國外地鐵列車網絡系統論文范文

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1列車網絡系統拓撲圖

基于TCN為通信標準的列車網絡控制系統拓撲有3種，第一種是二級網絡（圖1），具備重連運營功能，后2種為一級網絡（圖2、圖3）。基于ARCNET、RS485等通信標準的列車網絡系統拓撲有環形網絡拓撲和總線型網絡拓撲2種，都為二級網絡拓撲（圖4、圖5）。以上拓撲中，基于TCN應用較多的是一級網絡拓撲結構，基于ARCNET等技術應用較多的是二級網絡拓撲結構2。

表1為網絡拓撲及系統功能對比分析。從表1可以看出，ARCNET系統功能以監視和診斷為主，網絡系統結構為兩級。由于系統功能以監視為主，所以網絡傳輸的信息也相對簡單，主要為系統狀態信息，網絡系統設備無冗余配置。而TCN網絡系統則相反，系統功能有控制、監視和診斷，網絡系統結構以一級為主，網絡系統傳輸信息既有控制指令，也有系統狀態及診斷信息，信息全面，網絡系統主要設備中央控制單元冗余配置，通信線路采用雙路冗余。

22種網絡系統對比

2種網絡系統采用的總線形式見表2。ARCNET和TCN總線在技術特性上的對比見表3。表4為各圖中縮略語的中英文對照。2種列車總線通信控制網絡分別在不同地區得到不斷發展，歐洲采用TCN，而日本采用ARCNET。現階段2種列車總線控制技術都較為成熟，但兩者間存在較大差異。TCN網絡是專門為列車設計的，而ARCNET是為辦公自動化而設計的網絡，因其優越的過程處理能力而被移植到列車控制網絡當中。TCN只能組成總線型網絡，而ARCNET可以組成總線型或環型網絡，但在列車控制網絡中一般都采用總線型網絡。TCN網絡中，WTB總線只能作為列車級總線，MVB總線作為車輛級總線（可承擔部分列車級總線功能）。

ARCNET網絡中，ARCNET作為列車級總線，其車輛總線由RS485總線或其他總線組網。在數據通信差錯控制方面，兩者一般均采用循環冗余校驗碼（CRC）。在介質訪問控制方式方面，TCN網絡采用載波監聽多路訪問／沖突檢測（CSMA／CD）。ARC－NET采用令牌傳遞總線（Token－PassingBus）方式。這2種介質訪問控制方式中，ARCNET的令牌傳遞總線方式最為穩定，因為它采用的令牌方式是一種按照一定順序的在各站點傳遞令牌的方法，誰得到令牌，誰才有發起通信的權利，從而避免幾個結點同時發起通信而產生的沖突，特別適合在數據流量巨大的情況下應用。編碼方式上，TCN采用曼徹斯特編碼，而ARCNET一般采用NRZI（NoReturnZero－Inverse）編碼（非歸零反相編碼）。

3結束語

分析了國外主要地鐵車輛制造商采用的列車網絡系統的結構和總線類型，并對2種總線類型的網絡系統及總線特性進行了對比分析。

作者：于浩然單位：青島四方車輛研究所有限公司營銷中心