图4.2 列车级网络结构框架
② 列车级网络总线列车级网络采用的总线有2种类型。其一为光纤环网,连接所有中央装置与终端装置,采用ANSI/ATA-878.1(ARCNET)协议;其二是作为光纤环网的备用总线自我诊断传输线(屏蔽双绞线),以总线方式连接中央装置与终端装置,采用HDLC作为数据交换协议。光纤环网故障时,控制指令可以使用自我诊断传输线完成控制传送部间的传送。传输线路具体传输有2种。
2种传输线路的具体传输方式和技术参数如下: 1)光纤环网光节点之间的传输
① 通过光纤双重环路结构传输;② 固定长度的循 环传输方式(传输控制指令);③ 令牌传递方式(传输监控信息);④ 传输周期10 ms 标准;⑤ 适用光纤 GI50/
125;⑥ 传输速度2.5 Mbps。 2)自我诊断线的传输
① 通过多站总线结构进行单向传输(控制发送部→控制接收部) ;② 固定长度的循环传输方式;③ 传输周期10 ms 标准;④ 符号化基带方式24VP-P(120Ω平衡电路);⑤ HDLC方式38.4 kbps;⑥ 由Dual-CPU方式进行安全确保式传输。
2 车辆级网络
① 车辆级网络结构
车辆级网络用于连接车辆内各对象设备,其组成结构如图4.3所示。
图4.3 车辆级网络结构框架 车辆级网络设备配置情况如表1所示。
② 车辆级网络总线
车辆级网络指中央装置/终端装置与车厢内设备之间信息交换的通道。中央装置/终端装置与各车载设备之间采用点对点通信方式,主变流器、制动控制单元与终端装置采用光纤连接,其他设备与中央装置、终端装置采用电流环方式连接。各对象设备传输方式有以下几种。
1)光节点与设备(主变流器、制动控制装置)之间的传输。 ① 通过光纤进行点对点连接的2线式半双工传输; ② 轮询选择方式;③ 传输周期10 ms 标准;④ 适用光纤 H-PCF200/230;⑤ HDLC方式192 kbps。
2)设备(乘客信息显示器、空调显示设定器、自动
广播装置、辅助电源装置、LKJ2000装置)—监视器部之 间的传输。
① 点对点连接的4线式双向传输;② 轮询选择方式;③ 20 mA 电流环路方式24 V ;④ 起止同步方式 9 600 bps。
3)侧面目的显示器(仅接收信号)—监视器部之间的传输。
① 通过点对点连接的2线式单向传输 ;② 20 mA电流环路方式24 V;③ 起止同步方式9 600 bps。
4)距离检测装置(仅发送信号)—监视器部之间的传输。
① 通过点对点连接的2线式单向传输 ;② 30 mA电流环路方式24 V;③ HDLC方式9 600 bps。
5)收音机广播装置(仅接收信号)—监视器部之间的传输。
① 通过点对点连接的2线式单向传输;② 30 mA电流环路方式24 V ;③ HDLC方式4 800 bps。
4.2.3 系统可靠性与冗余性
中央装置及终端装置间通过光纤双重环路及自我诊断传输线连接,控制指令通过光纤双重环路及自我诊断传输线传输。为提高控制指令传输的可靠性,控制指令传输系统具有以下结构上的特征:
①双重环路结构;②中央装置内的控制传送部的双重化;③与监视功能相分离的双重CPU方式的控制传送部;④能够独立支持的备份传输线。为保证控制指令传输的即时性,控制指令的传送周期(从接到司机台指令的控制传送部向中央节点发送信息的周期)为10 ms,控制指令到各控制装置、制动装置的到达时间在50 ms以内。控制指令的传输具有多重冗余性,并有故障导向安全和备份作用。其特点有:
①车辆信息传送系的传送路径切换。
列车网络传输的信息主要包括控制指令、设备状态数据和故障诊断数据三大信息。对控制指令等要求有应答的重要数据同时向网络环路的2个方向发送信息,以便即时避开故障点。对于监控信息等其他的数据采用单方向传输,如果发信源的光传输节点没有检测到应答,则向另一方向的传输回路发送信息。具体见图4.4 。
②主变流器、制动控制装置间的切换。在装置侧进行异常检测,故障时切换到控制传送部传来的备份用并列指令。具体见图4 .4。
③中央装置内控制传送部的切换。控制传送部1系、2系通过双CPU进行自我故障诊断,1系故障时使用来自2系的数据(异常检测在50 ms以内)。具体见图4.4。
④自我诊断传输线。
通过自我诊断传输线(双绞屏蔽线)进行常时监视功能。双重光纤环网故障时,控制指令可以使用这条传输线而不经过光传送系统完成控制传送部间的传送(最终备份手段)。具体见图4.4。在实际运行中,该系统偶有因光纤接头松动导致的局部通信异常情况,由于该网络系统具有多级冗余性,局部通信不良情况基本不影响动车组的正常运营。