通信工程項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)

毛慶榮

摘 要 隨著信息時(shí)代的進(jìn)步，舒適化、自動(dòng)化以及高速化必將成為現(xiàn)代通信工程的發(fā)展方向。比起傳統(tǒng)的通信工程，將會(huì)產(chǎn)生越來越多的乘客服務(wù)信息、故障診斷信息和遠(yuǎn)程控制信息等。文章針對(duì)通信工程項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，以期滿足了網(wǎng)絡(luò)高帶寬的要求又彌補(bǔ)了以太網(wǎng)通信不確定性的不足。

關(guān)鍵詞 通信工程項(xiàng)目；網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)；以太網(wǎng)

中圖分類號(hào)：TN913 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）13-0170-01

1 傳統(tǒng)通信工程網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)

通信網(wǎng)絡(luò)是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)車車輛上的應(yīng)用而發(fā)展起來的。在20世紀(jì)70年代末至80年代初，微處理器控制車輛傳動(dòng)裝置的應(yīng)用在BBC、西門子公司出現(xiàn)，一開始僅應(yīng)用于車輛單一設(shè)備的控制。隨著通信技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及服務(wù)對(duì)象的不斷增多，使得計(jì)算機(jī)在軌道交通上得到了廣泛應(yīng)用，在串行通信總線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了通信網(wǎng)絡(luò)。各個(gè)國(guó)家采取不同的現(xiàn)場(chǎng)總線來構(gòu)成通信系統(tǒng)，如Profibus、Lonworks、Bitbus、FIP、CAN、Tornad等，由于不同系統(tǒng)采取不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它們之間互不兼容。為了制定統(tǒng)一開放的通信標(biāo)準(zhǔn)來傳輸鐵路設(shè)備的數(shù)據(jù)，1988年，受國(guó)際電委員會(huì)（IEC）第9技術(shù)委員會(huì)（TC9）的委托，來自20多個(gè)國(guó)家以及UIC（國(guó)際鐵路聯(lián)盟）的代表組成的第22工作組（WG22）正式成立。經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)11年的工作，1999年6月，IEC/TC9/WG22在ABB公司的MICAS、意大利的CD450和西門子的DIN43322等運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定的通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)—IEC61375正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

90年代初美國(guó)Echelon公司開發(fā)的LonWorks總線主要用于工業(yè)控制和建筑自動(dòng)化，LonWorks總線被鐵路公司和部件供應(yīng)商所接受并迅速在各個(gè)領(lǐng)域推廣普及。LonWorks總線也被用作通信網(wǎng)絡(luò)，如日本川崎和加拿大Bombardier等公司將其運(yùn)用在地鐵通信網(wǎng)絡(luò)中。1999年，繼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61375-1正式建立之后，IEEE制定了IEEEl473通信協(xié)議。由于沒有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的限制，TCN標(biāo)準(zhǔn)可以任意開發(fā)。目前在國(guó)際上生產(chǎn)商主要有兩種方式對(duì)TCN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行開發(fā)：一種是通過多功能車輛總線的設(shè)備控制芯片來進(jìn)行開發(fā)，即MVBC芯片，主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)協(xié)議物理層和鏈路層的任務(wù)；另一種開發(fā)TCN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的方式是利用嵌入式處理器和FPGA。由于嵌入式處理器和FPGA具有很好的靈活性，所以后一種開發(fā)方式備受青睞。

國(guó)內(nèi)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)也進(jìn)行了相關(guān)的研究，國(guó)內(nèi)各鐵路廠家開始了聯(lián)合開發(fā)、自我開發(fā)或技術(shù)引進(jìn)工作，主要包括現(xiàn)場(chǎng)總線、TCN、局域網(wǎng)、基于RS485的通信協(xié)議、通信介質(zhì)等領(lǐng)域。如：國(guó)防科技大學(xué)基于CAN總線的磁懸浮的總線研究；西南交通大學(xué)對(duì)于把RS485協(xié)議用作擺式傾擺控制總線的研究；中南大學(xué)鐵道學(xué)院基于WTB、MVB、LonWorks等通信網(wǎng)絡(luò)的研究；上海鐵道大學(xué)基于CAN總線的連接司機(jī)臺(tái)和控制單元的局部總線研究；上海鐵道大學(xué)與株洲電力機(jī)車研究所合作開發(fā)的基于HDLC的車輛總線和基于ARCNET的總線的通信網(wǎng)絡(luò)的研究；株洲電力機(jī)車研究所的基于LonWorks的局部總線和總線的研究，基于RS485 協(xié)議的局部總線的研究，基于FSK的通信的研究，基于CAN總線的擺式局部控制總線和監(jiān)控裝置的研究，WTB和MVB的研究等以及國(guó)內(nèi)外MVB產(chǎn)品的兼容性試驗(yàn)；鐵道科學(xué)研究院、四方機(jī)車車輛研究所、武漢正遠(yuǎn)公司、西南交通大學(xué)等購買了或準(zhǔn)備購買WTB、MVB、LonWorks的開發(fā)工具，可以更好地展開對(duì)WTB、MVB、LonWorks的研究。

經(jīng)過近幾年的自主研發(fā)，我國(guó)目前己經(jīng)掌握了TCN比較全面的技術(shù)，包括MVBC，WTB和MVB1類設(shè)備協(xié)議控制器設(shè)計(jì)，TCN協(xié)議棧軟件，在此基礎(chǔ)上形成了許多的網(wǎng)關(guān)、中繼器、星型禍合器等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品己經(jīng)與其他國(guó)外公司的產(chǎn)品完成了基本互聯(lián)測(cè)試。

2 以太網(wǎng)技術(shù)在通信工程網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

目前，以太網(wǎng)在列車通信中的應(yīng)用主要是提供信息及娛樂功能。傳統(tǒng)的列車系統(tǒng)都是采用鐵路專用的TCN網(wǎng)絡(luò)。龐巴迪交通組己經(jīng)開發(fā)了一種由以太網(wǎng)管理列車上的所有車載設(shè)備的新型系統(tǒng)。項(xiàng)目開始階段，將采用以太網(wǎng)環(huán)路與原有的TCN系統(tǒng)相結(jié)合的方案，不過，在不久未來以太網(wǎng)將會(huì)完全取代TCN。目前完全采用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的列車項(xiàng)目己經(jīng)進(jìn)入設(shè)計(jì)階段。

日本日立公司也對(duì)基于工業(yè)以太網(wǎng)的新型通信網(wǎng)絡(luò)加緊研究，并提出了基于以太網(wǎng)的B-System的構(gòu)架。B-System主要由車載以太網(wǎng)（B-LAN）和無線網(wǎng)絡(luò)（B-NUS）兩種網(wǎng)絡(luò)組成。B-System網(wǎng)絡(luò)可以傳輸診斷信息、控制信息、旅客信息、視頻監(jiān)控并實(shí)現(xiàn)車地間的無縫連接。

近幾年來，國(guó)際電工委員會(huì)己經(jīng)規(guī)定實(shí)施以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。在2009年和2010年分別完成了作為鐵路應(yīng)用的“車輛網(wǎng)絡(luò)一以太網(wǎng)”標(biāo)準(zhǔn)IEC61375-3-4和“網(wǎng)絡(luò)一以太網(wǎng)”標(biāo)準(zhǔn)IEC61375-2-5。這對(duì)于以太網(wǎng)技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用將起到很大的推動(dòng)作用。

在國(guó)內(nèi)，以太網(wǎng)在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用還沒有得到普及。由青島四方一龐巴迪一鮑爾鐵路運(yùn)輸設(shè)備有限公司研發(fā)的CRH1型動(dòng)車組對(duì)以太網(wǎng)技術(shù)在中的應(yīng)用進(jìn)行了初步的探索。在CRH1型動(dòng)車組上配置了以太網(wǎng)接口，由于以太網(wǎng)可以連接整個(gè)車輛，因此可以利用其接口提供維修、服務(wù)、控制等。此外，它還可用于調(diào)試、下載應(yīng)用程序及其他開發(fā)。在CRH2型長(zhǎng)編組臥鋪動(dòng)車組上以太網(wǎng)就成功運(yùn)用到視頻娛樂系統(tǒng)中。

3 結(jié)束語

在通信工程上各種服務(wù)對(duì)象和控制設(shè)備不斷增多的同時(shí)，通信線路所要傳輸信息的數(shù)量和種類也隨之不斷增長(zhǎng)，為了能夠?qū)⑦@些信息準(zhǔn)確、安全、可靠和快速地在整個(gè)通信工程網(wǎng)絡(luò)上傳輸，同時(shí)提高其監(jiān)視、控制和診斷水平，就急需一種能夠承載大容量且具備高速度的系統(tǒng)來傳輸信息。正是在這樣的背景下通信工程通信網(wǎng)絡(luò)（Train Communication Network，TCN）應(yīng)運(yùn)而生，它將通信工程上具有不同功能分布于不同位置的控制節(jié)點(diǎn)通過通信介質(zhì)以一定的規(guī)則連接起來，在計(jì)算機(jī)硬、軟件的共同支持下形成信息通道，從而為通信工程上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通信提供可靠和穩(wěn)定的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]張占慶.通信工程建設(shè)存在的問題與對(duì)策[J].黑龍江通信技術(shù)，1994（03）.

[2]王榮杰.大力推廣應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)，切實(shí)提高施工管理水平[J].經(jīng)營(yíng)管理與論壇 安徽建筑，2002（04）：74.

[3]盧向南.網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃技術(shù)在大型項(xiàng)目中的應(yīng)用[J].浙江工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2000（03）：11.endprint