L型网络列车监控系统的应用与实现

　　1.引言

　　随着科学技术的不断发展和在各行业领域的广泛应用，越来越多的证据证明，某一行业或更广泛领域内技术标准的统一越来越重要，并成为制约或促进行业技术发展的一个极为重要的因素。在铁路系统中也存在同样的问题，如果没有统一的标准，各车辆系统制造商往往沿着自己的路子，开发出专有的，不兼容接口的产品，以限制买方只能使用他们的系统，不利于产品和技术的竞争，制约了相关技术的发展。过去相当长的一段时间内，铁路系统列车网络通信技术就处于一种无标准的状态，在很大程度上制约了列车网络监控系统技术的发展。1999年，对于列车通信网络，国际上制定了两个相应标准：IEC（国际电工委员会）制定的《列车通信网络》和IEEE（美国电气与电子工程师协会）制定的《列车网络通信协议》。后者的内容范围包含了前者，它规定了两种类型的列车通信网络：T型和L型。T型即TCN网络（列车通信网络），L型为《自由拓扑双绞线信道规范》规定的LonWorks通信网络。参照上述两大国际标准，并结合国内铁路牵引的实际情况，2002年，我国铁道部也制定了相应的《中华人民共和国铁道行业标准――列车通信网络》。本标准同样规定了两种类型的列车通信网络：T型和L型。目前，国内列车通信网络的应用主要集中在L型网络。在铁路系统内采用开放的IEEE标准将可以保证多厂家产品的互操作性，从而可以帮助促进供应链中每一环节的竞争力，加快技术发展。

　　2. 网络控制技术的特点

　　LonWorks（Local OperaTIng Networks）是美国Echelon公司1991年推出的现场总线技术，它可以很好地解决在控制网络的设计、构成、安装和维护中出现的大量问题。

　　LonWorks网络控制技术的特点：

　　（1） 开放性：网络协议开放，对任何用户平等;

　　（2） 互操作性：LonWorks通信协议LonTalk符合ISO（国际标准化组织）定义的OSI开放互连模型。任何制造商的产品都可以实现互操作;

　　（3） 通信媒介：几乎囊括了目前所有可用通信媒介，包括双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电波、红外线等，而且在同一网络中可以有多种通信媒介;

　　（4） 网络结构：可以是主从式、对等式或客户/服务器模式;

　　（5） 网络拓扑：有星形、总线形、环形以及自由形;

　　（6） 通信速率：可达1.25Mb/s，此时有效通信距离为130m。采用双绞线情况下，在78Kb/s速率下直线通信距离长达2700m;

　　（7） LonWorks网络通信采用面向对象的设计方法：LonWorks网络通信技术称之为“网络变量”，它使网络通信的设计简化为参数设置，增加了通信的可靠性;

　　正是由于LonWorks技术完全满足了未来发展对测控系统的要求，目前，它的使用已经遍及世界56个国家和地区的工业、楼宇、交通、能源等自动化领域。

　　3.LonWorks技术的应用

　　3.1 铁道部列车通信网络标准对L型网络的规定

　　标准中规定“适用于连接一个基本运转单元（单个车辆或车辆的固定组合）或一组基本运转单元内的电子装置，传送时间不太紧迫、时间不要求确定的由事件驱动的消息数据的传送”，主要应用于列车监控系统中。由于列车监控系统监控对象组成的相对固定和列车编组的特殊性，标准同时规定了最为常用的网络拓扑结构和网络中的总线关系，如图1所示。

　　网络结构及总线关系