目录
第一章 绪论...............
1.1 国内外铁道车辆网络技术的发展........
1.2 国内外列车通信网络技术发展概况............. 1.3 国内列车发展
第二章 列车通信网络结构...................................
2.1 TCN的适用范围..................... 2.2 TCN的网络结构.................. 2.2.1 TCN的网络拓扑结构.................. 2.2.2 TCN的网络体系结构..................... 2.3 MVB总线............................ 2.3.1 MVB传输介质.......... 2.3.2 MVB 设备......... 2.3.2 MVB 报文............. 2.3.3 MVB 介质访问............... 2.3.4 MVB 容错...................... 2.4 WTB总线.................... 2.4.1 WTB拓扑.............
2.4.2 WTB 的介质......................
2.4.3 WTB的介质连接方式......................... 2.4.4 WTB报文...............
2.4.5 WTB 介质访问.................... 2.5 实时协议....................... 2.5.1 列车通信网络服务................ 2.5.2 变量服务.............
2.5.3 消息服务...... .................. 2.6 LonWorks总线概述............... 2.7 LonWorks总线拓扑结构. .............. 2.8 LonWorks通信网络协议..........
第三章 访问控制方式分析.......................
3.1 载波监听多路访问.................
3.2 令牌环访问控制方式............................ 3.3 令牌总线访问控制方式..................
第四章 列车网络通讯的具体应用................
4.1 CRH2动车组概述.......................
4.2 CRH2网络控制系统概述.......................... 4.2.1 系统组成及功能简介.......................... 4.2.2 网络拓扑结构.......................... 4.2.3 可靠性与冗余性.......................... 4.3 LonWorks在列车通信网络上的应用.............. 4.4 TCN在列车通信网络上的应用................
结论................ 致谢................... 参考文献......................
第一章 绪论
高速、舒适是世界铁路发展的主要目标和方向。
1964年10月1日，世界上第一条高速铁路----日本东海道新干线（全长515.5km）
通车，最高运行速度高达210km/h,从而拉开了世界高速铁路的序幕。其后，又有法国（1981年始）、德国（1991年始）、意大利（1992年始）、西班牙（1992年始）和英国、瑞典、韩国等国家取得了高速铁路的成功经验。此外，美国、俄罗斯、比利时、荷兰、中国以及中国台湾省等国家和地区也正在筹建或已建成高速铁路。目前世界上高速列车的最高运行速度已达到350km/h。2007年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，开行了200km/h的告诉动车组，部分线路区段运行速度达到250km/h.2007年4月3日，法国阿尔斯通公司的V150高速动车组试验速度已达到574.8km/h。
1.1 国内外铁道车辆网络技术的发展
计算机技术的发展使其在机车车辆上的应用日益增多，如牵引、供电、制动系统，以及主动控制等都广泛应用了计算机技术，导致车载计算机设备的数量增加。如何将这些大量的信息安全、快速、可靠、准确地在整个列车上传输，以及如何实现整个列车所有车辆计算机设备之间的信息交换和共享，从而实现列车安全运行、远程故障诊断和维护成为机车车辆的另一个重要研究方向。
列车通信网络也是伴随着计算机在机车车辆上的应用而发展的、20世纪70年代末至80年代初，车载微机的雏形分别在西门子公司和BBC公司出现，开始仅仅是用于传动装置的控制。随着微机技术和通信技术的发展，列车通信网络在初期的串行通信总线的基础上应运而生，并从原来不同公司的企业标准发展为国际标准，逐步形成了列车通信与控制系统的标准化、模块化的硬件系列以及全方位的开发、调试、维护、管理软件工具。
TCN和LonWorks这两个网络标准因各自的优良特性而被相关国际组织确定为国际列车通信网络。
1999年，IEC把TNC作为标准(IEC61375-1) 1999年，IEEE制定的列车通信标准IEEE1473-1999包含了TCN和LonWorks，即1473-T(TCN)和1473-L(LonWorks).
除此之外，法国阿尔斯通公司将WorldFIP作为标准通信协议应用于其开发的AGATE列车控制系统，并成功应用于TGV高速列车。日本采用ARCENT网络技术应用于新干线高速列车的控制系统，都取得了巨大的成功。目前，我国很多自行开发的动车组都已采用了列车通信网络技术。
1.2 国内外列车通信网络技术发展概况
为了实现列车中分散于车辆中设备的协调工作，列车通信网络在初期串行通信总线的基础上逐步发展起来，它能够实现整列车中所有设备的信息共享、协调工作，以及故障的远程诊断和维护，为旅客提供信息服务等功能。
世界各国铁道机车车辆生产企业在各自发展过程中使用了不同的列车通信网络技术。目前广泛使用的列车通信网络有符合IEC标准的TCN网络（IEC61375）、符合IEEE标准的列车通信网络（IEEE1473,包括TCN网络和LonWorks网络），以及其他工业控制网络，如应用于TGV高速列车ARGAT控制系统的WorldFIP网络，应用于日本新干线高速列车的ARCNET网络等。
1.列车通信网络国外发展情况简介
ABB公司的微机自动化系统MICAS-S2在列车层采用了FSK列车总线，波特率19.2Kbps，
车辆总线采用了在RS485控制器总线基础上进一步开发的MICAS车辆总线MVB，波特率1.5Mbps，这二种总线均具有全方位的软件工具支持。
1988年，IEC第九技术委员会TC9成立了第22工作组WG22，其任务是制订一个开放的通信系统，从而使得各种铁道机车车辆能够相互联挂，并且车上的可编程电子设备能够互换。 1992年6月，TC9 WG22以委员会草案CD（Committee Draft）的形式向各国发出列车通信网TCN的征求意见稿，该稿分成四个部分：第一部分总体结构，第二部分实时协议，第三部分多功能车辆总线MVB，第四部分绞式列车总线WTB。
总体结构把列车通信网规定为由多功能车辆总线MVB和绞式列车总线WTB组成。其中多功能车辆总线MVB以ABB的MICAS车辆总线MVB为蓝本，WTB以西门子的DIN 43322和意大利的CD 450为蓝本。
MVB的传输介质可以是双绞线，也可以是光纤。在后一种场合，其跨距为2000m，最多可联结256个智能总线站。数据划分为过程数据、消息数据和监管数据，对过程数据的传输作了优化。发送的基本周期是1ms或2ms。
WTB的传输介质为双绞线，最多可连接32个节点，总线跨距860m。WTB具有列车初运行和接触处防氧化功能。发送的基本周期是25ms。
1994年5月至1995年9月，欧洲铁路研究所ERRI耗资300万美元，在瑞士的Interlaken至荷兰的阿姆斯特丹的区段，对由瑞士SBB、德国DB、意大利FS、荷兰NS的车辆编组成的运营试验列车进行了全面的TCN实验。
1998年11月，在中国湖南株洲召开IEC年会。1999年6月，TCN标准草案61375-1正式成为国际标准。在61375-1中，除了以上四个部分外，还有第五部分列车网络管理，附录A列车通信网导引，附录B一致性测试导则。
2.我国列车通信网络的开发应用历程
在昆明―石林的动车组研制时，国内还没有一种成熟的控制网络，只好采用RS485标准，由显示屏作主机，分时与各动车通信。控制命令不经网络，通信只传送状态数据，供显示屏显示。它的基础是SS4B型机车，但SS4B型机车的通信是在两节相邻的机车间，而在昆明―石林动车组上，距离加长了，因而须采取许多有效的抗干扰措施。实际使用情况是满意的。
向伊朗出口的动车组为二动八拖，首尾为机车TM1。为解决机车重联从瑞士ADtranz购买了MICAS-S2系统。控制网络由三级构成。列车总线为FSK，速率为19.2Kbit/s，介质为双绞屏蔽线；车辆总线为MVB，介质为光纤，速率为1.5Mbit/s。
在DDJ1一动六拖的动车组上，也是采用ADtranz公司的MICAS-S2系统，全列车也只有两个节点（动力车和控制车上各一个），能由控制车来操纵全列车，可在两个方向上行驶。但总线结构上与伊朗车组有两点不同，一是车间连接的跨接电缆由一个车的末端伸出，至另一节车辆的插座，从而省去一组接插件；二是考虑到能将两列短编组列车连接成长编组工作，列车总线冗余方式作了改变。在TM1车中，将前向通道折回作为列车总线冗余通道，只是同一块插件通道和列车总线介质的冗余，而在DDJ1机车上增加了一套列车总线硬件，做到列车总线硬件和通信介质的双冗余。
1.3 国内列车概括
（1）引入过程
中方最初向拥有700系及800系技术的日本车辆制造（日车）及日立制作所洽商，但日车及日立均表明拒绝向中国出售车辆及技术转移。其后中方改向与四方有合作的川崎招手，当时川崎的销售业绩并未如预期理想，便出售3组E2-1000系及其车辆技术予中国，以改善业绩。
川崎向中国出售新干线技术最初仍被东日本旅客铁道（JR东日本）、日车及日立反对，后经一轮谈判，川崎在得到众日本公司不反对亦不赞成的情况下，出售E2-1000系车辆及技术予中国。出口中国的列车并没有如台湾般举行出厂典礼，同时也低调报导车辆接收，据闻，这与中国内地的媒体报导机制及民间存在的反日情绪有关。
（2）生产模式
中国方面订购的首批列车数量为数60列，乃CRH车系中数量最多。当中为数3列在日本完成，并完整地运往中国；另有6列以散件形式付运，由中方负责组装；其余51组将透过日本的技术转移，由四方机车厂建造，但一些高技术部件，包括IGBT VVVF牵引逆变器等，在中国有能力国产化以前，仍会使用日本原装产品。首辆列车已于2006年3月8日运抵中国。
按照政府的指示，所有CRH系列均会被命名为“和谐号”。由于中国传媒指称CRH2型等乃“中国自主研制和开发”，与事实不符，结果遭遇到部份中国和日本的网民斥责，当中甚至有将CRH译成 Chi Ru Hao （“耻辱号”）。
这些中国版本的E2系，也按照中国国情及铁路标准而作出适当的改动，包括安装采用德国斯特曼公司（Stemmann-Technik）技术的DSA250型受电弓，以适应高变化的沿线架空电缆接触网。在头尾两节车厢顶部均装有天线，这也是日本本土的同型车所没有的。
首批为数60列的CRH2已于2007年11月底全数交付，另一款由CRH2型改良而成的加强版新型列车正在制造当中，营运时速可达300公里，首组列车已于2007年12月22日出厂，编号由CRH2-061C开始。2008年1月，CRH2-061C及CRH2-062C已分别由四方厂开往北京环铁进行运行测试。
（2）国产化
按照铁道部的订购合同，获订单的国外公司需把若干关键技术转让予中国公司。 株洲南车电机受让日本三菱电机提供的MT205型牵引电动机及牵引变压器技术，产品于2005年年底开始试生产，至2007年8月20日通过铁道部考核验收。在首批60列CRH2动车组中，株洲南车电机为其中17组列车提供272台牵引电机，另为这些列车提供其中36台牵引变压器。
株洲南车时代电气受让列车的IGBT牵引逆变器等技术，2007年11月26日，四方向南车时代采购供CRH2使用的牵引逆变器、辅助牵引变流器、通风系统及列车信息系统，合同总值5.96亿元人民币，供货期由2008年首季开始，至2009年首季结束。
（3）服役
2007年1月28日，CRH2正式开始在沪杭线及沪宁线投入服务。在服役初期，营运最高时速维持在160公里，至4月18日“六提”实施后方以最高250公里时速行驶。
在首批时速200公里级别的动车组中，CRH2是最先全部下线的车款，因此使用CRH2行走的动车组车次的比例也较高。
首批出厂的时速300公里版本CRH2，预计会于2008年北京奥运前，投入京津城际铁路运营。 （4）分配概况
于2007年12月，所有CRH2列车已经上线，被分配往西安、济南、武汉、北京、郑州、上海及南昌铁路局，当中以上海局的数量占最多。
编号2010的列车现作为轨道检测车使用，与新干线使用的“Doctor Yellow”类似。 编号2001的列车，只以公务车名称载客，车辆配属铁道部。
第二章 列车通信网络结构
2.1 TCN网络概括