《动车组网络技术（第2版）》课件 第一节 国内外列车信息网络发展

动车组网络技术第一章列车网络基础知识第一章列车网络基础知识第一节国内外列车信息网络的发展第二节网络基础知识及概念第三节数据的传输方式第四节串行通信接口技术第五节令牌环网络（IEEE802.5标准）第六节ARCNET总线工作原理（IEEE802.4标准）第一节国内外列车信息网络发展1.国外列车信息控制网络的发展当今人类正进入网络社会，计算机网络的迅猛发展正在改变着人们的工作和生活。铁路运输也不例外。城轨车、动车组、高速车、地铁、摆式列车等列车控制命令和状态信息的传递，对各部件的诊断，信息显示等均离不开列车网络系统。传统方式——继电式第一节国内外列车信息网络发展1.国外列车信息控制网络的发展传统方式——继电式（例：SS6B型电力机车）第一节国内外列车信息网络发展1.国外列车信息控制网络的发展（1）设备之间通信的数量和类型庞杂等占用了空间和重量，且通信容易受到电磁干扰；（2）硬质导线数量巨大和机械式的有接点触点增加了故障几率；（3）多台机车几乎无法重联运行；（4）动车组轻量化、精细化控制带来的舒适性、优质的安全性和高可靠性等几乎无法实现。网络方式——计算机控制+网络通讯+数据共享第一节国内外列车信息网络的发展1.国外列车信息控制网络的发展（1）初期阶段计算机在轨道交通工具上的应用随着70年代后期微处理器技术的普及而迅速发展。开始阶段微处理器主要应用于机车车辆单个设备的控制，如西门子、BBC于80年代初把8086微处理器应用于机车或动车的传动控制。第一节国内外列车信息网络的发展1.国外列车信息控制网络的发展（2）发展阶段随着微处理器控制、服务对象的增多，引入了铁路控制系统层次划分的思想，产生了基于串行通信的用于较为独立的控制设备或层次间信息交换的总线与企业标准，如BBC的连接机车控制层与传动控制层的串行控制器总线，该总线后来发展成为用于连接机车内的所有智能设备的MICAS车辆总线，简称MVB。第一节国内外列车信息网络的发展1.国外列车信息控制网络的发展（3）成熟阶段90年代初，产生了列车总线以满足机车和动车组重联控制的需要，如西门子的DIN43322列车总线。至此，一些大的铁路公司以牵引控制系统为基础、以列车通信系统为纽带、以新器件和新工艺为载体，相继推出广泛覆盖牵引、制动、辅助系统、旅客舒适设备控制和显示、诊断等的列车通信与控制系统，在欧洲一般简称为TCC。在北美，类似的系统被称为基于通信的列车控制系统，简称CBTC。第一节国内外列车信息网络的发展1.国外列车信息控制网络的发展第一节国内外列车信息网络的发展1.国外列车信息控制网络的发展（1）实现各动力车的重联控制；（2）实现全列车（动车和拖车）所有由计算机控制的部件联网通信和资源共享；（3）实现全列车的制动控制、自动门控制、轴温监测及空调控制等功能；（4）完成全列车的自检及故障诊断决策；列车网络控制系统的作用第一节国内外列车信息网络的发展1.国外列车信息控制网络的发展列车通信网络的任务和功能

将分布于列车上不同位置具有不同功能的控制节点以一定的规则用通信介质连接起来，形成信息通道，在一定的计算机软、硬件的支持下，为连接于其上的节点提供稳定、可靠的通信服务。第一节国内外列车信息网络的发展1.国外列车信息控制网络的发展2.列车通信网络(TCN)标准2.列车通信网络(TCN)标准列车通信网络的构成列车通信网络结构图第一节国内外列车信息网络的发展3.列车通信网络的构成、特点及其发展趋势对列车通信网的要求为：（1）实时性；（2）协议简单性；（3）短帧信息传送；（4）信息交换的频繁性、网络负载的稳定性；（5）较高的安全性、容错能力；（6）低成本需要。第一节国内外列车信息网络的发展3.列车通信网络的构成、特点及其发展趋势

列车通信网络是用于列车这一流动性大、环境恶劣、可靠性要求高、实时性强、与控制系统紧密相关的特殊的计算机网络。列车通信网络的特点：第一节国内外列车信息网络的发展3.列车通信网络的构成、特点及其发展趋势列车通信网络的特点：

现有的一些解决方案如Profibus、Lonworks、Bitbus、FIP、CAN、Tornad等由于其开发商不愿意公开其协议，或实时性、可靠性、确定件不能满足要求而被一一否定。商用的网络还存在需要剪裁才能应用到铁路领域、供货商对相对较小的铁路市场不太重视、计算机公司及其产品的寿命没有铁路公司及其产品的寿命长等问题。更重要的是标准要建立在已被实践验证的技术的基础上，并能得到大部分铁路公司的支持。TCN最终被定位于绞线式列车总线（WTB）连接多功能车辆总线（MVB）的二层拓扑结构。车辆总线MICAS车辆总线MVB为基础，而列车总线以DIN43322、CD4500的运用经验为基础。第一节国内外列车信息网络的发展3.列车通信网络的构成、特点及其发展趋势列车通信网络的发展趋势：1.C