列车通信网络的技术特点与应用分析
列车通信网络（Train Communication Network，TCN）是一种面向控制、连接车载设备的数据通信系统，是分布式列车控制系统的核心。它集列车控制系统、故障检测与诊断系统以及旅客信息服务系统于一体，以车载微机为主要技术手段，并通过网络实现列车各个系统之间的信息交换，最终达到对车载设备的集散式监视、控制和管理。
TCN主要由两条总线组成：绞线式列车总线（Wire Train Bus，WTB）和多功能车辆总线（Multifunction Vehicle Bus，MVB）。WTB是用于连接各节可动态编组车辆的列车级通信总线；MVB是用于连接车辆内固定设备的车辆级通信总线。TCN的拓扑结构如图1所示。
TCN具有以下几个技术特点：
1.实时性。TCN能够保证数据在规定的时间内传送到目标节点，并且能够处理不同优先级的数据。TCN采用了实时协议（Real Time Protocol，RTP）作为两个应用系统间的通信协议和服务。RTP提供了两种主要的应用通信服务：变量（分布式进程数据库）和消息（呼叫/应答及多播消息）。变量服务用于传送具有确定传输延时的短数据，如过程数据、状态数据等；消息服务用于传送可能冗长但不频繁的数据项，如配置数据、诊断数据等。
2.可靠性。TCN能够保证数据在传输过程中不丢失、不重复、不错乱，并且能够处理网络故障和异常情况。TCN采用了循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check，CRC）和确认机制来提高数据传输的可靠性。TCN还采用了双线冗余或双环冗余来提高网络结构的可靠性。双线冗余指每个节点都有两条物理线路连接到相邻节点，当一条线路出现故障时，另一条线路仍然可以保持通信；双环冗余指每个节点都有两条物理线路连接到相邻节点，并且形成两个独立的环路，当一个环路出现故障时，另一个环路仍然可以保持通信。
3.可管理性。TCN能够对网络中的节点和设备进行配置、监测和诊断，并且能够适应网络的动态变化。TCN采用了自动组态和手动组态两种方式来实现网络的管理。自动组态指网络能够根据节点的物理连接情况自动识别网络结构，并且能够在运行时适应网络结构的变化；手动组态指网络的结构和参数需要预先设定，并且在运行时不会发生变化。
4.通用性。TCN能够支持不同类型、不同厂商、不同标准的车载设备，并且能够与其他通信系统进行互联和互操作。