地铁列车总线通信控制网络探讨

简述了列车总线通信控制网络的发展,介绍了三种列车总线通信控制网络,分析比较了三种列车总线通信控制网络的异同。

基于CANopen的列车通信网络状态反馈控制系统设计

列车通信网络负载过大,会导致数据传输延迟或丢失,进而影响系统的反馈控制效率和准确性;为了保证列车通信网络的安全性,设计基于CANopen的列车通信网络状态反馈控制系统;加设CANopen网关设备,改装列车通信网络数据采集器和网络状态反馈控制器,调整反馈控制器驱动电路的连接方式,完成系统硬件的优化;设置CANopen作为列车通信网络的通信协议,采用报文捕获的方式采集列车通信网络实时状态数据,通过网络状态特征的提取与匹配,确定当前列车通信网络状态;从缓存长度、负载、时延等方面,计算列车通信网络的控制量,通过公平分配列车通信网络信道、列车通信网络拥塞调度控制两个步骤,实现系统的列车通信网络状态反馈控制功能;实验结果表明,在铁路列车和公路列车通信网络环境下,负载控制误差平均值分别为0.6 Mbps和0.8 Mbps,在所提方法控制下,通信网络的缓存队列长度平均为10 Mbps,由此证明优化设计方法在控制功能和控制效果方面具有明显优势。

基于通信网络的列车控制系统

自动组网(初运行)是列车控制与管理系统(TCMS)的重要特征,通过初运行,确定列车通信网络(TCN)内的节点组成、节点之间的顺序、总线主以及各个节点相对总线主的朝向,这是TCMS对列车进行控制与管理的基础。对于基于无线通信的TCMS,由于无线列车骨干网(WLTB)的网络节点之间没有通信线缆的物理连接,以传统的方式实现自动初运行十分困难,因此实际工程中采用人工设置参数的方式来组网。同样,在虚拟联挂(VC)系统中,多列列车通过WLTB组成列车编队,也存在动态自动组网的问题。在VC系统中,由于跟随列车处于自动驾驶模式,通过人工设置参数来组网的方式也不可行。文章分析了TCN、WLTB的初运行和VC列车编队/解编,探讨了基于无线通信的列车编组初运行或编队动态组网问题的实质与根源,提出通过引入一个更大的网络系统、融合TCMS和信号系统来解决自动组网问题的方法,基于列车控制的视角给出了面向列车全自动运行的基于通信网络的列车控制(NBTC)系统自动组网方法、分层次功能和系统架构,并提出了与NBTC相关的研究方向。

基于CAN总线的重载列车制动机控制网络设计与实现

针对当前广泛应用于重载列车的CCBII制动机系统关键技术的国产化程度较低的问题,将CAN总线引入系统,对相应的制动机网络控制系统设计和实现中所涉及的关键技术进行研究。在对CCBII制动机组成结构及工作原理进行剖析的基础上,提出了基于CAN总线的制动机网络控制系统总体架构,完成了控制网络中基本功能控制节点的软硬件设计;其中硬件部分完成了通用型功能控制节点的硬件设计与选型,软件部分通过合理制定CAN应用层协议,分别完成了主、从节点各自的通信调度与控制功能模块的设计;并最终对CCBII制动机系统进行网络通信与控制的实验与测试,初步验证了CAN总线网络中各个节点的数据输入输出功能和通信功能的正确性,实现了基本的制动控制功能。实验测试结果表明,所设计系统也为CCBII制动机其他关键部件的国产化研究提供了测试与验证平台。

基于CAN总线的轨道交通列车通信网络仿真研究

通信网络是列车的神经系统。它把所有的控制器和传感器等设备连接起来,实现信息采集和控制。为了研究列车通信网络的安全性和可靠性,分析影响网络性能的原因,同时优化网络参数,利用网络仿真软件OPNET搭建了基于CAN总线的列车通信网络仿真模型,研究了应答错误和误码率对网络负载、吞吐量、节点状态等方面的影响。结合实际列车通信网络结构,通过该仿真模型得到相应的仿真结果,今后可为实际列车的通信网络性能分析提供参考。

GSM-R移动通信网络与列车控制系统的发展

基于GSM-R的列车控制系统主要由地面子系统、车载子系统和GSM-R网络组成。为了保证列控信息在网络中安全、可靠、及时地传递,GSM-R网络要提供满足电路交换模式的数据传输、非限制数字信息、全速率无线信道、非语音/数据交替、异步透明传输模式等要求的承载业务;同时补充主叫识别显示和增强多级优先级与强拆业务。在连接建立时延、连接建立失败率、最大端到端传输延时、连接丢失率、传输干扰周期和传输恢复周期等方面对列控数据传输服务质量提出了较高的要求,并且必须考虑网络设备冗余,引入基于位置的寻址,对网络性能随时进行监视。

基于通信的列车控制无线网络构架与安全性研究

介绍了当今无线局域网中常用的网络协议,以及无线技术在基于通信的列车控制网络构架中的应用。分析了网络中可能存在的安全隐患和漏洞。并以IPSec加密技术为例,介绍了如何采取相应措施来确保无线网络的安全。

现场总线与列车通信网络

本文从应用的角度出发,将TCN标准所定义的WTB和MVB与一些常用的现场总线在技术性能上进行了分析和比较。为列车通信网络的应用选择提供参考。

现场总线在列车控制网络中的应用与发展

概述了列车控制网络和现场总线的技术特点 ,分析了几种主要的现场总线在列车控制网络中的应用 。

现场总线网络控制系统中全局通信与控制规划

主要讨论了FCS的全局通信与控制规划问题.针对基于总线通信的MAC协议,研究了实时应用对其全局时钟的依赖性、容错和调试、通信/控制分配原则及两种制式.在分析了周期更新和事件控制更新之后,对FCS极小化通信问题进行了结论性研究.

现场总线控制系统的网络变量通信技术

现场总线控制系统中的网络变量通信技术来源 PL C网络的全局 I/ O变量通信。不同现场总线的网络变量通信有所差异 ,这将导致其适用场合不同。这里剖析了 CAN总线 ,L onworks总线及 World FIP总线的网络变量通信机制指出 :CAN具有优秀实时性却具有不确定性 ,L onworks实时性一般而且具有不确定性 ,而 World FIP既具有优良实时性又具有确定性但却是主从方式。这些差异可作为用户设计

基金会现场总线网络控制器通信算法

基金会现场总线 (FF)是新一代开放式和智能式工业控制网络的代表 .现场总线技术同以太网技术的结合使现场总线应用呈现出更广阔的前景 .本文首次提出了 FF现场总线接口设备中上位机和网络控制器间通过网络控制器中的双口 RAM(DPRAM)进行数据交换所使用的通讯算法 ,并给出了通过仿真器从不同角度对算法进行测试的结果 .

基于CAN的音频控制网络内部通信总线设计

介绍了一种基于CAN总线的分布式音频控制网络的研究开发情况,实现了CAN总线与各模块的接口设计,制定出了相应的音频效果控制器内部通信协议。对RS232接口设备、RS232接口设备与CAN接口设备的联机使用和设计具有联网能力的音频设备具有重要意义。

PLC的开放式控制与通信总线网络

介绍了一种开放式PLC控制与通信总线。阐述了该总线的通信原理、网络结构及特点,给出了总线应用的具体实例——掺混控制系统以及通信初始化程序。应用结果表明,该掺混控制系统保护功能齐全、通信速率快、布线方便。

工业控制通信网络的实时性要求及现场总线的价值取向

非周期的处理数据或事件,优先级次之,约占10%;周期性的请求和响应处理数据,优先级再次之,约占监近代数据量的80%;周期性的文件传输信息,优先级为第四位,约占0.5%;其他非实时的一般数据,优先级最低。

基于现场总线理念的多业务列车通信网络

为了实现多业务信息传输系统,采用SSB调制方式实现各车厢间的模拟话音通信,利用DSP查询中断的方法实现数据的复用/分路,将各信源输入视频和智能I/O数据复用成特定帧结构的一路传输数据输出至总线,以构成旅客列车内的多业务综合通信系统.

工业控制通信网络的实时性要求及现场总线的价值取向

在工控实时通信网络中所处理的数据流主要可分为两类：实时数据和非实时数据（包括文件和程序）。按照工业监控数据所需实时要求，可作以下分类，同时给出按此分类在实时监控数据量中的优先级和所占的百分比；非周期性的网络控制或报警等，优先级最高，约占9．5％；非周期性的处理数据或事件，优先级次之，约占10％；周期性的请求和响应处理数据，优先级再次之，约占监控数据量的80％；周期性的文件传输信息，优先级为第四位，约占0．5％；其他非实时的一般数据，优先级最低。为进一步说明对实时数据的不同的要求，又可把实时数据细分为5种：信号、命令、状态、事件以及请求。

列车通信网络及其访问控制协议和选用原则

介绍列车通信网络的发展历程,主要的列车通信网络结构和功能,提出列车通信网络中合适的访问控制协议,结合我国具体情况,给出列车通信网络的选用原则。简要描述了列车通信网络的应用。

基于自适应通信网络的液压支架电液控制器设计与应用

随着煤矿智能化开采技术的不断发展和进步,各类传感器、控制器等智能设备需要采集和传输的数据量越发庞大。液压支架电液控制器在收发数据出现通信延迟或者数据丢失时会对液压支架的运作控制产生干扰,甚至会产生不可估量的损失。为了解决液压支架电液控制器之间的数据通信问题,提出了基于以太网通信技术、CAN总线通信技术和无线通信技术的自适应通信网络技术,并应用于液压支架电液控制器的设计与数据的通信。该自适应通信网络算法实现了对各数据传输网络的实时监测与最优数据传输网络的自适应选择,可有效提高液压支架电液控制器之间的数据通信可靠性。

CAN总线在列车通信网络系统中的应用研究

介绍了几种现场总线,进行CAN总线在列车网络控制中的可行性分析,提出以AT90CAN128为核心控制器的列车网络通信方案。