高速动车组网络技术研究与应用

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随着列车一次又一次的大提速,现在铁路上运行的高速CRH和谐号动车组和复兴号标准动车组已然成为中国铁路的发展趋势,目前我国高速列车有CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH6、CRH380、CR400等型号,使用的列车网络协议也有LonWorkS总线网络,Can总线网络,ARCNET协议标准,TCN协议等。我国通过技术引进以及自主开发,不断开启中国轨道客车发展的新篇章。为了保证高铁网络技术的快速、安全、稳定的发展,对其控制网络技术的深入研究就变成了中国高速铁路快速发展,打入国际市场的必经之路。列车网络控制系统作为高速动车组的中枢系统,就好比人体的血管系统一样十分重要。其主要负责控制列车的诊断、控制、监控以及保护等功能,是动车组的关键核心技术,能否掌握最前沿的列车通信网技术很大程度上体现了一个国家在铁路通信方面的研发能力。国内在这个方面刚刚起步,研究成果还很少,技术也比较落后,核心技术主要从国外引进。国外的厂商只提供产品,不转让核心技术,而且对技术的封锁很严,因此研发具有自主知识产权的列车通信网络,对打破国外技术封锁,提高国内铁路通信技术研究水平意义重大。由于高速动车组包含的网络控制系统种类繁杂,导致网络控制端口的数量也随之增加,同时每一个控制端口的控制长度和性能也都各不相同,所以列车控制网络就要对通信网络中的各个端口进行必要稳定的调度轮询。在多种多样的列车网络控制系统中,列车通信网络TCN是一种用于连接车载设备、实现信息共享、控制功能、监测诊断的数据通信系统。目前,在城市轨道车辆、高速动车组上,大多采用这种网络技术。作为列车的重要组成部分,TCN的网络质量直接影响列车的整体性能,它由连接一辆车上各种设备的多功能车辆总线MVB和连接列车中各车辆间的列车总线WTB组成。本文介绍了高速动车组网络控制技术,深入分析不同的控制网络的拓扑结构、传输介质、总线技术、网络结构以及WTB、MVB的报文和电缆结构参数等内容。通过对动车组网络控制技术的深入了解和认识,基于Duagon公司的D213 MVB网卡的设计并实现了一种针对动车组单车调试所用的MVB测试系统,并应用于实际调试现场。根据现场的使用反馈,也将进一步对该系统进行持续改进。
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