發(fā)布時間：所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高和嵌入式微機控制技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，現(xiàn)代地鐵列車的過程控制逐漸由傳統(tǒng)的直接數(shù)字控制系統(tǒng)向著分布式控制系統(tǒng)發(fā)展。本文通過對基于TCN地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析，從TCN層次結(jié)構(gòu)、TCN網(wǎng)絡(luò)組態(tài)以及TCN控制系統(tǒng)特征三個方面著手，對
摘要:隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高和嵌入式微機控制技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，現(xiàn)代地鐵列車的過程控制逐漸由傳統(tǒng)的直接數(shù)字控制系統(tǒng)向著分布式控制系統(tǒng)發(fā)展。本文通過對基于TCN地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的分析，從TCN層次結(jié)構(gòu)、TCN網(wǎng)絡(luò)組態(tài)以及TCN控制系統(tǒng)特征三個方面著手，對基于TCN的地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)展開深入研究，希望能為相關(guān)研究工作的開展提供參考。
關(guān)鍵詞:TCN,地鐵列車,通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),分布式控制系統(tǒng)
一、基于TCN的地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)概述
列車控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)以及故障診斷系統(tǒng)是當(dāng)前組成地鐵列車車載危機的主要技術(shù)手段，在保證地鐵列車穩(wěn)定運行以及服務(wù)水平提升方面發(fā)揮著重要作用。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是地鐵列車故障診斷與運行控制的核心部分，主要具有冗余功能、安全回路、故障診斷以及數(shù)據(jù)收集等一系列功能。
基于TCN的地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用的是TCN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是由列車總線WTB系統(tǒng)以及車輛總線MVB系統(tǒng)兩個部分共同組成，并且列車總線WTB與車輛總線MVB均為兩路冗余，同時分為4個MVB網(wǎng)段(即:對應(yīng)四個牽引單元)，牽引單元之間主要是借助TCN網(wǎng)關(guān)的WTB總線實現(xiàn)連接。
除此之外，在整個地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還涉及到列車中央控制單元CCU、列車牽引控制單元TCU、列車制動控制單元BCU、列車輔助控制單元ACU等等，而列車人機接口HMI、分布式輸入輸出模塊以及緊湊式輸入輸出模塊等等，在地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中也發(fā)揮著重要作用。
二、基于TCN地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
(一)TCN層次結(jié)構(gòu)
列車控制與診斷信息數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)簡稱為列車通信網(wǎng)，即TCN(TrainCommunicationNetwork)，基于TCN的地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以將地鐵列車內(nèi)部整體微機控制系統(tǒng)中各個層級和各個單元進(jìn)行緊密聯(lián)系，并將其作為實現(xiàn)第地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中信息交換與共享的主要渠道。
從某種程度上講，基于TCN的地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，促進(jìn)了列車整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息交換，地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，在很大程度上使得地鐵列車控制系統(tǒng)向著分布式控制系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)展和優(yōu)化，同時為地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息化水平的提升奠定良好的基礎(chǔ)。
國內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及車載網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷的背景下逐漸發(fā)展而來，車載網(wǎng)絡(luò)主要被分為兩級總線的層次結(jié)構(gòu)，也可以將其理解為用于連接列車內(nèi)部各個節(jié)點動態(tài)編組的絞線式列車總線WTB，另一種形式主要是用于連接不同車輛以及固定列車內(nèi)部編組車輛單元的多功能車輛總線，簡稱為MVB。
列車總線之間所涉及的列車總線節(jié)點在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中承擔(dān)著網(wǎng)關(guān)的作用，MVB網(wǎng)絡(luò)總線憑借自身較強的易用性特點以及較低的要求，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用。一般情況下，基于TCN的地鐵列車總線與車廂總線屬于兩個完全獨立的通信子網(wǎng)，這兩個獨立存在的通信子網(wǎng)可以采用不同的網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議，所以在地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建立過程中，外來保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的功能性與可靠性，需要考慮到以下幾方面的內(nèi)容:
第一，地鐵列車總線可以對列車總線中的各個節(jié)點進(jìn)行命名以及確定基本方位，這種情況下往往會涉及到復(fù)雜程度相對較高的硬件以及初始化過程，而然這些對于地鐵列車內(nèi)部相關(guān)設(shè)備固定的車廂總線而言無疑是多余的;第二，一般情況下，地鐵列車車廂總線網(wǎng)絡(luò)在定時方面的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于列車總線對于定時的要求，地鐵列車車廂總線網(wǎng)絡(luò)中的響應(yīng)時間比列車總線網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)事件要快出10倍以上。
(二)TCN網(wǎng)絡(luò)組態(tài)在分析研究
TCN網(wǎng)絡(luò)組態(tài)相關(guān)問題時，應(yīng)該從列車的三種構(gòu)成方式這一角度出發(fā)，關(guān)于列車構(gòu)成方式的定義具體如下:第一，開式列車。這種列車主要是由一組車輛構(gòu)成，同時開式列車的組成在列車的正常運行過程中可以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，典型的開式列車有國際鐵路聯(lián)盟列車(UIC);第二，封閉式列車。
這種類型的列車主要是由一組車輛構(gòu)成，但是在列車正常運行過程中不支持組成變化，也是地鐵列車的基礎(chǔ)構(gòu)成方式;第三，多單元列車。主要是由多個封閉式列車單元共同構(gòu)成，在列車運行過程中其單元數(shù)量可以改變。而TCN在地鐵列車中的組態(tài)可以呈現(xiàn)出多種形式。比如:在由多個封閉式列車組成的多元列車中，可以使用WIB作為基本的地鐵列車總線，如果使用其他方式組態(tài)，還可以用MVB總線進(jìn)行代替。
(三)TCN控制系統(tǒng)特征
基于TCN的地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在實現(xiàn)地鐵列車通信信息共享方面起到重要作用，同時在強化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制功能方面也發(fā)揮著積極的作用，TCN控制系統(tǒng)在這一環(huán)節(jié)中的作用顯而易見。TCN控制系統(tǒng)的應(yīng)用特征主要體現(xiàn)在以下幾個方面:第一，分布性特征。地鐵列車控制系統(tǒng)屬于集中控制系統(tǒng)中的一種，其自身具有的分布式特點還具有一定的共性特征。
比如:軟件與硬件結(jié)構(gòu)上的模塊性、運行方式上的自治性、系統(tǒng)功能方面的并行性以及系統(tǒng)構(gòu)成上的透明性等;第二，實時性特征。地鐵列車控制系統(tǒng)屬于實時系統(tǒng)，其實時性特征主要體現(xiàn)在在線實時響應(yīng)方面，同時系統(tǒng)還可以對處于運行狀態(tài)的設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測，保證設(shè)備運行的安全性與穩(wěn)定性。[1]
三、結(jié)語
綜上所述，基于TCN的地鐵列車通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的建設(shè)涉及到多個方面的內(nèi)容，借助多種總線技術(shù)將分布在地鐵列車各個位置且具有特定功能的計算機進(jìn)行緊密聯(lián)系，在實現(xiàn)通信資源共享、列車分散監(jiān)控、集中管理與操作以及協(xié)同工作等方面發(fā)揮著不可忽視的重要作用。基于TCN的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是在計算機網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，將計算機技術(shù)、控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有機結(jié)合，從而為地鐵列車的穩(wěn)定運行提供保障。
參考文獻(xiàn):
[1]陳文翔.基于TCN的CRH3型高速列車控制系統(tǒng)半實物仿真平臺設(shè)計[D].浙江大學(xué)，2012.
更多通信評職知識：信息通信雜志發(fā)表哪類論文
信息通信是通信工程師評職首選刊物，這本期刊主要征收信息和通信領(lǐng)域的科研探索、技術(shù)創(chuàng)新、運營實務(wù)以及國內(nèi)外信息技術(shù)應(yīng)用方面的學(xué)術(shù)研究成果、理論方法探討以及實踐經(jīng)驗總結(jié)等方面的論文，具體來說，作者可以投稿電子與信息科學(xué)、計算機技術(shù)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，自動化技術(shù)、通信工程、通信運營、信息管理等方向的論文，需要發(fā)表這類論文的可以咨詢我們的編輯老師，早日為您安排刊期。
