列車安全預警系統(tǒng)中的通信網(wǎng)絡研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，我國機車工業(yè)的迅速發(fā)展，各種高速列車相繼開發(fā)成功并投入使用。要維護列車的安全運行，需要對列車的運行狀態(tài)和故障信息作出快速準確的判斷，而傳統(tǒng)的機車控制技術(shù)已不能滿足要求。本課題所在的項目組開發(fā)的列車安全預警系統(tǒng)，通過檢測列車各項運行參數(shù)，經(jīng)過對比分析，做出快速判斷，對故障信息和存在的隱患做出報警，從而最大限度的減少事故發(fā)生。 隨著人類社會進入信息時代，網(wǎng)絡技術(shù)的迅猛發(fā)展發(fā)展正在改變著人們的工作和生活。計算機網(wǎng)絡迅速波及到社

2、會生活的各個角落，鐵路運輸業(yè)也不例外。越來越多的列車采用了列車通信網(wǎng)絡，利用網(wǎng)絡實現(xiàn)了對車載設備的集散式監(jiān)視、控制和管理，逐步實現(xiàn)了列車控制系統(tǒng)的智能化、網(wǎng)絡化與信息化，網(wǎng)絡成為了列車控制系統(tǒng)的一個完美的解決方案。因此，要維護列車的安全運行，開發(fā)基于網(wǎng)絡控制的列車安全預警系統(tǒng)迫在眉睫。 LonWorks是美國Echelon公司于1991年推出的局部操作網(wǎng)絡技術(shù)。它集計算機、網(wǎng)絡、控制于一體，集成了ISO/OSI的全部七層協(xié)議，同

3、時具有通信和控制功能，神經(jīng)元芯片是其核心控制器。由于它的高可靠性，開放性，互操作性等優(yōu)點，已使其在航空，航天，工業(yè)過程控制，樓宇控制，電力系統(tǒng)自動化，醫(yī)療儀器，交通工具，軍事，防衛(wèi)控制等諸多方面獲得了廣泛的應用。 在本課題中，針對列車安全預警系統(tǒng)的實際情況和應用需求，研究了目前廣泛使用的通信網(wǎng)絡及現(xiàn)場總線。對比了相關(guān)網(wǎng)絡的特點和適用性，選用了LonWorks網(wǎng)絡作為列車級通信網(wǎng)絡，選用CAN總線作為車廂通信網(wǎng)絡。給出了系統(tǒng)通信網(wǎng)

4、絡結(jié)構(gòu)圖和設計方案。根據(jù)系統(tǒng)設計方案，進行了列車級LonWorks通信網(wǎng)絡的開發(fā)，包括LonWorks通信節(jié)點開發(fā)方案對比，高速Lon-232網(wǎng)關(guān)的硬件開發(fā)和軟件編程，以及網(wǎng)絡的組網(wǎng)設計和通信調(diào)試。在車廂級網(wǎng)絡中，進行了CAN通信模塊的開發(fā)以及多個CAN通信模塊的通信調(diào)試。 在完成了兩級通信網(wǎng)絡的開發(fā)后，還進行了系統(tǒng)可靠性方面的研究，在多個方面采取了多種措施來提高系統(tǒng)的可靠性。最后，系統(tǒng)開發(fā)完成后，進行了地面靜態(tài)調(diào)試以及裝車運行