1．引言
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和在各行業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,，越來越多的證據(jù)證明,，某一行業(yè)或更廣泛領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)標準的統(tǒng)一越來越重要，并成為制約或促進行業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個極為重要的因素,。在鐵路系統(tǒng)中也存在同樣的問題,，如果沒有統(tǒng)一的標準，各車輛系統(tǒng)制造商往往沿著自己的路子,，開發(fā)出專有的,，不兼容接口的產(chǎn)品，以限制買方只能使用他們的系統(tǒng),，不利于產(chǎn)品和技術(shù)的競爭,，制約了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。過去相當長的一段時間內(nèi),，鐵路系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)就處于一種無標準的狀態(tài),，在很大程度上制約了列車網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。1999年,，對于列車通信網(wǎng)絡(luò),，國際上制定了兩個相應(yīng)標準：IEC（國際電工委員會）制定的《列車通信網(wǎng)絡(luò)》和IEEE（美國電氣與電子工程師協(xié)會）制定的《列車網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議》。后者的內(nèi)容范圍包含了前者,，它規(guī)定了兩種類型的列車通信網(wǎng)絡(luò)：T型和L型。T型即TCN網(wǎng)絡(luò)（列車通信網(wǎng)絡(luò)）,，L型為《自由拓撲雙絞線信道規(guī)范》規(guī)定的LonWorks通信網(wǎng)絡(luò),。參照上述兩大國際標準，并結(jié)合國內(nèi)鐵路牽引的實際情況,，2002年,，我國鐵道部也制定了相應(yīng)的《中華人民共和國鐵道行業(yè)標準――列車通信網(wǎng)絡(luò)》。本標準同樣規(guī)定了兩種類型的列車通信網(wǎng)絡(luò)：T型和 L型,。目前,，國內(nèi)列車通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要集中在L型網(wǎng)絡(luò)。在鐵路系統(tǒng)內(nèi)采用開放的IEEE標準將可以保證多廠家產(chǎn)品的互操作性,，從而可以幫助促進供應(yīng)鏈中每一環(huán)節(jié)的競爭力,，加快技術(shù)發(fā)展。

2. 網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的特點
LonWorks（Local Operating Networks）是美國Echelon公司1991年推出的現(xiàn)場總線技術(shù)，它可以很好地解決在控制網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計,、構(gòu)成,、安裝和維護中出現(xiàn)的大量問題。

LonWorks網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的特點：
（1） 開放性：網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開放,，對任何用戶平等,；
（2） 互操作性：LonWorks通信協(xié)議LonTalk符合ISO（國際標準化組織）定義的OSI開放互連模型。任何制造商的產(chǎn)品都可以實現(xiàn)互操作,；
（3） 通信媒介：幾乎囊括了目前所有可用通信媒介,，包括雙絞線、電力線,、光纖,、同軸電纜、無線電波,、紅外線等,，而且在同一網(wǎng)絡(luò)中可以有多種通信媒介；
（4） 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：可以是主從式,、對等式或客戶/服務(wù)器模式,；
（5） 網(wǎng)絡(luò)拓撲：有星形、總線形,、環(huán)形以及自由形,；
（6） 通信速率：可達1.25Mb/s，此時有效通信距離為130m,。采用雙絞線情況下,，在78Kb/s速率下直線通信距離長達2700m；
（7） LonWorks網(wǎng)絡(luò)通信采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法：LonWorks網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)稱之為“網(wǎng)絡(luò)變量”,，它使網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置,，增加了通信的可靠性；
正是由于LonWorks技術(shù)完全滿足了未來發(fā)展對測控系統(tǒng)的要求,，目前,，它的使用已經(jīng)遍及世界56個國家和地區(qū)的工業(yè)、樓宇,、交通,、能源等自動化領(lǐng)域。

3．LonWorks技術(shù)的應(yīng)用
3.1鐵道部列車通信網(wǎng)絡(luò)標準對L型網(wǎng)絡(luò)的規(guī)定
標準中規(guī)定“適用于連接一個基本運轉(zhuǎn)單元（單個車輛或車輛的固定組合）或一組基本運轉(zhuǎn)單元內(nèi)的電子裝置,，傳送時間不太緊迫,、時間不要求確定的由事件驅(qū)動的消息數(shù)據(jù)的傳送”，主要應(yīng)用于列車監(jiān)控系統(tǒng)中,。由于列車監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象組成的相對固定和列車編組的特殊性,，標準同時規(guī)定了最為常用的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)中的總線關(guān)系,，如圖1所示。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及總線關(guān)系

3.2列車網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)概述

在目前眾多的應(yīng)用中,，列車網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對列車運行中所有車輛設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視,，并根據(jù)需要對可可控設(shè)備進行遠端控制操作。這些車輛設(shè)備往往比較固定,，一般包括空調(diào)控制器,、輔助電源逆變器、煙火報警器,、門控器,、軸溫報警器、防滑器,、列車供電控制器等,，幾乎列車上所有必需的電子設(shè)備。系統(tǒng)對這些設(shè)備的監(jiān)視控制變量中,，既有模擬量,，也有數(shù)字量。因為列車的編掛數(shù)量往往超過18輛,，整個系統(tǒng)的監(jiān)控對象數(shù)量比較多,，網(wǎng)絡(luò)通信量也比較大。另外,，由于列車編組情況可能會變動,，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)還必須根據(jù)設(shè)定器中設(shè)定的車號和編組對整個網(wǎng)絡(luò)進行動態(tài)配置，以適應(yīng)不同的列車編組情況,。系統(tǒng)設(shè)計中,，除了通用節(jié)點的設(shè)計外，由于目前很多列車設(shè)備采用傳統(tǒng)微控制技術(shù),，還保持原有的RS-232/485串行通信方式,，系統(tǒng)要與這些設(shè)備建立通信，就必須安裝協(xié)議轉(zhuǎn)換節(jié)點,。因此,，整個系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)都比較復(fù)雜。

3.3應(yīng)用現(xiàn)狀

國外,，尤其是美國等西方國家,，LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)在鐵路領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,。歐洲國家則主要采用TCN,。
國內(nèi)目前列車監(jiān)控系統(tǒng)LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用也在不斷增加。已經(jīng)投入使用的有用于內(nèi)燃動車組（曙光號,、神州號）點對點通信,，實現(xiàn)首尾機車的重聯(lián)控制。在新設(shè)計的動車組上，有的用于列車總線（多個節(jié)點）,，有的用于車輛總線（多個設(shè)備）,。北京高包車則全部采用LON總線。

在目前已經(jīng)投入運行的系統(tǒng)中,，基本上都采用了總線形網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu),，每一節(jié)車廂作為一個獨立的監(jiān)控單元，每一監(jiān)控單元內(nèi)根據(jù)需求不同所需節(jié)點數(shù)量也不一樣,。同一單元內(nèi)各節(jié)點通過車輛總線（LON總線）相連,。通過在每一單元內(nèi)安裝一代理節(jié)點來完成本單元內(nèi)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的管理，同時也提供本單元同列車總線及其它單元的接口,。在司機室或發(fā)電車內(nèi)有一監(jiān)控主機,，通過LON網(wǎng)卡與列車總線相連，負責數(shù)據(jù)的顯示,、存儲等工作,。操作員可通過主機觸摸屏監(jiān)視列車運行狀況以及各設(shè)備狀態(tài)，并可對車輛設(shè)備進行遠方操作控制,。整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2 所示,。除了上述主從方式的的系統(tǒng)，也有的系統(tǒng)采用對等方式,，不再設(shè)監(jiān)控主機,，而是在每一監(jiān)控單元內(nèi)各有一監(jiān)控終端（配置可相對較低），通過監(jiān)控終端可對其它單元內(nèi)設(shè)備狀況進行監(jiān)視,，并可對可控設(shè)備進行控制,。目前在一些新型車或改造車上，這種方式已經(jīng)得到了應(yīng)用,。另外,，國產(chǎn)地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng)中也開始采用LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)。目前,，國內(nèi)投入運營的地鐵列車監(jiān)控系統(tǒng),，基本都是從日本或歐洲隨車進口，成本很高,，如果采用我們自己的系統(tǒng)成本將會大大降低,。

　　　　監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

4．結(jié)束語
LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)是一項新技術(shù)，它突出的優(yōu)點使得LON總線也成為當前最為流行的現(xiàn)場總線之一,。雖然國內(nèi)引入改項技術(shù)比較晚,，但也得到了越來越多的應(yīng)用和發(fā)展。在鐵路行業(yè),，LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)被列為鐵路網(wǎng)絡(luò)通信標準后,，其發(fā)展必將更迅速,，應(yīng)用也將越來越廣泛。這對于鐵路列車國產(chǎn)化水平的提高,，列車成本的降低有極為重要的意義,。同時，對于LonWorks現(xiàn)場總線技術(shù)在其它行業(yè)的應(yīng)用也將是一個促進,。

參考文獻：
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