■ 高 楓 余 博 李元軒

城軌車輛列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)技術(shù)方案及發(fā)展方向

■ 高 楓 余 博 李元軒

介紹城軌車輛列車網(wǎng)路控制系統(tǒng)技術(shù)方案；結(jié)合軌道交通裝備智能化的發(fā)展趨勢(shì)，提出下一代列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)架構(gòu)，并對(duì)其發(fā)展進(jìn)行展望。

城市軌道交通；列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)；MVB；WTB；以太網(wǎng)

列車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為現(xiàn)代列車的核心技術(shù)之一。城軌車輛采用列車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備的互聯(lián)與控制，以確保運(yùn)行安全與可靠。基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的列車控制網(wǎng)絡(luò)TCN技術(shù)是專門為列車車載設(shè)備通信量身定制的一種總線技術(shù)，也是目前列車控制網(wǎng)絡(luò)中最為廣泛采用的一種技術(shù)形式。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)、列車骨干網(wǎng)（Ethernet Train Backbone，ETB）、列車編組網(wǎng)（Ethernet Consist Network，ECN）、無(wú)線通信、物聯(lián)網(wǎng)等諸多技術(shù)的應(yīng)用，軌道交通裝備智能化正在加速發(fā)展。

1 城軌車輛列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)技術(shù)方案

1.1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱系統(tǒng)）采用列車級(jí)、車輛級(jí)兩級(jí)總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（見圖1）。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)列車編組方式分配牽引單元，每個(gè)牽引單元?jiǎng)澐?個(gè)多功能車輛總線（MVB）網(wǎng)段，每個(gè)牽引單元通過(guò)網(wǎng)關(guān)將MVB協(xié)議轉(zhuǎn)換為絞線式列車總線（WTB）協(xié)議，各牽引單元間通過(guò)WTB總線進(jìn)行通信。每個(gè)MVB網(wǎng)段采用主鏈-分支結(jié)構(gòu)，每輛車都設(shè)有中繼器，將1個(gè)牽引單元內(nèi)的MVB分成了多個(gè)分支。主鏈-分支結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于任何一個(gè)MVB分支故障后不會(huì)影響其他分支網(wǎng)絡(luò)以及主干網(wǎng)絡(luò)的通信。車輛的端車各設(shè)置2個(gè)MVB分支，重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備冗余安裝在2個(gè)分支上，一個(gè)MVB分支故障不會(huì)影響列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的正常工作。

圖2 網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)備

圖3 中央控制單元結(jié)構(gòu)

圖4 人機(jī)接口顯示屏

中央控制單元（CCU，包含主從CCU和附屬網(wǎng)關(guān)）、人機(jī)界面顯示器、分布式輸入輸出站、溫度采集裝置、遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置以及各智能子系統(tǒng)控制器在內(nèi)的設(shè)備通過(guò)MVB連接到一個(gè)牽引單元內(nèi)的通信控制網(wǎng)絡(luò)上。廁所系統(tǒng)、軸承溫度傳感器、車輛編碼器、煙霧探測(cè)器通過(guò)電纜連接到分布式輸入輸出工作站，再由工作站的車輛總線接口與牽引單元內(nèi)部設(shè)備進(jìn)行通信。

1.2 系統(tǒng)設(shè)備組成

列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)備主要包括：中央控制單元、人機(jī)接口顯示屏（HMI）、輸入輸出工作站、MVB中繼器和遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置（見圖2）。

1.2.1 中央控制單元

中央控制單元作為系統(tǒng)主要設(shè)備，實(shí)現(xiàn)重要設(shè)備的管理、運(yùn)行信息采集、運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視和故障診斷，從而保證列車安全可靠運(yùn)行。同時(shí)可為司機(jī)或機(jī)械師提供故障處理指南，為檢修維護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。中央控制單元采用通用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在使用特殊的背板總線結(jié)構(gòu)構(gòu)成的機(jī)箱中，可經(jīng)過(guò)不同功能板卡的組合完成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的控制任務(wù)。每一牽引單元上安裝2臺(tái)CCU，互為冗余。列車激活后，其中1臺(tái)將成為主控CCU，另1臺(tái)將成為受控CCU。在1臺(tái)CCU故障的情況下，故障CCU的管理功能將由另1臺(tái)CCU接管，列車可繼續(xù)運(yùn)營(yíng)。中央控制單元結(jié)構(gòu)見圖3。

CCU通過(guò)控制和監(jiān)測(cè)整列車的列車功能和電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)整車的中央控制功能，通過(guò)控制和檢測(cè)整列車的牽引系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)整車的牽引控制功能。

1.2.2 人機(jī)接口顯示屏

HMI主要通過(guò)MVB網(wǎng)絡(luò)收發(fā)過(guò)程與消息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)各子功能系統(tǒng)的狀態(tài)顯示、故障診斷、信息保存，為司機(jī)提供故障的詳細(xì)信息及故障處理建議，實(shí)現(xiàn)全列車的牽引、制動(dòng)等各子系統(tǒng)控制指令的下發(fā)及整車的操作和控制。HMI外觀見圖4。

HMI硬件組成主要包括中央處理器（CPU）電路（包括MVB通信部分）、電源模塊、顯示器模塊、存儲(chǔ)器及外圍接口電路，采用快速實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（QNX）嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，軟件部分使用C/C++/Java等語(yǔ)言開發(fā)。HMI的診斷系統(tǒng)采用了分級(jí)診斷的設(shè)計(jì)思想（見圖5）。

1.2.3 輸入輸出工作站

輸入輸出工作站將多個(gè)開關(guān)量信號(hào)集中采集和發(fā)布，通過(guò)車載網(wǎng)絡(luò)與中央控制單元交互，為應(yīng)用提供開關(guān)量狀態(tài)數(shù)據(jù)，執(zhí)行應(yīng)用發(fā)布的控制命令。

圖5 列車分級(jí)診斷原理示意圖

輸入輸出工作站主要組成部分有：110 V/24 V獨(dú)立電源模塊，DC 110 V輸入、輸出模塊，主CPU模塊和MVB總線模塊?？筛鶕?jù)需求掛接最多12個(gè)輸入模塊和最多12個(gè)DC 110 V輸出模塊。每個(gè)輸入模塊包含16個(gè)DC 110 V輸入通道，每個(gè)輸出模塊包含8個(gè)DC 110 V輸出通道。工作站采用獨(dú)特的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行靈活配置。其設(shè)計(jì)立體效果圖見圖6、圖7。

圖6 輸入輸出模塊殼體設(shè)計(jì)立體效果圖

圖7 輸入輸出模塊基座設(shè)計(jì)立體效果圖

1.2.4 MVB中繼器

M V B中繼器提供了在不同的中距離傳輸電介質(zhì)（EMD）的MVB網(wǎng)段之間的物理連接。在節(jié)點(diǎn)數(shù)目超過(guò)32個(gè)或者傳輸距離超過(guò)200 m的MVB網(wǎng)絡(luò)中必須使用中繼器。MVB中繼器的外觀見圖8。MVB中繼器功能特點(diǎn)如下：

（1）實(shí)現(xiàn)2個(gè)EMD介質(zhì)的MVB網(wǎng)段間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；

（2）具有完全獨(dú)立、冗余的雙通道結(jié)構(gòu)，供電采用雙路冗余供電；

（3）采用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號(hào)幅值的調(diào)整和相位再同步；

（4）主動(dòng)完成幀間距時(shí)序的調(diào)整；

（5）抑制和屏蔽故障設(shè)備的持續(xù)發(fā)送；

（6）轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)延遲時(shí)間約為2．3 μ s；

（7）采用金屬整體成型機(jī)殼，采用導(dǎo)軌方式安裝，安裝和維護(hù)方便。

1.2.5 遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置

遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置對(duì)運(yùn)行列車的安全狀態(tài)與故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤和監(jiān)控，用于支持列車故障的診斷、分析、排除及列車檢修，為列車運(yùn)行保障人員提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持和故障應(yīng)急指導(dǎo)，其硬件主要由無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）板卡、CPU板卡、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM） 板卡、電源板卡組成。

遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸裝置主要記錄城軌列車在途傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息，包括動(dòng)態(tài)位置跟蹤信息、基本狀態(tài)信息和故障信息。它通過(guò)接入MVB網(wǎng)絡(luò)獲取有關(guān)牽引、制動(dòng)、供電、空調(diào)、門等子系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，與司機(jī)顯示屏通過(guò)以太網(wǎng)連接獲取以故障代碼為索引的實(shí)時(shí)故障數(shù)據(jù)的同時(shí)，通過(guò)GPS功能模塊獲取列車位置信息，根據(jù)實(shí)際情況選擇通過(guò)通用分組無(wú)線服務(wù)（GPRS）或車站內(nèi)WLAN發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

圖8 MVB中繼器

2 下一代列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)架構(gòu)

隨著城市軌道交通列車信息化程度的提升，城軌車輛使用的WTB、MVB或控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）等技術(shù)已無(wú)法滿足豐富的車輛狀態(tài)信息傳輸需求。因此下一代城市軌道列車網(wǎng)絡(luò)需要使用新技術(shù)來(lái)滿足這些需求，眾多國(guó)際研究機(jī)構(gòu)和組織都開展了相關(guān)工作。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）成立了關(guān)于列車通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化組織TC9（IEC technical committee 9： Electrical equipment and systems for railway），促進(jìn)列車通信網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)合作。自2012年起，該組織聯(lián)合西門子、龐巴迪在內(nèi)的車輛裝備產(chǎn)業(yè)集團(tuán)陸續(xù)發(fā)布IEC 61375系列協(xié)議。IEC 61375系列協(xié)議的發(fā)展代表了產(chǎn)業(yè)對(duì)于列車網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)的共同認(rèn)識(shí)，也指明了未來(lái)列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向。表1描述了IEC 61375系列協(xié)議的詳細(xì)規(guī)定內(nèi)容。

2.1 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

現(xiàn)有列車網(wǎng)絡(luò)使用列車級(jí)WTB總線和車輛級(jí)MVB總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可提供可靠、確定性的數(shù)據(jù)連接，具有傳輸可靠的特點(diǎn)。

隨著列車智能化水平的提升，列車網(wǎng)絡(luò)需要能夠承載更多的數(shù)據(jù)傳輸。以太網(wǎng)技術(shù)具有應(yīng)用廣泛、數(shù)據(jù)傳輸率高、容易與信息網(wǎng)絡(luò)集成、成本和費(fèi)用低廉、可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?、支持多種物理介質(zhì)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及軟硬件資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。以太網(wǎng)技術(shù)與其他網(wǎng)絡(luò)對(duì)比見表2。

列車以太網(wǎng)設(shè)備分布于列車的各個(gè)組成部分，列車網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒淳W(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所處層級(jí)來(lái)劃分，可分為兩級(jí)：列車級(jí)骨干網(wǎng)和車輛級(jí)局域網(wǎng)。列車級(jí)骨干網(wǎng)聯(lián)結(jié)著不同編組或不同車輛，實(shí)現(xiàn)跨編組或跨車通信；車輛級(jí)局域網(wǎng)負(fù)責(zé)聯(lián)結(jié)車輛內(nèi)部終端。

表1 IEC 61375系列協(xié)議內(nèi)容及狀態(tài)

表2 以太網(wǎng)技術(shù)與其他網(wǎng)絡(luò)對(duì)比

圖9 基于以太網(wǎng)的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)架構(gòu)

采用以太網(wǎng)架構(gòu)的下一代列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)見圖9。列車級(jí)以太網(wǎng)骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)（ETBN）連接著不同編組，采用雙線冗余結(jié)構(gòu)和雙ETBN冗余備份的方式工作，加強(qiáng)可靠運(yùn)行的能力，并基于IEC 61375-2-5協(xié)議中的列車拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)協(xié)議（TTDP）規(guī)范，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跨編組配置，以列車網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（R-NAT）保證跨編組同子網(wǎng)IP節(jié)點(diǎn)之間，不會(huì)出現(xiàn)全網(wǎng)IP沖突問(wèn)題；車輛級(jí)以太網(wǎng)交換機(jī)節(jié)點(diǎn)（ECN）負(fù)責(zé)與終端相連，構(gòu)成車輛內(nèi)部的環(huán)網(wǎng)，終端間使用IEC 61375-2-3協(xié)議中規(guī)定的列車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸（TRDP）協(xié)議。

ETBN節(jié)點(diǎn)和ECN節(jié)點(diǎn)之間交互的信息，優(yōu)先級(jí)由高到低可分為傳輸5類數(shù)據(jù)：監(jiān)視數(shù)據(jù)（Supervisory Data，用于拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)及控制），過(guò)程數(shù)據(jù)（Process Data，用于列車控制的周期性數(shù)據(jù)）、消息數(shù)據(jù)（Message Data，用于傳輸事件驅(qū)動(dòng)型報(bào)文），流數(shù)據(jù)（Stream Data，用于傳輸音頻/視頻流）和盡力可達(dá)數(shù)據(jù)（Best Effort Data，用于傳輸諸如固件上載信息等）。在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)策略上，嚴(yán)格區(qū)分優(yōu)先級(jí)，保證列車控制數(shù)據(jù)的傳輸可靠性。

從網(wǎng)絡(luò)控制的角度看，使用基于IEEE 802．1Q規(guī)范的VLAN（Virtual LAN）技術(shù)劃分網(wǎng)絡(luò)沖突域，保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)先級(jí)及可靠性。

列車級(jí)ETBN、TTDP自動(dòng)配置動(dòng)態(tài)IP的分配規(guī)則為：00001010．1bb0ssss．sshhhhhh．hhhhhhhh/18

其中字段[b]為骨干網(wǎng)ID，用于列車控制與監(jiān)視用途的骨干網(wǎng)時(shí)，數(shù)值為0；字段[s]為地址編碼，ETBN在初始化過(guò)程中通過(guò)TTDP協(xié)議獲知自身在全列車中的編號(hào)，具體內(nèi)容如下：

（1）發(fā)現(xiàn)并監(jiān)視鄰居ETBN。網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)ETBN通過(guò)不斷發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)拓?fù)湫畔ⅲ员ＷC自身?yè)碛械耐負(fù)湫畔⒌膶?shí)時(shí)更新。

（2）ETBN拓?fù)湫畔⒌母潞蛥f(xié)商需要借助上層列車應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（3）ETBN根據(jù)列車應(yīng)用，建立列車邏輯拓?fù)?，并更新網(wǎng)絡(luò)服務(wù)重新分配IP地址，此過(guò)程保證了當(dāng)列車重聯(lián)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)IP沖突的問(wèn)題。

2.2 系統(tǒng)設(shè)備組成

下一代城市軌道交通列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)備主要包括：列車級(jí)以太網(wǎng)骨干節(jié)點(diǎn)ETBN、車輛級(jí)子網(wǎng)交換機(jī)ECN、MVB以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、TRDP網(wǎng)卡和以太網(wǎng)中繼器。系統(tǒng)通過(guò)實(shí)現(xiàn)IEC 61375-2-5、IEC 61375-2-3及IEC 61375-3-4規(guī)定的列車以太網(wǎng)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)跨編組IP自動(dòng)配置。下一代系統(tǒng)的產(chǎn)品體系見圖10。

2.2.1 列車級(jí)骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)ETBN模塊

負(fù)責(zé)承擔(dān)車輛級(jí)自動(dòng)拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)、自動(dòng)組網(wǎng)、實(shí)現(xiàn)跨編組網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議（IP）轉(zhuǎn)換、列車設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)及列車設(shè)備域名系統(tǒng)（DNS）服務(wù)等功能。

該模塊具有4個(gè)以太網(wǎng)接口（M12-D），分別連接車頭連接器和車尾末端ETBN模塊，并保留了一個(gè)調(diào)試與管理接口（M12-D）。同時(shí)采用繼電器結(jié)構(gòu)對(duì)ETBN掉電進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)Bypass功能，保證掉電后網(wǎng)絡(luò)線路仍然暢通。此外，一個(gè)編組內(nèi)可同時(shí)運(yùn)行2個(gè)ETBN模塊，其中一個(gè)作為冗余模塊熱備運(yùn)行加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性。ETBN模塊主要技術(shù)參數(shù)見表3。

2.2.2 車輛級(jí)交換機(jī)ECN模塊

負(fù)責(zé)承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)終端的接入以及網(wǎng)絡(luò)控制功能。通過(guò)與ETBN模塊連接共同構(gòu)成城軌列車網(wǎng)絡(luò)。

圖10 下一代系統(tǒng)的產(chǎn)品體系

表3 ETBN模塊主要技術(shù)參數(shù)

該模塊具有16個(gè)以太網(wǎng)接口（M12-D），可通過(guò)背板總線與ETBN模塊相連，主要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)終端的接入和傳輸控制，具備網(wǎng)管功能。ECN模塊也可單獨(dú)使用，作為網(wǎng)管型交換機(jī)使用，具有多用途、適用性廣泛的特點(diǎn)。車輛級(jí)最多可提供32個(gè)物理端口連接終端。ECN模塊主要技術(shù)參數(shù)見表4。

2.2.3 MVB-以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

可實(shí)現(xiàn)MVB與以太網(wǎng)間數(shù)據(jù)的雙向轉(zhuǎn)發(fā)，使目前廣泛應(yīng)用的MVB網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠使用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。目前開發(fā)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)MVB端口到UDP的映射，同時(shí)支持TRDP數(shù)據(jù)包傳輸，支持IEC61375-2-3規(guī)定的TRDP數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)。

2.2.4 以太網(wǎng)中繼器

以太網(wǎng)的傳輸距離受傳輸介質(zhì)、周圍環(huán)境的影響，當(dāng)以太網(wǎng)線纜超過(guò)50 m時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的信號(hào)衰減，在列車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場(chǎng)景中需要對(duì)衰減信號(hào)加以補(bǔ)償才能使網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。中繼器可以連接2個(gè)局域網(wǎng)的電纜，重新再生電纜上的數(shù)字信號(hào)并發(fā)送出去，屬于純物理層的功能。

3 發(fā)展和展望

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，以及用戶對(duì)系統(tǒng)可靠性、可用性、可維護(hù)性、安全性（RAMS）和生命周期成本（LCC）要求的提高，軌道交通裝備的智能化也在提高。

目前已經(jīng)有一系列的項(xiàng)目在推進(jìn)軌道交通裝備的智能化。系統(tǒng)智能集成項(xiàng)目（Intelligent Integration of Railway System，InteGRail）是歐洲旨在推動(dòng)軌道交通裝備智能化的項(xiàng)目之一，主要由西門子、龐巴迪、阿爾斯通、法國(guó)國(guó)家鐵路公司、UIC等歐洲的軌道交通企業(yè)、運(yùn)營(yíng)商以及標(biāo)準(zhǔn)化組織開發(fā)了一系列的裝備集成規(guī)范和應(yīng)用項(xiàng)目原型。該項(xiàng)目通過(guò)智能化集成，提高車輛裝備、運(yùn)營(yíng)、基礎(chǔ)設(shè)施、旅客運(yùn)輸?shù)鹊陌踩?、可靠性和舒適性。Shift2Rail是歐洲另外一個(gè)項(xiàng)目，目標(biāo)是將在其他領(lǐng)域使用的新技術(shù)應(yīng)用在軌道交通上，以實(shí)現(xiàn)歐洲2020戰(zhàn)略。

表4 ECN模塊主要技術(shù)參數(shù)

軌道交通裝備的智能化不僅體現(xiàn)在運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)提高城軌車輛的牽引、制動(dòng)、輔助等系統(tǒng)的運(yùn)行性能以及自動(dòng)駕駛技術(shù)，提高車輛的智能診斷、智能維護(hù)等技術(shù)服務(wù)，而且還體現(xiàn)在為旅客提供更加智能的服務(wù)，例如信息服務(wù)、視頻監(jiān)控服務(wù)等。

以往城軌車輛由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，車輛控制網(wǎng)、狀態(tài)監(jiān)視網(wǎng)以及旅客信息網(wǎng)分別采用不同的網(wǎng)絡(luò)，如車輛控制網(wǎng)采用WTB、MVB等，狀態(tài)監(jiān)視網(wǎng)采用MVB、CAN等，旅客信息網(wǎng)采用以太網(wǎng)等。近年來(lái)，隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的成熟和發(fā)展，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)已成為城市軌道交通車輛和鐵道車輛的關(guān)鍵系統(tǒng)。隨著最終用戶對(duì)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)性能要求的提高，旅客信息傳輸、在線視頻監(jiān)控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)等功能需要列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有較高的實(shí)時(shí)性和較好的可維護(hù)性，并能將列車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。現(xiàn)有列車網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)法滿足上述要求，而工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)克服了現(xiàn)有列車網(wǎng)絡(luò)總線傳輸速度低、組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)單一等缺點(diǎn)，能完全滿足上述需求。

隨著軌道交通應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，將吸引越來(lái)越多的廠商致力于開發(fā)高實(shí)效、高擴(kuò)展性及高智能的以太網(wǎng)系列產(chǎn)品，使以太網(wǎng)能夠全面替代現(xiàn)有的總線，形成以工業(yè)以太網(wǎng)為主的列車車輛總線網(wǎng)絡(luò)，以滿足市場(chǎng)不斷提升的需求。

[1] 丁榮軍，楊衛(wèi)峰，唐軍．軌道交通裝備智能化技術(shù)的研究及應(yīng)用[J]．機(jī)車電傳動(dòng)，2012(5)：1-4．

[2] 李洋濤．TCN列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展．單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用[J]．2012(1)：4-7．

[3] 本刊記者．把握世界城市軌道交通發(fā)展方向 展示城市軌道交通新技術(shù)與裝備[J]．中國(guó)鐵路，2011(11)：1-4．

高 楓：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所/北京縱橫機(jī)電技術(shù)開發(fā)公司，助理研究員，北京，100081/ 100094

余 博：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所/北京縱橫機(jī)電技術(shù)開發(fā)公司，助理研究員，北京，100081/ 100094

李元軒：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所/北京縱橫機(jī)電技術(shù)開發(fā)公司，助理研究員，北京，100081/ 100094

責(zé)任編輯 盧敏

U264.91；U231

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1672-061X（2015）04-0057-06