毕业设计列车网络控制系统设计—HXD2型电力机车网络bfkr.docx

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1、20122届毕业业设计说说明书课题名称称：列车车网络控控制系统统设计HXDD2型电电力机车车网络控控制系统统专 业 系牵引引与动力力学院班 级学生姓名名指导老师师完成日期期20144届毕业业设计任任务书一、 课题名称称：列车车网络控控制系统统分析及及故障排排除二、 指导老师师：三、 设计内容容与要求求1、 课题概述述 随着牵牵引动力力的交流流化和运运行速度度的提高高，列车车上采用用微机实实现智能能化控制制的部件件或装置置也越来来越多，各各微机系系统间的的协调和和信息交交换显得得越来越越重要。另另外，为为提高列列车的舒舒适度，各各种辅助助装置的的控制和和服务装装置的控控制都必必须纳入入到这个个微

2、机控控制系统统中来。因因此，列列车控制制也由单单台机车车的牵引引传动控控制逐渐渐向网络络控制方方向发展展，网络络控制技技术已经经成为核核心技术术之一。本课题基基于TCCN、AARCNNET等等常见列列车通信信网络，分分析其通通信原理理和通信信特点，着着重分析析高速动动车、大大功率交交传机车车、城轨轨车辆等等多类列列车网络络控制系系统的拓拓扑结构构、控制制功能、硬硬件组成成及工作作原理，指出网络控制系统中常见的故障现象，阐述其故障应急处理方法。2、 设计内容容及要求求（1）设设计内容容本课题下下设3个个子课题题： CRH动动车组网网络控制制系统的的分析及及故障排排除 HXD交交传机车车网络控控制

3、系统统的分析析及故障障排除 城轨车辆辆网络控控制系统统的分析析及故障障排除每个子课课题设计计的主要要内容可可包括： 列车网络络控制系系统的发发展历史史及现状状分析 列车网络络控制系系统的功功能、特特点及其其与传统统机车微微机控制制系统的的区别 常见的列列车网络络通信标标准 以某个车车型为例例，从结结构、原原理、可可靠性、实实时性等等方面详详细分析析该车型型的网络络控制系系统 列车网络络控制系系统常见见故障的的判断分分析与处处理 结论 （2）要要求 通过检索索文献或或其他方方式，深深入了解解设计内内容所需需要的各各种信息息； 能够灵活活运用电电力电子子技术、计计算机应应用技术术、机机车总体体、列

4、列车网络络控制技技术等等基础和和专业课课程的知知识来分分析城轨轨列车、大大功率机机车及高高速动车车组上的的网络控控制系统统。 要求学生生有一定定的电子子电路，轨轨道交通通专业基基础。四、 设计参考考书1、 列车网网络控制制技术原原理与应应用2、 动车组组网络控控制系统统3、 CRHH2型动动车组、CCRH55型动车车组4、 HXDD大功率率机车五、 设计说明明书要求求1、 封面2、 目录3、 内容摘要要(20004400字字左右，中中英文)4、 引言5、 正文（设设计方案案比较与与选择，设设计方案案原理、计计算、分分析、论论证，设设计结果果的说明明及特点点）6、 结束语7、 附录(参参考文献献

5、、图纸纸、材料料清单等等)六、毕业业设计进进程安排排 第1周周：资料料准备与与借阅，了了解课题题思路。 第2-3周：设计要要求说明明及课题题内容辅辅导。 第4-7周：进行毕毕业设计计，完成成初稿。第7-110周：第一次次检查，了了解设计计完成情情况。第11周周：第二二次检查查设计完完成情况况，并作作好毕业业答辩准准备。第12周周：毕业业答辩与与综合成成绩评定定。七 、毕毕业设计计答辩及及论文要要求1、 毕业设计计答辩要要求答辩前三三天，每每个学生生应按时时将毕业业设计说说明书或或毕业论论文、专专题报告告等必要要资料交交指导教教师审阅阅，由指指导教师师写出审审阅意见见。学生答辩辩时对自自述部分分

6、应写出出书面提提纲，内内容包括括课题的的任务、目目的和意意义，所所采用的的原始资资料或参参考文献献、设计计的基本本内容和和主要方方法、成成果结论论和评价价。答辩小组组质询课课题的关关键问题题，质询询与课题题密切相相关的基基本理论论、知识识、设计计与计算算方法、实实验方法法、测试试方法，鉴鉴别学生生独立工工作能力力、创新新能力。2、 毕业设计计论文要要求文字要求求:说明明书要求求打印(除图纸纸外)，不不能手写写。文字字通顺，语语言流畅畅，排版版合理，无无错别字字，不允允许抄袭袭。图纸要求求:按工工程制图图标准制制图，图图面整洁洁，布局局合理，线线条粗细细均匀，圆圆弧连接接光滑，尺尺寸标注注规范，

7、文文字注释释必须使使用工程程字书写写。曲线图表表要求：所有曲曲线、图图表、线线路图、程程序框图图、示意意图等不不准用徒徒手画，必必须按国国家规定定的标准准或工程程要求绘绘制。摘要要随着列车车运行速速度的提提高，列列车网络络控制系系统具有有越来越越重要的的意义。同同时，列列车网络络控制系系统是动动车组的的九大关关键技术术之一，因因此建立立可靠安安全的车车载通信信网络是是十分必必要的。首先分析析了列车车网络系系统的体体系结构构，功能能模块及及车载通通信网络络的拓扑扑结构、传传输信息息等。接着介绍绍了IEEC-6613775标准准，即列列车通信信网络（TTCN）标标准是IIEC联联合UIIC经过过几

8、十年年的工作作采用了了一个用用于规范范车载设设备数据据通信的的标准。介介绍了TTCN网网络的基基本结构构、实时时协议、数数据传输输及介质质访问方方式。并并详细讨讨论了WWTB和和MVBB总线的的物理层层、报文文、介质质访问及及链路层层控制。其次分析析比较了了ARCCnett和TCCN两种种车载通通信网络络，并总总结出各各自的优优势。AARCnnet用用于CRRH2动动车组，TTCN用用于CRRH1、CCRH33和CRRH5动动车组。本设计说说明书针针对TCCN、AARCnnet等等常见列列车通信信网络，分分析其通通信原理理和通信信特点，同同时对列列车网络络控制技技术的发发展历史史与现状状进行阐

9、阐述分析析，着重重分析HHXD22型电力力机车网网络控制制系统的的拓扑结结构、控控制功能能、硬件件组成及及工作原原理，指指出网络络控制系系统中常常见的故故障现象象，阐述述其故障障应急处处理方法法。关键词：HXDD2电力力机车列列车网络络技术故故障应急急处理ABSTTRACCTWithh thhe iincrreasse oof ttraiin sspeeed, traain nettworrk cconttroll syysteem iis mmoree annd mmoree immporrtannt. At thee saame timme, traain nettworrk ccontt

10、roll syysteem iis oone of thee keey ttechhnollogiies in ninne oof EEMU, thhereeforre tthe esttabllishhmennt oof vvehiicullar commmunnicaatioon nnetwworkk seecurrityy iss veery neccesssaryy.Thiss paaperr fiirstt annalyyzess thhe aarchhiteectuure of traain nettworrk ssysttem, fuuncttionn moodulle aand

11、 vehhiclle ccommmuniicattionn neetwoork toppoloogy strructturee, ttrannsmiissiion infformmatiion etcc.Thenn inntrooducces IECC-6113755 sttanddardd, nnameely thee trrainn coommuuniccatiion nettworrk (TCNN) sstanndarrd iis IIEC commbinned witth UUIC aftter deccadees oof wworkk byy ussingg a staandaard

12、 carr eqquippmennt ffor datta ccommmuniicattionn sttanddardd. TThiss paaperr inntrooducces thee baasicc sttruccturre, thee TCCN nnetwworkk prrotoocoll, ddataa trranssmisssioon aand meddia acccesss moode. Annd aa deetaiiledd diiscuussiion of thee phhysiicall laayerr, WWTB andd MVVB bbus messsagge, me

13、ddia acccesss annd llinkk laayerr coontrrol.Thenn coompaaress ARRCneet aand TCNN twwo kkindds oof vvehiicullar commmunnicaatioon nnetwworkk annalyysiss, aand summs uup ttheiir rresppecttivee addvanntagges. ARRCneet ffor CRHH2 EEMU, TCCN ffor CRHH1, CRHH3 aand CRHH5 eemu.The dessignn sppeciificcatiio

14、n forr TCCN, ARCCnett annd ootheer ccommmon traain commmunnicaatioon nnetwworkk, aanallysees tthe commmunnicaatioon pprinncipple andd coommuuniccatiion feaaturres, thhe ddeveeloppmennt hhisttoryy annd ccurrrentt siituaatioon oof ttraiin nnetwworkk coontrrol tecchnoologgy iis aanallyzeed, empphassize

15、es oon tthe anaalyssis of HXDD2 ttypee ellecttricc loocommotiive toppoloogy strructturee, cconttroll fuuncttionn, hharddwarre nnetwworkk coontrrol sysstemm coompoosittionn annd wworkkingg prrincciplle, poiintss ouut tthe commmonn faaultts nnetwworkk coontrrol sysstemm, tthe fauult emeergeencyy trrea

16、ttmennt mmethhodKeywwordds: HXDD2 eelecctriic llocoomottivee faaultt trrainn neetwoork emeergeencyy trreattmennt58 引言提高列车车运行速速度是铁铁路技术术发展的的重要目目标，保保证列车车运行安安全是实实现我国国列车提提速战略略的重要要保证，而而列车控控制系统统则是实实现这一一重要保保长的技技术支持持手段。随随着牵引引动力交交流化和和列车运运行速度度的提高高，机车车和列车车上采用用微机实实现智能能化控制制的部件件或装置置也越来来越多。各各微机系系统间的的协调和和信息交交换显得得越来越

17、越重要，特特别是对对动力分分散型的的动车组组，为了了提高旅旅客列车车的舒适适度，各各种辅助助装置的的控制和和服务装装置的控控制都必必须纳入入到这个个微机控控制系统统中来。因因此，列列车控制制也由单单台机车车的牵引引传动控控制逐渐渐向列车车的网络络控制方方向发展展，列车车网络控控制技术术已经成成为高速速动车组组、城轨轨车辆的的核心技技术之一一。本设计以以网络通通信基础础知识和和计算机机控制基基础知识识作为铺铺垫，在在此基础础上详细细讲述了了能够用用于列车车通行的的几种网网络标准准，包括括LonnWorrks、AARCNNET、CCAN等等现场总总线标准准，TCCN列车车通行网网络标准准以及新新兴

18、的控控制网络络工业业以太网网等。与与此对应应还介绍绍了应用用不同网网络标准准的CRRH系列列动车组组网络控控制系统统TCMMS，最最后简单单介绍了了列车自自动运行行控制系系统。其主要分分析是HHXD22电力机机车的网网络通信信，并详详细解读读HXDD2电力力机车的的各项网网络知识识。目录第一章网络控控制系统统的概述述31.1 网络控控制系统统的概念念31.2 网络控控制系统统的组成成结构及及层次模模型31.3 车载载通信网网络的基基本结构构51.4 列车通通信网络络中的数数据传输输51.5 列车通通信网络络介质访访问方式式7第二章 列车通通信网络络TCNN82.1 TCNN的标准准化进程程82

19、.1.1 TTCN列列车网络络简介882.1.2 TTCN列列车网络络雏形882.1.3 SSIBAAS系统统82.1.4 MMICAAS系统统92.2 TCNN列车网网络技术术的现状状102.2.1 TTCN列列车网络络产品主主要供应应商1002.2.2 TTCN列列车网络络产品应应用现状状102.2.3 TTCN列列车网络络的研究究推广1112.2.4 TTCN列列车网络络的发展展趋势1112.3 WTBB总线1122.3.1 绞绞线式列列车总线线WTBB122.3.2 WWTB介介质访问问13第三章 微机控控制基础础153.1 微型计计算机的的概述1153.1.1 微微机简介介与发展展1

20、53.1.2 微微机的特特点与应应用1553.2 微机网网络控制制系统结结构1883.2.1 WWorlldFIIP网络络通信的的原理和和结构1183.3 HXDD2型电电力机车车的微机机网络控控制系统统结构2223.3.1 主主处理单单元MPPU（MMainn Prroceessoor UUnitt）222第四章 和谐22型电力力机车2264.1和和谐2型型电力机机车概述述264.1.1微机机网络控控制系统统结构2264.2 和谐22型电力力机车技技术特点点284.2.1总体体布置2284.2.2电气气系统2284.2.3控制制系统2294.2.4转向向架299第五章 和谐22型电力力机车应

21、应急处理理315.1各各类故障障应急处处理3111.2 设计内内容与要要求388第六章心得体体会399参考文献献40第一章网络控控制系统统的概述述1.1 网络控控制系统统的概念念网络控制制系统又又被成为为基于网网络的控控制系统统，它是是一种完完全网络络化、分分布化的的控制系系统，是是通过网网络构成成闭环的的反馈控控制系统统。侠义的网网络控制制系统是是以网络络为基础础，事先先传感器器、控制制器和执执行器等等系统各各部件之之间的信信息交换换，从而而实现资资源共享享、远程程检测与与控制。例例如，基基于现成成总线技技术的网网络控制制系统就就可以堪堪称是一一种侠义义的网络络控制系系统。广广义的网网络控制

22、制系统不不但包括括侠义的的网络控控制系统统在内，还还包括通通过Itternnet、企企业信息息网络以以及企业业内部网网络，事事先对工工厂车间间、生产产线以及及工程现现场设备备的远程程控制、信信息传输输、信息息管理以以及信息息分布等等。列车网络络控制系系统主要要实现对对列车关关键设备备运行状状态监视视，并根根据需要要对设备备进行远远程控制制列车车网络控控制系统统集列车车控制系系统、故故障检测测与诊断断系统以以放客信信息腥务务系统于于一体， 以车车载微机机为主要要技术手手段，通通过网络络实现列列车各系系统之间间的信息息交换，最最终达到到对车载载设备的的集散式式监视。控控制和管管理的目目的，实实现列

23、车车控制系系统的智智能化、网网络化与与信息化化 通过列列车网络络连接的的列车上上各智能能控制单单元通过过传输过过程数据据、消息息数据和和监督数数据柬实实现列车车的控制制，诊断断以及列列车状态态评估而其他他未与列列车网络络连接的的智C22控制单单元则通通过硬连连线的连连接来实实现其控控制功能能 列车网网络控制制系统实实现以下下主要控控制功能能： (1)实现各各动力车车的重联联控制 (2)实现全全列车(动车和和拖车)所有由由计算机机控制的的单元联联网通信信 和资潭潭共享 (3)实现全全列车的的制动控控制、门门控制、空空调控制制及轴温温检测等等功 能1.2 网络控控制系统统的组成成结构及及层次模模型

24、网络控制制系统一一般由三三部分组组成：控控制器、被被控对象象以及通通信网络络，被控控对象一一般为连连续系统统，而控控制器一一般采用用离散系系统。被被控对象象的输出出通过传传感器采采样的方方式离散散化并通通过网络络发送到到控制的的输入端端。控制制器进行行运算后后，将输输出通过过网络发发送到被被控对象象的输入入端，并并由零阶阶保持器器生成分分段连续续函数作作为连续续系统的的输入。常见的网网络控制制系统结结构有径径直结构构和分层层结构。在径直结结构中，控控制器将将传感器器等检测测装置从从现场检检测到的的实际参参数和预预定的预预期参数数值进行行对比计计算，得得出相应应的控制制结果后后，输出出到执行行器

25、，作作用于被被控对象象。在分层结结构中，主主控制器器将计算算好的参参数控制制信号通通过网络络发送给给远程控控制系统统，远程程控制器器根据参参考信号号执行本本地闭环环控制，并并将传感感器测量量数据传传给主控控制器。网络控制制系统的的层次模模型（1） 设备层。设设备层中中的设备备种类繁繁多，有有只能传传感器、启启动器、驱驱动器、II/O不不见、变变送器、变变换器、阀阀门等。设设备的多多样性要要求设备备层满足足开放性性要求，各各厂商遵遵循公认认的标准准，保证证产品满满足标准准化。来来自不同同厂家的的设备在在功能上上可以用用相同功功能的同同类设备备互换、事事先可互互换性；来自不不同厂家家的设备备可以相

26、相互通信信，并可可以在多多厂家的的环境中中完成功功能，实实现可互互操作性性。 设设备层中中的设备备是智能能化的。他他们可独独立完成成系统的的传感测测量、补补偿计算算、工程程量处理理与控制制等自动动控制的的基本功功能，并并可随时时诊断设设备的运运行状态态。设备备控制功功能的自自治化使使得分散散在现场场不通物物理位置置的现场场设备之之间以及及现场设设备与远远程监控控计算机机之间，能能够实现现数据传传输与信信息交换换，从而而形成各各种适应应实际需需要的自自动控制制系统。（2） 自动化层层。自动动化层事事先控制制系统的的网络化化，控制制网络遵遵循开放放的体系系结构与与协议。对对设备层层的开放放性，允允

27、许符合合开放标标准的设设备方便便地接人人；对信信息化层层的开放放性，允允许与信信息化层层互联、互互通、互互操作。（3） 信息化层层。信息息化层已已经较好好的实现现了开放放性策略略，各类类局域网网满足IIEEEE8022标准，信信息网络络的互联联遵循TTCP/IP协协议。信信息网络络的开放放性为事事先控制制网络与与信息网网络的集集成提供供了有力力支持。列车网络络控制系系统 (4)完成全全列车的的自检及及故障诊诊断决策策1.3 车载载通信网网络的基基本结构构车载通信信网络的的主要功功能是作作为沟通通各个控控制、诊诊断单元元的信息息通道将列车车上众多多由计算算机控制制的部件件互相联联网通信信从而达达

28、到统一一控制与与诊断和和资源共共享的目目的。车载通信信网络一一般采用用分层结结构。用用于连接接数据采采集站、设设备站、司司机控制制站构成列列车设备备控制、监监测与故故障诊断断的列车车级网络络,通常称称为列车车总线,用于连连接车辆辆内的各各种控制制设备,构成车车厢级数数据采集集、控制制的车辆辆级网络络通常称称为车辆辆总线。在在拓扑结结构上则则采用环环形或总总线形。列列车控制制网络把把安装在在列车上上各动力力车和车车厢内的的各种可可编程设设备互连连在一起起。通过车载载通信网网络传输输的信息息主要有有以下六六种;(1)列列车运行行的控制制命令。(2)运运行中的的各车厢厢(包括有有动力装装置的机机车和

29、无无动力装装置的旅旅客车厢厢)的状态态信息。(3)故故障诊断断所需的的信息及及结果。(4)显显示单元元所要显显示和提提示的各各种信息息。(5)通通信网的的管理信信息。(6)其其他与列列车运行行、安全全及服务务有关的的需要在在列车内内互相传传递的信信息。1.4 列车通通信网络络中的数数据传输输列车通信信网的主主要功能能是为控控制、诊诊断单元元的信息息通信提提供通道道,实现各各种信息息的流通通,从而达达到控制制的统一一和资源源共享的的目的。在高速列列车控制制系统中中传输的的信息主主要有以以下几种种;(1)列列车在运运行过程程中的各各种控制制命令.(2)列列车在运运行过程程中各个个设备的的状态信信息

30、.(3)故故障诊断断所需的的信息及及结果.(4)需需要在显显示单元元上显示示的各种种信息.(5)其其它与列列车运行行、安全全、旅客客服务相相关的信信息。根据通信信网上所所传输数数据的性性质和实实时性的的要求,把通信信网上的的数据分分为三类类;过程数数据、消息数数据、和管理理数据。通信网网采用不不同的方方法来传传递这三三类数据据。（1） 过程数据据；过程变变量的值值叫作过过程数据据。它表表示车辆辆设备的的状态和和控制信信息；如手柄柄位、列列车运行行速度、当当前的时时间、各各单元的的工作状状态、操操作员的的命令等等。过程程数据的的传输时时间是确确定的和和有界的的。其特特点是长长度短而而时间性性强传

31、输时时间确定定而且有有界，这些数数据采用用源地址址数据广广播方式式。主设设备通过过发送含含有功能能码的主主帧，来请求求传送过过程数据据。发送送过程数数据的从从设备将将依据过过程数据据请求中中的标识识符来产产生一个个过程数数据响应应。过程程数据将将通过112位的的逻辑地地址和功功能代码码来识别别，它们表表明了过过程数据据的长度度。对于于每个逻逻辑地址址，其相对对应的过过程数据据的长度度应在规规定的操操作开始始前，在源设设备和所所有接收收设备中中被设定定好。对对于车辆辆总线上上所有的的重要变变量，从一个个应用到到另一个个应用的的确定性性传送的的传送时时间必须须保证在在16mms内，车辆内内总线数数

32、据发送送周期小小于500ms：而通过过WTBB从车辆辆总线到到车辆总总线的确确定性传传送的传传送时间间必须保保证在1100mms以内内。为了了保证这这个时延延，过程数数据周期期性地发发送。（2）消消息数据据；它与事事件有关关，传输非非实时性性的信息息，可以是是诊断信信息、显显示信息息和服务务功能信信息，这些数数据可能能数量较较大而且且传递没没有确定定的时间间限制。因因此它们们的传送送是采用用点对点点或广播播数据报报文的偶偶发性传传送，而且可可能根据据需要分分帧传送送。一个个消息数数据帧应应具有2256bbitss的固定定长度；从帧的的前4bbitss定义了了通信模模式，用模式式00001来指指

33、定单播播消息数数据，模式11111来来指定广广播消息息数据，而其它它模式将将作为保保留以供供将来使使用，接下来来的122bitts定义义了目标标设备的的地址，一旦使使用广播播模式，则该区区域将被被应用来来使用，此后的的4biits定定义了协协议类型型，随后的的12bbitss定义了了源设备备的地址址，而后面面的8bbitss里定义义了随后后的链接接数据的的有效长长度。消息被分分成小包包，这些包包分别被被编号并并由目的的站确认认。消息息包及与与之相关关的控制制数据形形成消息息数据。功功能消息息被应用用层所使使用，服务消消息用于于列车通通信系统统自身的的管理等等。为了了确保消消息数据据端到端端的可

34、靠靠传输，应用过过程间的的通信可可采用呼呼叫/应答方方式。消消息数据据既可以以点对点点单独传传输，也同样样可以进进行全网网广播。（3） 管理数据据；是网络络自身管管理、维维护和初初始化时时在通信信网中传传递的数数据。监监督数据据是在相相同总线线内用于于监视设设备状态态、检测测寂静的的设备、总总线主设设备权转转移、事事件轮询询等的数数据。它是主设设备对从从设备的的状态校校验、联联机设备备检测、主主权传输输以及车车辆初运运和其他他管理所所用的数数据，特点是是帧很短短，这些数数据只有有在网络络重构或或初始化化时才传传递，管理数数据的传传递与其其它两种种数据不不会发生生冲突。因因此在列列车运行行时通信

35、信网上传传送的只只有过程程数据和和消息数数据。管管理数据据响应将将携带116biits帧帧数据。主设备可可以向从从设备请请求管理理数据或或者向从从设备发发送管理理数据，该数据据带有一一个管理理数据请请求的主主帧。1.5 列车通通信网络络介质访访问方式式一般有动动力装置置的车厢厢（动车和和机车）内的节节点作为为主节点点无动力力装置的的车厢内内的节点点作为从从节点。WTB介质访问控制方式为主从控制方式每一列车在运行中必须有且只能有一个控制总线工作的节点，称为控制节点，控制节点必须是主节点，一般情况下以前导机车内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，必要时主控节点可以切换，车

36、厢总线由各车厢内的节点管理运行。主节点将将总线带带宽以225nss为基本本周期进进行划分分，基本周周期又分分解为周周期相和和偶发相相。周期期相占总总线时间间的固定定时段，与状态态的发送送相关联联。在此此时段，主节点点依次轮轮询各变变量，按预先先生成的的周期列列表请求求从节点点向总线线广播其其过程数数据，此外在在WTBB中有消消息数据据发送的的从节点点还在其其过程数数据中发发送一个个请求标标志，主节点点将记录录此请求求。因为为数据是是周期性性重复发发送的，所以周周期性数数据无需需目标设设备确认认。一个个基本周周期的大大小在MMVB上上是1mms或2mss，在WTBB上是255ms。不不是很紧紧急

37、的变变量可以以以2个、4个、8个等等等基本周周期长度度的周期期发送，其最长长周期是是10224mss。两个周期期相间的的偶发相相允许设设备按需需要发送送数据，偶发性性发送是是与事件件的发送送相关联联的，事件是是设备状状态的改改变，设备状状态的改改变引发发发送要要求。因因此，事件必必须得以以确认，以确保保不会丢丢失状态态改变的的信息。在在此期间间主节点点向请求求发送消消息数据据的节点点依次发发送消息息数据传传送请求求，收到请请求的节节点将要要发送的的消息数数据发向向目的节节点。这这种介质质访问方方式可保保证实时时变量传传输的确确定性。实实时变量量的最大大传送时时延只与与总线的的基本周周期有关关，

38、而与总总线负载载情况无无关。在过程数数据和消消息数据据之间，主节点点还发送送一些监监控数据据请求以以监控总总线状态态。第二章 列车通通信网络络TCNN2.1 TCNN的标准准化进程程2.1.1 TTCN列列车网络络简介由于世界界范围内内列车通通信网络络技术的的差异，造造成了多多种总线线技术并并存的局局面。除除TCNN标准的的列车总总线之外外，WoorlddFIPP、LoonWoorkss、CAAN等其其他总线线形式也也在列车车通信网网络中有有不同程程度的运运用。上上述几种种列车网网络技术术，绝大大部分都都是在其其他领域域应用成成熟的现现场总线线技术移移植到列列车控制制系统中中来的。它它们依据据

39、各自的的标准，不不便进行行互联。于于是基于于制订一一种开放放式列车车通信系系统，实实现各种种轨道车车辆相互互联挂，车车载可编编程电子子设备统统一接口口标准而而实现互互换的构构想，TTCN列列车通信信网络标标准应运运而生。2.1.2 TTCN列列车网络络雏形任何技术术都不是是凭空而而生的，TTCN列列车网络络也正是是如此。它它是由车车载微机机系统发发展而来来，在原原有的技技术基础础上加以以遴选、改改进和标标准化而而形成的的。其主主要参考考的模型型则是SSiemmenss公司的的SIBBAS系系统和AAdtrranzz公司的的MICCAS系系统。以以上两种种形式车车载微机机控制系系统的发发展已从从

40、最初的的完成简简单的单单一功能能，发展展到现在在的多功功能集成成的列车车通信网网络，为为TCNN列车网网络技术术的起步步与成型型，以及及日后成成为国际际标准，做做出了巨巨大贡献献。2.1.3 SSIBAAS系统统在铁路机机车动车车控制方方面，德德国Siiemeens公公司早在在19881年就就研制出出了相应应的微机机控制系系统，并并命名为为SIBBAS116，这这个系统统的样机机首次应应用在纽纽伦堡交交通运输输管理局局地铁车车辆上。SSIBAAS166中的数数字代表表其采用用的是116位微微处理器器，这个个系统由由中央机机、一个个或多个个子机以以及存储储单元构构成，各各计算机机之间采采用串行行

41、通信来来实现数数据传送送。这种种机车控控制系统统形式新新颖，扩扩展性好好，可靠靠性高，使使用安装装便捷，大大有取代代传统控控制技术术的趋势势，成为为列车微微机控制制发展中中的发轫轫之作，影影响不可可不谓之之重大。 随着技技术的不不断革新新以及SSIBAAS166的不断断完善，SSiemmenss公司不不失时机机地推出出了基于于32位位控制器器和信号号处理器器的列车车微机控控制系统统SIBBAS332，其其在性能能上较SSIBAAS166更具优优越性，同同时也对对原有SSIBAAS166系统在在接口上上保持了了向下兼兼容。220世纪纪90年年代，列列车通信信网络国国际标准准正在制制定当中中，Si

42、iemeens公公司着眼眼于控制制系统功功能的长长远发展展，其推推出的SSIBAAS322系统是是一种多多功能通通用计算算机系统统。系统统采用网网络通信信技术，外外围设备备已经开开始标准准化、专专用化、智智能化，基基本上可可在保持持硬件结结构不变变的情况况下便捷捷地与任任意终端端相挂接接，构成成一个对对各种机机车车辆辆移植性性很好的的控制与与监控系系统。2.1.4 MMICAAS系统统MICAAS系统统的出现现是在220世纪纪80年年代。瑞瑞士布朗朗勃法瑞瑞公司(BBCC)最早早研发的的MICCAS系系统是应应用于运运输部门门的微型型计算机机自动控控制系统统，能理理想地实实现机动动车与船船只等

43、场场合的控控制功能能。针对对MICCAS应应用领域域的不同同，研发发人员相相应地开开发出了了适用于于该场合合的软件件、硬件件模块及及工具，形形成了以以MICCASSS、MIICASSL和MMICAASE等等不同系系列。其其中MIICASSS系统统在19985年年首次应应用于牵牵引控制制技术中中，在对对过程处处理速度度和性能能要求苛苛刻的牵牵引控制制系统中中很好地地实现了了控制功功能。 19888年瑞瑞典的阿阿西亚公公司(AASEAA)和瑞瑞士的布布朗勃法瑞瑞公司(BBCC)合并并而成AABB集集团。此此后，AABB旗旗下的AAdtrranzz公司在在MICCASSS牵引控控制系统统基础上上开发

44、出出了MIICASSS2，并并于19992年年第一次次成功运运用在瑞瑞士Ree4600型变流流机车上上。MIICASSS2列列车控制制系统实实行分级级控制形形式，由由列车级级、车辆辆级和传传动级33级控制制组成，各各级系统统控制单单元之间间的通信信通过列列车通信信网络实实现。列列车通信信网络采采用总线线型拓扑扑结构，分分成车辆辆总线、列列车总线线两级局局域网。车车辆总线线由同一一车辆内内的几个个控制单单元互连连构成，采采用RSS4855串行通通信标准准。列车车总线为为贯穿各各车辆节节点互连连的通信信线路，采采用9芯芯EP电电缆或118芯UUIC电电缆，线线路通过过两种总总线之间间的网关关实现总

45、总线耦合合。 在MIICASSS2的的基础上上Adttrannz公司司又推出出了MIITRAAC系统统，这是是更新一一代的分分布式列列车控制制与通信信系统。MMITRRAC系系统中没没有集中中的控制制柜和机机箱，各各个控制制单元或或I/OO单元均均自成一一体，分分别封装装在一个个配备独独立电源源和标准准车辆总总线接口口的壳体体中，并并分布于于车体内内靠近控控制对象象的各个个位置。其其良好的的电磁兼兼容性能能保证各各车辆控控制单元元工作在在环境恶恶劣的列列车中。之后后Adttrannz公司司几易其其主，220011年4月月，Boombaardiier公公司从DDaimmlerr Chhryssl

46、err手中将将其子公公司Addtraanz收收购。BBombbarddierr公司对对MITTRACC系统继继续不断断改进，并并按照不不同客户户需求加加以系列列化，如如今该系系统有MMITRRAC5500系系列、110000系列和和30000系列列等。2.2 TCNN列车网网络技术术的现状状在推出TTCN国国际标准准后，基基于TCCN标准准的产品品需求增增加，对对于TCCN产品品的研制制有了越越来越多多的单位位支持，TTCN列列车网络络在世界界范围内内也得到到了日趋趋广泛的的应用。2.2.1 TTCN列列车网络络产品主主要供应应商目前，TTCN标标准列车车通信网网络的推推广形成成以Siieme

47、ens、BBombbarddierr等大公公司主导导，日趋趋增多的的第三方方广泛支支持的局局面。 Bommbarrdieer、SSiemmenss等公司司推出了了一系列列符合TTCN标标准的产产品，诸诸如列车车网络专专用芯片片(MVVBC001、MMVBDD、AMMED)以及网网络实时时协议(RTPP)软件件等。 此外，一一些第三三方公司司(如FFarssysttem、FFireema、EEKE、DDuaggon、UUnicconttroll)等也也相继推推出了TTCN网网关和相相关网络络产品，用用户可以以选择需需要的网网络部件件来集成成、开发发符合自自己要求求的TCCN网络络控制系系统。其其他可以以提供TTCN产产品的公公司还有有：自动动控制方方面的HHoleec、AAnsaaldoo、AEEG，制制动方面面的Knnorrr Ellecttronnic、WWesttingghouus