CRH380BL - CRH350电气系统原理分析 TCN与MVB介绍

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图5-15 过程数据的报文

过程数据的报文如上图所示，主设备通过发送一个过程数据请求来请求发送过程数据，这个过程数据请求是一个含有数值为0～4的F_code的主帧。主帧的12位逻辑地址部分所标识的从设备（源）回应过程数据从帧，这样组成过程数据报文，但从帧长度要符合主帧中F_code的规定。

图5-16 消息数据的报文

消息数据的报文如上图所示，主设备通过发送一个消息数据请求（一个F_code=12的主帧）来请求该帧中设备地址指定的设备发送消息数据，从而形成一个消息数据报文，从帧的开头4位是消息模式，“0001”表示单播寻址目的设备方式，“1111”表示广播，其后的目的设备地址可以用来传数据。目的设备地址后4位（PT）规定了协议类型，然后是12位源地址，其后的8位（SZ）表示在后续的链路数据中有意义的字节数目。如果链路数据的尺寸小于216位，剩下的将用“0”填满。

图5-17 监视数据的报文

监视数据的报文如上图所示，主设备向一个设备发送监视数据请求，被呼叫的设备根据自己的情况发出监督数据响应从帧。这个监视数据请求使用下列F_code（8、9、13、14、15）。监督报文的格式虽然很固定，但它的操作比上两种复杂。

8）MVB的报文定时

MVB的编码方式、校验和帧格式只能保证MVB工作的可靠性。但作为车辆总线，有确定的响应时间才是它最大的特点。保证这个响应时间就得依靠MVB精确的报文定时。一个

完整的报文包括一个主帧以及响应主帧的从帧。主设备上的总线控制器定期从TM中读取主帧并发送，地址相关的设备源响应，从TM读取从帧并发送，地址相关的设备宿接收从帧，这样就完成了一次基本的通信。

图5-18 MVB的报文定时

响应时间t_ms是从主帧尾到从帧头所经历的时间，对于主设备来说，这段时间包括：传输延时*2+从设备解码以及取从帧需要的时间。IEC61375规定作为源的从设备端的t_ms应在2～6us之间。作为宿的从设备端（目标设备），t_ms在4～42.7us之间。两个主帧之间的距离t_mm应该小于1.3ms。当然，主设备本身也有可能是源或者是宿。

5.2 CRH3列车通信与控制概述

5.2.1总体设计理念

列车通信和控制级以及子系统和传统电路技术（安全回路、列车控制线路）形成了列车总体控制系统。

IEC-61375列车通讯网络（TCN）标准是IEC联合UIC经过十年的工作制定了一个用于规范车载设备数据通讯的标准, TCN将列车通讯网络分成用于连接各节可动态编组的车辆的列车级通讯网络WTB和用于连接车辆内固定设备的车辆通讯网络MVB。 TCN的推荐方案定义的通讯总线具有实时性强、可靠性高的特点。

列车各控制装置间的通信通过由列车总线 WTB（绞线式列车总线）和车辆总线 MVB（多功能车辆总线）组成的双级通信网络予以实现。一个8节车厢的列车被称为一个动车组。根据列车通信和控制可将一个动车组分为两个牵引单元，各牵引单元包括 4节车。各牵引单元配有各自的车辆总线MVB。列车组中的牵引单元通过列车总线WTB互相连接。

为了提高可用性，将使用一个主链结构实现车辆总线MVB的拓扑结构。MVB分支段通过中继器连接至主线（主链）上。该结构的优点在于如果车内一个MVB分支段出现故障，通常不会对牵引单元其他车的通信产生影响。对动车组以及输入输出设备（CCU、司机 MMI、SIBAS KLIP 和 MVB COMPACT I/O 模块）的可用性很重要的冗余控制和操作设备均位于EC01/EC08车内。因此，EC01/EC08车内安装有两个独立的MVB分支段，冗余设备分给了各分支段，如有必要，冗余设备可用于列车行驶和制动的操作中。

WTB和MVB使用冗余双绞线路进行数据传输。相应的冗余传输通道、网关和WTB与MVB的连接也冗余存在于EC01/EC08车内。

ACU 辅助变流器单元 GW 网关 BCU 制动控制单元 RP 中继器

CC 车辆控制 HVAC 采暖通风空调 CCU 中央控制单元 KLIP SIBAS KLIP设备 CI/O 输入/输出设备 MVB 多功能车辆总线 DC 司机室 OL 操作杆

DS 门

TCU 牵引控制单元 DMI ATP显示器 TR 列车无线电 DMMI 司机显示器 WC 厕所

以太网

WTB 绞接式列车总线 FAS/SD

火警系统/烟雾探测器

ACU BCU CI/O DS

FAS/SD WC

辅助变流器单元制动控制单元输入/输出设备门

火警系统/烟雾探测器厕所

RP HVAC KLIP MVB WTB CC

中继器

采暖通风空调 SIBAS KLIP设备多功能车辆总线绞接式列车总线车辆控制