列车网络

列车网络（精选十篇）

列车网络篇1

1 现有列车调度指挥系统网络构成

列车调度指挥系统分为铁道部、铁路局和车站三级建设。重点在直接指挥车站的路局列车调度指挥系统所管理的一级, 路局列车调度指挥系统通过计算机辅助调整运输方案, 对全路局的列车进行实时、透明、集中指挥, 通过计算机网络下达行车计划和调度命令, 实现车次号自动跟踪和自动报点, 并且具有与车站联锁系统连接的接口, 也是建设分散自律调度集中系统的基础, 系统包括以下三个层次:

第一层:铁道部调度指挥中心。铁道部调度指挥中心是整个系统的最高管理层, 是现代化铁路运输调度指挥的核心, 是一个由高性能的服务器、计算机、工作站、网络设备及相应的软件构成的为调度指挥服务的局域网, 通过铁路分组数据交换网 (X.25网) 和专用设备与各铁路局调度中心远程连接, 接收全国路局列车调度指挥系统的运输数据、资料和各种实时信息。

第二层:铁路局调度指挥中心。将路局调度指挥中心局域网建在各铁路局所在地。路局调度中心通过X.25网和专用通信设备与铁道部及其所属各基层车站远程连接, 然后进行各种信息交换。

第三层:基层信息采集系统。该系统安装在各车站、枢纽调度监督、区段调度监督、分界口调度监督, 以及大型企业、煤矿、港口和地方口岸等基层网点。该层系统从信号设备及相关设备上采集有关列车运行位置、列车车次输入校核及跟踪、信号设备状态等数据信息, 并将这些数据通过专用的通信线路传送到铁路局[2]。

2 列车调度指挥系统网络安全现状和存在问题

列车调度指挥系统用于保障铁路行车的安全, 而安全问题又是铁路行业的头等大事, 由于铁路与网络的联系愈加紧密, 保障列车调度指挥系统安全就尤为重要。其系统网络安全主要是中心服务器安全和网络安全。

另外列车调度指挥系统使用以太网来传输各种调度信息, 网络内部广泛采用的协议是TCP/IP协议, TCP/IP协议为实现网络信息的共享和传递起了举足轻重的作用, 虽然一定程度上可以维护网络安全, 但还存在一些安全漏洞:

a.身份认证方式的安全性较弱, 口令容易被非法窃取。b.机密信息和数据在传输过程中有可能被恶意篡改或被非法窃取。c.信息可抵赖, 例如行车路线、生产计划等电子文件一旦被一方所否认, 另一方没有已签名的记录作为仲裁的依据。

就以上存在的安全问题可总结出系统网络受到的危险和风险为:网络病毒的传播;地址欺骗;序列号攻击;利用端口扫描、拒绝服务攻击等恶意攻击。虽然现在网络中存在安全机制, 但没有一种安全策略是十全十美的, 必须制定灾难恢复计划以确保一旦硬件和软件发生故障、系统受到恶意攻击时, 能够及时采取应对措施, 及时将列车调度指挥系统恢复正常运行, 减小损失[3]。

3 列车调度指挥系统网络的维护方案与管理

铁路信息系统作为铁路运输生产的重要组成部分, 必须具备严格的安全机制和防范措施, 对系统的网络安全、应用安全、系统安全和管理安全进行严格的分析, 制定完整、详细、科学的信息系统安全策略保障系统的可靠性、完整性、真实性、可用性、保密性和可控性。实施时应将管理与技术两手抓, 具体方案和措施如下:

首先, 管理层面应考虑管理制度的建立、管理的组织及运行中的维护。系统安全不可能只从单个层面或单个环节就可解决, 必须全方位多层面配合进行, 建立统一的安全策略, 完善管理制度, 坚持运维。统一的安全策略可以规范整个系统的管理流程和管理方法, 便于管理的组织和实施, 而只有坚持运维才能够保证系统长期、稳定、有效的运行。

其次, 在技术层面应注意物理安全、网络安全、系统安全及应用安全等方面, 在使用中, 技术层面的安全问题分界模糊, 可以交叉实现, 具体可由以下几方面入手:

a.防火墙。防火墙技术是实现子网边界安全的重要技术。可以将整合了多功能的防火墙作为核心设备在网络中取代路由的位置, 这样可以有效防护来自网络层和应用层的威胁, 并且还能降低网络的复杂性。

b.网络防病毒系统。列车调度指挥系统由网络服务器、通信传输设备及车站终端机等设备组成。使用统一安全策略的集中安全管理中心对病毒进行统一管理, 对客户端和服务器进行防病毒保护, 并且使用云安全技术, 利用大量的客户端对网络中软件行为的异常监测, 及时的获取木马、恶意程序的最新信息, 并将获得的信息推送到服务器端进行自动分析和处理, 再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端, 以实现系统的网络安全维护。

c.网络拓扑结构。利用网络分段技术划分vlan, 改变网络拓扑结构, 以实现系统网络中生产网、办公网和广域网的隔离, 确保网络资源与非法用户的隔离, 是一项基本的网络防护措施和保护手段。

d.身份认证系统。目前采用的以静态密码为主的身份认证系统存在安全隐患, 用户名及密码容易被窃取, 安全风险很大。使用动态口令可解决此类安全隐患

e.入侵检测技术。入侵检测的主要功能是控制对网络的非法访问, 通过监视、限制通过网络的数据流, 防止外对内、内对外的非法访问, 隔离内部网和外部网, 为监视局域网安全提供便利。入侵检测系统 (IDS) 是从计算机系统及网络系统当中收集数据信息, 再通过这些收集的信息, 分析有入侵特征的网络安全系统[4]。IDS不仅能检测出系统中违反系统安全规则或者威胁到系统安全的行为, 还可以有效地弥补防火墙的被动防御弱点。当系统受到攻击时采取相应的措施进行有效的网络安全防护, 在被入侵攻击后, 收集入侵攻击相关的各种信息, 作为防范系统的知识, 添入策略集, 增强系统的防范能力, 避免系统再次受到同类型的入侵[5]。总之, 对于列车调度指挥系统网络安全防护来说, 没有一劳永逸的措施, 只能不断地对现有的防护设备进行改进、优化, 才能确保网络安全防护方案的更加完善, 以达到保障铁路安全运营的目的。

摘要：由于我国国民经济和社会化信息建设的步法越来越快, 要求全面推进铁路跨越式发展。铁路网络技术、信息技术、通信技术的飞速发展使得保障铁路信息系统安全面临新的挑战。如何保障列车调度指挥系统等重要信息系统的网络安全和管理是当前所面临的难题。

关键词：列车调度指挥系统,统一安全策略,入侵检测

参考文献

[1]冯皓.TDCS工程中网络安全系统工程设计[J].铁路工程, 2006, 10 (8) :15-18.

[2]代萌, 范多旺, 李雪.TDCS安全维护与管理[J].重庆工学院学报, 2008, 1-15.

[3]宋晓萍.TDCS网络安全防护方案的研究[J].铁道运输与经济, 2006, 11-25.

[4]杨义先, 钮心忻.入侵检测理论与技术[M]. (第一版) .北京:高等教育出版社, 2006.

列车网络篇2

西南交《城轨列车网络控制系统》在线作业1

一、单选题（共 20 道试题，共 40 分。）

1.联锁系统是用来在()实现列车和列车行车作业指挥的安全控制系统。A.车站和车辆段 B.车站和车站 C.车辆段和车辆段 D.车站和列车正确答案：A 2.()是监视受控区域内列车的移动的。A.列车运行 B.列车追踪 C.列车调度 D.列车进路正确答案：B 3.旅客信息系统按()划分为四个层次：信息源、中心播出控制层、车站车载播出控制层和车站车站播出显示终端设备。A.操作功能 B.显示功能 C.控制功能 D.物理结构正确答案：C 4.先进的车辆段信号控制系统的特点是()。A.信号分离 B.信号一体化 C.设备复杂 D.设备简单正确答案：B 5.()是岔道转换和锁闭控制的执行机构，是重要的信号基础设备。A.电动机 B.自动开闭器 C.表示装置 D.动力转辙机正确答案：C 6.WSL-ATC系统是()研制开发的列车运行自动控制系统。A.德国西门子公司 B.日本三菱公司 C.英国西屋公司

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D.和利时公司正确答案：C 7.我国城市轨道交通系统的建设始于()，当时70%以上的设备属于试验性产品。A.北京地铁一期工程 B.广州地铁一期工程 C.上海地铁一期工程 D.深圳地铁一期工程正确答案：A 8.时钟系统采用()标准时间信息。A.GPS B.GIS C.ATO D.ATP 正确答案：A 9.()是我国铁路也是城市轨道交通使用最广泛的动力转辙机。A.ZD5系列电动转辙机 B.ZD6系列电动转辙机 C.ZD7系列电动转辙机 D.ZD8系列电动转辙机正确答案：B 10.ATO系统是ATC系统的一个子系统，主要实现()，即用地面信息实现对列车驱动、制动控制，以及列车自动折返。A.车对车控制 B.车对第控制 C.地对车控制 D.地对地控制正确答案：C 11.查询应答器是一种采用()构成的高速点式数据采集/传输设备，并已称为实现现代轨道交通地面与列车间相互通信的重要设备。A.电磁感应原理 B.木桶原理 C.抽屉原理 D.杠杆原理正确答案：A 12.()是广播系统的核心设备。A.电子矩阵

B.中央控制处理器 C.数字传输模块 D.广播台正确答案：B 13.城市轨道交通商用通信系统包括()、传输系统和无线覆盖系统。A.受电弓系统 B.转向架系统

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C.广播系统 D.电源配电系统正确答案：D 14.一般固定信号机显示的基本颜色为()，再辅以蓝色、月白色构成信号的基本显示系统。A.红、黄 B.红、绿 C.绿、黄、紫 D.红、黄、绿正确答案：D 15.用户接口卡是实现用户接入系统的()，使自身系统无限向外延伸。A.设备 B.硬件工具 C.传输工具 D.软件工具正确答案：B 16.()是用若干量度单元去代表样值的幅度，即用量化级去量度样值，以测定样值为多少个量化级。A.抽样 B.编码 C.量化 D.时分复用正确答案：C 17.()主要是实现对列车运行及所控制的道岔、信号机等设备运行状态的监督和控制，为行车调度人员显示出全线列车的运行状态，监督和记录运行图的执行情况，在列车因故偏离运行图时及时做出调整，辅助行车调度人员完成对全线列车运行的管理。A.ATC系统 B.ATO系统 C.ATP系统 D.ATS系统正确答案：D 18.()是发送端用各不相同的、相互正交的地址码调制其所发送的信号。A.时分多址方式 B.空分多址方式 C.码分多址方式 D.频分多址方式正确答案：C 19.()是保证列车安全运营的重要设备，主要由通信传输系统、电话系统、无线调度通信系统、录音系统、广播系统、闭路电视监控系统、时钟系统、旅客导向系统、商用通信系统等组成。

A.城市轨道交通信号控制系统 B.城市轨道交通运输系统 C.城市轨道交通通信系统 D.城市轨道交通制动系统

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正确答案：C 20.下列说法正确的是()。

A.自动驾驶=ATO系统自动驾驶+ATP系统 B.自动驾驶=ATO系统自动驾驶+ATC系统 C.自动驾驶=ATS系统自动驾驶+ATP系统 D.自动驾驶=ATS系统自动驾驶+ATC系统正确答案：A

西南交《城轨列车网络控制系统》在线作业1

二、多选题（共 10 道试题，共 30 分。）

1.广播系统是()和()两级控制，正常情况下以车主广播为主，事故抢险、组织指挥，以控制中心()为主。A.控制中心 B.列车 C.车站 D.防灾广播正确答案：ACD 2.WSL-ATC系统的特点有()。

A.该系统具有很强的可维护性，一旦发生故障，修复时间可以尽量缩短 B.大量采用处理器技术

C.基本的洗好功能采用WESTRACE处理器为基础的联锁装置来实现 D.ATO子系统采用与TBS100ATP系统不同的基本车载模块正确答案：ABC 3.城市轨道交通对信号系统的要求为()。A.通过能力要求、信号显示要求 B.安全性要求、抗干扰能力要求 C.乘客数量的要求、司机的要求 D.可靠性要求、自动化程度要求正确答案：ABD 4.ATS系统的主要功能有()。A.列车监督和跟踪 B.时刻表处理 C.自动排列进路 D.培训模拟系统正确答案：ABCD 5.列车运行调整的目标包括()。

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A.减少列车实际运行图与计划运行图的偏差 B.使所有列车的总延迟时间最大 C.增加旅客平均等待时间 D.列车运行调整的时间尽量短正确答案：AD 6.城市轨道交通联锁系统的列车运行采用三级控制方式，即()。A.中心级控制 B.远程终端控制 C.车站工作站控制 D.轨旁设备控制正确答案：ABC 7.ATO系统的基本控制功能是()。A.列车定位修正 B.列车自动驾驶 C.自动折返 D.车门控制正确答案：BCD 8.集群通信的信道控制方式有()。A.集中式 B.分散式 C.中心式 D.分布式正确答案：AB 9.城市轨道交通对通信系统的要求()。A.行车组织要求 B.组织管理要求 C.外部通信要求

D.可靠性要求与多服务信息要求正确答案：ABCD 10.对转辙机的基本要求()。

A.作为监督装置，应能正确地反映道岔的状态

B.作为锁闭装置，当尖轨和基本轨不密贴时，应进行锁闭 C.道岔被挤后，在未修复前应能再使道岔转换

D.作为转换装置，不需要有足够大的拉力，以带动尖轨直线往返运动正确答案：AC

西南交《城轨列车网络控制系统》在线作业1

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三、判断题（共 15 道试题，共 30 分。）

1.旅客信息系统的主要目的是通过控制中心对通道子系统进行控制，在指定的时间，将指定的信息显示给旅客。A.错误 B.正确正确答案：B 2.我国城市轨道交通信号系统的发展大致分为两个阶段。A.错误 B.正确正确答案：A 3.专网调度通信系统是把有限的信道集中起来，通过自动、动态、快捷的分配方式，为众多的用户所共同利用的一种调度系统。A.错误 B.正确正确答案：A 4.目前，我国已经具备提供完整的ATC系统的能力。A.错误 B.正确正确答案：A 5.程控数字交换机是公务电话系统的核心。A.错误 B.正确正确答案：B 6.计轴器由室内设备和室外设备两部分组成。A.错误 B.正确正确答案：B 7.手信号有红、黄、绿三种，其表示的意思和固定信号基本一致。A.错误 B.正确正确答案：A 8.城市轨道交通中的专业电话系统包括调度、站内、站间和轨旁电话子系统。A.错误 B.正确正确答案：B 9.WSL-ATO系统中的ATO信标环路是电缆和环路单元组成的。A.错误 B.正确正确答案：B 10.CBTC是基于通信的新型的城市轨道交通ATC系统，该系统已应用于北京地铁亦庄线。A.错误 B.正确

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“海之情”奥运列车列车长李莉篇3

在2008年北京奥运会倒计时一周年之际，中华大地处处欢欣鼓舞。除了首都北京，作为2D08年北京奥运会帆船比赛举办城市的青岛，同样洋溢着浓浓的奥运情怀，海面上刮起热烈的“奥林匹克风”。

当日上午8时8分，青岛奥运倒计时钟在青岛的五四广场揭幕。为倒计时钟揭幕的除了奥帆委主席、青岛市市长夏耕和奥帆委常务副主席臧爱民之外，还有一位令铁路人备感骄傲的人物——来自济南铁路局青岛客运段青京车队的列车长李莉。

李莉今天给铁路人带来的光荣还不止一个9时许，联想奥运火炬百城巡展活动来到青岛，李莉和“青岛”号大帆船船长郭川被宣布成为青岛市首批联想提名奥运火炬手。

8月10日，记者在青岛客运段见到了刚刚出乘回来的李莉。回想起前天那万众瞩目的辉煌，李莉淡然一笑：“是铁路培养了我，造就了我，而我所做的一切，自然也都是要更好地为铁路、为社会服务。”

出生于铁路家庭的李莉，对铁路有着一种言说不尽的情感。走出校门之后，她到青岛客运段做了一名普通的列车乘务员。在这普普通通的岗位上，李莉尽职尽责，充满感情地为旅客服务。很快，她就被选拔成为青岛泰山间列车上的列车长，成为全段最年轻的列车长。不到半年的时间，随着2004年中国铁路第五次大提速，李莉又回到了北京车队，成为女子包乘组三组的列车长。

青岛客运段北京车队的“海之情”列车，是中国的第一列奥运主题列车。国务院新闻办公室秘书局局长赵守义在揭牌仪式上曾动情地说，这趟列车将载入奥林匹克的史册，这应该是一趟可以感动国际奥委会主席罗格的列车。

在列车上大张旗鼓地宣传奥运文化和奥运精神，是“海之情”列车的首创，也是中国铁路对北京奥运会的期盼。也就是从那一刻起，李莉决心不遗余力地为宣传奥运、创建和谐铁路贡献自己的力量。通过她，更多人了解了奥运，了解了奥帆赛，也了解了青岛、了解了铁路。

也正是如此，李莉被青岛市新闻办公室、青岛市奥帆委授予“帆船之都城市形象列车推广使者”的称号。将奥运和青岛、和铁路联系在一起，宣传青岛奥帆之都的美名，“海之情”列车在李莉和她的同事们的努力下，成为连接北京、青岛间的纽带，将北京的奥运氛围带回青岛，将青岛对奥运的期待和热情也送到北京。

登上“海之情”，旅客所感受到的，是青岛这个海洋城市那如大海一样蔚蓝透彻的深情，是青岛人民对北京奥运无限的遐思和热烈的期待，旅客更能感受到铁路人为宣传奥运，营造奥运氛围默默付出的辛劳。

为了更好地宣传北京奥运，宣传青岛奥帆赛，李莉和同事们还自费购买了奥运纪念品，用奥运知识抢答的形式，和旅客形成良好互动。来自天南地北的旅客，因为奥运这个共同话题而彼此不再陌生。不计其数的旅客通过李莉和她所在的“海之情”列车了解了更多奥运知识，无形中成为了一个个的“奥运使者”。

现在，李莉和她的同事们一道，正在搞一个百万人签名奥运的活动，争取让乘坐“海之情”的旅客都能把自己的祝福送给北京奥运会。在出乘的时候，李莉他们都要带上写有“2D08相约北京，扬帆青岛”字样的长卷，旅客可以在上面签上自己的名字，也可以写下一句话，表达对2D08年奥运会的支持和祝愿，也给自己留下一份难得的奥运记忆。

其实，和其他女孩子一样，李莉也是一个活泼时尚的女孩。青岛这座开放而现代的城市，也让这一位年轻的列车长拥有了更多展示自己的空间。

她是“海的女儿”，当有闲暇，她会来到海边，看海，或者听海。大海是多样的，或者彭湃，或者温柔，李莉从中也体会到了很多。

李莉喜欢运动，喜欢打羽毛球，是青岛客运段羽毛球项目中的“女二号”。她还喜欢“玩”帆船，据说现在已经能够在海浪上“扯”上一段。

李莉也喜欢静静地看书，所看的大多都是管理类的书籍。身为列车长，李莉觉得她有责任对班组的乘务员们负责，“这些孩子都是父母的宝贝。我要带领她们一路同行，又要关心她们，不能让她们受了委屈。”李莉似乎忘记了自己也是父母疼爱的掌上明珠呢。

采访是在不断响起的手机铃声中结束的，李莉还要赶往青岛电视台参加“帆船之都城市微笑大使”选拔活动。

列车网络篇4

本文针对上述列车安全预警系统功能局限性的问题，提出了一种基于Zig Bee无线传感网络的列车安全预警系统，测试表明系统能够实现列车的远距离检测准确预警，可靠性高，实用性强。可保障铁路沿线施工人员的人身安全，能满足高速铁路沿线预警的实际要求。

一、系统方案设计

无线传感网络Zig Bee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。它基于IEEE802.15.4标准，支持250kbit/s的数据传输速率，使用全球免费频段2.4GHz进行通信，可以实现一点对多点的快速组网，主要应用于无线远程控制等领域。

1.1系统结构

基于Zig Bee无线传感网络的列车预警系统体系结构主要包括三个部分：列车检测部分、Zig Bee无线通信网络和终端报警器。其中，列车检测部分主要包含检测传感器，Zig Bee无线通信终端模块及其他辅助模块。Zig Bee无线通信网络基于Zig Bee联盟制定的Zig Bee协议，包含协调器、路由器、终端结点及对应的供电模块。终端报警模块主要包含Zig Bee通信终端模块和根据实际需要选用蜂鸣器、振动器等多种模块实现。

本系统的主要工作过程为：先由震动传感器检测到列车到达，再通过Zig Bee自组无线网络进行信息传递，最后工作人员手持的接收终端发生震动或声音报警完成报警功能。

1.2系统工作原理

列车安全预警系统的工作原理是检测列车到达引起的震动信息，并将数据通过与其物理相连的Zig Bee模块传入Zig Bee通信网络，经过该网络的传输最终实现终端报警。列车检测部分由震动传感器芯片、Zig Bee模块、电源模块等组成，Zig Bee通信网络部分由划分为协调器、路由器、终端不同功能的Zig Bee模块和电源模块组成，而终端报警部分可根据实际需求由选用蜂鸣器、震动模块等与Zig Bee接收终端模块组成。

二、系统实现

2.1列车检测部分硬件设计

判定列车是否到达我们采用检测列车经过时引起轨道的震动来实现，震动传感器我们选择MMA7260QT芯片，它可以比较精确地完成检测功能，其低耗、可休眠、成本低、高灵敏设计稳定、可快速开启的特性可以与Zig Bee网络很好配合满足该系统需求。震动传感器MMA7260QT芯片采用了信号调理、单极低通滤波器和温度补偿技术，并且提供4个量程可选，用户可在4个灵敏度中的选择。为降低功耗，平时可选用芯片提供的休眠模式。

列车检测部分主要由震动传感器模块、MCU模块、Zig Bee收发模块、存储器模块、和电源模块等部分组成，涉及到的接口包括：基本控制接口、串行通信接口等。

本系统选用的Zig Bee收发模块为Ti公司推出的CC2430射频芯片，专门用于完成数据在Zig Bee无线网络中的发送与接收。CC2430射频芯片集成了Zig Bee射频RF、RAM和MCU。它具有128 K可编程flash和8 K的RAM，同时集成模拟数字转换器、定时器、AESl28协同处理器、看门狗、32kHz晶振的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路，以及20多个可编程I/O。CC2430具有休眠模式，且转换到主动模式的时间很短，功耗可以设计到很低。列车检测部分如图1所示：

2.2Zig Bee通信模块硬件设计

Zig Bee协议开发套件的最低需求评估：硬件需要8位处理器，如80C51;软件需要32KB的ROM，最小软件需要4K的ROM。网络主节点需要更多的RAM，以容纳网络内所有节点的设备信息，数据包转发，设备关联表，与安全有关的密钥存储等。终端报警模块主要包含Zig Bee通信终端模块和根据实际需要选用蜂鸣器、振动器等多种模块实现。终端报警模块如图2所示：

2.3系统软件功能流程

Zig Bee上层通信协议使用成熟的协议栈，应充分考虑协议栈的可靠性和兼容性，采用Z-Stack。ZStack是TI推出的符合Zig Bee2007规范的免费协议栈，整个ZStack采用分层的软件结构，包括PHY层、MAC层、NWK层、APS层、APL层、安全层和操作系统抽象层OSAL，其中OSAL层通过时间片轮转函数实现任务调度，整个Z-stack的主要工作流程，大致分为系统启动，系统初始化，进入循环检测，判断列车是否到来等几个阶段。系统软件功能流程如图3所示：

对于其他物体撞击铁轨，我们可以通过检测模块的时间块特性来区别决。时间块特性其实就是指一定时间内持续检测到超出一定阀值的震动我们才视为有效震动。列车临近时铁轨会产生长时间高频率的震动，其他偶然因素即使造成铁轨的震动并超过报警门限值，但也不可能长时间高频率维持这种状态，列车运行稳定的情况下达到震动门限值会维持较长时间，这样就能有效的排除了其他偶然因素的干扰，很好的实现了列车到达的判定。

三、结束语

列车网络篇5

查布嘎车务段副段长陈建军

【摘要】旅客列车作为窗口单位，如何在科学发展观的指导下，实现安全生产，打造客运品牌，提升服务质量，本文通过旅客列车安全生产管理、旅客服务质量和日常工作反映出的薄弱环节进行深入细致的实地调研分析并对今后的客运工作提出了粗浅看法。

关键词：旅客列车安全服务调研

前言：作为窗口单位，查布嘎车务段旅客列车的管理工作中仍存在着许多不利因素，这些不利因素影响着旅客列车安全生产的持续稳定，阻碍着旅客列车服务工作的进一步提升和创新，制约着旅客列车管理工作的整体水平。

这些不利因素主要表现在：

1．在管理机制和安全问题的追踪落责上，还存在着一定的问题，安全管理机制缺乏可操作性，与实际工作脱节，不能在实际工作中有效地发挥作用，导致工作中存在的问题发现不了，发现的问题挖掘不出深层次的原因，责任落实有偏差，整改措施不到位，跟踪检查跟不上，问题不能从根本上得到解决。

2．在班组自身作用的发挥上，从对班组工作的实际检查中发现，多数班组长仍然存在着“等、靠、拖”思想，对班组工作缺乏自主管理、超前管理和针对性管理的意识和工作态度，班组工作基本是处于上面要求什么，班组就做什么，上面发现什么问题，班组就整改什么，班组作用没有得到实际发挥。

3．职工的技术业务素质还存在很大差距，这主要表现在乘务员标准化作业落实上有偏差、非正常情况处置不妥当、服务质量低劣等。

4．在旅客服务工作上，缺乏对乘务员职业道德、服务意识和服务理念的教育，对职工的服务礼仪和服务技巧培训力度不够；在对职工的组织关怀和帮扶上还做的不够，缺乏对职工思想和生活上的了解，不能很好地对职工思想生活上存在的问题，给予最切合实际的帮助。

针对旅客列车工作存在的实际问题，笔者认为必须通过采取优化管理结构、加强自控型班组建设、补强职工队伍素质、加强职业道德教育、坚定不移地开展“三项工程”建设等措施来补强。

1．创新安全工作思路。针对新管理体制带来的安全管理变化，结合查布嘎车务段的管理实际，在对安全关键性、倾向性和惯性问题进行梳理、分类和定性的基础上，应该在各级管理干部中全面推行“查找问题是义务、发现问题是能力，处理问题是关键、解决问题是实绩”的新安全绩效观。同时，结合公司“2＋1”安全管理体制，通过安全生产“问题管理法”这种严格的安全管理问责制度，促使干部转变作风，对存在问题100％追踪整改，把安全隐患消灭在萌芽阶段。深入落实三级管理，确保每一份安全管理压力、每一项安全措施、每一个卡控办法，都能及时传达传递到每个干部职工，彻底消除执行决策“中间梗阻”、落实措施“消化不良”、制定办法“打架扯皮”等不利因素。同时在安全管理上，必须坚持“四不放过”的原则。

2．强化班组建设。针对班组自身作用发挥上存在的问题，必须使每一级管理者充分认识到，安全生产的最终落脚点是班组，班组安全管理的好与坏直接关系到铁路整体安全局面的稳定。为进一步提升旅客列车的安全管理水平，确保旅客列车安全有序可控，必须深入开展自控性班组建设。组织安全专职干部逐班组包保、检查，完善旅客列车安全管理办法和相关安全卡控措施，下发现场作业指南，制定结合部安全管理措施。确定车门、独立暖房、餐车压力锅炉、快速旅客列车塞拉门、电暖气等安全重点部位，确定车门管理及检查、取暖锅炉的卡控等方面的安全重点作业，明确各岗位安全生产重点人员。坚持做到“重点作业重点卡、重点部位重点管、重点人员重点盯”。充分发挥班组长兵头将尾管理作用，对班组长实行月度考核、季度排队、调整的管理办法，通过加大投入增加班组长岗位“含金量”，促使班组长敢管事、真管事、管正事。积极采取以罚定奖，设立防止（发现）安全隐患专项奖励基金，对职工防止或发现的安全隐患，按月进行奖励，引导职工之间积极主动自控、互控和联控。

3．提升业务技能。针对职工技术业务素质问题，必须采取积极措施。“工欲善其事，必先利其器”，要想打造一支能打硬仗的队伍，就必须狠抓职工队伍素质建设，通过制定 “职工技能一体化”达标考核办法，坚持每年对职工技能水平进行全面培训、教育和考核，实行等级管理，以能定岗、以岗定效的工作考核办法，在职工中营造凭本事吃饭、靠技术拿钱的良好氛围。同时，针对旅客列车的工作实际和人员状况，在职工业务培训上，应采取“一帮一”、“老带新”等灵活多样的方式，不拘泥于段、车间安排的集中培训；在工作职场，结合工作实际对职工进行现场教育，加强职工的感性认识，从而使新职人员能更快更好地接受业务知识，尽快成为岗位能手。

4．确保队伍稳定。在加强旅客列车管理的同时，我们还必须清醒地认识到，队伍稳定是企业发展的第一前提，更是落实好安全工作的重要保证。没有稳定，一切无从谈起。通过对乘务员工作生活情况的深入了解，深深感受到乘务员工作的辛苦和经常与家人长时间分离感情上所承受的孤独和寂寞。对乘务员我们应该深入推行“五必谈、五必访”制度，即职工情绪低落时、与同志闹意见时、变更工作时、思想波动时、违章违纪受批评时，管理人员必须及时与职工深入交谈，帮助化解思想疙瘩；职工家庭有矛盾时、红白喜事时、生病住院时、受到纪律处分时、生活困难时，管理人员必须及时对职工进行探访，予以关心帮助，从而在单位与职工之间架起沟通感情、联系友情的“连心桥”，让职工切实感受到组织的关怀和温暖。

要积极发挥“三不让”承诺帮扶机制的作用，积极为困难职工提供生活、就医、子女上学等帮扶，免除困难职工后顾之忧，使职工全身心地投入到安全生产中去。对职工生活和文化上存在的问题，也要给予足够的重视，广泛听取职工意见，积极采纳合理化建议，有针对性地解决职工生活和文化上存在的问题。

5．加强文化宣传。在车间班组中深入开展企业文化建设，从精神层面提升职工生活的档次和品味，利用车务段自办的《窗口》报，坚持对表现突出的一线客运人员进行专题报道，将他们的工作照片和先进典型事迹刊登在报纸上，以此激发全体乘务员学先、赶先、超先的荣辱意识。

以上是笔者对提高集团公司旅客列车安全管理水平，确保旅客列车安全的几点浅显认识。

作为旅客列车的一名管理者，认为在确保广大旅客生命财产安全的同时，还必须为旅客提供一个美观、温馨、舒适的旅行环境，这一点对于旅客列车来说，尤为重要。随着集团公司各项事业的蓬勃发展，客运工作环境发生了一系列的变化，如运用车体换型、乘务人员更新、管理机构改革等，作为一名旅客列车管理人员，越来越感觉到，在新形势下如何科学布局，把高档次的硬件设施和高水平的服务技能完美结合起来，打造出集团公司的服务品牌是摆在我们面前的一个重要课题。

好的品牌一定要有好的产品，这是一条铁律，更是一个品牌的重要保证。所以，我们要从“做出好的产品”来入手，旅客列车要想创造品牌，就要从追求高水准的服务技能和高档次的服务质量入手。具体的做法应该是：

1．打造一流的乘务队伍。作为旅客列车乘务人员必须要树立一切为了旅客的服务理念。旅客列车的服务工作，最大的特点就是一种动态的服务、全方位的服务，这无形中增加了服务工作的难度。所以在日常培训中，应加强对乘务员这方面的教育，提高乘务员的服务意识和服务技巧。通过集中培训和现场教学的方法，不断提高乘务员的服务技能。在服务工作中，要让乘务员充分地认识到，旅客的满意，就是我们服务工作的追求；旅客的赞许，才是我们服务工作的最高荣誉。“意识决定行动”，要改变以前对旅客僵化、模式化的服务，改被动服务为主动服务，对乘务员加强“以人为本”的服务理念教育，切实把我们的服务理念和服务内容落到实际工作中去。在这项工作上，我们应采取“教育加引导”、“考核加奖励”的办法提高职工的服务积极性。

要经常性地对职工进行职业道德教育，培养她们吃苦耐劳、无私奉献的敬业精神。让我们的服务理念被广泛认可，深入人心，并切实运用到实际工作中，自觉主动做好各项服务工作。同时，为能快速达到“外美内实”这一标准，车间班组要经常性地开展专业化技能培训、礼仪化服务培训、军事化形体培训，规范站、立、行、走的标准，从而全面提升职工素质，提高职工形象气质。要通过“走出去”、“请进来”的方式，接受星级宾馆专家培训，学习航空服务技巧，拓展列车延伸服务等。通过改进、补强、提升等举措，逐步形成极具竞争力的乘务员队伍。

2．实现一流的精细管理。精细管理是打造品牌的关键因素。精细管理就是要落实管理责任，把责任具体化、明确化，每一个管理者都要尽责、到位，追求“把工作一次做好”。工作要日清日结，乘务工作要趟清趟结，发现问题及时纠正，及时处理。一流的精细管理要靠一流的队伍来实现，更要有一流的管理人员，特别是对列车长的选人、用人机制到现场岗位职责的落实，都要形成精细化的管理链条。

为实现一流的精细管理，要注重分析每个事件的性质和类型，避免简单地就事论事，通过对事件的分析制定相应的制度和采取相应的措施，从而使乘务管理工作能够有计划、有目的地进行，最终达到规范化、制度化。强化对问题的落责追究，对责任者真正达到教育、对其他人真正达到警示教育的目的。在对乘务员服务工作的评判上，还应把旅客的意见作为一项重 7 要指标，让旅客真正成为我们服务工作的监督者，这样才更有利于我们服务工作的提高和改进。

3．追求一流的工作质量。为实现这一目标，在管理工作上我们应不断推陈出新，结合自身工作实际，紧跟铁路发展的步伐，广泛征求旅客意见，制定符合自己特点的《列车工作标准》、《列车服务质量标准》和《列车旅客满意度指数评价标准》，着重在规范服务(包括作业标准、规范礼仪、言行举止、服务用语等)、特色服务(包括亲情服务、个性服务、诚信服务等)、优质服务上下功夫，如丰富影视系统内容，增加旅游信息等；依据职工服务技能质量、车容卫生质量、感情沟通质量、饭菜供应质量、卧具清洁更换质量和服务设施质量等六大方面，定期测评服务标准实施情况，从而保证服务程序规范化和服务质量的高水准。

另外，继续推行和完善星级列车员评比活动、班组季度评比活动，设立管理管理质量奖等有效的管理和激励机制，激发广大乘务员的服务热情。要本着细节决定成败的原则，注重工作过程中每一个细微环节，本着“自然、亲切、和谐、时尚”的原则，通过一句话、一个微笑、一次广播、一次服务…… 让旅客直观感受到我们的服务档次。

4．创建一流的列车文化。我们以旅客列车为阵地，弘扬文明乘车，创造温馨环境，礼貌待人的良好乘车环境。在洗脸间、厕所、车厢联接处、电暖气等这些容易“忽略文明”的地方做温馨提示贴，既可以起到温馨提示的效果，又可以起到警示宣传的作用。

其次要在列车广播上下功夫，丰富广播内容，对列车上的有关规定和铁路相关知识做到录音化，让旅客做到对铁路规定有预知，自觉遵守铁路规章制度；铁路沿线地区经济文化和特色风光编排在广播内容里，让旅客在旅行中能随时了解沿线的风土人情，在旅行中增长见识；还可以在广播节目中编排一些灵活多样的娱乐性节目，可以是相声、小品等节目，也可以根据不同的节日，与旅客互动的小节目，缓解旅客旅途中的疲劳和乏味。为更进一步体现文化列车，展现集通企业形象，还可以通过建设列车画廊，在列车车厢过道、餐车等处精心设计展现集通沿线风光的图片等达到丰富列车文化，弘扬企业文化的最终目的。

列车上的“劫匪” 篇6

天啊！没想到才大年初六，火车站就人满为患了，车进站后连车门都很难打开。有的旅客急得从车窗里翻进去。

我手里捏着暴涨了一百多元的车票，急得像热锅上的蚂蚁，一个窗口又一个窗口地去寻找机会，多么希望有谁能拉一把。

时间一分一秒地过去，眼看站台上的人越来越少，我心里那个急啊，但又无可奈何——窗口离站台有一人多高，别说是跳进去，拎着沉重的行李就是爬也爬不上去啊！这时，一位身穿铁路制服的年轻人向我这边走来，仔细打量了我一番，二话没说，先把我的行李向车窗内一扔，然后拎起我，塞进了车厢。待我回过神来，探出头正要谢谢那位好心的铁路工作人员的时候，他已经走开了，我只有在心里默默地感谢他。

在拥挤不堪的车厢里，我好不容易找了一处站脚的地方。这时，只见一个瘦得像猴子的小伙子仍然在忙个不停，一边指挥着一些人站过去，尽量腾出窗口的位置，一边说：“看看窗外，再拉两三个。”我很欣喜。是啊，要上车的人是多么希望车厢内能伸出一双援助之手呀！

列车什么时候启动的，我一点也不知觉，只是还在暗自庆幸，第一次出远门，居然就碰到了两位好人。

“收钱啦，刚才从窗口爬进来的每位交50元。”“猴子”一边催促，一边语气生硬地说。“小兄弟，你带个头先交吧，50元！”他指着我说。

我惊诧不已，心想：糟了，准是遇到车匪路霸了。但马上又恢复了镇定自如，淡淡地说：“凭什么？我从来没听说过在列车上还有额外收费的。”

“猴子”发怒了，吼起来：“少啰嗦，快点给钱！别坏了老子的心情。你们听着，一共爬进来11人，每人50块，谁敢不给，加倍收！你小子快给，不然给80块了！”

我与他理论起来：“我是多亏好心的站台工作人员扔进来的……”

那混蛋不耐烦了，呲牙咧嘴地瞪着我：“你再不交钱，信不信我把你扔出去？”

我无奈地望着凶相毕露的他，刚想再说什么，坐在我旁边的那位老大爷拉了拉我的衣角，小声地说：“算了，小兄弟，给钱吧！好汉不吃眼前亏。”我极不情愿地掏出了50元。随后，从这个窗口“扔”进来的其他人也陆续交了钱，才算息事宁人。

十几分钟后，一班人下车了。这时，我身边的人开始议论开了，他们说：“小伙子，刚才我们真替你捏把汗呀！你没发现吗？我们这个车厢共有十几个人是他们一伙的，刚才不是一起下车了吗？你又怎么拗得过他们呢？再多说两句，我们真怕你会吃大亏。”

“是啊！就连刚才在你身边坐着的那位老头子也是跟他们一伙的。”一位中年男子接过话茬说道。

列车控制网络技术的现状与发展趋势篇7

在现代列车发展进程中, 控制网络技术为核心技术, 应用范围十分广泛。

目前, 网络技术彰显一定的开放性, 经济性得到极大提升, 在远程控制、信息互动方面提出了更高的要求, 而IEC TCN, World FIP, Lon Works和CAN等技术恰好适应这一要求, 使得这种控制网络在列车上得到联合适应, 呈现相互融合的发展状态。

1 对当前列车控制网络技术应用现状进行的分析

1.1 IEC TCN网络技术的开发应用现状

(1) IEC TCN主要服务于铁路机车和动车, 主要包含两层总线架构, 即绞线式列车总线和多功能车辆总线, 其协议的转换主要借助节点来完成。总线的功能是实现车辆之间的通信, 发挥列车初行和烧结的性能, 准确辨别车辆在整个编列中的具体位置以及前进的方向, 在根本上满足列车编组的要求。而对于车辆总线, 主要完成车内具有控制作用的设备的相关交流。

(2) IEC TCN在1999年被采纳为列车通信网络的统一、国际性标准, 并完成了网络一致性测试标准的制定工作。近些年, TCN得到了控制部件厂商的支持, 对其网络控制系统的集成应用作用重大。目前, TCN网络技术主要集中在一些对互操作性和实时控制性标准比较高的高速机车或者动车组, 也包含一些载重大和地铁列车等轨道交通工具[1]。我国将其定为铁路行业的主要标准, 在很多动车组和电力机车中进行广泛的推广。

1.2 其他控制网络技术的应用现状

1.2.1 World FIP

World FIP具备三层结构, 主要是物理层、数据链路层以及应用层。对于物理层, 其目的是实现信息由单一设备传输到总线的相关机器, 介质为光纤等材质;数据链路层的作用是针对数据进行的有效性访问, 关注实时控制;应用层提供的是一种访问功能, 针对信息的变量。World FIP网络掌控功能比较突出, 仲裁器和用户站构成了完整的系统, 在同步性和科学性方面比较突出。World FIP与TCN具有网络方面的共性, 十分相似, 传输功能主要借助曼彻斯特编码实现, 能够容忍介质和总线仲裁器的冗繁, 同时, 在网络管理和控制方面具有一定的优势。World FIP属于现场总线, 彰显开放性的特征, 其设计师、客户都能够接受专业的培训和具体功能的检测。在World FIP内部, 成员众多, 在经过行业内的运用和改善升级之后, 技术性比价成熟, 在部件、产品种类和设备方面都相对比较健全。World FIP技术在汽车制造业、化工领域的应用十分普遍, 在轨道交通领域主要体现在地铁、动车等项目。

1.2.2 Lon Works

Lon Works为通用工业的现场总线, 发展迅速。它的运行方式具有简单的核算方式, 可靠性较高, 节点接受的访问具有平等性。Lon Works采用退避计算方式, 解决了重负荷的性能难题。Lon Works的形成是建立在Lon Talk协议的前提下, 其主要网络结构体现为拓扑结构。完整的Lon Works网络技术主要包含收发器、芯片、协议固件以及相关的工具和软件, 有利于网络产品的不断开发和应用。

在列车制动控制领域, Lon Works被认定为基本的行业指标。近些年, 这一网络技术在列车领域受到高度重视, 进行了积极的推广。很多国家将其应用在照明、空调等部位的实时监管和控制。在我国, 其网络主要应用在客车的电气设备的控制以及动车的重联控制。

1.2.3 CAN与CANopen

CAN是多主串行通信总线, 主要作用是实现设备之间的信息的无障碍沟通。当前, CAN与CANopen在轻轨、地铁和货车等领域应用较为广泛, 同时, 在控制子系统中也具有一定的功能, 例如, 制动、牵引等[2]。针对CANopen技术, 将重点集中在网络应用制度和开发和运用方面。

2 列车控制网络技术的发展趋势

2.1 IEC列车控制网络标准的最新发展趋势

IEC制定TCN的主要目的是为了实现列车、车载控制设备之间的互操作性的增强, 减少对车控系统的各方面支出, 实现后期费用的降低, 获取更大经济收益。总线技术的应用以及在铁路领域的深入应用, 使得对控制网络技术提出了更高的要求, 也就是涉及整体优势、机动性以及开放性等方面。于是, 成立了TAHG, 进行相关内容的完善和修改。TAHG对总线进行评估, 形成互联模型。当前, 主要应用形式为模块式, 实现对TCN标准文献的重构。

2.2 对列车控制网络技术发展趋势的分析

目前, 网络技术发展迅速, 促使控制网络的运用实现较大进步, 区域逐渐扩大, 客户针对其投入、扩展提出了更高的标准, 促进灵活性、可行性、丰富性的发展。对于多种形式的控制网种类, 质量各不相同, 尤其在铁路领域, 都没有实现完美的效果。因此, 列车网络技术的标准将不受到技术标准的限制, 形成多种网络技术并存的局面[3]。具体发展趋势为:

(1) 各个主体之间竞争日益激烈, 形成多种网络技术共同存在的状态。IE C TCN网络技术是在WTB和MVB的基础上发展起来的, 是专门为铁路系统而研制和开发的, 代表企业利益, 在实时性和可靠性方面特征突出, 能够在根本上满足铁路领域特别的要求, 必将成为一段时期铁路列车控制网络技术的主要方向, 更多应用于动车、地铁等高端市场的需求, 而对于其它一些常规的网络技术, 如CAN open等, 鉴于便利性和开放性的特征, 将运用于信息量小、对实时性没有要求的领域, 如货车、轻轨等的控制子系统。

(2) 兼容性明显, 相容并蓄, 在整个系统中存在多种网络形式。当前, 用户的需求呈现上升的趋势, 实现了网络技术的协调发展, 如World FIP, CANopen, TIMN, Lon Works等将实现与TCN的共存, 技术之间能够实现功能的互补, 借鉴各自优势, 同时, 这种趋势将持续相当长的时间。例如, 在列车总线中, WTB将被广泛使用, 而对于车辆总线, MVB将被大量利用, 但是, World FIP, CANopen等也可能被运用。

(3) 技术将不断创新, 工业以太网被引入铁路列车控制领域, 成为新的发展契机。近些年, 工业以太网技术在工业自动化以及过程控制领域实现了突飞猛进的发展, 逐渐发展到对工业发展的控制和管理领域, 将开放特征的网络技术与总线型网络技术进行积极、科学的融合。当前, 在铁路行业, 对网络远程的分析、维护、诊断、用户信息以及舒适性的编制和要求发生了变化, 需要进行较大程度的技术升级, 以太网的存在能够集中发挥对列车网络高层信息网络的关键性作用, 保证信息在垂直方向交流的顺畅性, 有效连接下层车载控制设备, 促进现代宽带网络系统的形成, 彰显在信息沟通、车辆掌控以及服务方面的优势, 促进网络与信息的紧密结合。

3 结束语

当前, 我国的列车控制完了技术处于初级发展时期, 在技术开发和应用方面比较落后, 因此, 要紧抓铁路发展额契机, 吸收先进技术, 进积极的研发和创新, 更好地满足客户对列车控制网络技术的需求, 保证技术稳定而成熟, 可行性高, 能够创造更高的价值和收益, 这也是网络技术相关行业和企业需要共同努力的目标。

摘要：本文主要详细介绍了当前列车控制网络技术的发展现状, 分析了IEC TCN, World FIP, Lon Works和CAN等主要网络技术的应用, 探讨了IEC网络标准的发展方向, 指出了列车控制网络技术的发展趋势。

关键词：列车控制,网络技术,现状,发展趋势

参考文献

[1]李洋涛.TCN列车网络技术现状与发展[J].单片机与嵌入式系统应用, 2012 (01) :4-7.

[2]彭权威.基于OPNET的列车通信网络仿真研究[D].西南交通大学, 2010.

列车网络篇8

同时发现,初始化染色体如果随机产生,迭代需要平均158.7次;使用上一轮的优化数据作为下一轮输入,则将降低到23.8次;然而最差仍要迭代89次。由此得到启发,在上一轮历史数据的基础上计算效用的增减,效用增加则接受,效用减少则拒绝。实际上是以局部最优化来逼近全局最优化,从而减小计算量,满足实时应用。

1 算法改良

对初始化和接纳控制的算法实施,如果先排序再满足队列中所有业务i的需求[2],算法时间复杂度为O(nlogn),因为每次分配之后都要重新排序,计算量依然不小。

为此,使用服务等级来分配带宽,增加服务的子优先级,作为最优选择的一种近似来设计算法。这实际上是使带宽分配离散化,以减少重新计算的费用,避免资源分配调整过于频繁。

将各请求业务i按值大小排成队列进行分配资源。经济学的价格理论已经证明这是最有效率的,为简化算法,将表示为差分形式。

由协议和端口号可得到服务种类j。令Bj,m(j=0~3,m=0~h)表示第j种业务的可用带宽等级,按效用值映射基本带宽子级m,仿真中取h=9,则m=0~9。然而Bj,m与Bj,m+1总是相差diffj%(m=0~8)。j=4、5时,定义为实时通信,没有带宽变化。设Bt为当前网络总带宽,BA为当前网络可用总带宽,定义当前带宽忙闲度:δbusy=INT((h+1)*BA/Bt),则分给请求i带宽Bj,m,业务子级m=h-δbusy。网络越繁忙,δbusy越大,从而分配给的带宽子级越小。因此可自适应调节业务子级。j=5、4时,依次分派指定带宽;j=3,2,1,0时,分配Bj,m的带宽。

效用函数队列调度简化算法描述如下:

(1)按用户i和请求业务j映射最小带宽等级minB(i,j)。按客户实际请求和服务提供商的收费标准升降子等级m。//O(n)

(2)If(Bremainder>0)and(count

(3)For j=5 to 0 step-1//从信令开始分配资源

End/*首次计算按最小带宽需求分配;类似的,如果带宽有剩余,对队列中所有skip(e)=0从高到底分配边际带宽:+diffj%;如果带宽无剩余,则终止。//算法中的效用可以是用户与服务提供商双方效用函数之和。*/

上述算法对业务i进行分级计算后,划分到group(j,m)。在group(j,m)中不进行排序,而是按照队列或者链表串起来,因此,算法大大改进。虽然有嵌套循环,但实际执行次数不大于Int(bandwidth(queue)/min(B(i))),总的算法时间复杂度是O(n)。优于参考文献[2]提出的算法O(nlogn)。

利用效用函数分级的优点在于可以针对每一类业务甚至具体的业务实行不同的策略,以及可让预留信道的阈值精确适应话务量变化,例如对切换掉话率的处理。常规方法是假定掉话用户很难接受,通常优先级设置很高,并以之衡量系统服务质量。然而事实上不同类业务掉线的负效用不一样,同一类业务优先级不同的业务掉线的负效用也不一样,以效用函数不同的参数描述就能有针对性地灵活处理。

2 仿真和分析

使用NS2仿真,比较参考文献[2]的最优化算法、参考文献[3]的NEMO优化算法(简称N+)、参考文献[4]的SIP+SCTP+NEMO的方案(简称S+)以及与本文两种算法的性能。模型为两条100 km的正交十字型,采用WiFi小区沿途不完全覆盖,直径为1 km(站点数k=20、40、80、140、200)仿真。速度350 km/h(v),并作规律性的停止,从上到下,从左到右。

设WiFi网络带宽为54 Mb/s,蜂窝网络带宽为3.84 Mb/s,假定有500个MSj,各类业务的到达时间服从泊松分布,用户的到达相互独立,移动站MSp1请求业务tp精确到0.1 s。不同的业务组合确定如下:时长(t0~t4都服从负指数分布,均值1/μ分别为3 000 s、100 s、200 s、100 s、200 s),信令业务5响应所有请求,因此定34 kb/s;对于语音固定优先级,取带宽rv-min=12.0 kb/s;取参数Umin=1.5;Uv=4;a=0.1;b=55;c=7。设WiFi网络带宽为54 Mb/s,蜂窝网络带宽为3.84 Mb/s,假定有500个MSj,各类业务的到达时间服从泊松分布,用户的到达相互独立,移动站MSp1请求业务tp精确到0.1 s。

不同的业务组合确定如下:时长(t0~t4都服从负指数分布,均值1/μ分别为3 000 s、100 s、200 s、100 s、200 s),信令业务5响应所有请求,因此定34 kb/s;对于语音固定优先级,取带宽rv-min=12.0 kb/s;取参数Umin=1.5;Uv=4;a=0.1;b=55;c=7。此外多媒体流网络中传输350 kb/s,Bj4电子邮件类30 kb/s,数据库类200 kb/s,交互式应用200 kb/s,每一级别正负5%。设资源预取设命中率为0.85,结果见图1~图3。在普通微机上执行实时性对比结果见表1。

可以看出,对于实时性而言,所提出的次优化算法是四种算法中最好的。而执行效率与参考文献[2]中最优化算法相差不大,而各方面均优于N+方案,除新呼叫阻塞率外,也优于S+方案。

这是因为后两者没有针对容迟网络场景做优化,流量没有达到饱和,尤其是NEMO成群切换移出WiFi热区时,流量可能下降到0。NEMO方案根据信号和带宽来选择接入基站,之后又争用蜂窝窄带,导致流量改变较为剧烈。新呼叫阻塞率比S+差是因为次优化算法是以切换优先的策略,但两者相差0.05,还可以忍受。

本文提出的实时性资源分配次优算法,用于容迟网络的初始化过程和接纳控制过程,在不明显降低性能的前提下,达到了O(n)算法时间复杂度,能在极端环境下提供移动互联网的实时应用。算法针对路径可预知下的容迟网络环境,如配合GPS路径预测算法,可扩展到一般的容迟网络。

摘要：误码率高、频繁中断的高速列车移动场景宜采用多宿主容迟网络。但其资源分配计算复杂,实时性较差。基于效用差分法设计初始化过程资源分配算法,以保证过程中每一步的效用单调不减,算法时间复杂度降至O(n)。

关键词：高速移动网络,资源分配算法,效用函数,容迟网络,多宿主

参考文献

[1]张永晖,蒋新华,林漳希.基于中断和时延效用函数的多宿主分级DTN列车移动网络资源分配模型[J].铁道学报,2010,32(6):15-22.

[2]CHEN L W,TSENG Y C,WANG Y C et al.Exploitingspectral reuse in routing,resource allocation,and schedul-ing for IEEE 802.16 mesh networks[J].IEEE Transactionson Vehicular Technology.2009,58(1):301-313.

[3]任彦,苏伟,张思东.列车移动网络关键技术的研究[J].铁道学报,2006,28(1):121-124.

列车网络篇9

列车运行系统是一个非常复杂的非线性动力学系统[1],列车运行过程很复杂,利用传统的基于精确数学模型控制方法对此过程进行控制显得无能为力。目前采用智能控制方法对列车运行进行过程自动控制已成为轨道交通自动化领域的一个热点问题[2,3,4]。

本文以列车运行过程中的制动停车为研究对象,首先建立了基于神经网络的模糊控制器模型,通过给出控制器控制规则,并将控制器规则存储于神经网络中,然后通过神经网络的不断训练,使其具有自适应功能,通过Matlab给出数值仿真结果,结果表明智能控制方法简单,具有较强的适应性,可以运用于列车制动控制。

1 控制器模型构建

列车制动过程是指由制动装置引起与运动相反的外力迫使列车减速直至停车的过程,在这个过程中走行的距离即为制动距离,由空走距离和有效制动距离组成[5]:

$\begin{array}{l} S_{b} = S_{k} + S_{e} = \frac{v_{0} t_{k}}{3.6} + \sum_{i = 1}^{m} \frac{4.17 (v_{i}^{2} - v_{i + 1}^{2})}{1 000 θ_{h} φ_{h} + ω_{0} + i_{j}} (1) \\ t_{k} = (3.6 + 0.0 176 r n) (1 - 0.032 i_{j}) (2) \end{array}$

式中:Sb为走行过程总制动距离; Sk为空走距离; Se为有效制动距离;v0为制动初速度;tk为空走时间;vi、vi+1分别为第i区间和第i+1区间的速度;φh为换算摩擦因数;ω0为列车运行单位基本阻力;ij为加算坡道坡度千分数;θh为列车换算制动率;r为列车管减压量,kPa;n为牵引辆数。

从式(1)可以看出影响总制动距离Sb的参数主要有n、r、v0、ij、θh,

$S_{b} = f (n, v_{0}, r, θ_{h}, i_{j}) (3)$

对于制动停车过程而言,上述参数的不同决定了制动初始点的选取是不同的,因此对制动过程的控制实际上就是制动初始点的选取。为使模型简单,应对不同参数进行分析。

1) 考虑制动过程中的平稳性,货物列车的列车管减压量r通常取100 kPa。

2) 对于一条具体的线路和一次实际的运行过程而言,牵引辆数n是不变的。

3) 制动初速度v0,一般可通过机车监控装置获得,精度可满足要求,它对制动控制的影响可以归并到制动距离模糊变量隶属函数中。

4) 由于一条固定线路的坡道类型是有限的,因此加算坡道ij可视为一常量。

5) 列车换算制动率θh是不确定的,在制动初始过程中通常只能给出一个概值,无法获知整个列车制动过程中精确值,该值受线路和运行状态的变化的影响,可将其作为主要的控制输入参数,系统输出制动初始点距目标停车点距离Sb,因此模糊控制器控制公式为

$S_{b} = f (θ_{h}) (4)$

式中:f表现了列车换算制动率θh与列车制动点到目标停车点距离Sb的一种模糊关系。

2 模型的参数辨识方法

模型参数的辨识是基于如图1所示的一个单输入、单输出(SISO)连续系统,V=f(U)。

本文进行参数辨识过程为

1) 将论域θi和sj离散化得到θh=(θ1,θ2,…,θs),Sb=(s1,s2,…,st)。

2) 设模糊变量Tθ和Ts取值为语言符号Tθ={L1,L2,…,Li},Ts={F1,F2,…,Fj}。

3) 对于一个“直接的”规则,直接赋予权重值λij=1,表示规则在控制系统中的真实程度。

4) 构造广义序对(θi,sj),i={1,2,…,s},j={1,2,…,t},建立如下规则。

Rij:如果θ是θi,则s是sj,引入权重变量λij来衡量其在控制系统中的真实程度,λij∈[0,1],这样规则便可转换为Rij:如果对于有序对(θi,sj)构成的集合Hθ×s是(Li,Fj),那么其在系统中的真实程度为λij,这样便可以将系统中所有的控制规则用相应的权重表示。

3 网络结构的选取以及样本的选择和训练

模型构造过程实际上是将系统表示为[0,1]s+t到[0,1]的映射,选用常见的3层前馈神经网络来描述该系统,输入层有s+t个神经元,输出层有1个神经元,取值为[0,1]。中间层变量的数目选择与所选择的样本数有一定关系,考虑到要用反向传播算法来训练网络[7],中间层和输出层函数均采用Sigmoid函数,即 $f = \frac{1}{1 + e^{- x}}$ 。

而样本的选取规则为

1) 由控制系统直接得到的规则序对((θi,sj),1)。

2) 考虑到控制系统的连续性,当在θi的条件下sj可能存在微小的浮动,在此定义规则序对((θi,sj±ε),1),ε为很小的数值。

3) 当sj变化较大时,定义规则序对((θi,sj±a),λij),a的选择标准是sj±a,与a相差甚远,λij=1-ka,k为比例系数。

为了便于训练,样本采用标准的[0,1]矢量编码,输入矢量和输出矢量共s+t+1维,样本主要来源于θ和s离散化后的矢量,包含上面序对中的分量置1,其余为0。利用分层神经网络结构,采用常用的BP算法进行训练,训练结束就可以得到规则的权重值,输入层输入s+t维矢量,输出层输出即为该规则的权重,在求得所有规则的权重后,便可保留规则较大的权重。

3.1 隶属函数的确定

设控制器输入变量为(θh,Sb),模糊变量分别记为Tθ和Ts,输入和输出变量的语言值的模糊子集均取5个,具体为{负大,负小,零,正小,正大}[8,9],记为{NB,NS,ZO,PS,PB},Tθ={L1,L2,L3,L4,L5},Ts={F1,F2,F3,F4,F5},权重变量取值λij为[0,1],模糊规则采用Rij:如果Hθh×s为(Li,Fj),则对应权重为λij,模糊变量隶属函数均采用双曲函数形式 $f (x) = \frac{1}{1 + e^{α (x - β)}}$ ,通过实验确定参数α和β的值。

3.2 模糊控制规则的获取

列车运行的模糊控制规则有如下形式。

1) 若当前θh较大,则实际制动点的选取在理论制动点之后。

2) 若当前θh较小,则实际制动点的选取在理论制动点之前。

3) 若当前θh相当,则实际制动点的选取应当等于理论制动点。

语言变量为5个,理论组合成25条模糊控制规则;经过对初始学习样本的训练,在得到各个规则的权重值后,确定一个阈值,选择那些权重值超过阈值的规则作为控制器的最终控制规则。

3.3 控制规则结果去模糊化

控制器的结果去模糊化主要是根据制动率θh值的不同,给出相应的初始制动点。为了将模糊控制输出的标准化数值转换为实际制动点位置,主要确定2点:① 列车制动距离隶属函数曲线的理论参考点Sb的确定;② 在给出初速度v0后,曲线中单位步长所代表的制动距离。在确定上述两个问题后,控制器的输出便能根据需要转化成实际的制动距离。在此笔者采用重心法解决。

$S_{o u t}^{C Ο G} = \frac{\sum_{i = i}^{n} μ_{i} \cdot s_{i}}{\sum_{i = 1}^{n} μ_{i}} (5)$

4 实例研究

以DF4(货)型内燃机车车为例,牵引重量G=3 000 t,其中重车40辆,空车10辆,车辆制动机为GK型,自重135 t,列车管定压为500 kPa,列车管减压量r=100 kPa,加算坡道千分数ij=-3.5‰,计算得理论换算制动率数值θh=0.377。整个仿真采用Matlab 6.0计算。

1) 采用Sigmoid函数作为隶属函数, $f (x) = \frac{1}{1 + e^{α (x - β)}}$ ,通过实验确定参数为α=5,β=0.5,X取值为[0,4],实际隶属函数曲线如图2所示。

2) 将输入变量Sb和θh离散化,取值分布于(0.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9.1.0),这样输入和输出变成了11维的实数型输入/输出矢量,将理论θh值作为中心点,即θ6=θh,取步长0.1对θh进行加减运算,将结果按从小到大的顺序排列;对于每一个制动过程均有一理论参考点S理论,基于不同的初速度v0计算与矢量θh对应的Sb,将其按从大到小的顺序排列,将最小值作为控制器模糊变量输出,构造序对(θh,Sb),给出对应的权重λij值。

3) 经过分析神经网络的输入样本共有6种类型,总共仿真样本数量共计172个,输入层元素共22个,输出层1个,通过试验确定中间层为7个,采用带有动量因子α的BP反向传播算法,α=0.9,学习率η=0.75,迭代样本误差表示为

$E_{o u t} = \sum_{i = 1}^{n} (y_{i} - d_{i})^{2} \leq 0.001 (6)$

大约迭代8 000次便可收敛,效果较好。由于控制规则理论组合为25条,在本次仿真计算中通过实验确定的阈值λ=0.85时,满足条件的控制规则有12条,这样在经过上述的过程后便生成一个模糊控制系统。通过去模糊化给出对应制动率θh和初速度v0下的制动距离Sb的值,通过matlab 6.0仿真计算,隶属函数曲线步长计算公式为

$S t e p = \frac{s_{θ_{1}} - s_{θ_{11}}}{4} (7)$

表1给出了不同初速度v0与sθ1、sθ11以及Step之间的关系。

当控制器的输出S $_{o u t}^{C Ο G}$ =0时,输出S实=S理论,当不为0时,可以按照式(8)进行计算。

$S_{实} = S_{理论} + S_{o u t}^{C Ο G} \times s t e p (8)$

这样控制器模型就能输出实际的制动距离S实,当θh=0.337时,仿真结果如表2所列。

5 结语

分析了影响建立控制器的主要因素,建立了控制器的模型,采用具有模糊推理功能的3层的神经网络结构,运用带有动量因子的反向传播算法训练得到控制规则权重,使系统能够在不确定的因素下给出较符合实际的控制规则,使所得的控制规则更合理,仿真结果表明,基于模糊推理的神经网络智能算法是可以用于列车制动的实时计算,能够满足列车制动控制的安全性、准确性及舒适性的要求,结果也比较符合实际,具有一定的可行性。

参考文献

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列车网络篇10

地铁门一般分为内藏门、外挂门和塞拉门等。早期的地铁,如北京一、二号线,上海一、二号线及广州一号线等均采用内藏门。而外挂门在国内未广泛采用,仅广州地铁二号线采用了外挂门[1]。随着技术手段的不断进步,塞拉门结构复杂、故障率高的缺点逐渐被克服,同时因为采用塞拉门的车体具有美观、密闭性好等优点,不断被更多的厂商所接受,如深圳地铁一期[1]和正在建设中的南京地铁二号线、北京机场专线轻轨等均采用塞拉门结构。

随着列车通信网络技术的迅速发展,现场总线技术被广泛地应用以满足列车对车载通信网络的要求,目前在列车通信网络中应用比较广泛的现场总线主要有TCN标准的绞式列车总线WTB、多功能车辆总线MVB、Lon Works总线和CAN总线。其中CAN是一种有效支持分布式控制和实时控制的串行通信网络,它有着很高的实时性、可靠性、抗干扰能力和检错能力,并且具有比其它现场总线低的开发费用[2]。但它只对网络的物理层和数据链路层进行了规范,没有对应用层做相应的说明。CANopen作为基于CAN的完全开放的高层协议,对CAN的应用层做了具体规定,实现了不同厂商设备的互用。在欧洲,它被认为是在基于CAN的工业系统中占领导地位的标准[3]。CANopen作为列车通信网络,在欧洲已经得到较为广泛的应用。在国内,长春轻轨二期和正在建设中的北京机场专线轻轨以及南京地铁二号线部分车辆都采用了CANopen作为列车通信网络。

为了对地铁门进行控制,一般采用分布式的门控制器门控系统,即每个门有独立的控制器,且随着列车通信网络技术的迅速发展,门控制器需要与列车主控单元通信,接收网络上从主控单元传来的控制信息,同时将门的状态和诊断信息反馈给主控单元。

目前的地铁门控制系统一般由门供应商集成,虽然节省了成本,但由于供应商技术水平高低不一,常出现门与整车通信网络之间的通信兼容问题。本文分析和设计了基于CANopen网络的地铁门控系统,采用施耐德集团旗下Selectron公司针对列车控制生产的专有PLC设备实现了对地铁门的集中控制和门控器与主控单元之间的网络通信,取得了较为理想的应用效果。

2 门控制系统硬件及原理

由于塞拉门的应用日趋广泛,本文的控制系统主要适用于塞拉门的控制,对内藏门和外挂门也具有一定普遍适用性。硬件框架图如图1所示。

Selectron MAS 681-TF可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)是Selectron公司专为列车门控制系统设计的。考虑到CPU681-TF运算速度快,拥有足够的I/O便于后期扩展以及具有针对列车运行环境优化的硬件性能等因素(符合EN50155标准),故选择它作为本系统的门控制器,其参数如下。

CPU681-TF:24VDC电源供应(可在16.8-30VDC的电压范围下正常工作),24点数字输入(24VDC)和24点数字输出(继电器型)以及2点模拟输入和2点模拟输出。

该模块集成了CAN(CANopen)、RS485、RS232、RS422等接口,可以根据实际情况与车辆总线连接实现通信,并能够作为维护接口对程序进行更新、修改等操作。

2.1 开门、关门、零速列车线

在过去的应用中,开门列车线、关门列车线和零速列车线是通过硬线连接直接传输到门控制器的,如正在建设中的南京地铁二号线就采用110VDC开关量传输开、关门和零速列车线信号。如图2所示,当零速列车线有效(车速≤1km/h)、关门列车线无效且开门列车线有效时,门控制器执行开门操作。当零速列车线有效、关门列车线有效时,门控制器执行关门操作。若门在开状态时零速列车线失效(车速≥1km/h),门控制器将强制执行关门操作(无关门延时和障碍检测)。

列车通信网络技术的发展和可靠性的提高,促进了通过总线传输开门、关门信号技术的应用。例如北京机场专线轻轨列车的门控制器就是从列车的CANopen网络上获得信号,从而控制门动作,但零速信号仍然从列车线获得,其整体的逻辑和实现效果与硬线连接方式相同。

本文中,开、关门命令信号都由网络进行传输。

2.2 紧急解锁装置

紧急解锁装置使门可以在紧急情况下从内部打开,该信号由24VDC数字量接入,门控制器收到信号后根据实际情况(零速列车线)判断是否同意紧急开关动作,其操作由24VDC的数字输出量完成。

2.3 门隔离

对门进行隔离操作将触动隔离开关并将门机械锁紧,同时向门控制器输入一个24VDC数字量信号,门控制器将关闭门所有功能并使门切除指示灯持续明亮。此时门已经被机械锁住,紧急解锁装置无效。

2.4 乘务员钥匙开关和维护按钮

乘务员钥匙开关信号和维护按钮信号都由24VDC数字量接入门控制器,只有对门进行有效操作时门控器才接收到相应信号。

2.5 关到位开关和门位置传感器

门关到位开关信号由24VDC数字量接入门控制器,门控制器根据该信号判断门是否正常关闭,同时对门的关闭锁紧状态进行监控。

门位置传感器集成在门电机上,通过电机转子转动输出的编码脉冲计算门的行程,并将其传入门控制器进行各种运算和判断。门执行开操作时门控制器就是通过门位置传感器的输入判断门的最大行程。

2.6 驱动电机和电磁制动器

门驱动电机有专门的驱动电路和控制电路。门控制器输出24VDC数字量信号控制电机的正转和反转,从而控制门的开和关。门在执行开或关操作时,电磁制动器始终断电。电机的PWM调速和闭环控制不在本文讨论范围之内。

1.开门列车线2.关门列车线3.关门状态4.开关门运动5.开门状态6.零速列车线X:关门延时时间

2.7 指示灯和蜂鸣器

门状态指示灯和蜂鸣器均由门控制器根据运行需要输出24VDC数字量信号控制。门控制器交替输出“1”和“0”(方波信号),通过控制两者间的输出时间比来控制指示灯闪烁和蜂鸣器蜂鸣。

2.8 门的障碍检测

门电机运转电流将通过模拟量信号输入到门控制器并进行记录和比较,作为激活障碍检测系统的标准之一。

同时,门的位置传感器能将门的行程分解成距离段输入门控制器,如果不是在给定时间内发生某一位移,障碍检测系统亦将被激活。

3 CANopen协议介绍

虽然CAN具有众多的优点,但CAN本身并非一个完整的协议。CAN的标准协议CAN2.0A/B和国际标准ISO11898的定义中,只包括OSI七层参考模型中的物理层和数据链路层两个底层协议,没有对应用层进一步规范,本身并不完善。在此背景下,由Ci A(CAN in Automation)组织监督开发了CANopen高层协议,对CANopen应用层进行了规范,同时由于其完全开放和实现简单的优点,更有利于实现不同厂商设备之间的互用。

CANopen协议集的主要部分包括通信子集和设备子集,通信子集规定了基本的通信机制及特性,设备子集定义了不同类型的标准设备(如数字和模拟的输入输出模块、驱动设备、操作设备、控制器、可编程控制器或编码器等)及其相应的功能[4]。CANopen的结构如图3所示。

一个CANopen的设备模型可以被分为三个部分,如图4所示。其中通信接口和协议软件结合,提供了在总线上收发通信对象的服务,CANopen设备间的通信是通过交换通信对象完成的。对象字典是CANopen协议的核心内容,它通过16位的主索引和8位的子索引提供了对所有重要数据、参数、设备的功能进行访问的能力。CAN总线上所有设备都具有数据结构相同的对象字典,但其中内容不同。对象字典是CANopen一系列子协议(通信协议和设备协议)具体的实现形式,另外还包括数据类型的定义和制造商自定子协议。

应用程序包括功能部分和通信部分,功能部分实现对设备内部的控制、I/O访问、逻辑运算等操作;通信部分通过对对象字典提供的接口进行操作来实现CANopen通信。

CANopen协议对总线上传输的数据进行分类,即每一个传输数据都是某一特定类的通信对象,从而实现面向对象的程序设计。每一类传输对象都有其规范化的格式,从而实现应用层结构上的统一。在CANopen的通信协议中共定义了4类通信对象,分别是:网络管理对象(NMT:Network Management)、服务数据对象(SDO:Service Data Object)、过程数据对象(PDO:Process Data Object)和特殊功能对象(包括同步对象SYNC、紧急对象Emergency、时间基准Time-Stamp和心跳报文Heart Beat等)[5]。

CANopen协议利用CAN通讯报文的标识符段,定义出CANopen的通信对象标识COB-ID,每个通信对象都有其唯一的COB-ID。COB-ID由11位的二进制数构成,其中0到6位表示发送该通信对象的设备节点地址,7到10位是功能码,表示该通信对象的类型。其结构如图5所示。

4 门控制器与CANopen网络通信的实现

本文根据CANopen网络在国内外列车上应用的方案实例,设计了一个带冗余的主从通信方式列车通信网络。由Selectron公司专为铁路应用设计的PLC控制器CPU854-T作为网络主节点,本文选用的CPU681-TF门控制器作为网络从节点。牵引单元(TCU)、制动单元(BCU)、空调控制单元(HVAC)等,由于不在本文讨论范围内,故不进行详细描述。CANopen地铁列车通信网络设计如图6所示。

CPU854-T具有两路独立的CAN接口,因此把地铁门的控制器分别接在两路CAN总线上,即使一条总线故障,另一条总线仍然工作,保证了至少一半的门正常运行。作为强主的CPU854-T拥有对整个网络节点的管理权,而弱主则对整个网络中的CAN报文进行监听,其本身不向网络中发出任何数据。当弱主在规定时间内检测不到强主的心跳报文时,认为强主已经掉线,将自动成为新的强主,行使对整个网络的管理权。这样的冗余设置进一步保证了网络的可靠性。

本文的列车通信网络是以6节车地铁编组,每节车两侧各5扇门为例设计。由于60个门控制器节点在网络通信和控制上有着共同性,本文主要以单个门控制器节点为例,讨论并实现了其在CANopen网络中与主节点的通信。

4.1 网络通信的节点启动过程

网络的启动过程是一个节点设备对自身进行配置,并通过主节点设备对从节点设备进行操作的一个过程,网络启动成功后,各节点会按照在启动过程中的参数配置进行数据通信。主节点行使对整个网络的管理权。

节点总共有四种运行状态,分别是初始化、预运行、运行和停止状态。节点在上电初始化后,将自动进入预运行状态,然后根据主节点发送的网络管理命令(NMT),可以在预运行、运行和停止状态间切换。主节点发送的网络管理命令结构如表1所示。

Byte 0位的CS命令定义功能如表1所示,Byte 1位为被操作的节点地址,若为0时,代表对网络中所有节点进行操作。

当从节点初始化完成进入预运行状态后,将向主节点发送初始化成功报文(Boot-up Message),其结构如表2所示。

主节点收到从节点初始化成功报文后,通过SDO对从节点进行通信参数配置,配置完成后,主节点发送网络管理命令NMT要求启动从节点,从节点进入正常运行状态,可以通过PDO进行正常通信,每个PDO中可以传送8个Byte的数据内容。表3是一个节点地址为3的主节点,对节点地址14的从节点进行启动的具体过程。

4.2 门节点通信的数据内容和PDO安排

在本文的实验中,门控制器节点需要通过一个Rx PDO从网络上接收主控制器发出的控制信号,一个Tx PDO向主控制器发送门状态信号、故障诊断信号等。Tx PDO和RxPDO如前文3.1所述,由主控制器节点在门节点的启动过程中进行配置,其中Tx PDO1的COB-ID为180h+门控器Node ID,Rx PDO1的COB-ID为200h+门控器Node ID。

RxPDO1中传送的信号包括开门、关门和故障复位信号,数据字典和Rx PDO1数据祯结构如表4所示。

TxPDO1中传送的信号包括门状态信号,如门关闭并锁紧信号、门隔离信号、门开到位信号、乘务员钥匙开门信号、维护按钮信号、门紧急解锁信号、门使能信号(零速列车线有效)等;还包括门故障诊断信号,如紧急解锁失效信号、紧急解锁激活信号、开门障碍激活3次信号、关门障碍激活3次信号、门位置传感器故障信号、开门超时未到位故障信号、关门超时未到位故障信号等。数据字典和Tx PDO1数据祯结构如下表5所示。

如上所述,门节点在网络中被主控制器节点启动后,通过Tx PDO和Rx PDO进行实时的数据收发,就成功实现了门操作的网络控制和状态检测、故障诊断等功能。

5 门控制系统软件原理

本文采用Selectron开发的符合IEC61131标准的CAP1131软件对CPU854-T和CPU683-TF进行编程,完成网络配置,实现通信以及门控制等功能。该软件界面如图7所示。

对PLC的编程根据实现的功能可以分为通信部分和控制部分。

5.1 通信部分

通信部分软件对作为主节点的CPU854-T和作为从节点的门控制器CPU683-TF进行配置,通过收发PDO进行数据传输,实现网络通信。

5.2 控制部分

控制部分软件流程如图8所示。

在PLC门控制器上电时,若门未在关闭并锁紧的位置,将运行初始化程序一次,该程序将关闭门直到关闭并锁紧位置,之后该门进入正常工作状态。在此初始化过程中,障碍检测系统将正常工作。

开门、关门信号由主控制器通过网络传输到门控器上,在开门过程中若障碍检测未被激活,则PLC门控制器根据门位置传感器发送的门最大行程位置来判断开门结束。若超过正常开门时间未到最大行程位,则判断为开门故障。

在关门过程中若障碍检测未被激活,则PLC门控制器根据门关到位限位开关发送的信号判断关门结束,若超过门正常关闭时间未收到信号,则判断为关门故障。

开、关门故障信号和开、关门激活障碍检测超过三次时发送的故障信号都将通过网络传输到司控室的主控制器并显示在屏上,由司机作出重新发送关门信号或开门信号等处理。