CRH2型动车组列车通信网络

CRH2型动车组网络通信技术浅述作者：于孟来源：《中国新技术新产品》2014年第20期摘要：本文简要介绍了列车通信系统应用现状和发展趋势，阐述了CRH2型动车组网络控制系统的组成及功能，详细论述了该系统的网络拓扑结构。

关键词：列车网络通信系统；网络总线；光纤；ARCnet；TCN中图分类号：U270.38 文献标识码：A1 列车通信网络系统应用现状随着电子技术的发展，网络技术越来越频繁的应用到列车的监视控制和管理系统中，推动着列车控制系统向着智能化、网络化和信息化的方向发展。

目前列车的网络通信技术主要有如下几种。

1.1 WTB/MVBWTB/MVB网络技术在欧洲得到了广泛应用。

据不完全统计，共有301套WTB/MVB车载网络和26套MVB车载网络由ADtranz瑞典完成。

还有717套WTB/MVB车载网络、5套WTB车载网络和393套MVB车载网络由ADtranz其他TCN项目完成。

1.2 LonWorksLonWorks在北美地区得到了广泛应用，纽约地铁就采用了LonWorks的总线方式。

日本的川崎重工和加拿大的Bombardier也开始将LonWorks应用于他们的铁路列车上。

1.3 ARCNET网络ARCNET网络主要应用于日本动力分散型电动车组上，主要的供应商有三菱、日立等公司，国内开行的CRH2型动车组就采用了这种通信网络。

1.4 CAN网络CAN总线也在列车通信网络系统中有了一定的应用。

国防科技大学磁悬浮技术工程研究中心就研制出了一种应用CAN总线方式的CMS-3型磁悬浮列车；而“神州”号DMU的动力重联（列车总线）也使用了这种总线方式。

2 CRH2型动车组网络通信系统介绍2.1系统组成及功能简介CRH2型动车组网络通信系统是基于ANSI/ATA-878.1（又称为ARCNET）协议开发设计的TIS系统完成的，整个信息系统通过列车的总线进行通讯信息的传送，而车辆运营即时状况和车上装置的动作信息也得以统一体现。

目录第一章绪论...............1.1 国内外铁道车辆网络技术的发展........1.2 国内外列车通信网络技术发展概况............. 1.3 国内列车发展第二章列车通信网络结构................................... 2.1 TCN的适用范围.....................2.2 TCN的网络结构..................2.2.1 TCN的网络拓扑结构..................2.2.2 TCN的网络体系结构.....................2.3 MVB总线............................2.3.1 MVB传输介质..........2.3.2 MVB 设备.........2.3.2 MVB 报文.............2.3.3 MVB 介质访问...............2.3.4 MVB 容错......................2.4 WTB总线....................2.4.1 WTB拓扑.............2.4.2 WTB 的介质......................2.4.3 WTB的介质连接方式.........................2.4.4 WTB报文...............2.4.5 WTB 介质访问....................2.5 实时协议.......................2.5.1 列车通信网络服务................2.5.2 变量服务.............2.5.3 消息服务...... ..................2.6 LonWorks总线概述...............2.7 LonWorks总线拓扑结构. ..............2.8 LonWorks通信网络协议..........第三章访问控制方式分析.......................3.1 载波监听多路访问.................3.2 令牌环访问控制方式............................3.3 令牌总线访问控制方式..................第四章列车网络通讯的具体应用................4.1 CRH2动车组概述.......................4.2 CRH2网络控制系统概述..........................4.2.1 系统组成及功能简介..........................4.2.2 网络拓扑结构..........................4.2.3 可靠性与冗余性..........................4.3 LonWorks在列车通信网络上的应用..............4.4 TCN在列车通信网络上的应用................结论................致谢...................参考文献......................第一章绪论高速、舒适是世界铁路发展的主要目标和方向。

CRH2型动车组设备通信网络CRH2型动车组设备采用一套LKJ2000型列车运行速度监视控制装置。

LKJ2000型监控装置车载部分主要由主机箱、显示器、事故状态记录器(选件)、速度传感器、压力传感器、双针速度表组成。

装置主机采用双套热备冗余工作方式，由A、B 两组完全独立的控制单元组成，每组单元都有完整的信号输入及控制输出接口模块连接，单元内部各不带CPU的插件之间采用VME并行总线与监控记录插件连接，不带CPU的插件包括模拟量输入/输出插件、数字量输入插件、数字量输入/输出插件及电源插件；带CPU的插件之间采用cAN标准串行总线连接，这些模块包括监控记录插件、地面信息处理插件及通信插件。

系统内部串行通信网络也采用A、B两组冗余方式。

A、B组两个监控记录插件之间采用同步通信方式进行数据交换。

主机箱与显示器及事故状态记录器之间采用与主机箱内部网络相同的双路CAN网络进行连接。

11.5.1LKJ2000设备及接口LKJ2000型列车运行速度监视控制装置的设置及通信接口。

(1)装置的基本工作方式是将运行全程线路的参数事先存储于主机中，作为监控工作的依据，并能够与地面信息交换，采用车载或车载数据与地面信息相结合的控制模式。

(2)系统采用双机主从热备冗余方式(模块级冗余)，当工作机出现故障的情况下，自动切换到热备机工作，当任意一个单元或通道出现故障的情况下，自动启用备用单元或通道，大大提高了工作可靠性。

(3)采用先进的32位微处理器MC68332作为系统主CPU，具有较高的执行速度、控制精度，较高的稳定性和很强的数据处理能力。

(4)采用控制器局域网(CAN)作为系统内部通信方式进行数据交换、CAN总线器件本身带CRC校验功能，具有高强的检错与容错的能力，使传输可靠性进一步提高。

(5)监控功能的制动模式限速曲线采用实时计算，并考虑客/货车，制动机种类、线路坡度等因素对制动距离的影响，使制动距离尽量接近实际。

CRH2型动车组旅客信息系统概述旅客信息系统是一个能够给旅客提供语音、文字信息或音频、视频服务的系统。

随着全民素质的不断提高，旅客对列车信息系统所提供信息量的需求也越来越大，希望列车广播系统能够及时发送列车当前到站、前方到站、正晚点情况、当前时间、运行速度、临时停车等语言信息。

同时，通过信息显示装置看到相关的文字信息。

CRH2型动车组的旅客信息系统主要由广播联络系统、无线收音系统、车外信息显示设备、车内信息显示设备、车内标识、列车运行信息显示设备等设备或系统组成。

CRH2型动车组充分利用动车组计算机通信网络平台，将动车组的旅客信息系统、动车组的运行控制系统、列车运行安全监测和故障诊断系统组成了列车信息控制系统。

12.2广播联络系统CRH2型动车组的广播联络系统向乘客提供较为完善的广播信息服务，同时司机和乘务人员可以通过广播联络系统实现车内通信联络、列车广播等功能。

广播联络系统具有一台自动广播装置(AAD)安装在7号车(M1s)的乘务员室内，由乘务员负责管理，用于列车广播；司机利用设置在两个司机室内的司机室控制放大器(CAMP1)和联络装置(INT)，完成司乘人员通信联络、列车广播的动作。

广播联络系统从列车信息控制系统处接收播放所需要的信息，播放预先设定的车内广播。

即使发生停车车站变更(车辆行驶晚点)等情况，由于从列车信息控制系统获得的信息会发生相应的修改，所以可以准确地播出内容。

旅客信息的显示确认和外部声音的输出设定等都能在广播联络系统自动广播装置(AAD)的液晶显示器上完成。

在装置无异常状况，并且从外部通信接收到运行信息时，本装置会自动切换到自动运行。

12.2.1系统构成CRH2型动车组广播联络系统的设备主要有：自动广播装置(AAD)、司机室控制放大器(CAMP1)、联络装置(INT)、乘务员室控制放大器(CAMP2)、配电盘控制放大器(CAMP3)、输出放大器(PAMP)、车内扬声器(SP)、通过台扬声器(SPD)、监视器扬声器(MSP)、司机室监视器扬声器(MSP)、乘务员室车门扬声器(DOSP)、车门音响装置、控制器、呼叫显示盘等。