L型网络列车监控系统的应用与实现

L型网络列车监控系统的应用与实现,第1张

  1.引言

  随着科学技术的不断发展和在各行业领域的广泛应用,越来越多的证据证明,某一行业或更广泛领域内技术标准的统一越来越重要,并成为制约或促进行业技术发展的一个极为重要的因素。在铁路系统中也存在同样的问题,如果没有统一的标准,各车辆系统制造商往往沿着自己的路子,开发出专有的,不兼容接口的产品,以限制买方只能使用他们的系统,不利于产品和技术的竞争,制约了相关技术的发展。过去相当长的一段时间内,铁路系统列车网络通信技术就处于一种无标准的状态,在很大程度上制约了列车网络监控系统技术的发展。1999年,对于列车通信网络,国际上制定了两个相应标准:IEC(国际电工委员会)制定的《列车通信网络》和IEEE(美国电气与电子工程师协会)制定的《列车网络通信协议》。后者的内容范围包含了前者,它规定了两种类型的列车通信网络:T型和L型。T型即TCN网络(列车通信网络),L型为《自由拓扑双绞线信道规范》规定的LonWorks通信网络。参照上述两大国际标准,并结合国内铁路牵引的实际情况,2002年,我国铁道部也制定了相应的《中华人民共和国铁道行业标准――列车通信网络》。本标准同样规定了两种类型的列车通信网络:T型和L型。目前,国内列车通信网络的应用主要集中在L型网络。在铁路系统内采用开放的IEEE标准将可以保证多厂家产品的互 *** 作性,从而可以帮助促进供应链中每一环节的竞争力,加快技术发展。

  2. 网络控制技术的特点

  LonWorks(Local OperaTIng Networks)是美国Echelon公司1991年推出的现场总线技术,它可以很好地解决在控制网络的设计、构成、安装和维护中出现的大量问题。

  LonWorks网络控制技术的特点:

  (1) 开放性:网络协议开放,对任何用户平等;

  (2) 互 *** 作性:LonWorks通信协议LonTalk符合ISO(国际标准化组织)定义的OSI开放互连模型。任何制造商的产品都可以实现互 *** 作;

  (3) 通信媒介:几乎囊括了目前所有可用通信媒介,包括双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电波、红外线等,而且在同一网络中可以有多种通信媒介;

  (4) 网络结构:可以是主从式、对等式或客户/服务器模式;

  (5) 网络拓扑:有星形、总线形、环形以及自由形;

  (6) 通信速率:可达1.25Mb/s,此时有效通信距离为130m。采用双绞线情况下,在78Kb/s速率下直线通信距离长达2700m;

  (7) LonWorks网络通信采用面向对象的设计方法:LonWorks网络通信技术称之为“网络变量”,它使网络通信的设计简化为参数设置,增加了通信的可靠性;

  正是由于LonWorks技术完全满足了未来发展对测控系统的要求,目前,它的使用已经遍及世界56个国家和地区的工业、楼宇、交通、能源等自动化领域。

  3.LonWorks技术的应用

  3.1 铁道部列车通信网络标准对L型网络的规定

  标准中规定“适用于连接一个基本运转单元(单个车辆或车辆的固定组合)或一组基本运转单元内的电子装置,传送时间不太紧迫、时间不要求确定的由事件驱动的消息数据的传送”,主要应用于列车监控系统中。由于列车监控系统监控对象组成的相对固定和列车编组的特殊性,标准同时规定了最为常用的网络拓扑结构和网络中的总线关系,如图1所示。

  L型网络列车监控系统的应用与实现,网络结构及总线关系,第2张

  网络结构及总线关系

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