CRH2型動車組網絡通信技術淺述

于孟

摘 要：本文簡要介紹了列車通信系統(tǒng)應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，闡述了CRH2型動車組網絡控制系統(tǒng)的組成及功能，詳細論述了該系統(tǒng)的網絡拓撲結構。

關鍵詞：列車網絡通信系統(tǒng)；網絡總線；光纖；ARCnet；TCN

中圖分類號：U270.38 文獻標識碼：A

1 列車通信網絡系統(tǒng)應用現(xiàn)狀

隨著電子技術的發(fā)展，網絡技術越來越頻繁的應用到列車的監(jiān)視控制和管理系統(tǒng)中，推動著列車控制系統(tǒng)向著智能化、網絡化和信息化的方向發(fā)展。目前列車的網絡通信技術主要有如下幾種。

1.1 WTB/MVB

WTB/MVB網絡技術在歐洲得到了廣泛應用。據不完全統(tǒng)計，共有301套WTB/MVB車載網絡和26套MVB車載網絡由ADtranz瑞典完成。還有717套WTB/MVB車載網絡、5套WTB車載網絡和393套MVB車載網絡由ADtranz其他TCN項目完成。

1.2 LonWorks

LonWorks在北美地區(qū)得到了廣泛應用，紐約地鐵就采用了LonWorks的總線方式。日本的川崎重工和加拿大的Bombardier也開始將LonWorks應用于他們的鐵路列車上。

1.3 ARCNET網絡

ARCNET網絡主要應用于日本動力分散型電動車組上，主要的供應商有三菱、日立等公司，國內開行的CRH2型動車組就采用了這種通信網絡。

1.4 CAN網絡

CAN總線也在列車通信網絡系統(tǒng)中有了一定的應用。國防科技大學磁懸浮技術工程研究中心就研制出了一種應用CAN總線方式的CMS-3型磁懸浮列車；而“神州”號DMU的動力重聯(lián)（列車總線）也使用了這種總線方式。

2 CRH2型動車組網絡通信系統(tǒng)介紹

2.1系統(tǒng)組成及功能簡介

CRH2型動車組網絡通信系統(tǒng)是基于ANSI/ATA-878.1（又稱為ARCNET）協(xié)議開發(fā)設計的TIS系統(tǒng)完成的，整個信息系統(tǒng)通過列車的總線進行通訊信息的傳送，而車輛運營即時狀況和車上裝置的動作信息也得以統(tǒng)一體現(xiàn)。CRH2型EMU200動車組列車網絡通信系統(tǒng)主要包括七大板塊，分別為車輛信息中央裝置、顯示控制裝置、車輛信息終端裝置、IC卡讀寫裝置、監(jiān)控顯示器、乘客信息記錄儀以及車廂內各對象裝置等。

EMU200動車組網絡通信系統(tǒng)的主要功能包括實時狀態(tài)數(shù)據監(jiān)測（狀態(tài)信息、故障信息）、傳輸控制命令和跟蹤數(shù)據收集等，其功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①傳送裝置的操作、回位指令；②傳送牽引、制動指令；③傳送指示燈、蜂鳴器操作指令；④司機、乘務員輔助指令；⑤記錄結果；⑥服務控制設備；⑦車載試驗；⑧自我核查；⑨遠端指示；⑩頁面指示等。

自先進的車輛網絡信息系統(tǒng)引進以來，動車組控制能力和即時監(jiān)控功能得到順利實現(xiàn)，由此帶來其控制上的自動化、智能化得到了極大的提高。由于列車各子系統(tǒng)裝置的即時監(jiān)控和控制功能，司機員對于動車組運營狀態(tài)的實時操作、控制和處理問題的能力和效率也得到了極大的提升。

2.2網絡拓撲結構

EMU200動車組車輛網絡采用雙層網絡結構，上層結構以車輛運營控制計算機為核心，連接車輛的各級裝置，采用雙層環(huán)網結構，是連接各編組車輛的列車級通信網絡。下層網絡連接車輛內固定設備，主要作用于控制方面。

車輛網絡主要采用了兩種總線類型。一種基于ANSI/ATA-878.1（ARCNET）協(xié)議，采用了貫穿所有控制裝置的光纖環(huán)網結構；另一種則是以總線方式連接中央裝置和終端裝置的備用總線自我診斷傳輸線（屏蔽雙絞線），基于HDLC（高級數(shù)據鏈路控制）協(xié)議。當總線出現(xiàn)問題時，協(xié)議命令可以通過檢測傳送線路進行各傳送部之間的信息傳輸。傳送線路包括2種傳送方式：

（1）光纖環(huán)網光節(jié)點之間的傳送

①通過光纖雙層環(huán)網進行數(shù)據傳送；②循環(huán)傳送為統(tǒng)一長度；③令牌類傳送；④傳送周期為10ms標準；⑤GI50/12類光纖；⑥傳送速度為2.5Mbps。

（2）自我檢測線的傳送

①單向傳送（發(fā)送部—接收部）通過多站總線結構進行；②循環(huán)傳送為統(tǒng)一長度；③傳送周期為10ms標準；④符號化基帶方式為24 VP-P （120Ω平衡電路）；⑤38.4 kbps的HDLC方式；⑥安全確保式傳輸通過Dual-CPU方式進行。

2.3 車輛級網絡

CRH2型EMU200動車組應用了光纖雙層環(huán)網式的車輛主干網絡總線，包容性較高，比較于其他傳送方式，其傳送光纖具有抗干擾能力強、不受電磁干擾影響、布線時不需特殊抗干擾介質等優(yōu)勢，但其機械性能稍差。為解決傳輸光纖易裂、易損等機械性能弱點，CRH2型動車組光纖選用了通過結構加強而特殊制作的材質，現(xiàn)車布線的問題得以順利解決。

結語

CRH2型EMU200型動車組采用的車輛網絡具有設備狀態(tài)即時監(jiān)控、重大故障引導處理功能，大大提升了司乘人員的即時操控和問題處理效率。而且，其高穩(wěn)定性、上手容易等優(yōu)點以及運用過程中的低故障率也使其可靠性得到了充分驗證，贏得了用戶和社會的一致認可。

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