1．TCN

1988年，国际电工委员会（IEC)第九技术委员会（TC9)邀请来自20多个国家和国际铁路联盟（UIC)的代表成立了第22工作组（WG22),其任务是为铁路设备的数据通信制订一个统一的标准。经过11年的努力，IEC/TC9/WG22于1999年成功制订了列车通信网络标准，标准号IEC61375-l，简称TCN，从此TCN标准正式成为了国际标准。2002年，我国在铁道部标准TB/T3025—2002中也正式将TCN标准确认为列车通信网络标准。

国外方面，应用TCN的项目主要包括Siemens公司项目（布拉格地铁列车、德国铁路摆式列车、ICE高速列车等）和ADtranz公司（2001年被Bombardier公司收购）的项目（瑞典的SBBLOK460-1/2/3和斯德哥尔摩地铁列车、德国的LRu MannHeim、挪威的 Gardmonde 等）。

在国内，列车总线 WTB 首先在“蓝箭”号上使用，“先锋”号是我国首列采用了 TEC 列车通信与控制系统的动力分散交流传动电动车组。在“蓝箭”的基础上，“中华之星”充分吸收了国外先进技术，是第二列采用 TEC 技术的动车组。将 WTB作为列车总线，MVB 作为车辆总线，其技术符合 TCN 标准，并具有良好的性能。

随后，TCN 产品在我国应用更加广泛。目前国内的 CRH 系列动车组中，CRH1，CRH3和 CRH5 全部基于 TCN 标准构成的列车通信与控制系统。

国内方面，我国把列车通信网络IEC61375-1标准等效采纳为铁路行业的标准，并将其应用在“先锋”、“蓝箭”、“中原之星”和“中华之星”等动车组以及SS3B型电力机车上。株洲厂将从德国Siemens公司引进的SIBAS系统成功地用在了广州地铁一号线上。我国的和谐号CRH1/3/5/380B型动车组上也都使用TCN。另外，TCN在北京地铁亦庄线、昌平线、房山线、15号线，广州地铁2、3、8号线，上海城轨交通1、2、4、9、11号线等城市轨道交通车辆上也得到了广泛应用。

2.LonWorks

LonWorks网络是美国Echelon公司推出的全开放智能分布式测控网络。LonWorks网络采用的是LonTalk协议，具有OSI模型的全部7层。其组网灵活，具有星型、环形和总线型等多种拓扑结构。网络结构形式包括主从式、客户/服

务式和对等式。支持光纤、同轴电缆、双绞线和无线电等传输介质。1997年5月，美国铁路协会AAR将LonWorks网络作为其列车内部通信规范。1999年8月，IEEE将其作为列车通信协议标准 IEEE1473-1999 的一部分（IEEE1473-L)。

国外方面，LonWorks网络主要应用于北美和亚洲的一些国家。如美国的纽约地铁车辆、新泽西轻轨、旧金山地铁、ACELA高速列车；南非和加拿大等国的重载货物列车；澳大利亚和德国等国的轨道车辆；日本的单轨列车。

国内方面，2002年7月，我国将LonWorks网络作为列车通信网络的一部分，写进了列车通信网络标准TB/T3035-2002，并开始正式应用于我国机车车辆。LonWorks网络在“新曙光”号和“神州”号等内燃动车组以及25G型客车和19K型客车等车辆中都有应用。

3. WorldFIP 总线

1987年3月，由Alstom等几家法国公司成立了 WorldFIP组织。他们根据用户的要求开发出了 FIP现场总线，成为了法国标准。于1999年被采纳为现场总线国际标准IEC61158-2,后更名为WorldFIP总线。现在WorldFIP总线既是欧洲现场总线标准EN50170-3,也是国际标准IEC61158-type7，属于八种现场总线之一。

WorldFIP总线已经在70多个国家的汽车制造、化工、能源、空间技术、电力等领域得到了广泛应用同样WorldFIP总线在铁路上也有应用。国外方面，Alstom公司将WorldFIP总线用在其开发的AGATE列车控制系统中，成功应用于TGV高速列车，并且在2007年4月创造了 574.8km/h的世界最高运行记录。此外，欧洲的Euro Star高速列车、巴黎无人驾驶地铁、比利时重载列车、新加坡地铁等也都应用了 WorldFIP总线。

国内方面，由Alstom与浦镇车辆厂制造的上海明珠线轻轨车辆上应用了 WorldFIP总线。

4. ARCNET 网络

ARCNET网络是一种基于令牌传递（Token Passing)协议的现场总线，其最初是美国Datapoint公司在20世纪70年代末作为办公自动化网络发展起来的。ARCNET是一个真正开放标准协议，于1999年成为了美国国家标准ANSI/ATA-878.1。

国外方面，日本的高速列车所使用的列车通信网络主要采用ARCNET网络。 国内方面，我国南车集团四方车辆股份公司引进日本川崎公司的高速动车组(CRH2)中使用了 ARCNET网络。

5.CAN总线

CAN (Controller Area Network)即控制器局域网，是应用最广泛的现场总线之

一。该总线是在20世纪80年代初期由研发和生产汽车电子产品著称的德国Bosch公司开发的一种串行数据通信总线，在1993年成为了国际标准IS011898。主要应用于汽车监测和控制系统。

CANopen是一种架构在CAN上的高层通信协议，它是由CiA (CAN in Automantion)组织来制定与维护的，CiA组织以非盈利的形式负责幵发CANopen应用层协议规范。其中CiA421——CANopen轨道车辆集成网络规范，是专门为轨道车辆网络制定的子协议，用来连接由不同公司制造的像牵引控制、司控台、主变流器、门控器等车辆子系统。

近年来，CAN与CANopen协议在轻轨、地铁和货车等轨道车辆以及车门、空调、倾摆、制动、牵引和旅客信息等控制子系统中获得了广泛应用。

国外方面，瑞士 Stadler Rail公司的FLIRT城市轨道列车、德国SAB-WABCO公司的基于CANopen的制动控制系统、德国Selectron公司在车辆翻新改造项目中使用的基于CANopen的分布式控制系统、捷克Unicontrol公司开发的基于CANopen的模块化的控制系统Unitrackll、芬兰EKE电子公司开发的WTB/CAN网关、德国货运和法国国铁的货车车辆网络等[9]。另夕卜，Siemens、Alstom、Bombardier、Fiat、GE等公司在其内燃机车、轻轨车辆、地铁等产品中也使用了 CAN和CANopen。

国内方面，CANopen在长春轻轨、北京机场轻轨线都有应用，另外我国的一些动车组也采用了 CAN总线完成动车之间的重联控制。

6.我国列车通信网络的发展现状

我国对列车通信网络的应用是从机车微机控制系统开始的。1991年，株洲电力机车研究所与高校一起，在引进ABB公司的牵引控制开发工具的基础上，开发了我国首套电力机车微机控制系统，它作为样机应用在了 SS40038机车上，该系统具有了两级总线的雏形。到1996年9月，成功完成了车载微机系统试验，

之后该系统被广泛的用在了 SS4B、SS3B货运机车和SS8客运机车上。

到了 90年代中期，我国对动车组的研究开始升温，对列车通信网络的需求非常的迫切。这时期，不仅铁道部对列车通信网络开展了研究，其他的许多铁路相关单位与高校也开展了列车通信网络的自主开发、联合开发或国外技术引进等工作。

1995年由铁道部专门立项，株洲电力机车研究所与铁路相关单位联合进行研究，意在研制出具有自主知识产权的ARCNET列车通信网络。但可惜的是，虽然己经成功地制造出了网关等设备，但最终未能完成整个系统，让我国仍然处在无自主知识产权的列车通信网络的趟她境地。

到了 2002年，我国颁布了列车通信网络标准（TB/T3 03 5-2002)。2004年1月，国务院通过了《中长期铁路网规划》。同年9月，我国铁路通过公开招标，成功引进了速度为200km/h的动车组技术，由此，我国走上了 “引进-消化-吸收-再创新”的高速列车发展道路。引进的高速列车通信网络主要有Bombardier、Alstom和Siemens的TCN(WTB/MVB)网络、日本日立公司的ARCNET网络，我国正在通过消化吸收这些国外的技术，力求实现再创新开发出自主知识产权的列车通信网络，从而缩短与国际先进水平的差距。

(基于工业以太网的动车组列车级网络仿真研究-刘旺晖)

“新曙光”号是首列采用LonWorks列车总线技术的内燃动车组。在该项目中,LonWorks列车总线网卡插在成熟的内燃机车微机控制装置EXP机箱中。首尾动力车的重联通信通过LonWorks列车总线以显式报文方式实现,而EXP机箱内的主CPU通过机箱背部的并行FE总线访问网卡上的双口RAM实现信息交换。“神州”号的LonWorks列车重联通信与此类似,但采用了二路,即设置了一路LonWorks冗余通道。

“先锋”号是首列采用了株洲电力机车研究所的TEC列车通信与控制系统的动力分散交流传动电动车组。在该项目中,每节动车或拖车上都有一个列车总线节点,列车总线贯穿全列车连接各个节点。在每节动车或拖车内,各智能控制设备通过MVB或控制器总线与节点交换信息。在司机台显示器上可以选择查看全列车各个设备的状态。

“中原之星”号是第二列采用TEC技术的动力分散交流传动电动车组。该

项目与“先锋”号项目的主要区别是采用了MVB光缆连接一个车组单元内三节车的所有智能控制设备(大部分布置在车辆的地板底下),而整列车仅设置了2个列车总线节点,即每个车组单元只设置1个列车总线节点。从而从列车总线往下看,好象整个列车是由2个基本运转单元构成,简化了控制信号在列车总线上的传递。另外,“中原之星”号的车辆总线、列车总线、列车控制单元、某些重要设备控制用的数字输入/输出通道(如继电器)等采取了冗余措施。

“新曙光”号、“神州”号列车重联通信的成功,特别是“先锋”号、“中原之星”号的较为完备的列车通信与控制系统的成功,标志着我国列车通信与控制系统的发展已经进入实用化的新阶段。

（我国列车通信网络的发展及应用-路向阳）