列车网络控制技术
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1.归纳FF,CAN,MVB三种现场总线的数据链路层要点。
MVB链路层数据
有效的帧格式见图1
1)主帧格式:以主起动定界符开始,接着是16位报文数据,然后是8位校验序列。
4位F_code码限制下面的12位并指示从帧大小,如图2所示。
2)从帧格式:以从起动定界符开始,接着是16,32,64,128或256位帧数据,8位校验序列
在64位数据的每个字后或在16,32位数据后。帧文每64位后就有一个校验序列,如图3所示。
3)报文时序:主帧和响应它的从帧称为一个报文。
4)报文类型:过程数据、信息数据和监管数据报文。
MVB/WTB消息链路层实现消息数据通信;对于监视数据,应用层调用MVB/WTB监
视数据接口函数实现消息数据通信
2.针对控制网络传送数据,一般分为三种数据类型,试解释哪三种类型,通常采用何种传输方式。
3.根据HDLC协议,设计一个带有信号帧、监控帧和无编号帧的一次数据交换传输帧格式及内容。
(1)信息帧(I):用于传输用户数据,控制字段的第0位规定为‘0’;
Ns(发送帧序号):说明本帧对应的帧序号(采用模8计数),发送端可以不必等待确认,而连续地发送若干帧(不超过8帧),每发一帧,Ns模8计数一次;
Nr(待收帧序号):说明希望接收对方帧的序号(采用模8计数),Nr隐含指示该序号之前的所有帧已被正确接收;
P/F(查询/终止指示符):对于不同的传输模式,该位具有不同的含义。当采用ARM和ABM传输模式时,P=1要求对方立即予以响应,并在响应中置F=1。无论使用何种传输模式,P/F总是一一对应的,在接到F=1的帧之前,不允许再发P=1的帧。
(2)监控帧(S):用于表示接收状态,其控制字段的第0、1位规定为“10”;第2、3位表示了四种类型的监控帧。
Type=00,接收准备就绪(RR),发送该RR监控帧的一方准备接收编号为Nr的帧;
Type=10,未准备就绪(RNR),发送该RNR监控帧的一方说明已经收妥Nr以前的所有帧,但希望对方暂缓发送Nr帧;
Type=01,拒绝接收(REJ),发送该REJ监控帧的一方说明已经收妥Nr以前的所有帧,但编号为Nr的帧有差错,希望对方重发编号为Nr及其以后的所有帧;
Type=11,选择接收(SREJ),该帧的含义类似REJ监控帧,但希望对方仅仅重发第Nr 帧。
(3)无编号帧(U):用于命令的传输(建立/拆除链路)等;
控制字段的第0、1位规定为“11”,第2-3位(M1)和第5-7位(M2)表示U帧的类型。例如:
M(M1M2)=11100(SABM),某一复合站置本次链路为异步平衡模式;M(M1M2)=00010(DISC),主站请求释放(拆除)本次链路;
M(M1M2)=00110(UA),次站对主站命令的确认,类似BSC中的ACK;M(M1M2)=10001(CMDR),次站对主站命令的否认,类似BSC中的NAK;
1)信息帧I:N(S)、N(R)表示发送帧序号与接收帧序号。表示该站下一接收帧的序号,
捎带确认的作用,已知该站已正确接收序号为[N(R)-1]帧及以前各帧。
2)监控帧S:无I字段,只有48位长,S位表示帧内容:
S=00:接收准备好,准备接收下一帧。=10:接收未准备好,暂停接收下一帧。=01:拒绝;否认N(R)发的所有帧,要求重发。=11:选择拒绝,只否认N(R)发的帧。重发该
帧。协调通信双方状态。
3)无编号帧U:5位M位表示无编号帧内容,目前已定义15种,如:正常响应模式帧SNRM;异步响应模式帧SARM;异步平衡模式帧SABM;断开连接帧DISC;UP/UA (无编号探询/响应)等。
4.解释MVB帧数据中功能码F为9、12、13、14主帧的功能及作用。
主帧格式:以主起动定界符开始,接着是16位报文数据,然后是8位校验序列。4位
F_code码限制下面的12位并指示从帧大小(连续出现5个1就要插入0)
5.简要描述MVB中过程数据传输过程。
1过程数据:定时广播的带源地址的数据,定时间隔小于1ms;2,消息数据:有请求是应答,带有目的地址的点对点或广播数据。3管理数据:用于事件判决,主设备转换,设备状态发送的数据。
6.简要归纳列车网络控制系统功能及内容。
7.简要归纳国内动车组CRH1、CRH2、CRH5型列车网络控制特点。
●CRH1动车组网络控制系统划分成3个MVB通信总线段,每个MVB总线段分
别通过网关(GW)连接到WTB总线进行各MVB总线段间的通信。当某个Mc车的司机室启动后,其上的网关为主控制器,其它网关为从控制器,主从关系的配置由网络自动完成。
在区段内部,TCCCU用来控制和监视的所有模块,AXSCCU用于远程无线通信接口及售后服务以太网。各MVB区段并不是完全独立的,通过列车内部贯穿整车的冗余MVB总线在列车两端的Mc车之间互为冗余,排除了单一故障影响系统功能的可能性,如图1虚线部分所示。另外,该网络控制系统中还设有独立的用于牵引控制的MVB总线,主要实现网侧变流器(LCM)、电机侧变流器(MCM)和辅助变流器(ACM)单元的信息传输功能。
●CRH2动车组列车信息控制网络主要由2台列车信息中央装置(头车各一台)、8
台列车信息终端装置(每车各一台)、列车监控显示器、显示控制装置、IC卡读写装置及服务乘客的信息显示器等组成[2]。中央装置具有列车信息管理和向列车信息终端装置传输数据的功能;终端装置实现各车厢中车载设备的信息传输。
CRH2的网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。列车级网络连接各中央装置和终端装置,主要有两种类型:一是以光纤为传输介质的列车信息传输总线,采用ARCNET双重环网结构。光节点之间传输控制采用令牌传递方式,中央装置可以同时向2个方向发送信息,如果在环路的一个方向没有检测到应答时,就向环路的另一个方向发送信息,能够避开故障部位。二是以双绞线为传输介质的自我诊断传输网,主要采用HDLC作为通信协议。当环形网络发生故障时可以传输控制指令,对各设备进行控制,自我诊断信息通过段站总线结构进行单向传输,采用固定长度的循环传输方式。车辆级网络则用于车厢内各设备间的信息传输,主要传输介质为光纤线和电流环传输线。
●CRH5动车组分为两个对称的网络单元。网关被用于动力单元之间的信息传输并实现