LonWorks技术在列车通信网络上的应用

LonWorks在列车通信网络上的应用

　　可以用作列车通信网络的还有现场总线的产品。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。五十年代检测控制仪表处于发展的初级阶段，信号仅在本仪表内起作用。后来出现了气动、电动系列的单元组合式仪表，出现了集中控制室。后来人们寻求用数字信号取代模拟信号，出现了直接数字控制。随着计算机技术的发展，出现了数字调节器、可编程控制器（PLC）以及有多个计算机构成的集中、分散相结合的集散控制系统，也就是今天被许多企业采用的DCS系统。由于在DCS系统形成的过程中，受计算机系统早期存在的系统封闭这一缺陷的影响，各厂家的产品自成体系，彼此不能互连，难以实现互操作，组成更大范围信息共享的网络系统存在很多困难。

　　新型现场总线控制系统突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统带来的缺陷，把基于封闭、专用的解决方案变成基于公开化、标准化的解决方案，即可以把来自不同厂商而遵守同一协议的自动化设备，通过现场总线连成系统，实现综合自动化的各种功能;同时把DCS集中与分散相结合的集散系统结构，变成全分布式机构，把控制功能下放到现场，依靠现场智能设备实现基本控制功能。

　　PROFIBUS、基金会现场总线（FF）、CAN和LonWorks是目前几种有影响的现场总线技术。LonWorks是美国Echelon公司开发的工业现场总线，与其它工业现场总线相比，它的温度范围宽，其网络芯片即神经元协议控制器和总线收发器的工作温度为-40℃～85℃;支持双绞线、电力线、无线电、红外线、光纤等多种介质和支持总线型、环型、自由拓扑型多种拓扑;传输信号采用差分曼彻斯特编码;是现有各种现场总线中唯一提供了OSI参考模型中所定义的全部7层服务的网络，它有配套的节点、路由器或网关开发、网络调试、安装设备，可以在较高层次上实施网络工程。LonWorks用在铁道车辆上已有先例;今年7月19日，LonWorks互操作协会运输任务组开会讨论了铁路运输业的第一个LonMark功能框架（LonMark Functional Profile）草案。

　　九十年代初在美国出现的LonWorks工业控制网络，这些年来迅速在各个领域推广普及开来，铁路运输领域也不例外。加拿大Bombardier和日本川崎等公司已将LonWorks用作列车通信网络，用在他们生产的地铁车辆上。

　　今年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），而且有些公司已在生产连接这两个协议的网关。 我国列车总线采用LonWorks现场总线的方案，首先在昆明—石林车组上进行三点的通信试验，现已成功地用于新曙光号二动九拖的内燃动车组上。列车总线为双绞屏蔽线，通信速率78Kbit/s。 双层全空调新曙光号快速列车可载客1140人，首尾两节都是动车，中间9节为拖车，蓝白相间的车身分为两层。它的时速超过199公里。现在每天在上海、南京、杭州间运行。

　　鉴于时间仓促，LonWorks电路板还来不及做各种试验，虽然目前在新曙光号快速列车的使用尚未出现问题。另外，当列车上网络节点再多时， LonWorks通信的实时性问题尚待研究;列车的重组也有待试验。

　　新曙光号2动9拖内燃动车组。从1999年10月开始使用LonWorks技术，已无故障运行40余万公里。

　　总之，LonWorks在新曙光号快速列车的成功应用，是LonWorks技术在我国铁路领域的首次尝试。要发挥LonWorks技术的长处，还有很多工作要做。希望在今后的工作中，能同各位同人共磋技艺，并得到Echelon公司和威通公司进一步的支持。