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IEC 61375-1中文版:铁路列车通信网络与实时协议详解
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更新于2024-07-22
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IEC61375-1中文版是国际电工委员会(IEC)制定的一份关于铁路电气设备列车通信网络的标准,于1999年发布。该标准主要关注列车总线系统,即列车通信网络,旨在确保电气设备之间的高效、可靠和标准化通信,以支持机车车辆间的信息交换和控制。 该标准的核心内容包括以下几个方面: 1. 总则:章节1详细阐述了标准的适用范围,引用了相关的其他技术标准,并定义了一系列关键术语和符号,如基本数值约定、命名规则、时间命名、过程接口以及数据传输规范。此外,还介绍了整体设计思路,包括设备间接口、机车车辆接口、实时协议、网络管理和设备配置,以及标准设备的结构要求。 2. 实时协议:这部分着重于列车通信中的实时性,包括协议的概述、变量服务接口、过程数据链路层处理、应用接口等。消息协议和服务详细规定了消息的发送、接收、处理流程,包括参考站、消息包结构、网络层、会话层和应用层的交互。 3. 多功能车辆总线:这一部分深入探讨了物理层实现,包括网络拓扑设计和设备分类,强调了总线系统的物理连接和设备角色划分。 4. 数据表示和编码:对于数据的表示和编码进行了详细的规范,包括数据的存储、排序、不同类型数据的符号表示、构造类型和对齐规则,以及特殊类型数据的处理方法。 IEC61375-1标准的实施对于提升铁路系统的安全性、可靠性和效率至关重要,它为列车控制系统提供了一个统一的通信框架,有助于制造商设计出兼容的设备,并简化系统集成。通过遵循这个标准,不同供应商的产品能够无缝协作,提高了整个铁路网络的性能和维护便利性。同时,标准也促进了全球范围内铁路通信技术的标准化和互操作性。
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61375-1@IEC:1999 - 15 -
株洲电力机车研究所 2001 年 6 月
剩余错误率 对每个发送位,使完整性破坏(不能识别出错位)的概率。
路由器网络层两个总线间的连接,它根据网络地址,从一 个总线向另一总
线转发数据报文。
扫描 以确定的顺序对各设备轮询,进行管理。
节 段的一部分,节与节的连接为无源的,且无需端接器。
段 可以挂设备的一段电缆,段的两端须接等于其特征阻抗的端接器,
段可由几个节(无端接器)用连接器连接而成。
分段 将长消息分割成几个较短的帧,以便发送。
发送队列 设备发送消息数据的队列。
服务 子系统(即通信层)提供给用户的能力和特性。
会话报头 会话层中消息数据帧的一部分。
会话层 OSI 模型中负责建立和关闭通信的层。
A 侧 相对 WTB 节点的车辆的一侧。
B 侧 相对 WTB 节点的车辆的另一侧。
从设备 从总线上接收信息或向总线发出信息以响应主设备请求(也称轮询)
的设备。
从帧 从设备发送的帧。
从起始分界符 MVB 上从帧的起始分界符。
源设备 链路层中帧的发送者(见目标设备)。
偶发性传送 当一个网络外部事件需要时进行的发送(也叫非 周 期的、事件驱动
的、要求驱动的发送)。
偶发性数据 根据需要传送消息数据或监视数据的数据帧。
偶发相 基本周期的后一半,专用于需要时传送消息数据和总线管理数据。
星耦器 把一根光纤的光再分配到其它若干根光纤中去的设备。
起始分界符 MVB 中通知一帧开始的分界符。
61375-1@IEC:1999 - 16 -
株洲电力机车研究所 2001 年 6 月
站 一个有消息通信能力的 设备,它与简单设备不同,它支持一个代理
者的功能。
站索引 给链路地址展示站标识符或相反展示的索引。
站标识符站标识符为 8 位
站状态字 描述站的状态及能力的 16 位字符。
强总线主 强节点是当前的总线主,在它被降到弱节点状态前, 不会放弃总线
主权。
强节点 由应用选出成为强总线 主的节点。一 个总线段中只可以有一个强总
线主。
残段 在电气总线抽头处分支的 T 形连接,用于将一个设备连到线路上。
用户 收取广播数据集的一个宿实体(见发布者)。
监视数据 链路层监视所需的在总线上传送的数据(如 MVB 的仲裁及 WTB 初
运行)。
系统地址 经营者与代理者间交换管理消息的网 络地址,由节点地址及站标 识
符组成。
抽头 从段上进行抽头的地方,抽头是一个三路电分岔。
报文 由主帧和从帧构成的整体。
端接器 封闭一段电传输线的电路,理想值为其特征阻抗。
端接开关 WTB 上段的末端插在端接器中的开关。
拓扑 描述挂在列车总线上节 点的数据结构 ,包括它们的 地址、取向、位
置及节点描述符。
拓扑结构 一个给定网络支持的可能的电缆互连形式及设备数。
拓扑计数器 节点中的计数器,它在每次新的初运行时增 1。
通信存储器 由网络和用户二者共同访向的共享存储器,它包含过程数据端口。
列车通信网络 连接铁道机车车辆车载可编程电子设备的数据通信网络。
列车总线 连接列车中各机车车辆的总线,它遵守 TCN 协议,特例:WTB。
61375-1@IEC:1999 - 17 -
株洲电力机车研究所 2001 年 6 月
列车网络管理 TCN 网络管理的各种服务。
收发器 发送器与接收器的组合。
发送器 可在物理介质上发送信号的电子器件。
传送数据 传送层中传送的与它无关的数据。
传送报头 与传送层有关的消息数据帧的一部分。
传送层 OSI 模型中负责端对端流量控制和差错恢复的层。
主干电缆 沿车辆布置的电缆,不同于扩展电缆或跨接电缆。
用户地址 功能之间交换用户消息 的网络地址,由节 点地址( 或组地址)及功
能标识符组成。
用户消息 用户功能之间交换的消息。
变量群 TCN 中的发送服务。
变量偏置 过程变量在数据集内的位偏移量。
车辆总线 连接在一个车辆或一组不可分开的车辆内设备的总线,它遵守 TCN
协议,特例:MVB。
车辆描述符 与应用有关的一个特定车辆的信息,如长度和重量。
弱总线主 弱总线主是指当它发现有更强的主设 备时准备放弃总线主权的当前
主设备。
弱节点 弱节点是可以自发地成为总线主,但在它检测到更强的节点时将释
放总线的节点。
绞线式列车总线(WTB)适用于机车车辆经常连挂和解连(如 UIC 国际列车)的列车总线。
1.4 符号与缩写
ALI 应用层接口,供应用使用的所有网络服务的语义定义(表示过程、常数及数
据类型的原语的集合)。
AMA 应有层消息适配,应用执行消息服务时直接调用的代码。
AMI 应用消息接口,定义了消息服务。
ANSI 美国国家标准研究所,美国的一个标准化组织。
61375-1@IEC:1999 - 18 -
株洲电力机车研究所 2001 年 6 月
ASI 应用管理接口,定义了管理服务。
ASN.1 数据表示中的缩写语法表示 1(ISO/IEC8824)。
AVA 应用变量适配,应用执行过程变量服务时直接调用的代码。
AV I 应用变量接口,定义了过程变量服务。
BER 基本编码规则,ASN.1 数据类型的传送句法(ISO/IEC8825)。
BR 位速率 数据通过介质的速率,以每秒位数(bit/s)或赫芝(Hz)表示。
BT 位时间 传送 1 位的期限,以μs 表示。
ITU 国际远程通信联盟,设在日内瓦的远程通信国际标准局。
CRC 循环冗余校验,基于多项式除法的一种数据完整性校验方法。
DIN 德国国家标准局。
EIA 电子工业联合会,美国的标准局。
EMD 电气中距离,MVB 的介质之一。
ESD 电气短距离,MVB 的介质之一。
EP UIC648 活页所描述的电空制动电缆。
ERRI 欧州铁路研究所,实验室设在荷兰的乌德勒支。
FCS 帧校验序列,差错检测代码附在所传送的数据后,见 ISO/IEC3309 的规定。
GCT 一致性测试导则,一致性测试规定在本标准附录 B
HDLC 高级数据链路控制,链路层协议,它的帧格式见 ISO/IEC3309 的定义。
IEC 国际电工委员会,日内瓦。
IEEE 电气与电子工程师协会,纽约。
ISO 国际标准化组织,日内瓦。
LLC 逻辑链路控制,链路层中管理数据交换的子层。
61375-1@IEC:1999 - 19 -
株洲电力机车研究所 2001 年 6 月
LME 层管理实体,代表网络管理来管理一个层的实体。
LMI 层管理接口,由 LME 提供的服务。
MAC 介质访问控制,数据链路中管理那个装置有权发送到总线的子层。
MAU 介质附件,节点的一部分,它电气上与总线接口,并提供/接收二进制逻辑信
号。
MIB 管理信息库,网络管理访问的所有对象的集合。
MVB 多功能车辆总线,车辆总线之一。
NRZ 不归零制,是最简单的编码制式,每位以一种电平表示“1”,而用另一种电
平表示“0”,或相反。具有独立时钟。
OGF 光纤玻璃纤维,MVB 的介质之一。
ORE 试验研究事务所,UIC 实验室设在荷兰的乌德勒支。
OSI 开放式系统互连,由 ISO/IEC7498 定义的通用通信模型。
PCTR 协议一致性测试报告,由 ISO/IEC9646 定义。
PICS 协议执行一致性的叙述,由 ISO/IEC9646 定义。
PTA 过程数据的通信存储器适配,访问一个通信存储器的软件部分。
RIC UIC 编辑的国际交通中客车和货车互相使用的规则。
RTP 实时协议,本标准第二章给出的公共的通信协议。
SDL 规范及描述语言,由 ITU—TZ100-104 附录 D 通信协议定义的规范语言。
TCN 列车通信网络,通信的车辆及列车总线的集合。
TNM 列车网络管理。
UIC 国际铁路联盟,国际铁路运行联合会。
WTB 绞线式列车总线。
1.5 约定
1.5.1 基本的数值
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