高速列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1、列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介,主要內(nèi)容,高速列車總體系統(tǒng)列車通信網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介半實(shí)物仿真平臺(tái),CRH3列車編組方式（4M4T）,列車網(wǎng)絡(luò)控制單元（1－4節(jié)）,列車網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu),,TCN作用,牽引和車輛控制（遙控、門、燈，。。。）遠(yuǎn)程診斷及維護(hù)旅客信息及舒適性,列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN）,絞線式列車總線（WTB）多功能車輛總線（MVB）,,,,,駕駛室,,,電機(jī),,,變流器,,,制動(dòng),,,電力線,,,,,,,軌道信號(hào),,,,,,,,,,,,,,,

2、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,列車總線,,,診斷系統(tǒng),,無線列調(diào),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,TCN服務(wù),,實(shí)時(shí)協(xié)議棧RTP,,數(shù)據(jù)類型,過程數(shù)據(jù)：源尋址數(shù)據(jù)的周期性廣播、 周期可達(dá)1ms（MVB）或25ms（WTB） 消息數(shù)據(jù)：根據(jù)需要發(fā)送，目標(biāo)尋址的單播或廣播； 監(jiān)視數(shù)據(jù)：為了事件辨別、主權(quán)轉(zhuǎn)移、設(shè)備狀態(tài)發(fā)送而進(jìn)行的數(shù)據(jù)交換。,曼切斯特編碼（MVB）,MVB報(bào)文,,從幀格式,,功

3、能碼,,MVB介質(zhì)分配,特征輪詢周期是基本周期的2n-1倍N<=10周期掃描表中定義,數(shù)據(jù)集,,變量名,變量名={通信存儲(chǔ)器，端口地址，變量偏置},消息數(shù)據(jù)報(bào)文,Message_Data是對(duì)包含F(xiàn)_code＝12和設(shè)備地址的Master_Frame的響應(yīng)，其長(zhǎng)度固定為256 bits。Message_Data包含一個(gè)供所有設(shè)備譯碼的12-bit目的地址。,通信存儲(chǔ)器中的內(nèi)容,過程數(shù)據(jù)采用邏輯地址消息數(shù)據(jù)物理地址過程數(shù)據(jù)

4、可隨時(shí)覆蓋消息數(shù)據(jù)內(nèi)容不可覆蓋,監(jiān)督數(shù)據(jù)報(bào)文,對(duì)F_code＝8、9、13、14或15的Master_Frame的響應(yīng)。其長(zhǎng)度總是16 bits。F=15查詢?cè)O(shè)備狀態(tài),總線主轉(zhuǎn)移（F=8）,令牌轉(zhuǎn)移算法,令牌轉(zhuǎn)移算法,上電或總線主丟失時(shí)，超時(shí)的策略保證幾個(gè)總線管理器中只有一個(gè)能成為總線主；總線主在依次一定時(shí)間內(nèi)執(zhí)行總線主權(quán)；在輪到它以后，總線主查閱下一個(gè)總線管理器并讀出它設(shè)備狀態(tài)，該設(shè)備狀態(tài)指明該設(shè)備是否是一個(gè)已組態(tài)的總線管理器

5、；總線主只可以把總線主權(quán)傳給一個(gè)已組態(tài)的實(shí)際有效的總線管理器； 如果該設(shè)備不是一個(gè)已組態(tài)的實(shí)際有效的總線管理器，則總線主在下一輪尋找下一個(gè)總線管理器；如果該設(shè)備是一個(gè)已組態(tài)的實(shí)際有效的總線管理器，總線主發(fā)送總線主權(quán)轉(zhuǎn)移請(qǐng)求將主權(quán)傳遞給它；如果設(shè)備以它的總線主權(quán)轉(zhuǎn)移響應(yīng)接受了總線主權(quán)或是沒有回答，起始總線主成為退休待機(jī)的主設(shè)備，并監(jiān)視總線主權(quán)遞交的總線通信或是總線寂靜； 如果其它設(shè)備拒絕總線主權(quán)，則當(dāng)前的總線主再執(zhí)行一輪總線主權(quán)

6、，然后再試圖把總線主權(quán)交給總線管理器表中的下一個(gè)設(shè)備；一個(gè)待機(jī)狀態(tài)下的總線管理器如果接收到一個(gè)總線主權(quán)轉(zhuǎn)移請(qǐng)求或是它檢測(cè)到在大于規(guī)定的超時(shí)時(shí)間內(nèi)無總線活動(dòng)，它就成為總線主,事件仲裁（F=9,13,14),,WTB幀格式,,正常運(yùn)行時(shí)的幀摘要,,WTB特點(diǎn),曼徹斯特編碼與MVB不同介質(zhì)分配類似于MVB，主設(shè)備自己發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，可自輪詢消息數(shù)據(jù)不采用仲裁，而采用多次輪詢的方法，（WTB最多32個(gè)節(jié)點(diǎn)，MVB可掛4096個(gè)設(shè)備）總輪詢

7、端節(jié)點(diǎn)，檢查組成的完整性和是否有變化,TCN典型拓?fù)?,,,,,,,,,,,,,,線 A,,,,,,線 B,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,從,設(shè)備1,,,,,,,從,設(shè)備2,,從,設(shè)備3,,從,設(shè)備4,,,---------,,從,設(shè)備N,,線 B,,,WTB 節(jié)點(diǎn),(網(wǎng)關(guān)),冗余總線管理器,,,,,總線管理器,1,,,,,總線管理器,2,MVB,網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn),,,

8、,,鏈路層,,,,,,網(wǎng)絡(luò)層,,,傳送層,,,會(huì)話層,,,表示層,,,,外族段,MVB 段,網(wǎng)關(guān),,,應(yīng)用程序,,,,應(yīng)用程序,物理層,,,,實(shí)時(shí)協(xié)議,,,,鏈路層,物理層,,,鏈路層,物理層,,,過程數(shù)據(jù)排列,,,,,,,,,鏈路層,物理層,,,,,,,,,,,,,過程變量,,,轉(zhuǎn)換,,,,,,,,,,,,,網(wǎng)絡(luò)層,,,傳送層,,,會(huì)話層,,,表示層,過程變量,過程數(shù)據(jù)傳輸,由組態(tài)決定傳輸關(guān)系過程變量會(huì)重新組織，換成節(jié)點(diǎn)地址＋

9、偏置,路由功能,功能索引幀譯碼,初運(yùn)行,列車連掛或解掛時(shí)，WTB總線主重新組織總線，確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)位置和方向的過程。主設(shè)備地址為01，主設(shè)備定義方向1為“底部” ，方向2為“頂部” 時(shí)間不超過1s,網(wǎng)絡(luò)管理,列車網(wǎng)絡(luò)管理制定了一系列服務(wù)，用于列車通信網(wǎng)的試運(yùn)行、測(cè)試、運(yùn)行和維護(hù)，例如：a）站標(biāo)識(shí)和控制；b）組態(tài)控制：列車總線和車輛總線鏈路層管理；c）路由和拓?fù)涞姆植?；d）變量的遠(yuǎn)程讀出和強(qiáng)制；e）下載和上載。所有服務(wù)都

10、可被一個(gè)經(jīng)營(yíng)者進(jìn)程遠(yuǎn)程請(qǐng)求。這些服務(wù)在每個(gè)站中通過各代理者進(jìn)程得到執(zhí)行。,網(wǎng)絡(luò)管理的階段,測(cè)試調(diào)試運(yùn)行維護(hù),測(cè)試階段,檢查一個(gè)設(shè)備確認(rèn)它的能力及強(qiáng)制某種操作。這樣避免制造廠開啟設(shè)備內(nèi)部接口及編寫專用的試驗(yàn)應(yīng)用程序。,調(diào)試階段,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)第一次上電，它的設(shè)備是未知的或是未組態(tài)的。網(wǎng)絡(luò)管理用下列方法使網(wǎng)絡(luò)投入工作：探查所連接的設(shè)備和確認(rèn)它們的能力；組態(tài)站的參量，并下載程序到該站；為建立消息通信鏈路設(shè)定路由選擇索引；給管理器裝周期掃

11、描表；讀變量或強(qiáng)制變量來模擬工作條件或故障條件,維護(hù)階段,運(yùn)行期間出錯(cuò)統(tǒng)計(jì)和記錄的累計(jì)被讀出，以確認(rèn)設(shè)備的故障。,被管理設(shè)備,站是提供消息及管理服務(wù)的設(shè)備；管理器是能成為總線主的車輛總線設(shè)備；節(jié)點(diǎn)是能路由選擇消息和安排變量的列車總線站；現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備是無消息能力的簡(jiǎn)單的車輛總線設(shè)備。,被管理的對(duì)象,,一致性測(cè)試,一致性測(cè)試是測(cè)定一個(gè)實(shí)現(xiàn)是否與IEC 61375-1標(biāo)準(zhǔn)一致以及展示IEC 61375-1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定行為的過程。有專門的I

12、EC 61375-2規(guī)定一致性測(cè)試的內(nèi)容。用來保證不同廠家的產(chǎn)品可安全互聯(lián),一致性測(cè)試方法,,一致性測(cè)試內(nèi)容,一致性等級(jí)1：物理一致性一致性等級(jí)2：鏈路層一致性一致性等級(jí)3：RTP一致性一致性等級(jí)4：應(yīng)用接口一致性一致性等級(jí)5：網(wǎng)絡(luò)管理一致性一致性等級(jí)6：功能概要一致性,物理層測(cè)試,,物理層測(cè)試歸類,,列車控制系統(tǒng)層次,半實(shí)物仿真平臺(tái)建設(shè)目標(biāo),實(shí)現(xiàn)TCN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)一司機(jī)操縱的仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)基于TCN網(wǎng)絡(luò)對(duì)牽引電機(jī)