高速动车组列车通信网络
动车组列车通信网络及其可靠性设计
作 者 简 介 ； 树 宾 （９ ４） 男 ， 王 １７ 一 ， 工程 硕 士 研 究 生 。
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动 车 组 列 车 通 信 网 络 及 其 可 靠 性 设 计 王 树 宾
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２ 列 车通 信 网络 的 冗 余 设 计
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车 辆 产 品 与 零 部 件
文 章 编 号 ：０ ２７ ０ （ ０ ７ １ —０ ０ ０ １ ０ — ６ ２ ２ ０ ） ００ ２ — ３
铁道车辆 第４ 卷第１期 ２ ７ １ 月 ５ ０ ０ 年 ０ ０
动 车 组列 车 通信 网 络 及其 可靠 性 设计
王 树 宾
（ 京交通大学 电气工程学院 ， 北 北京 １ ０ ４ ） ００ ４
摘 要 ： 简要 介 绍 了动 车 组 列 车 通 信 网 络 的 拓 扑 结 构 及 其 组 成 ， 阐述 了 系统 的 冗余 设 计 和 技 术诊 断 。 关键 词 ： 车 通 信 网 络 ； 列 可靠 性 ； 冗余 设计 ； 术 诊 断 技 中图 分 类 号 ： ７ ． ８ Ｕ２ Ｏ３ ２ 文献标识码 ： Ｂ
以太网在高速动车组通讯网络中的原理及故障分析
以太网在高速动车组通讯网络中的原理及故障分析发布时间：2023-03-21T03:05:19.528Z 来源：《工程管理前沿》2023年1月1期作者：张柠[导读] 车载网络系统作为列车的“大脑”，负责列车的控制、监控和信息传递。
随着高速动车组智能设备的应用及列车服务系统的逐步升级，TCN网络已逐步无法满足高速动车组对网络带宽的需求。
工业以太网以其传输速率高、结构简单等已在工业领域取得重大应用，但以太网络的不确定性和非实时性在高速动车组领域发展较为缓慢。
张柠中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春 130062摘要：车载网络系统作为列车的“大脑”，负责列车的控制、监控和信息传递。
随着高速动车组智能设备的应用及列车服务系统的逐步升级，TCN网络已逐步无法满足高速动车组对网络带宽的需求。
工业以太网以其传输速率高、结构简单等已在工业领域取得重大应用，但以太网络的不确定性和非实时性在高速动车组领域发展较为缓慢。
关键词：网络系统 TCN网络工业以太网一、高速动车组网络列车网络作为现代列车的关键技术之一，连接列车上的各车载设备，实现列车的控制、监测、信息传递等关键作用。
随着高速列车的发展，车载智能设备的应用与日俱增。
为了列车安全运行，在快速、可靠的基础上实现列车上设备间数据交互成为了必备功能。
随着人民对出行舒适度要求的不断升高，各式各样的人机交互设备在新型动车组中使用。
导致大量的数据充斥于列车组通讯网络系统中，列车通讯网络系统面临着前所未有的挑战，一方面要确保网络的实时性和稳定性，另一方面大容量数据能够实现传输。
1.TCN网络TCN网络采用绞线式列车总线（WTB）和多功能车辆总线（MVB）两级结构。
TCN列车通讯网络采用分级的网络拓扑结构，属于局域网系统。
上层WTB绞线式列车总线，连接列车的各网络节点，负责节点间的信息传递。
下层为MVB多功能车辆总线，负责连接车辆内部的可编程终端设备，实现车辆内部的信息传递[1]。
动车组网络控制系统及其技术分析
动车组网络控制系统及其技术分析摘要：动车组网络控制系统(TCMS)系统是一列车的神经中枢，负责完成与各个子系统之间的数据传输、逻辑控制、故障诊断等工作，是一列车能够安全运行的保障。
现在世界各国轨道交通行业中，TCN网络无论是在动车组、地铁还是轻轨，都得到了广泛的应用。
关键词：动车组；网络控制系统；技术前言迄今为止，我国铁路已经经历了6次大提速，列车运行速度不断加快，不仅方便了人们的出行，同时也进一步加深了我国各地区之间的联系。
列车运行的基础是安全，尤其是在当前列车运行速度进一步提升的隋况下，安全是重中之重。
网络控制系统作为整个动车组的中枢神经，是动车组平稳安全运行的重要保障。
1网络控制系统CR400BF动车组通信网络由WTB(列车总线)与MVB(多功能车辆总线)构成，属于2级通信网络，二者的数据传输速率略有差异。
动车组网络控制系统的基本构成为：中央控制单元、输入输出模块、无线传输装置、司机显示屏、、MVB中继器、网关、牵引控制装置、制动控制装置、空调控制装置、辅助变流器装置、旅客信息系统、车门控制装置以及充电机控制装置。
2动车组网络控制系统关键技术2.1以太网通信网络控制技术动车组采用以太网作为数据传输总线，总线通信控制方案同样采用传统网络的两级总线架构，分为列车级总线和车辆级总线，并由最小的可配置编组单元通过列车级以太网线级联构成整个列车通信网络。
实现不同的最小可编组单元的级联，为列车快速地建立起一个高可靠性的灵活可配置的控制网络，提高传输列车控制信息的实时性，确保列车的正常运行；车辆级总线采用线性拓扑结构，传输速率为100Mbit／s，使用TRDP协议进行封装传输，符合IEC61375—3—4标准。
最小可编组单元设有ECN，其中ECN可以根据可配置编组单元内含有的车辆数灵活增加，通过ECN级联，实现可配置编组单元内子系统与网络控制系统的建列车级以太网车辆级以太网车辆控制器数据采集模块远程数据传输装置通信，实现以太网数据交换。
列车CRH2组通信网络
目录第一章绪论...............1.1 国内外铁道车辆网络技术的发展........1.2 国内外列车通信网络技术发展概况............. 1.3 国内列车发展第二章列车通信网络结构................................... 2.1 TCN的适用范围.....................2.2 TCN的网络结构..................2.2.1 TCN的网络拓扑结构..................2.2.2 TCN的网络体系结构.....................2.3 MVB总线............................2.3.1 MVB传输介质..........2.3.2 MVB 设备.........2.3.2 MVB 报文.............2.3.3 MVB 介质访问...............2.3.4 MVB 容错......................2.4 WTB总线....................2.4.1 WTB拓扑.............2.4.2 WTB 的介质......................2.4.3 WTB的介质连接方式.........................2.4.4 WTB报文...............2.4.5 WTB 介质访问....................2.5 实时协议.......................2.5.1 列车通信网络服务................2.5.2 变量服务.............2.5.3 消息服务...... ..................2.6 LonWorks总线概述...............2.7 LonWorks总线拓扑结构. ..............2.8 LonWorks通信网络协议..........第三章访问控制方式分析.......................3.1 载波监听多路访问.................3.2 令牌环访问控制方式............................3.3 令牌总线访问控制方式..................第四章列车网络通讯的具体应用................4.1 CRH2动车组概述.......................4.2 CRH2网络控制系统概述..........................4.2.1 系统组成及功能简介..........................4.2.2 网络拓扑结构..........................4.2.3 可靠性与冗余性..........................4.3 LonWorks在列车通信网络上的应用..............4.4 TCN在列车通信网络上的应用................结论................致谢...................参考文献......................第一章绪论高速、舒适是世界铁路发展的主要目标和方向。
350_公里时速下高铁线路GSM-R_无线网络优化
78科技时空 Technical Horizon中国电信业CHINA TELECOMMUNICATIONS TRADE高速铁路GSM-R 关键指标覆盖优化是GSM 无线网络优化的核心之一。
GSM-R 系统承载CTCS-3级列控数据传送业务，场强覆盖应符合规定，95%的时间、地点概率条件下，最小可用接收电平Prmin 应高于-92dBm。
GSM-R 的网络服务质量全面反映了网络质量的好坏。
结合高铁C3线路联调联试来看，时速350公里的高速铁路对传输干扰时间、无差错传输两个指标要求极高，需要投入很大的人力物力。
覆盖和干扰问题是影响两个指标的关键因素，其原因类别及场景见表1。
干扰直接影响列控业务链路性能，会造成误码；基站覆盖异常，会导致切换位置不合理，发生错切、回切，这些都会影响指标达标。
表1 GSM-R 关键指标不达标原因及问题突出场景类别原因类别问题较为突出场景网内干扰1.直放站多径干扰2.网内同邻频干扰1.隧道区段2.交叉并线区段外网干扰1.运营商基站同邻频干扰2.宽频（阻塞）干扰靠近市区铁路覆盖不合理1.基站覆盖异常、天线角度产生变化2.参数设置不合理1.平原区段2.枢纽地区GSM-R 关键指标不达标优化方案平原区段无线网络覆盖优化平原地区过覆盖情况较为常见，过量覆盖会350公里时速下高铁线路GSM-R 无线网络优化高铁线路动车组列车运行途中发生C3无线超时、降级可能会导致列车晚点，降低运输效率，从而影响铁路运输秩序。
作为承载C3的通信网络，GSM-R 无线网导致的超时、降级问题需要重点关注。
从近年来的大数据分析结果看，湖北武汉铁路局管内高铁线路GSM-R 无线网存在基站覆盖情况变化、无线网络运行质量不稳等问题。
实现已开通高铁350公里时速常态化运营，涉及电务、通信、工务、供电等各专业协同调整。
其中，通信专业最主要的就是对GSM-R 服务质量进行优化调整，以下将结合郑武高铁达速的实施经验就网络服务质量优化进行研究探讨。
CRHA型动车组和CRHA型动车组列车网络控制系统的技术特点
CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统(de)技术特点一、CRH2A型动车组网络控制系统：1、网络控制概述：CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车(de)总线来传送信息,从而减轻了列车(de)重量,并且通过对列车运行以及车载设备动作(de)运行信息进行集中管理,可以有效地实现对司机和乘务员(de)辅助作用,加强对设备(de)保养和提高对乘客(de)服务质量.2、网络控制系统(de)组成：CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成.硬件一体化装置,但各自独立构成网络,系统为自律分散型.控制传输部分为双重系统,确保系统(de)冗余性.通信采用ARCNET网络标准.头车设置(de)中央装置为双重系统构成,确保其可靠性.前后中心(de)控制单元采用母线仲裁.CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成,同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施.3、网络控制系统(de)功能：1）牵引、制动指令传输； 2）设备启动、关闭指令(de)传输；3）显示灯/蜂鸣器控制指令传输；4）乘务员支持信息传输；5）服务设备控制信息传输；6）数据记录功能；7）车上试验；8）自我诊断传送线；9）远程装载功能；10）列车信息装置(de)自我诊断功能；11）信息显示功能.4、网络控制系统(de)拓扑结构：CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构.列车网络为连接编组各车辆(de)通信网络,以列车运行控制为目(de),以光纤和双绞线为传输介质,连接各中央装置和终端装置,采用双重环结构.车辆级网络结构为连接车厢内设备(de)通信网络,主要传输介质为光纤和电流环传输线.1）列车总线列车总线有两种类型：其一为列车信息传输线,以光纤为传输介质,连接所有中央装置和终端装置,采用ARCNET协议,传送速度为s;其二为自我诊断传输网,以双绞线作为传输介质,连接中央装置和终端装置,采用HLC作为通信协议.列车总线(de)设备由中央装置、终端装置、显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成.在光纤网中,中央装置和终端装置由双重环形构成(de)光纤连接,采用不易发生故障(de)双向环形网络方式.它具有向左和向右两条线路,是一种分散型(de)系统.如果在一个方向(de)环绕中检测到没有应答(de)情况,就向另一个方向(de)环绕传送,即使在2处以上(de)线路发生故障,环路网络断开时,也可以继续有其他连接着(de)正常线路进行传送,避开故障部位.2)车辆总线：车辆总线是指中央装置/终端装置与车辆内设备之间信息交换通道.各车(de)中央/终端装置与车辆设备之间(de)接口以光传送、电流环传送,DIO等形式传送,他们构成信息网络节点与车载设备(de)联系通道,车载设备与网络控制系统节点之间爱用点对点通信方式,有多种通信规格,总结如下：终端装置——设备（牵引变流器/制动控制装置）之间(de)传送：①通过点对点连接进行(de)光纤2线式半双工传送；②轮询方式；ATC检查记录部和车内引导显示器、空调显示器、自动播放装置、辅助电源装置—监视器部之间(de)传送.①点对点连接(de)4线式双重传送；②轮询方式；侧面到达显示器-监视器之间(de)传送①通过点对点连接进行(de)2线式单向传送；②轮询方式；5、信息传输及其冗余特性：1）、信息传输路径列车网络控制系统通过贯穿列车(de)光纤双重环形网络及由多股绞合线组成(de)备份传送线传输信息.控制指令传送则采用独立于监视器部分(de)双重CPU方式名具有故障导向安全功能,传输通道包括环形光纤网及备份传送线.两端头车设置有控制传送部和监视器构成(de)中央装置,具有全列车整体信息管理和向司机台显示器传送数据(de)功能,每节车厢分贝设置有一台终端装置,实现车厢车载设别(de)控制和信息传输功能,中央装置与终端装置之间有环形网及备份传送线连接,具有向左和向右两条传输通道,具有较强(de)传输可靠性.2）传输通道冗余性①切换信息系统传输路径,因为传输路径具备向左和向右两个方向,对于控制指令有应答性要求(de)数据,通过两个方向同时传送可实时回避故障点,不会产生信号切换延时,对于其他信息,发送方在无法接收到接收方(de)应答时,可从发送方(de)光传输节点中重获信息,用于其他方向(de)通道传输信息以避开故障点；②中央装置内部(de)控制传输部切换,控制传输部1系、2系采用双CPU结构,运行时有内部冗余措施,1故障时使用2(de)数据；③备份传送：备份传送线为独立结构,正常运行时对数传送系统实现监视,一旦光纤网络发生故障,可不通过光传输系统实现控制传输部之间数据通信.二、CRH1A型动车组网络控制系统：1、网络控制系统概述TCMS（Train Control Management System）是CRH1上分布式计算机网络控制系统.列车在运行过程中,可通过TCMS传输各种信息或控制命令,从而实现对列车各主要设备(de)控制和监管.2、TCMS(de)组成：TCMS网络构架基于TCN标准（IEC65-1）系统主要包括：1）智能设备及其相应列车控制应用软件2）接口硬件装置,用于把TCMS连接到列车上(de)其他系统3）列车网络总线,用于将不同(de)硬件装置连成列车控制系统3、TCMS(de)网络拓扑结构：根据对CRH1(de)列车基本单元(de)划分,整个列车控制管理系统在网络通信上也分为三段MVB总线区段：TUB1段、TUB2段和TUB3段.基本(de)本地控制及监控在每个TBU(de)MVB区段进行.对于TBU和TBU2段,MVB区段控制和监控范围为两动一拖,3个MVB区段之间(de)所有通信通过列车总线(WTB)进行(de).网关作为两总线之间不同物理介质和不同通信协议(de)转换接口,还能起到WTB节点自动配置(de)作用.在MVB区段内部,TC CCU是控制和监控功能(de)核心.由TC CCU控制和监视所有模块（如列车诊断、制冷空调、充电机等）.综合起来就是一些对TC CCU 输入或从TC CCU输出(de)模块,由于这些模块本身具有完整(de)控制作用,即具有智能,所以可以看做是能I/O.致谢智能I/O由TC CCU来激活、关闭.MVB区段并不是完全孤立(de),基本(de)司机操作控制功能、高压（网侧）控制功能在列车两端(de)Mc车之间可互为冗余,该功能是通过列车内部贯穿整车(de)冗余MVB 总线来实现(de).当处于工作状态(de)司机室发生故障时,列车不会停止下来,司机(de)操作通过冗余总线由另一个司机室(de)控制设备自动接管,此时司机可以在屏幕上看到故障情况,但不影响列车运行.挂在Tb车MVB总线上(de)远程模块AXS CCU可以通过GSM建立与地面之间(de)通信通道,贯穿整车(de)以太网为乘务员提供列车维护、服务等方面(de)通信与接口.值得注意(de)是本地MVB种还有一个功能独立(de)重要系统,就是牵引控制系统,这个系统又自称一个独立(de)牵引MVB总线,对其下(de)单元,如牵引控制单元、制动控制单元、模拟输入/输出单元、数字输入/输出单元等,按分布式总线控制(de)方式实施控制与监视.4、TCMS(de)MITRAC网络控制设备CRH1动车组(de)网络控制系统基于MITRAC系统.MITRAV计算机系统是由庞巴迪公司为动车和轻轨车设计(de)通用计算机系统,该系统是哟中分布式(de)计算机控制系统,控制单元可位于被监视设备(de)附近.1）中央控制单元中央控制单元(de)硬件是处理器VCU-Lite,配置如下：①Motorola 68040处理器.②VCU-Lite供电：直接蓄电池供电,内置(de)DC/DC变化器能够支持多种蓄电池配置.③MVB通信介质.④MVB服务端口：可以讲编程器或者电筒用一条MVB电缆,通过对MVB服务端口直接连接到VCU-Lite上,对VCU-Lite进行编程或者测试.⑤专用(de)RS-485串口.VCU-Lite配置两个专用(de)RS485(de)串行通道COM3和COM4,COM3可以用于半双工通信,COM4可用于全双工通信,⑥RS-232串口,使用时需有终端电缆,电缆(de)RJ12端连接到VCU-Lite(de)X8上,另一端连接到PC机(de)串口上.⑦以太网,主要用于提哦啊是、下载应用程序及其开发.2）网关：列车总线WTB网关是多功能车辆总线MVB和列车总线WTB之间不同物理介质和不同协议(de)转换接口.网关在两种总线(de)通信协议之间进行数据(de)管理、分析和过滤.网关能够支持强、弱主机(de)概念,也能在列车编组改变(de)时自动标志、配置列车总线上(de)激活节点.网关包括2个MVB连接、2个冗余WTB连接、一个带EEPROM(de)地址编程插头和EEPROM内存.网关中含有每个动车组项目特备指定(de)应用软件,在CRH1车组中,制定了网关应用软件.网关应用软件(de)作用是建立起不同物理层上采用不同通信协议(de)MVB和WTB总线之间(de)互联,网关可操纵、分析和过滤两种总线之间(de)数据传输.网关(de)主要功能由标准(de)软件和固件来实现,CRH1(de)网关应用软件与通过WTB(de)不同数据报文数量有关,如：主机到从机报文.从机到主机报文,当列车编组改变或者强弱主机功能切换时,在WTB上市别和配置节点(de)功能也由网关实现.3）GSMR远程访问控制单元(AXS)AXS远程访问单元用于列车上(de)TCMS和地面站点之间(de)无线通信.4）COMC通信控制器：COMC是实现MVB与 RS485、RS232总线之间(de)通信转换(de)设备.总结：以上即CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统(de)介绍思考题：1、动力分散方式与黏着利用(de)关系动力分散方式(de)粘着较为稳定,一是因动轴数量多,每轴(de)牵引力可以比较低,即使粘着系数较低也不受影响;二是因中间车可有效利用稳定(de)粘着特性.采用动力分散式当路面湿润时,头车虽然容易发生空转,但中间车可充分利用粘着,所以,整列车几乎不受影响2、16辆编组(de)京沪高速列车采用14M2T(de)黏着利用优点是什么中间车可有效利用稳定(de)粘着特性.采用动力分散式当路面湿润时,头车虽然容易发生空转,但中间车可充分利用粘着,所以,整列车几乎不受影响。
第二章 列车通信网络协议
第二章列车通信网络协议随着动车组的发展，列车控制技术已从单台机车控制向列车网络控制方向发展。
列车网络控制已成为高速列车、动车组的关键技术之一。
本章主要介绍目前国内动车组中所应用的网络协议，主要包括TCN通信网络标准、ARCNET通信网络标准以及CAN标准。
第一节TCN通信网络TCN（列车通信网络）于1999年6月正式成为国际标准，即IEC61375－l。
该标准适用于开式列车的数据通信，它包括开式列车的车辆与车辆间的数据通信及开式列车中一个车辆内的数据通信，对列车通信网络的总体结构、连接各车辆的列车总线、连接车辆内部各智能设备的车辆总线及过程数据等内容进行了详细的规定。
列车通信网络通常分为上、下两层；上层为列车总线，下层为车辆总线。
列车总线连接不同车辆（单元）中的网络节点（网关）；车辆总线连接同一车厢或固定车组内部各种可编程终端装置。
列车总线和车辆总线是两个独立的通信子网，可采用不同的网络协议。
通过一个列车总线节点（网关）互连，在应用层的不同总线之间通信时由此节点充当网关。
在车辆总线下扩展第3级总线，即设备总线（DEVICE BUS）（如连接传感器的总线或连接执行单元的控制总线），它们可作为车辆总线的设备连接到车辆总线上。
列车通信网的结构如图2-2-1所示。
图中给出了3节的结构，其中，车厢中从站及智能设备的数量因要求不同而有差别。
列车总线与车辆总线是两个独立的通信子网，而且有不同的通信协议。
每一列车在运行中必须有一个且只能有一个控制总线工作的节点，称为控制节点。
正常情况下以启动的司机室的主节点为控制节点，称为主控节点。
主控节点管理列车总线的运行，必要的时候主控节点可以切换。
车辆总线的运作由各车厢的节点来管理。
图2-2-1 列车通信网的结构Gateway－列车、车辆总线网关；CS—主站；SS－从站；Sens－智能传感器；Actu－智能执行器。
一、列车通信网的体系结构列车通信网的结构应遵循ISO／OSI 7层模型。
动车组列车网络通信技术研究
动车组列车网络通信技术研究随着科技的发展，动车组列车在现代交通中扮演着越来越重要的角色。
网络通信技术的应用使得列车运行更加高效、安全和便利。
本文将重点研究动车组列车网络通信技术，探讨其在现代交通中的意义和应用。
首先，网络通信技术在动车组列车中的应用使得车载设备之间可以进行无线通信。
通过无线网络，列车的控制中心可以实时监控车辆状态、调整系统参数和处理紧急情况。
同时，车厢内的设备也可以通过互联网进行智能控制，如调节空调温度、控制节能照明系统和提供多媒体娱乐服务。
这种无线通信架构的应用为列车的管理和乘客的舒适度提供了巨大的提升。
其次，动车组列车网络通信技术的应用加强了列车与调度中心之间的信息交互。
通过网络通信技术，列车控制中心可以及时掌握列车的位置、速度和运行状态，从而进行更加精准的调度和计划。
同时，调度中心也可以向列车发送实时信息，如交通堵塞情况、天气变化等，以便列车做出相应的调整。
这种双向的信息交互使得列车运行更加安全高效，大大减少了事故的风险。
此外，动车组列车网络通信技术的应用也可以提供乘客更多的便利服务。
通过无线网络，乘客可以在列车上享受到高速互联网的便利，进行在线购物、工作和娱乐。
同时，列车的信息娱乐系统也可以为乘客提供实时的列车信息、旅游景点介绍和娱乐节目，提升旅途的舒适度和满意度。
这种便利服务的提供很大程度上增加了人们选择动车组列车出行的动力。
要实现动车组列车网络通信技术的高效应用，需要解决一系列的技术难题。
首先是网络覆盖的问题。
现在许多地方的无线信号覆盖还不完善，尤其是在山区和偏远地区。
因此，需要进一步完善网络建设，提高网络信号的覆盖范围和稳定性。
其次是网络安全问题。
动车组列车作为一个庞大的系统，涉及到许多敏感信息和乘客的安全问题。
因此，必须加强网络安全防护，确保列车网络的稳定和乘客的信息安全。
除了技术难题外，我们还需考虑动车组列车网络通信技术的成本问题。
虽然网络通信技术为列车的管理和乘客的服务带来了诸多优势，但其开发和维护的成本也是需要考虑的。
基于arcnet技术的crh2动车组通信网络特点
0引言ARCNET 是一种运用在CRH2型动车组上的络访问协议，是一种基于令牌传递的总线规程。
1997年由美国公司制定，1999年成为美国国家标准。
从OSI 参考模型来看的话，ARCNET 只规定了物理层和数据链路层的服务，并且可开放底层接口。
过去经常作为一种嵌入式网络，运用于办公室网络中，随着时代的发展，用于办公室内的ARCNET 网络逐渐被互联网代替，但是由于ARCNET 网络规程自身的快速性、确定性和可扩展性等特点，作为过程控制网络将非常适合工业领域，而且新型ARCNET 控制芯片非常小巧，因此被广泛应用到工业控制领域、摩天大楼、交通运输、汽车工业、智能机器人和电子游戏等领域。
在欧美和国内应用广泛。
1ARCNET 是典型的令牌总线网(Token Bus )1.1令牌总线网的工作原理令牌（TOKEN ）是环形拓扑网络中传递数据的必要的比特组合。
让环形拓扑网络中的数据单向传输成为可能，可以说令牌是环形网络的标志。
令牌总线网是物理结构为总线型，数据传输为环形的一种网络结构。
令牌总线网到底是如何实现这种传输方式的呢？令牌总线网的原理仍然是使用令牌作为控制总线信息传输的唯一指标。
当总线上所有的终端都处于空闲状态时，令牌按照总线上的终端地址顺序发送，形成一个逻辑链路层的闭合环路。
当其中某一个终端需要发送数据时必须等待，———————————————————————作者简介:柳重阳（1990-），男，甘肃平凉人，学士，助教。
电加热，可在极端工况下使用。
通过在客室内安装温度传感器和电度表进行温度稳定性和用电量测试，并对数据进行对比。
3.2.1温度稳定性对比车辆运行的环境为-8℃~-5℃，客室内空调系统是定为22℃。
通过设置空调根据两列车辆的运行测试数据采集，将车辆客室内各个温度检测点的温度数据进行平均的出整列车客室温度变化确实如图3。
图3客室平均温度变化曲线从图中可以看出电加热的车辆客室温度一直没有达到设定温度，维持在12℃左右，而变频热泵空调制热温度维持在22℃温度上下，且高于定速电加热空调的制热温度；变频热泵空调调热通过改变压缩机运转频率进行无级调节，使客室温度变化更平稳，温度控制更精确，乘坐舒适度要明显优于客室电加热车辆。
高速列车通信网络控制技术的特点与对比分析
高速列车通信网络控制技术的特点与对比分析摘要：通信网络控制技术是高速轨道车辆的核心技术之一，是实现高速列车快速发展的重要影响因素之一。
本文介绍了国内现有两种高速列车的通信网络控制技术，并对比分析了两种技术的优缺点，为国内高速列车通信网络控制系统的发展奠定了基础，具有一定的参考价值。
关键词：通信；网络控制；高速列车高速列车，是指能以高速度持续运行的铁路列车，最高行驶速度一般要达到200km/h及以上。
其具有快捷舒适、平稳安全、节能环保等优点，可满足日益增长的出行需求，深受当代人们的欢迎。
高速列车的通信网络控制系统通过贯穿列车的数据总线来传递信息。
通过对列车的运行状态以及车载设备动作的相关信息进行采集管理，来达到有效地辅助司机及乘务员操纵列车，以提高服务质量。
目前国内外高速列车发展日新月异，列车结构越来越复杂，特别是当前在线监测技术、实时故障检测技术、数据动态采集技术和大数据分析技术的大量应用，对通信网络控制技术的要求也越来越高。
因此本文介绍和对比了国内两种现行且应用范围较广的高速列车的通信网络控制系统情况，分析了两种通信网络控制系统的优缺点，为后续网络控制技术的研究和发展奠定了基础。
1、CRH380A型动车组通信网络控制系统介绍1.1、TCN列车通信网络控制系统CRH380A型动车组全称“和谐号CRH380A型电力动车组”，又名“CRH2-380型”，是由中国中车旗下青岛四方机车车辆股份有限公司设计团队自主研发的CRH系列高速动车组。
车辆采用TCN(Train Communication Network)列车通信网络控制技术。
TCN是一个分为两级的通信网络，由绞线式列车总线WTB和多功能车辆总线MVB组成，其中绞线式列车总线WTB是一种串行数据通信总线。
它通过列车总线将各车辆控制计算机节点连接起来，形成上层分布式网络，主要用于列车级的通信，其传输速率为1Mbps，可以实现过程数据和消息数据的传输，其最大特点就是具有列车初运行功能，即列车初运行功能就是当列车车辆的配置发生变化后，能够自动地对车辆进行编址，构成新的列车拓扑结构，而不需要人为的参与，因此WTB总线特别适用于需要动态编组的列车车辆。
基于TRDP协议的高速动车组列车通信网络检测平台
２０２１年４月第１２卷第２期高 速 铁 路 技 术ＨＩＧＨＳＰＥＥＤＲＡＩＬＷＡＹＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＮｏ．２，Ｖｏｌ．１２Ａｐｒ．２０２１收稿日期：２０２１ ０３ ０１作者简介：张大林（１９８３ ），男，副教授。
基金项目：国家自然科学基金（６１７９０５７５）引文格式：张大林，郝梓腾，王洪伟，等．基于ＴＲＤＰ协议的高速动车组列车通信网络检测平台［Ｊ］．高速铁路技术，２０２１，１２（２）：９１－９５．ＺＨＡＮＧＤａｌｉｎ，ＨＡＯＺｉｔｅｎｇ，ＷＡＮＧＨｏｎｇｗｅｉ，ｅｔａｌ．ＴｒａｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＮｅｔｗｏｒｋＤｅｔｅｃｔｉｏｎＰｌａｔｆｏｒｍｏｆＨｉｇｈ ｓｐｅｅｄＥＭＵＢａｓｅｄｏｎＴＲＤＰＰｒｏｔｏｃｏｌ［Ｊ］．ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２１，１２（２）：９１－９５．文章编号：１６７４—８２４７（２０２１）０２—００９１—０５ＤＯＩ：１０．１２０９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８２４７．２０２１．０２．０１６基于ＴＲＤＰ协议的高速动车组列车通信网络检测平台张大林 郝梓腾 王洪伟 林思雨（北京交通大学， 北京１０００４４）摘 要：随着列车智能水平的不断发展，列车车载网络采用的ＷＴＢ／ＭＶＢ技术受传输带宽的限制，已无法满足智能列车业务承载的需求。
目前列车车载网络正向着以太网技术演进，４００ｋｍ／ｈ高速动车组已应用了以太网技术。
但以太网技术主要采用ＣＳＭＡ／ＣＤ协议，随着业务承载量的增大，业务传输过程中碰撞概率会不断增高，从而导致网络时延不稳定，甚至发生丢包和网络拥塞现象。
本文基于ＴＲＤＰ协议构架了列车通信网络服务质量实时检测平台，依托ＷｉｎＰｃａｐ嗅探库进行数据包采集，结合Ｆｌｉｎｋ数据处理引擎实现了对以太网通信网络指标的实时计算，应用实序数据库ＩｎｆｌｕｘＤＢ对实时数据进行存储，能为列车运维人员实时展示并统计列车各类业务的网络运行状况，对保障列车通信网络的安全性和可靠性具有重要意义。
动车组网络系统简析
动车组网络系统简析摘要：高速列车为保证旅客乘车的安全与舒适，需对机车和车辆的各种设备进行可靠地控制、监测和诊断。
随着现场总线技术的发展，这种过程控制已从集中型的直接控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统。
列车通信网络是一种面向控制、连接车载设备的数据通信系统，是分布式列车控制系统的核心，其集列车控制系统、故障检测与诊断系统以及旅客信息服务系统于一体，以车载微机为主要技术手段，并通过网络实现列车各个系统之间的信息交换，最终达到对车载设备的集散式监视、控制和管理目的，实现列车控制系统的智能化、网络化与信息化。
关键词：TCN 列车总线(WTB) 车辆总线（MVB) 通信一、TCN发展概述高速列车为保证旅客乘车的安全与舒适。
需对机车和车辆的各种设备进行可靠地控制、监测和诊断。
随着现场总线技术的发展，这种过程控制已从集中型的直接控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统。
现场控制总线出现于上世纪80年代，是一种开放式数字化多点通信的底层控制网络。
这种总线技术把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，完成现场自动化设备之间的多点数字通信。
相互共享信息。
它打破了原来孤立的直接控制系统的信息孤岛局面，既是一个分布式控制系统，又是一个开放的通信网络。
所以非常适合在列车上应用，即可用于车辆控制，又可传输旅客信息和进行故障诊断。
目前已发展出了很多总线技术，如WorldFIP，LonWorks，CAN总线及Profibus等，它们各有特点，在各个方面发挥着重要的作用。
但由于多方面的原因，而未被业界一致接受作为列车通信网的行业标准。
为实现车载数据通信的国际标准化，国际电工技术委员会IEC于1999年通过了一项列车通信网络专用标准TCN（IEC-61375-1）。
该标准将列车通信网络分成用于连接各节可动态编组的列车组通信网络WTB（绞接式列车总线）和用于连接车辆内固定设备的车辆通信网络MVB（多功能车辆总线）。
CHR5列车通讯网络TCMS
列车控制与监控系统
一、概述
5. 列车通信网络拓扑结构
列车总线WTB
网关 车内设备
网关
车辆总线MVB
车辆总线MVB
列车通信网络包括:
• 连接各个单元的列车总线
• 连接单元车辆内设备的车辆总线
• 列车总线和车辆总线通过网关连接起来
网关
车辆总线MVB
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二、 列车通信网络工作原理
1. 车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)
• OGF 光学玻璃纤维介质，星型连接或点到点方式下最大距离2000米。
不同的介质间通过耦合器连接 设备
星耦器
光纤
耦合器
光纤
双绞线部分
传感器
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二、 列车通信网络工作原理
1. 车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)
2）MVB传送三类数据：
1）过程数据（Process_Data） 过程数据表示高速列车状态，如列车速度、电机电 流等。过程数据是短促而紧急的，它们的传输时间
（2）1992年6月，国际电工委员会IEC以草案的形式向各国发出列车通 信网络TCN征求意见稿，总体结构把列车通信网络定为由多功能车辆 总线MVB和绞线式列车总线WTB组成。
（3）1999年6月，TCN标准草案正式成为国际标准，国际上一些大的铁 路公司（如德国的Siemens公司、瑞典的Adtranz公司（已被庞巴迪收并） ）推出符合TCN标准的列车通信网络产品
列车控制与监控系统
(Train Control and Monitor System，TCMS)
列车控制与监控系统
一、概述 二、列车通信网络工作原理 三、200km/h动车组列车通信网络拓扑结构 四、200km/h动车组列车通信网络控制、监测与故障诊断
列车通信网络标准(TCN)标准 列车通信网络标准
MVB概述
MVB是特定用于连接同一车厢或不同车厢（这些车厢在运行过程中是一个固定不变的编组）的设备到列车 通信网络的总线。它既提供了可编程设备之间的互连，也提供可编程设备与其传感器和执行机构之间的互连。
MVB支持最多4095个设备，其中有256个是能参与消息传送的站。 对于运行时不解挂的列车，MVB也可作为列车总线使用。 MVB传送三类数据： 过程数据(Process_Data)：周期小于1ms的源寻址数据的周期性广播； 消息数据(Message_Data)：按需求、目标寻址的单播或广播； 监督数据(Supervisory_Data)：传输事件分解、主设备权传送、设备状态等数据。
测，保证不漏采、不漏检，以便为设备工况监测和故障诊断提供准确的实时信息源。 • 列车组成的动态性。
数据分类与时延
列车通信网路将传输两类数据： • 过程变量：(Process_Variables）短而紧迫，如用于牵引控制。 • 消息变量：不太紧迫，但可能较长，如用于诊断。
过程变量在整个网中传输的最大时延被限制在一有限值内： （1）过程变量按周期传送； （2）TCN允许所有在车厢总线之间从应用到应用的具有最高优先级别的过程变量在100ms内通过列车 总线传送； （3）TCN允许所有在同一车厢内两个设备之间的从应用到应用的具有最高优先级别的过程变量在 50ms内传送。
个连接器都被插入）将引起电气中断，因此WTB电缆不能分开穿过两个并行的连接器。因此， 两条跳线电缆均应插入，但是每一个连接不同的WTB电缆。这自然产生了冗余线路。
介质附挂单元
• 介质附挂单元（MAU，Medium Attachment Unit）有两个收发器，每个方向上各一个。 收发器使用变压器实现与外部导线的电隔离，并附挂到曼切斯特编码/译码器上。每个收发 器被附挂到能收发帧的信道上，连接的可能是主信道也可能是辅助信道。在构成上两个收发 器是相同的。
高速铁路通信网络设计与应用
高速铁路通信网络设计与应用随着时代的发展，交通和通信的发展水平也不断提高，其中高速铁路和通信网络是不可分割的。
在高速铁路上，通信网络的设计和应用对其安全和运行起到至关重要的作用。
本文将会从高速铁路通信网络设计和应用两个方面进行探讨，以期为读者提供更全面的认识和理解。
一、高速铁路通信网络设计1.需求分析高速铁路是一种高速运行的交通工具，其数百公里的旅行路程需要确保安全性和可靠性。
然而，这也意味着在行驶过程中需要广泛使用通信网络，确保与列车内的人员和地面调度中心进行实时通信。
因此，高速铁路的通信需求是非常高的。
2.实现方案针对高速铁路通信需求的实现方案，需要考虑到许多因素，如移动信号，安全，带宽和电磁干扰等。
因此，我们首先需要选择适当的无线通信技术和频段，实现高速运动中的通信。
在此基础上，我们需要设计安全性高的通信网络，以确保通信过程中的信息传输和保密。
此外，与高速铁路交通拥挤的特殊环境相匹配的高带宽通信网络也是必要的。
最后，我们需要针对列车与外部环境的电磁干扰，进行有效的抵抗和避免干扰。
3.技术支持高速铁路通信网络设计需要应用一系列的技术和机制来确保其效果和稳定性。
这里简单介绍一些技术支持：(1) MIMO技术MIMO是一个多天线的技术，可提高数据传输的可靠性和速度。
在高速铁路通信中，MIMO技术可以增加数据传输速度和容量，提高信道容量。
(2) SDN技术SDN技术（软件定义网络）是一种创新型的网络架构，可以在网络层面上实现网络的自主、可编程和自适应。
在高速铁路的通信网络，SDN技术可以优化网络传输效率，提高网络的安全和稳定性。
(3) 全光通信技术全光通信技术是一种基于光学传输介质的通信技术。
在高速铁路上，全光通信技术的应用可以大大提高网络的数据传输能力和抗干扰能力，从而更好地满足高速铁路通信的需求。
二、高速铁路通信网络应用高速铁路通信网络的应用不仅仅是为了确保通信的安全和稳定，还可以为高速铁路的智能运维和乘客服务提供有力的支持。
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浅谈高速动车组列车通信网络
[摘要]掌握高速动车组列车的通信网络对于从事动车组网络技术的专职人员有着重要的意义。
本文主要介绍了高速动车组列车通信网络的拓扑结构和硬件设备，并分析了高速动车组列车通信网络的主要控制功能与数据传输性能。
[关键词]高速动车组通信网络
中图分类号：tv541.8 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）17-561-01
高速动车组的列车通信网络系统采用列车级和车厢级两级网络结构。
列车级网络为连接编组各车辆的通信网络，以列车运行控制计算机为核心，连接各中央装置和终端装置，采用双重环网结构。
车厢级网络为连接车厢内设备的通信网络。
高速动车组的列车信息传输系统为双重系统，以确保系统的冗余性。
1网络结构
1.1列车级网络结构
高速动车组列车级网络由列车信息中央装置、列车信息终端装置、列车监控显示器、显示控制装置、ic卡读写装置及列车信息显示器等组成。
在网络构成上，中央装置和终端装置通过光纤双重环路和自诊断传输线连接。
具体网络结构如图1所示：
1.2 车厢级网络结构
车厢级网络指中央装置/终端装置与车厢内设备直接信息交换的通道。
中央装置/终端装置与设备直接采用点对点通信方式，牵引
变流器、制动控制单元与终端装置采用光纤连接，其他设备与中央装置、终端装置采用电流环方式连接。
车厢内部设备与列车网络节点之间采用点对点方式通信。
见图2车厢级网络结构。
2 信息传输
传输线有列车信息传输线（光纤）及自我诊断信息传输线（双绞线）2种。
光节点之间通过光纤双重环路结构传输，双向，主要实现控制指令传输。
传输采用应答方式，其中中央装置可以同时向2个方向发送信息。
传输控制采用令牌传递方式，传输周期10 ms，传输速度2.5 mbps。
光节点与设备之间采用点对点通信，控制方式为轮询方式，传输周期10 ms，传输速度192 kbps。
列车信息传输线为环形结构环路，如果在环路的一个方向没有检测到应答时，就向环路的另一个方向发送信息，因此能够避开故障部位。
中央装置和终端装置由光纤连接，采用不易发生故障的双向环形环路传输信息。
当发生2处以上的线路故障时，可以继续由其他连接线路进行传输。
另外，还设有备份传输线（自我诊断传输线），当环形网络发生故障时可以传输控制指令，对各设备进行控制。
3 通信协议
高速型动车组采用arcnet 网络标准。
arcnet网络访问规程，由datapoint公司制定，是一种应用广泛的嵌入式网络技术。
arc □net是一种面向数据链路层的协议，且是一个真正开放的协议。
设计者可以针对具体应用自行设计应用层。
arcnet采用令牌传递实现介质访问，令牌从低位地址节点向高位地址节点传递，当一个节
点获得令牌则有权发送信息，而网络上每个节点的mac地址由管理员制定。
在arcnet中，所有总线上的站是平等的，共享总线带宽。
每个站得到令牌后只能发送1包信息，设计者可以方便地预测每个站发送消息的时间。
因此，arcnet很适合实时、小批量数据传输的场合。
4 结束语
随着微电子技术和分布式现场总线技术的发展，越来越多的列车采用了列车通信网络，利用网络实现了对车载设备的集散式监视、控制和管理，逐步实现了列车控制系统的智能化、网络化与信息化。
高速动车组信息传输系统通过贯穿列车的总线传输信息，并且对列车运行状况及车载设备动作的相关信息进行集中管理，可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用，加强对设备的保养和提高对乘务的服务质量。
传输的信息主要包括控制指令、设备状态数据和故障诊断数据三大信息。
对控制指令等要求有应答的重要数据，中央装置光节点同时向环路的两个方向发送信息，以便即时避开故障点。
对于监控信息等其他的数据，采用单方向传输，如果发信源的光传输节点没有检测到应答，则向另一方向的传输回路发送信息。
参考文献：
[1] 王树宾.动车组网络控制系统的研究.硕士学位论文，2008，6.
[2] 张玮. 高速与crh5动车组列车信息控制网络比较[j]. 铁道运营技术，2010.10：4- 7
[3] 奚国华，路向阳，夏寅. 我国列车通信网络的实践与开发探讨〔j〕.机车电传动，2000（1）：2- 5.
[4] 张曙光. 中国高速铁路技术丛书和谐号crh 动车组技术系列- - -高速动车组.中国铁道出版社.2008 年。