L型網(wǎng)絡列車監(jiān)控系統(tǒng)的應用與實現(xiàn)

　　1.引言

　　隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和在各行業(yè)領(lǐng)域的廣泛應用，越來越多的證據(jù)證明，某一行業(yè)或更廣泛領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)標準的統(tǒng)一越來越重要，并成為制約或促進行業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個極為重要的因素。在鐵路系統(tǒng)中也存在同樣的問題，如果沒有統(tǒng)一的標準，各車輛系統(tǒng)制造商往往沿著自己的路子，開發(fā)出專有的，不兼容接口的產(chǎn)品，以限制買方只能使用他們的系統(tǒng)，不利于產(chǎn)品和技術(shù)的競爭，制約了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。過去相當長的一段時間內(nèi)，鐵路系統(tǒng)列車網(wǎng)絡通信技術(shù)就處于一種無標準的狀態(tài)，在很大程度上制約了列車網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。1999年，對于列車通信網(wǎng)絡，國際上制定了兩個相應標準：IEC（國際電工委員會）制定的《列車通信網(wǎng)絡》和IEEE（美國電氣與電子工程師協(xié)會）制定的《列車網(wǎng)絡通信協(xié)議》。后者的內(nèi)容范圍包含了前者，它規(guī)定了兩種類型的列車通信網(wǎng)絡：T型和L型。T型即TCN網(wǎng)絡（列車通信網(wǎng)絡），L型為《自由拓撲雙絞線信道規(guī)范》規(guī)定的LonWorks通信網(wǎng)絡。參照上述兩大國際標準，并結(jié)合國內(nèi)鐵路牽引的實際情況，2002年，我國鐵道部也制定了相應的《中華人民共和國鐵道行業(yè)標準――列車通信網(wǎng)絡》。本標準同樣規(guī)定了兩種類型的列車通信網(wǎng)絡：T型和L型。目前，國內(nèi)列車通信網(wǎng)絡的應用主要集中在L型網(wǎng)絡。在鐵路系統(tǒng)內(nèi)采用開放的IEEE標準將可以保證多廠家產(chǎn)品的互操作性，從而可以幫助促進供應鏈中每一環(huán)節(jié)的競爭力，加快技術(shù)發(fā)展。

　　2. 網(wǎng)絡控制技術(shù)的特點

　　LonWorks（Local Operating Networks）是美國Echelon公司1991年推出的現(xiàn)場總線技術(shù)，它可以很好地解決在控制網(wǎng)絡的設計、構(gòu)成、安裝和維護中出現(xiàn)的大量問題。

　　LonWorks網(wǎng)絡控制技術(shù)的特點：

　?。?） 開放性：網(wǎng)絡協(xié)議開放，對任何用戶平等;

　?。?） 互操作性：LonWorks通信協(xié)議LonTalk符合ISO（國際標準化組織）定義的OSI開放互連模型。任何制造商的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)互操作;

　?。?） 通信媒介：幾乎囊括了目前所有可用通信媒介，包括雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無線電波、紅外線等，而且在同一網(wǎng)絡中可以有多種通信媒介;

　?。?） 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)：可以是主從式、對等式或客戶/服務器模式;

　　（5） 網(wǎng)絡拓撲：有星形、總線形、環(huán)形以及自由形;

　?。?） 通信速率：可達1.25Mb/s，此時有效通信距離為130m。采用雙絞線情況下，在78Kb/s速率下直線通信距離長達2700m;

　?。?） LonWorks網(wǎng)絡通信采用面向?qū)ο蟮脑O計方法：LonWorks網(wǎng)絡通信技術(shù)稱之為“網(wǎng)絡變量”，它使網(wǎng)絡通信的設計簡化為參數(shù)設置，增加了通信的可靠性;

　　正是由于LonWorks技術(shù)完全滿足了未來發(fā)展對測控系統(tǒng)的要求，目前，它的使用已經(jīng)遍及世界56個國家和地區(qū)的工業(yè)、樓宇、交通、能源等自動化領(lǐng)域。

　　3.LonWorks技術(shù)的應用

　　3.1 鐵道部列車通信網(wǎng)絡標準對L型網(wǎng)絡的規(guī)定

　　標準中規(guī)定“適用于連接一個基本運轉(zhuǎn)單元（單個車輛或車輛的固定組合）或一組基本運轉(zhuǎn)單元內(nèi)的電子裝置，傳送時間不太緊迫、時間不要求確定的由事件驅(qū)動的消息數(shù)據(jù)的傳送”，主要應用于列車監(jiān)控系統(tǒng)中。由于列車監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象組成的相對固定和列車編組的特殊性，標準同時規(guī)定了最為常用的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡中的總線關(guān)系，如圖1所示。

　　網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及總線關(guān)系