【摘要】介紹了目前應(yīng)用在城市軌道交通系統(tǒng)中的現(xiàn)場總線技術(shù)，通過對西門子計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)系統(tǒng)配置和硬件結(jié)構(gòu)的分析，闡述了PROFIBUS總線在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)場總線城市軌道信號系統(tǒng)

一、引言

隨著計算機(jī)和通信技術(shù)大量應(yīng)用于信號系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的集中控制模式的信號系統(tǒng)逐漸被淘汰，采用現(xiàn)場總線技術(shù)的分散控制模式的信號系統(tǒng)逐步應(yīng)用于城市軌道交通中。

二、現(xiàn)場總線技術(shù)的分類

目前城市軌道交通信號系統(tǒng)中使用的現(xiàn)場總線主要有以下幾種：PROFIBUS、CAN、LONWORKS等。其主要技術(shù)特點(diǎn)如下：（1）PROFIBUS現(xiàn)場總線。PROFIBUS是一種國際性的、開放式的、不依賴于生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。它誕生于1987年，由德國SIEMENS公司等組織開發(fā)，先后成為德國和歐洲的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)（EN50170），并于2000年成為IEC61158中的現(xiàn)場總線國際標(biāo)準(zhǔn)之一。（2）CAN現(xiàn)場總線。CAN是控制器局域網(wǎng)（Control Area Network）的簡稱，最早由德國BOSCH公司推出，用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信，其總線規(guī)范被ISO國際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國際標(biāo)準(zhǔn)。CAN總線在國內(nèi)應(yīng)用非常廣泛，在目前的軌道交通有大量應(yīng)用實(shí)例。

三、現(xiàn)場總線技術(shù)在城市軌道交通信號系統(tǒng)中的應(yīng)用

城市軌道交通信號系統(tǒng)主要由計算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)、列車自動防護(hù)子系統(tǒng)、列車自動駕駛子系統(tǒng)和列車自動監(jiān)控子系統(tǒng)組成。本文討論西門子計算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)中現(xiàn)場總線的應(yīng)用。

SICAS ECC基本配置：（1）操作與顯示控制系統(tǒng)：包括計算機(jī)單元操作控制臺、中央操作與顯示功能、服務(wù)與診斷（SD）設(shè)備。（2）IC（聯(lián)鎖計算機(jī)）系統(tǒng)：包括用于聯(lián)鎖的信號和安全邏輯，多樣化的微機(jī)、冗余設(shè)計和到EIM-ECC的總線連接。（3）SICAS ECC（元件控制計算機(jī)）：帶有3取2計算機(jī)系統(tǒng)的故障-安全EIM-ECC，用于室外設(shè)備和軌道空閑檢測的接口連接）。

從SICAS系統(tǒng)硬件圖中可以看到整個SICAS系統(tǒng)用到了ATS總線和PROFIBUS總線。其中SICAS ECC與相鄰的SICAS ECC之間采用PROFIBUS總線進(jìn)行通信、SICAS ECC與下一個SICAS之間采用PROFIBUS總線進(jìn)行通信，SICAS IC與SICAS ECC采用PROFIBUS總線進(jìn)行通信，而SICAS IC與相鄰的SICAS IC采用ATS總線通信，SICAS IC和控制中心也采用ATS總線進(jìn)行通信。

SICAS系統(tǒng)進(jìn)行了冗余設(shè)計，SICAS的冗余設(shè)計分為設(shè)備冗余和通道冗余。通道冗余指的是每一臺設(shè)備提供兩個通道，例如PROFIBUS A通道和PROFIBUSB通道，兩個通道信息同步，設(shè)備可以任意選擇一條傳輸通道進(jìn)行信息的傳遞。

由于采用了PROFIBUS現(xiàn)場總線，計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有高度分散性，網(wǎng)絡(luò)采用冗余結(jié)構(gòu)，而且從PROFIBU協(xié)議模型看，顯而易見不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備，還提高了可靠性。重要的工作站，如SICAS ECC都享有信息通道冗余，可實(shí)時地選用PROFIBUS A、B網(wǎng)絡(luò)中任一通道完成數(shù)據(jù)傳輸，保證了信息的安全性和可靠性。

四、結(jié)論

城市軌道交通的快速發(fā)展，對信號系統(tǒng)提出了更高的要求，為了改進(jìn)傳統(tǒng)信號系統(tǒng)的一些缺點(diǎn)，比如設(shè)備復(fù)雜，故障查找困難等，越來越多的城市軌道交通信號系統(tǒng)使用現(xiàn)場總線技術(shù)來簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)可靠性、降低成本?，F(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用也使得城市軌道交通信號系統(tǒng)向著數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。隨著我國城市軌道交通快速發(fā)展，會有越來越多的現(xiàn)場總線進(jìn)入城市軌道交通領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1]劉陽學(xué)，現(xiàn)場總線技術(shù)在城市軌道交通綜合監(jiān)控中的應(yīng)用，現(xiàn)代城市軌道交通，2006年5月，pp.11-13

[2]房瑛，西安地鐵CBTC方案實(shí)現(xiàn)的探討，鐵道通信信號工程技術(shù)，2010年2月，pp.59-61

[3]劉支援，無線網(wǎng)狀網(wǎng)在城軌交通中的應(yīng)用，信息化研究，2010年9月，pp.61-63