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1列車網(wǎng)絡系統(tǒng)拓撲圖

基于TCN為通信標準的列車網(wǎng)絡控制系統(tǒng)拓撲有3種，第一種是二級網(wǎng)絡（圖1），具備重連運營功能，后2種為一級網(wǎng)絡（圖2、圖3）。基于ARCNET、RS485等通信標準的列車網(wǎng)絡系統(tǒng)拓撲有環(huán)形網(wǎng)絡拓撲和總線型網(wǎng)絡拓撲2種，都為二級網(wǎng)絡拓撲（圖4、圖5）。以上拓撲中，基于TCN應用較多的是一級網(wǎng)絡拓撲結構，基于ARCNET等技術應用較多的是二級網(wǎng)絡拓撲結構2。

表1為網(wǎng)絡拓撲及系統(tǒng)功能對比分析。從表1可以看出，ARCNET系統(tǒng)功能以監(jiān)視和診斷為主，網(wǎng)絡系統(tǒng)結構為兩級。由于系統(tǒng)功能以監(jiān)視為主，所以網(wǎng)絡傳輸?shù)男畔⒁蚕鄬唵危饕獮橄到y(tǒng)狀態(tài)信息，網(wǎng)絡系統(tǒng)設備無冗余配置。而TCN網(wǎng)絡系統(tǒng)則相反，系統(tǒng)功能有控制、監(jiān)視和診斷，網(wǎng)絡系統(tǒng)結構以一級為主，網(wǎng)絡系統(tǒng)傳輸信息既有控制指令，也有系統(tǒng)狀態(tài)及診斷信息，信息全面，網(wǎng)絡系統(tǒng)主要設備中央控制單元冗余配置，通信線路采用雙路冗余。

22種網(wǎng)絡系統(tǒng)對比

2種網(wǎng)絡系統(tǒng)采用的總線形式見表2。ARCNET和TCN總線在技術特性上的對比見表3。表4為各圖中縮略語的中英文對照。2種列車總線通信控制網(wǎng)絡分別在不同地區(qū)得到不斷發(fā)展，歐洲采用TCN，而日本采用ARCNET。現(xiàn)階段2種列車總線控制技術都較為成熟，但兩者間存在較大差異。TCN網(wǎng)絡是專門為列車設計的，而ARCNET是為辦公自動化而設計的網(wǎng)絡，因其優(yōu)越的過程處理能力而被移植到列車控制網(wǎng)絡當中。TCN只能組成總線型網(wǎng)絡，而ARCNET可以組成總線型或環(huán)型網(wǎng)絡，但在列車控制網(wǎng)絡中一般都采用總線型網(wǎng)絡。TCN網(wǎng)絡中，WTB總線只能作為列車級總線，MVB總線作為車輛級總線（可承擔部分列車級總線功能）。

ARCNET網(wǎng)絡中，ARCNET作為列車級總線，其車輛總線由RS485總線或其他總線組網(wǎng)。在數(shù)據(jù)通信差錯控制方面，兩者一般均采用循環(huán)冗余校驗碼（CRC）。在介質訪問控制方式方面，TCN網(wǎng)絡采用載波監(jiān)聽多路訪問／沖突檢測（CSMA／CD）。ARC－NET采用令牌傳遞總線（Token－PassingBus）方式。這2種介質訪問控制方式中，ARCNET的令牌傳遞總線方式最為穩(wěn)定，因為它采用的令牌方式是一種按照一定順序的在各站點傳遞令牌的方法，誰得到令牌，誰才有發(fā)起通信的權利，從而避免幾個結點同時發(fā)起通信而產(chǎn)生的沖突，特別適合在數(shù)據(jù)流量巨大的情況下應用。編碼方式上，TCN采用曼徹斯特編碼，而ARCNET一般采用NRZI（NoReturnZero－Inverse）編碼（非歸零反相編碼）。

3結束語

分析了國外主要地鐵車輛制造商采用的列車網(wǎng)絡系統(tǒng)的結構和總線類型，并對2種總線類型的網(wǎng)絡系統(tǒng)及總線特性進行了對比分析。

作者：于浩然單位：青島四方車輛研究所有限公司營銷中心