MVB總線在地鐵列車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

作者：時間：2013-02-27 來源：網(wǎng)絡(luò)

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地鐵 2 號線、深圳地鐵 1 號線、上海地鐵 1 號線延長線的列車均采用了符合 IEC61375 TCN 標(biāo)準(zhǔn)的德國總線控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)由列車總線( WTB) 和多功能車輛總線( MVB) 兩部分組成, 單元( 整個列車 6 輛車為一個編組, 3 輛車為 1 個單元) 內(nèi)用 MVB 總線連接, 兩個單元間用 WTB 總線連接, MVB 總線實現(xiàn)車輛控制, WTB 總線實現(xiàn)列車控制。

1 MVB 總線的物理層和鏈路層

MVB 總線模型是在開放系統(tǒng)互聯(lián) OSI 模型的基礎(chǔ)上進行了簡化。OSI 具有 7 層參考模型, 而 MVB 只有其中的物理層和鏈路層。

1.1 物理層

MVB 總線的物理層有 3 種:

1) ESD( 電的短距離傳輸介質(zhì)) , 使用雙絞屏蔽線, 按RS- 485 標(biāo)準(zhǔn), 最多支持 32 個設(shè)備, 最大總線長度 20 m 。
2) EMD( 電的中距離傳輸介質(zhì)) , 使用雙絞屏蔽線, 最多支持 32 個設(shè)備, 最大總線長度 200 m 。允許使用變壓器連接。
3) OGF( 光纖媒介) , 使用總線連接器, 傳輸距離可達(dá)2 km。

MVB 總線系統(tǒng)是分級控制系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)備共分 5 個級別, 6 種能力:

1) 1 級設(shè)備具有的能力有設(shè)備狀態(tài)和過程數(shù)據(jù)。設(shè)備端口地址一般與設(shè)備地址一致。
2) 2 級設(shè)備具有的能力有設(shè)備狀態(tài), 過程數(shù)據(jù), 信息數(shù)據(jù), 是智能設(shè)備可以通過總線配置, 但不能編程。
3) 3 級設(shè)備具有的能力有設(shè)備狀態(tài), 過程數(shù)據(jù), 信息數(shù)據(jù)和用戶編程。
4) 4 級設(shè)備具有的能力有設(shè)備狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)和總線管理器。用戶編程具有可選性。
5) 5 級設(shè)備具有的能力有設(shè)備狀態(tài)、過程數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)、網(wǎng)關(guān)和總線管理器。具有總線管理器的網(wǎng)關(guān)能與各種總線同步。

1.2 鏈路層數(shù)據(jù)

1.2.1 幀和報文格式

有效的幀格式見圖 1

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1) 主幀格式: 以主起動定界符開始, 接著是 16 位報文數(shù)據(jù), 然后是 8 位校驗序列。4 位 F_code 碼限制下面的12 位并指示從幀大小, 如圖 2 所示。

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2) 從幀格式: 以從起動定界符開始, 接著是 16, 32,64, 128 或 256 位幀數(shù)據(jù), 8 位校驗序列在 64 位數(shù)據(jù)的每個字后或在 16, 32 位數(shù)據(jù)后。幀文每 64 位后就有一個校驗序列, 如圖 3 所示。

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3) 報文時序: 主幀和響應(yīng)它的從幀稱為一個報文。
4) 報文類型: 過程數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)和監(jiān)管數(shù)據(jù)報文。
1.2.2 數(shù)據(jù)分布

媒介訪問是通過總線管理器實現(xiàn)的, 周期循環(huán)?；局芷诜譃?4 個階段: 周期階段, 監(jiān)管階段, 事件階段, 警惕階段, 見圖 4。其中事件階段、監(jiān)管階段和警惕階段構(gòu)成臨時階段。MVB 總線的數(shù)據(jù)分為過程數(shù)據(jù)、信息數(shù)據(jù)和監(jiān)管數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)分布為: 過程數(shù)據(jù)為周期發(fā)布, 信息數(shù)據(jù)和監(jiān)管數(shù)據(jù)發(fā)布周期不固定。過程數(shù)據(jù)都是一些非常重要的數(shù)據(jù), 如牽引速度, 加速度的值等。

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