WorldFIP是开放的现场总线,并且已经是一项非常成熟的技术,能非常灵活的处理带宽的提供和分配的服务上的问题。由于WorldFIP只有一套通信协议的特点,所以WorldFIP都不需要任何网关或网桥,只依靠软件就可实现低速和高速的衔接。
WorldFIP在铁路上有很多成功的应用,比如法国ALSTOM公司旗下开发的AGATE列车控制系统就应用了WorldFIP作为标准通信协议,同时WorldFIP在城市轨道交通、TGV高速列车等领域都有成功的应用。WorldFIP技术也使用在我国上海轻轨明珠线上的轻轨车辆。
1.2.3 ARCNET网络
ARCNET(Auxiliary Resource Computer Network)作为现场总线,采用令牌传递(Token Passing)协议。基于确定性、快速性、支持长距离传输和可扩展性等特点,该系统非常适合过程的实时控制。作为理想的现场总线技术,ARCNET网络近年来广泛应用在各种自动化领域。
对于日本所使用的列车通信网络,现在高速列车主要采用ARCNET网络。例如, ARCNET技术的TIMN列车信息管理网络在我国南车集团四方车辆股份公司引进日本川崎公司的高速动车组(CRH2)上就有使用。
1.2.4 CAN总线
作为国际上应用最广泛的现场总线之一的控制器局域网Controller Area Network,简称为“CAN”。
为了使控制器局部网规范化、标准化,ISO于1993年11月正式颁布了控制器局部网(CAN)国际标准(ISO11898)。
近年来,可以发现:SAB-Wabco旗下的基于CANopen的制动控制系统、捷克Unicontrol公司的基于CANopen的模块化的控制系统UnitrackII、法国国铁和德国货运的货车车辆网络、芬兰EKE电子公司研发的WTB/CAN网关、基于CANopen的分布式控制系统在Selectron车辆翻新改造等项目都使用到CAN总线。由此可见,CAN总线使用广泛。在地铁、轻轨等轨道车辆以及车辆内部设施控制,和旅客信息等控制子系统中都能获得使用。
目前,对于德国的高速磁悬浮列车来说,CAN总线被采用在连接各个磁浮控制器的车辆总线上。我国的一些动车组动车之间的重联控制也采用了CAN总线来完成[4]。
1.2.5 我国列车通信网络应用
机车微机控制系统的应用是我国列车通信网络应用的开端 ,同时机车的牵引控制是我国铁路列车的微机控制系统的开始。我国与美国GE公司合作,一方面引进6K、8K微机控制机车,另一方面研制内燃机车微机控制系统。在此基础上开发研制了两种用于牵引控制的微机系统。一种是用于SS4B和SS8等电力机车的国产的MICAS-S微机系统;另一种用于DF11和DF8B等内燃机车,是基于美国GE公司C39-8机车上所用的微机控制系统。
ARCNET列车通信网络于1995年由铁道部主持开始立项研制自主知识产权。可惜的是,虽然已制造出了网关等设备,但最后由于各种因素未完成系统。
为了满足新型动车组、机车车辆,以及城市轨道交通的需要,国内各铁路工厂包括WTB系统线、MVB系统和RS485在内的等高速总线都分别使用了种类型的计算机通信网络。2002年后,中国铁路招标采购了WorldFIP网络、TCN网络,以及ARCNET网络等技术[5]。
我国列车通信网络的技术水平与国外先进水平相比还存在很大的差距。最主要的原因是投资相对较小、起步相对较晚等,在研发我国自主通信网络时,应该将我国国情和列车通信网络的核心技术这两者相结合,研制适合我国轨道交通行业发展的列车通信网络。
1.3 课题未来发展
就目前国内的列车网络及控制技术现状而言,主要是在国外技术的基础上发展起来的。但是国外厂商不转让其核心技术,只提供产品,而国内只有部分院校和研究所对其有研究,总体来说列车通信网络的研究较少。技术的不成熟、引入资金需求大,以及产品后期文护升级困难大等情况都要求我国要研发自主通信网络。
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