国外地铁列车网络系统论文范文

1列车网络系统拓扑图

基于TCN为通信标准的列车网络控制系统拓扑有3种，第一种是二级网络（图1），具备重连运营功能，后2种为一级网络（图2、图3）。基于ARCNET、RS485等通信标准的列车网络系统拓扑有环形网络拓扑和总线型网络拓扑2种，都为二级网络拓扑（图4、图5）。以上拓扑中，基于TCN应用较多的是一级网络拓扑结构，基于ARCNET等技术应用较多的是二级网络拓扑结构2。

表1为网络拓扑及系统功能对比分析。从表1可以看出，ARCNET系统功能以监视和诊断为主，网络系统结构为两级。由于系统功能以监视为主，所以网络传输的信息也相对简单，主要为系统状态信息，网络系统设备无冗余配置。而TCN网络系统则相反，系统功能有控制、监视和诊断，网络系统结构以一级为主，网络系统传输信息既有控制指令，也有系统状态及诊断信息，信息全面，网络系统主要设备中央控制单元冗余配置，通信线路采用双路冗余。

22种网络系统对比

2种网络系统采用的总线形式见表2。ARCNET和TCN总线在技术特性上的对比见表3。表4为各图中缩略语的中英文对照。2种列车总线通信控制网络分别在不同地区得到不断发展，欧洲采用TCN，而日本采用ARCNET。现阶段2种列车总线控制技术都较为成熟，但两者间存在较大差异。TCN网络是专门为列车设计的，而ARCNET是为办公自动化而设计的网络，因其优越的过程处理能力而被移植到列车控制网络当中。TCN只能组成总线型网络，而ARCNET可以组成总线型或环型网络，但在列车控制网络中一般都采用总线型网络。TCN网络中，WTB总线只能作为列车级总线，MVB总线作为车辆级总线（可承担部分列车级总线功能）。

ARCNET网络中，ARCNET作为列车级总线，其车辆总线由RS485总线或其他总线组网。在数据通信差错控制方面，两者一般均采用循环冗余校验码（CRC）。在介质访问控制方式方面，TCN网络采用载波监听多路访问／冲突检测（CSMA／CD）。ARC－NET采用令牌传递总线（Token－PassingBus）方式。这2种介质访问控制方式中，ARCNET的令牌传递总线方式最为稳定，因为它采用的令牌方式是一种按照一定顺序的在各站点传递令牌的方法，谁得到令牌，谁才有发起通信的权利，从而避免几个结点同时发起通信而产生的冲突，特别适合在数据流量巨大的情况下应用。编码方式上，TCN采用曼彻斯特编码，而ARCNET一般采用NRZI（NoReturnZero－Inverse）编码（非归零反相编码）。

3结束语

分析了国外主要地铁车辆制造商采用的列车网络系统的结构和总线类型，并对2种总线类型的网络系统及总线特性进行了对比分析。

作者：于浩然单位：青岛四方车辆研究所有限公司营销中心