地铁列车控制网络
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• 地址
– 最多达 4096个用户 – 4096 个端口 (周期性更换)
• 传输
– 周期性数据 ( 过程数据)
MVB – 传输介质冗余
• 2路不同的MVB传输介质，用于MVB网络上数据的传输。 • 任何一路传输介质的故障并不引起整个网络失效。 • 每个设备可接收来自任何一路传输介质的有效数据。
MVB网络– 相比FIP网络所具有的优点
ATC
HVV
MVB 中继器 自动列车控制电子装置 高压电压表
列车控制和监视系统（TCMS）网络
• MVB • RS485 串行链路 (HPTS协议) • CANOPEN 网络 • 以太网
MVB – 网络
• 传输介质：2路120欧姆屏蔽双绞线 • 物理层
– 隔离变压器 – Manchester 编码器 – （较快型）传输速度，比FIP网络1Mbit/s的传输速度更快。
PCE2 ACE2
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
Repe ater
PCE3
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
PCE4
ACE3
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
VAC
A2
以太E网th交er换ne机t switch
S插oc口ket
DDU
MPU
RIOM3 DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
RIOM1 DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
RIOM2 RADIO HVV ATC
VAC PIS
BCE2
MVB 网络 CANOPEN网络 Echelon 制动器网络 RS485串行链路 维护用以太网络
DCU1 DCU3 DCU5
DCU8 DCU10
DCU7 DCU9
Βιβλιοθήκη Baidu
VAC
B2
以太网交换机
C1
6-8 节编组的 配置
B3
C2
8 节编组的
配置
以太E网th交er换ne机t switch
以E太sthw网eitr交cnhe换t 机
以太Et网he交rn换et机 switch
B4
以E太th网er交ne换t 机 switch
T:串行链路上同一设备的全局轮询周期 Tn : 串行链路上各设备之间的轮询周期 Nb : 设备数 通常情况下, Tn >= 40 ms
列车控制与监视系统（TCMS） - CANOPEN 网络
• 总线硬件类型 : RS485 • 总线阻抗 : 120 欧姆 • 最大传输速度 : 1000千比特/秒 • 点对点网络 • 同一CAN网络上最多允许32台设备 • 最大总线长度 : 250m（125Kbits/s）
➢ 传输速度： FIP -> 1 MB/s MVB -> 1.5 MB/s
➢ 数据周期 -> 轮询周期： FIP -> 所有FIP网络设备定义一个统一的数据周期。 MVB -> 根据逻辑端口的不同，不同MVB网络设备可定义不同数据周期， 最小16ms，最大1024ms。 在MVB网络上可以更为灵活地针对特定设备规定慢速端口和快速端口。
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
PCE5 Repe ater
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
PCE6
ACE4
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
ACE PCE RIOM DCU
PIS
辅助控制电子装置 牵引控制电子装置 远程输入/输出（ I/O）模块 车门控制单元
乘客信息系统，闭路电视系统，液晶显示 系统
DDU
主处理器 驾驶员显示装置（驾驶用）
RADIO VAC
TETRA无线网络 通风和空气调节
BCE
制动器控制电子装置 本机控制屏
Repe ater
列车控制和监视系统（TCMS）的结构
A1
B1
Socket
以太网交换机
以太网交换机
DDU
MPU
PCE1 ACE1
RIOM2 RADIO
HVV ATC
PIS
RIOM 1
RIOM3
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
BCE1
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6
S插oc口ket
PCE5 VAC
PCE6 ACE4
VAC VAC
DDU
MPU
• 允许从某一点访问MPU、DDU、辅助转换器、牵引设备等以便下载最新版本的 软件或根据每台设备的维护工具下载所有故障代码表。
日期和时间管理
• 允许从自动列车控制系统（ATC）接收统一的时间/日期信息并 更新MPU的时间（有效位、日期/时间处于正确范围）。
维护用以太网
6-8 节编组配置
8 节编组配置
A1
B1
B2
C1
B3
C2
B4
A2
S插oc口ket
以太网交换机
以太网交换机
以太网交换机
DDU
MPU
VAC
PCE1 ACE1 VAC
PCE2 ACE2 VAC
以太网交换机
以太网交换机
PCE3 VAC
PCE4 ACE3 VAC
以太网交换机
以太网交换机
以太网交换机
• MPU 将日期/时间信息发送给各个设备。 • MPU 对日期/时间信息进行存储（以便在不能与ATC通信的情
况下不至于没有日期和时间） • 一般情况下，如果接收到的数据与内部时钟相差超过3秒，设
备将更新其内部日期/时间。
谢谢
-地铁列车控制网络-
二〇一八年二月
目录 Content
1
TCMS 结构
2
网络主要特性
3
以太网络
4
日期和时间管理
原则
维护人员 低压设备
牵引设备 制动设备
驾驶员
自动列车控制 （ATC）
列车控制和监视系统 （TCMS）
硬件逻辑 软件程序化逻辑
乘客广播/乘客信息系统 （PA/PIS）
车地通信
车门
暖通空调 （HVAC）
➢ 过程数据的规模: FIP ->设备只有一个过程数据 MVB -> 过程数据在16bit至256bit之间可变。
列车控制与监视系统（TCMS） – 基于HPTS协议的串行链路网络
• 总线硬件类型：RS485 • 总线阻抗：100 欧姆 • 传输速度：19200比特/秒 • 点对点网络 • 同一串行链路上最多允许6台设备 • HPTS 协议 • 最大总线长度：50m • T = Nb x Tn
– 最多达 4096个用户 – 4096 个端口 (周期性更换)
• 传输
– 周期性数据 ( 过程数据)
MVB – 传输介质冗余
• 2路不同的MVB传输介质，用于MVB网络上数据的传输。 • 任何一路传输介质的故障并不引起整个网络失效。 • 每个设备可接收来自任何一路传输介质的有效数据。
MVB网络– 相比FIP网络所具有的优点
ATC
HVV
MVB 中继器 自动列车控制电子装置 高压电压表
列车控制和监视系统（TCMS）网络
• MVB • RS485 串行链路 (HPTS协议) • CANOPEN 网络 • 以太网
MVB – 网络
• 传输介质：2路120欧姆屏蔽双绞线 • 物理层
– 隔离变压器 – Manchester 编码器 – （较快型）传输速度，比FIP网络1Mbit/s的传输速度更快。
PCE2 ACE2
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
Repe ater
PCE3
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
PCE4
ACE3
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
VAC
A2
以太E网th交er换ne机t switch
S插oc口ket
DDU
MPU
RIOM3 DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
RIOM1 DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
RIOM2 RADIO HVV ATC
VAC PIS
BCE2
MVB 网络 CANOPEN网络 Echelon 制动器网络 RS485串行链路 维护用以太网络
DCU1 DCU3 DCU5
DCU8 DCU10
DCU7 DCU9
Βιβλιοθήκη Baidu
VAC
B2
以太网交换机
C1
6-8 节编组的 配置
B3
C2
8 节编组的
配置
以太E网th交er换ne机t switch
以E太sthw网eitr交cnhe换t 机
以太Et网he交rn换et机 switch
B4
以E太th网er交ne换t 机 switch
T:串行链路上同一设备的全局轮询周期 Tn : 串行链路上各设备之间的轮询周期 Nb : 设备数 通常情况下, Tn >= 40 ms
列车控制与监视系统（TCMS） - CANOPEN 网络
• 总线硬件类型 : RS485 • 总线阻抗 : 120 欧姆 • 最大传输速度 : 1000千比特/秒 • 点对点网络 • 同一CAN网络上最多允许32台设备 • 最大总线长度 : 250m（125Kbits/s）
➢ 传输速度： FIP -> 1 MB/s MVB -> 1.5 MB/s
➢ 数据周期 -> 轮询周期： FIP -> 所有FIP网络设备定义一个统一的数据周期。 MVB -> 根据逻辑端口的不同，不同MVB网络设备可定义不同数据周期， 最小16ms，最大1024ms。 在MVB网络上可以更为灵活地针对特定设备规定慢速端口和快速端口。
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
PCE5 Repe ater
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
PCE6
ACE4
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
ACE PCE RIOM DCU
PIS
辅助控制电子装置 牵引控制电子装置 远程输入/输出（ I/O）模块 车门控制单元
乘客信息系统，闭路电视系统，液晶显示 系统
DDU
主处理器 驾驶员显示装置（驾驶用）
RADIO VAC
TETRA无线网络 通风和空气调节
BCE
制动器控制电子装置 本机控制屏
Repe ater
列车控制和监视系统（TCMS）的结构
A1
B1
Socket
以太网交换机
以太网交换机
DDU
MPU
PCE1 ACE1
RIOM2 RADIO
HVV ATC
PIS
RIOM 1
RIOM3
DCU2 DCU4 DCU6 DCU8 DCU10
DCU1 DCU3 DCU5 DCU7 DCU9
VAC
BCE1
RIOM
DCU2 DCU4 DCU6
S插oc口ket
PCE5 VAC
PCE6 ACE4
VAC VAC
DDU
MPU
• 允许从某一点访问MPU、DDU、辅助转换器、牵引设备等以便下载最新版本的 软件或根据每台设备的维护工具下载所有故障代码表。
日期和时间管理
• 允许从自动列车控制系统（ATC）接收统一的时间/日期信息并 更新MPU的时间（有效位、日期/时间处于正确范围）。
维护用以太网
6-8 节编组配置
8 节编组配置
A1
B1
B2
C1
B3
C2
B4
A2
S插oc口ket
以太网交换机
以太网交换机
以太网交换机
DDU
MPU
VAC
PCE1 ACE1 VAC
PCE2 ACE2 VAC
以太网交换机
以太网交换机
PCE3 VAC
PCE4 ACE3 VAC
以太网交换机
以太网交换机
以太网交换机
• MPU 将日期/时间信息发送给各个设备。 • MPU 对日期/时间信息进行存储（以便在不能与ATC通信的情
况下不至于没有日期和时间） • 一般情况下，如果接收到的数据与内部时钟相差超过3秒，设
备将更新其内部日期/时间。
谢谢
-地铁列车控制网络-
二〇一八年二月
目录 Content
1
TCMS 结构
2
网络主要特性
3
以太网络
4
日期和时间管理
原则
维护人员 低压设备
牵引设备 制动设备
驾驶员
自动列车控制 （ATC）
列车控制和监视系统 （TCMS）
硬件逻辑 软件程序化逻辑
乘客广播/乘客信息系统 （PA/PIS）
车地通信
车门
暖通空调 （HVAC）
➢ 过程数据的规模: FIP ->设备只有一个过程数据 MVB -> 过程数据在16bit至256bit之间可变。
列车控制与监视系统（TCMS） – 基于HPTS协议的串行链路网络
• 总线硬件类型：RS485 • 总线阻抗：100 欧姆 • 传输速度：19200比特/秒 • 点对点网络 • 同一串行链路上最多允许6台设备 • HPTS 协议 • 最大总线长度：50m • T = Nb x Tn