浅谈动车组网络控制白广敬

浅谈动车组网络控制白广敬

白广敬李书振张松涛

(中车唐山机车车辆有限公司064000)

摘要CRH3动车组的信息传输系统是实现整个动车组功能的关键，同时也是其监控和诊断的核心。该系统基于IEC61375－1列车通信网络（TCN）构建，它是一个分为两级的通信网络，由列车总线WTB和车辆总线MVB组成，两种总线均为两路冗余。

关键词：通信网络传输协议列车总线车辆总线

一网络拓扑

网络控制上每4辆为一个单元，每个单元内用MVB贯穿整个单元的4辆车，两个单元之间通过TCN网关和WTB连接，完成信息的传递。即MVB构成车辆级总线，WTB为列车级总线。每个MVB单元均有两个互为备份的CCU，承担网络管理器功能。司机室占用端车上的主CCU不仅和其它端车主CCU一样实现管理本MVB单元的功能，同时还要管理全列网络系统。

二信息传输协议

1绞线式列车总线（WTB）

列车总线（WTB）是可变拓扑的总线，拓扑结构是来源于列车编组。它是一种串行数据通信总线，在不加任何中继设备的情况下,最长传输距离860m，可支持32个节点。

WTB信号的传输采用曼彻斯特编码，其对应的传输速率为1.0MHz，基本周期为25.0ms±1.0ms。在线路连接上采用冗余的双线方案。

WTB帧数据格式符合ISO/IEC3309中定义的HDLC格式，一帧数据由一个‘0’，六个‘1’和一个‘0’的标志序列开始，然后是HDLC数据，最少为32位，最多为1056位，其数据应为8的整数倍，头8位为目标设备。其中为了防止在数据中出现标志序列，发送器在每5个连续为‘1’的数据中插入一个‘0’的位填充，接收器则相应的在数据中去掉每5个连续为‘1’后的‘0’。数据结束后接16位帧校验序列（FCS）,帧以与开始相同的标志序列结束，

WTB总线上的节点有主、从之分，作为主的节点可以按照自己的需要发送数据，其它作为从的节点只有在被主要求时才发送数据。

2多功能车辆总线（MVB）

MVB是将位于同一车辆或不同车辆中的标准设备连到列车通信网络上的一种串行通信的车辆总线。MVB可寻址4095个设备，其中可允许有256个设备是有消息通信能力的。其信号的传输使用曼彻斯特编码，速率为1.5Mbit/s±0.01%。

在MVB上传输三种类型的数据：

进程数据：源寻址数据的周期性广播,周期可达1ms；

消息数据：根据需要,目标寻址的单播或广播；

监视数据：为了事件辨别、主权转移、设备状态发送而进行的数据交换。

MVB传输的报文由主帧和响应它的从帧组成。

主帧由主起始分界符开始，接着为16位的帧数据，再接着为8位校验序列.

从帧由从起始分界符开始，接着为16、32、64、128或256位帧数据，在每64位数据后包含一个8位的校验序列，当帧数据总共为16位或

MVB上的设备通过它的设备地址进行识别，设备的地址为12位，设备地址0不使用。支持消息数据的设备其设备地址应小于256。过程数据的源用逻辑地址来识别，逻辑地址为12位，逻辑地址0不被使用。

MVB是单主控制模式，只有它才能发送主帧，其它所有的设备均为从，不能随意发送数据，能成为主的设备可以不止一个，但同一时间只能有一个主。主按照预先定义的顺序周期性的轮询各端，并可以位于总线的任何位置。

三列车通信网络

从列车通信和控制的观点来看，WTB的作用就是连接两个牵引单元，使它们之间能进行必要的数据交换。当然这一切的基础是TCN网关，它负责WTB和MVB两个总线之间的数据转换和路由任务。每个牵引单元有两个网关，位于端车（即1车和8车）的司机室右柜中，分别集成在两个中央控制单元（CCU）内，互为冗余，但只有在作为主的中央控制单元中的网关才参与WTB和MVB通信。从中央控制单元中网关接通电源但不激活。

结论

列车通信和控制级以及子系统和传统电路技术（安全回路、列车控制线路）形成了列车总体控制系统。列车各控制装置间的通信通过由列车总线WTB（绞线式列车总线）和车辆总线MVB（多功能车辆总线）组成的双级通信网络予以实现。各牵引单元配有各自的车辆总线MVB。列车组中的牵引单元通过列车总线WTB互相连接。WTB、MVB是为轨道车辆专fJ开发的专用网络，具有通信速率高、实时性好等特点。WTB适合作为列车级使用，MVB适合作为车辆级使用，也可用于固定编组列车的列车级，与WTB一起用于可变编组列车，适用于高速列车、摆式列车。

参考文献:

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