運(yùn)行，我國(guó)成為世界上高鐵商業(yè)運(yùn)營(yíng)速度最高的國(guó)家，為世界高速鐵路商業(yè)運(yùn)營(yíng)樹立了新的標(biāo)桿，邁出從追趕到領(lǐng)跑的關(guān)鍵一步。二、我國(guó)鐵路列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展我國(guó)城市軌道交通車輛列車通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀3近十年來(lái)我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅猛，目前我國(guó)大陸地區(qū)有76個(gè)城市已經(jīng)建有或正在建設(shè)城市地鐵或輕軌交通，另有八十多個(gè)城市正在規(guī)劃建設(shè)。北京、上海和廣州是建有城市軌道交通里程較長(zhǎng)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(hào)線和5號(hào)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(luò)。鄭州地鐵軌道交通未來(lái)預(yù)計(jì)到2050年發(fā)展建成21條地鐵線路。PART03列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀列車控制網(wǎng)絡(luò)三、列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀應(yīng)用于列車環(huán)境下的一種特殊的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)，作為通用的現(xiàn)場(chǎng)總線，均可以在列車控制網(wǎng)絡(luò)中找到合適的應(yīng)用，但列車網(wǎng)絡(luò)的性能也必將成為競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。三、列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀列車通信網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢(shì)101會(huì)有多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在列車通信網(wǎng)絡(luò)中得到運(yùn)用。02現(xiàn)有的主流通信網(wǎng)絡(luò)將和其他通用的通信網(wǎng)絡(luò)共同發(fā)展，取長(zhǎng)補(bǔ)短并相互融合和組合。多元化發(fā)展三、列車通信網(wǎng)絡(luò)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(guó)產(chǎn)化、國(guó)際化，工業(yè)以太網(wǎng)的應(yīng)用成為未來(lái)的發(fā)展主流。WorldFIPLonWorksCANopen三、列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀列車通信網(wǎng)絡(luò)將會(huì)逐步融入到公共的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)2列車通信網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的融合將有利于各種新技術(shù)的運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)的運(yùn)用將對(duì)列車運(yùn)行控制及各個(gè)控制系統(tǒng)的故障診斷具有根本性的改善，從