Főmenü megnyitása
A Siemens Velaro D-je. Ennek a fedélzetén is a TCN fut.

A vonatkommunikációs hálózat (Train Communication Network, TCN, németül Zugnetz) két terepi busz hierarchikus kombinációja a vonatokon belüli adatátvitelhez. Ez az egyes járművekben található többfunkciós járműbuszból (Multifunction Vehicle Bus, MVB) és a különböző járművek összekötésére szolgáló buszból (Wire Train Bus, WTB) áll. A TCN felépítését az IEC 61375 norma írja le.

A TCNSzerkesztés

Elöljáróban: A TCN alkalmazása leginkább német gyártókhoz köthető, ez a német a megnevezésekben is tükröződik.

A TCN majdnem kizárólag a vasút-technikában alkalmazott fedélzeti kommunikációs rendszer. A nagy gyártók (Siemens, Bombardier, Alstom, ABB, Adtranz, Ansaldo, CAF, Firema, Hitachi, Holec, ...) jellemzően (és többé-kevésbé) egységesen alkalmazzák az internationale Eisenbahnunion (UIC, Utrecht) és az Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC, Genf) által 10 év munkával tető alá hozott egységes rendszert.

A már születésekor is részben technikailag meghaladottnak tekinthető rendszer a vasúti kommunikáció egységesítésére (Interoperabilität) jött létre, azaz - elvileg - például egy Siemens mozdony is felügyelni tudja a rá kapcsolt intelligens Bombardier vonatkocsikat a rendszer segítségével. Egy modern vonatban jellemzően minden fukció a fedélzeti számítógép utasításai alapján történik (klima-beállítás, ajtónyitás, világítás állítása, fékezés). A főbb funkciókat speciális számítógépek (SG-k, Steuergeräte-ek) látják el, önjáró módon, és ezeknek a fedélzeti busz rendszeren keresztül a központi egység is adhat utasításokat:

 

A rajzon egy vasúti jármű hálózati vázlata látható, amely ugyan rendelkezik hajtással (ASG), de nincs saját vezérlőegysége (ZWG). Ilyenek például a Velaro-E Traktionswagen (TW) kocsijai. Az ASG gyártó-hagyományok szeint CAN busszal működik, így az MVB-ről egy gateway-en keresztül érhetők csak el. Minden ajtóhoz saját ajtóvezérlő (TSG) tartozik, ezek, csakúgy, mint a többi egység (külső világítás (AB), belső világítás (IB), segédüzem (HBU), út-kontroll (ZWG), galley-modul (SE)) az MVB-n érhető el.

A WTB felőli elérhetőséget a WTB csomópont és WTB gateway biztosítja, melynek fő feladata az adatok átjátszása a WTB-MVB között.

A WTB és MVB közötti összefüggés az alábbi ábrán követhető:

 

A teljes vonat hosszán a WTB nevű vonat-busz (Zugbus) szállítja az információkat. Ez a járművekben található gateway-eket köti össze egymással, és a kocsik között a 18 eres UIC csatlakozókon keresztül csatlakozik a járművek között.

A járműveken belül található a jármű-busz (Fahrzeugbus), az MVB, mely a gateway-eket köti össze az alegységekkel.

A TCN két buszból felépített rendszer, melynek elsődleges feladata a kis mennyiségű technológiai információ rövid időn belüli célba juttatása. Ezeknek a telegrammoknak a hossza 52 - 128 byte, és jellemzően néhány ms alatt célba is érnek.

TCN architektúraSzerkesztés

A TCN (Train Communication Network) széleskörű alkalmazásának köszönhetően ennek architektúrája is meglehetősen tág határokon belül variálható. Ezt szemlélteti az alábbi példa:

 

"Nyitott" vonatnak hívhatjuk a klasszikus egy mozdony + kocsik kombóból szerveződő szerelvényt. Hogy ez UIC kompatibilis legyen, minden kocsin végig kell vezetnie az UIC vezetéknek. Az, hogy az adott kocsiban felhasználásra kerül, vagy sem, már architektúra szempontjából mindegy. Ahol van WTB csomópont, az a kocsi persze részt vesz a WTB kommunikációban, ennek ismertetését lásd lejjebb. A WTB - erősítő nélküli maximális hossza 800 méter lehet. Mind a WTB-re, mind az MVB-re gateway-eken kersztül csatolhatók más buszok is, pl. CAN - ezt például a hajtóműgyártók előszeretettel alkalmazzák.

 

Egy megvalósítási lehetőség, hogy az MVB-vel kötünk össze több kocsit, azaz egy járműnek tekintünk egy több kocsiból álló szerelvényt. Ez a megoldás a villamosok esetén (pl. a Combino-nál is) dívik. Adott esetben a WTB elhagyható - a WTB fő célja a vasúti egységes szabvány megteremtése, és villamost viszonylag ritkán szoktunk vasúti pályán látni, leszámítva például a karlsruhe-i kétnormás villamost. Az MVB maximális hossza erősítő nélkül 200 méter.

 

Jellemzően a szuperexpresszek (ICE, Velaro, TGV) esetén a WTB erősítőkkel kerül átvitelre, így annak jelbiztonsága magasabb, és hossza is elérheti a 2000 métert (egy egytrakciós szerelvény kb. 200 méter hosszú).

A Siemens a SIBAS 32 rendszere még ennek a koncepciónak mentén kezeli a kommunikációt, de az új generációs SIBAS PN már szakít a hagyománnyal. Itt a WTB új generációja, az ETB (Ethernet Train Bus) kerül bevetésre, és az MVB-t leváltja a ProfiNet - ezzel felborítva a TCN koncepciót. Az első PN-es vonat az új generációs ICE 4 (korábbi nevén ICx), ami 2015-ben került forgalomba.

UICSzerkesztés

A párizsi székhelyű UIC (Union Internationale des Chemins de Fer) 1922. december 1.-én a vasúti normák egységesítését tűzte ki célul. Eleinte ez ügyben nem túl sok sikerrel járt, de az utóbbi talán 20 évben a gyártók és az alkalmazó vasúttársaságok kezdtek besokkalni a normák tömkelegétől, és egyre többen tértek át az UIC alkalmazására. 2009-ben már 194 tagja volt az UIC szervezetnek, erre erőteljesen rásegített az EU létrejötte, illetve, hogy az EU az UIC-t ajánlott norma szintjére emelte.

Az UIC egységesíti a vonatok azonosító-jelölő rendszerét (UIC-Baureihenschema), többek között egységes kommunikációs előírásokra tesz javaslatot.

Euro-Interlocking projektSzerkesztés

Az EU egyik UIC keretprogramja az ún. Euro-Interlocking projekt. A projekt tartalmazza a bizosítóberendezések (Eisenbahn-Stellwerken) egységesítését, ezen belül is az azonos működésre és az egységes adat-formátumokra helyezi a hangsúlyt.

A biztosítóberendezéseken keresztül (is) definiálja az egységes vágány-elrendezést, és a szignáltechnikai elemeket, mint a jelzések és az Eurobaliz. Az Euro-Interlocking fő csapásiránya a GENESIS és ESIS (European Signalling Interface Standards) projektek.

A projekt tartalmazza az európai egységes vasúti biztosítóberendezés-rendszer, az ERTMS/ETCS fejlesztését is. (Ennek "főpróbája" a Bécs-Budapest vasútvonalon került megvalósításra).

Az Euro-Interlocking partner vasúttársaságai

Banestyrelsen Denmark, Banverket Sweden, BLS Switzerland, CD Czech Republic, CFR Romania, DB Germany, JBV Norway, MÁV Hungary, NS-Pro Rail Netherland, ÖBB Austria, PKP Poland, Network Rail UK, REFER Portugal, RFF France, RFI Italy, RHK Finland, SBB/CFF Switzerland, SNCB NMBS Belgium, SZ Slovenia

Az Euro-Interlocking ipari partnerei

AEA, Technology Rail, Alcatel, Alstom, Transport Ansaldo, AZD Praha, Bombardier Transportation, I-logix, Invensys Rail Systems, OFFIS/OSC, Siemens Transportation Systems,Telelogic, Vossloh Information Technologies, SBB Infrastructure

UIC (MB) 556Szerkesztés

Az UIC 556-os szabvány (3. kiadás 2004) definiálja a TCN-t, annak részegységeit (WTB, MVB), és ezeknek a telgramm-formátumait. Ezeknek az ismertetése lejjebb, a vonatkozó pontok alatt található. Az MB jelölés a névben a német Merkblatt (tájékoztató) szóra utal, különösebb jelentősége nincs.

UIC-vezetékSzerkesztés

Az UIC-vezeték főleg a konvenciális vezérlés információátviteli eszköze, csupán a 11. funkció sorolható a TCN / WTB hatáskörébe.

A 18 funkciós UIC vezeték funkciókiosztása (DB):

 

poz. érpár

(polaritással)

funkció AC/

DC

Feszültség jelhossz/ frekvencia jellemzők eredet
1 1-2 alacsonyfrekvenciás

csatlakozás a végfok- erősítőhöz

AC 2 Veff 100…8000 Hz UIC Mbl. 568
2 3-4 távbeszélő kapcsolat

a vonatvezetőhöz / központhoz

DC
AC

AC

18…33V
0,5 Veff

0,775 Veff

állandó jel
100..5000Hz

100..5000Hz

vezérlőjel <50mA 24V esetén

küld fogad

UIC Mbl. 568
3 5+ - 6- hangszórók bekapcsolása DC 18…33V állandó jel I< 20mA 24 V esetén UIC Mbl. 568
4 7+ - 8- előhang a közleményhez DC 18…33V állandó jel I< 22mA 24 V esetén UIC Mbl. 568
5 9+ – 12- ajtók távzárása DC 15..33V impulzus Imp > 1200 Ohm / kocsi UIC Mbl. 560
6 10+ – 12- világítás távkapcsolása

"be"

DC 15..33V impulzus > 2 s Imp > 1200 Ohm / kocsi UIC Mbl. 555
7 11+ – 12- világítás távkapcsolása

"ki"

DC 15..33V impulzus > 2 s Imp > 1200 Ohm / kocsi UIC Mbl. 555
8 14+ – 12- ajtónyitás engedélyzése "bal" oldalon DC 15..33V impulzus > 2 s Imp > 1200 Ohm / kocsi
9 15+ – 12- ajtónyitás engedélyzése "jobb" oldalon DC 15..33V impulzus > 2 s Imp > 1200 Ohm / kocsi
10 16+ -12- visszajelzés: a vonat összes ajtaja zárva DC 12 éren keresztül nyugalmi áram
11 17/x – 18/y adatvezeték AC 6 Vpp - 9Vpp
48 Volt oldófeszültség opcionális
1 Mbit/s sodort vezetékpár / ellenállás

120 Ohm         +/- 10 %; kapacitás 65 pF/m

UIC Mbl. 558 és 556
12 S árnyékolás a 17/18 vezetékpárnak UIC Mbl. 558
13 13 általános árnyékolás az összes vezetékhez UIC Mbl. 558
14 9- -12+ vészfék felülbírálat DC 15…33V impulzus < 30s
15 10- - 12+ ep-fék DC 15…33V impulzus < 20s
16 11- - 12+ ep-kioldás DC 15…33V impulzus < 20s
17 9 – 10 vészfékezés jelzés AC 2 Veff 1000 Hz vészfékezés esetén az adott kocsi a vezetékpárt rövidre zárja
18 10 – 11 időosztásos mozdonyvezérlés

ZWS, ZMS, ZDS

AC < 950 mVeff 96 kHz, 120 kHz, 69,6 kHz, 165 kHz

WTBSzerkesztés

A WTB (Wire Train Bus) a standard szerint úgy került kialakításra, hogy nyílt pályán vagy vasútállomáson is lehessen csatlakoztatni. A vonat-busz eredetileg a német DIN V 43322 szabványnak felelt meg, majd később került az IEC 61375-ben megfeleltetésre. A elnevezés arra utal, hogy az eredeti szabványban a rézvetetékes átvitel mellett szerepelt az optikai szálas átvitel is, de ez a későbbiekben lekopott a szabványról.

A WTB alkalmazásához legalább 2 és legfeljebb 22 jármű szükséges, összesen maximum 32 WTB-csomóponttal. A maximális átviteli távolság 850 méter a forrástól a célig. Redundáns alkalmazás esetén ajánlott a megkettőzött csomópont alkalmazása - ebben az esetben a két egység közül az egyik aktív, míg a másik cold-standby állapotban várakozik.

 

A WTB maximális csillapítás-értékei a komponensekreSzerkesztés

  • WTB-csomópont : 0,3 dB
  • Jármű (rövidre zárt WTB-csomópontokkal) : 0,5 dB
  • Szerelvény : 20,0 dB

A WTB-csomópontok szoftverének üzemállapotaiSzerkesztés

üzemállapot jellemzése
száma megnevezése
0 Kikapcsolt Nem üzemképes a csomópont, ha az egyenáramú ellátóhálózat feszültsége a nominálérték 70%-a alá esik
1 Nyugalmi állapot A csomópont csak néhány parancsot fogad a WTB vezetékről, például az "átkeresztelés" utasítást. A WTB-csomópontok - akkumlátorkímélési célból - nyugalmi állapotban nem haladhatják meg a 10 W energiafelvételt.
2 Átkeresztelés A csomópont az átkesztelés pont alatt leírt azonosítási eljárást végrehajtja, és ennek eredményét a NADI-ban rögzíti.
3 Teljes üzem Tejleskörű üzem

UIC átkeresztelés / címzésSzerkesztés

Vasúti szlengben (UIC-Taufe) így hívják a járművek össze- / szétkacsolását, illetve az azt követő állapotot, amikor például a WTB megkísérel magához térni a sokkból, és beszámozni (megcímezni) a csomópontokat, majd helyreállítani a kommunikációt.

 

Rögtön két címzési metódus is létezhet:

  1. A TCN az aktív vezetőállástól hátrafelé, a vezetőállásnak a 01-es címet kiosztva kezdi a számozást, majd a vezetőállás előtti járműveket a maximális 63-as címtől visszafelé számozza be
  2. Az UIC számozás az utoljára ismert menetirány szerint számozza a járműveket a szerelvény elejétől

A WTB jellemzően a TCN címzést alkalmazza. Az aktív vezetőállással rendelkező jármű lesz a továbbiakban a vezető jármű, a többiek pedig a vezetett jármű státuszt kapják.

FunkciócímekSzerkesztés

A WTB az információkat funkció szerint csoportosítva küldi, azaz miden információnak van egy forrás-funkciója és egy cél-funkciója. A funkciócsoportok az alábbiak:

funkciócím funkció
01 vezetőállás (de: Führerraum)
02 vonatvezérlő (de: Zugsteuerung)
03 vontatóegység vezérlő (de: Triebfahrzeugsteuerung)
04 vontatóegység segédüzem (de: Triebfahrzeughilfsbetriebe)
05 hajtómű (de: Antrieb)
06 fékek (de: Bremsen)
07 energia-ellátás (de: Energieversorgung)
08 rádió-adatátvitel / rádiómodem (de: Datenfunk / Funkmodem)
09 diagnózis (de: Diagnose)
10 ajtók (de: Türen)
11 világítás (de: Beleuchtung)
12 akkusztikus sugárzás (de: Beschallung)
13 klímatechnikai egység (de: Klimatechnische Einrichtungen)
14 utastájékoztatás, utas kiszolgálás (de: Fahrgastinformation, Fahrgastservice)
15 vonat-busz csomópontok, UIC - Mapping - Server (de: Zugbusknoten, UIC - Mapping - Server)
16 út- és sebességmérés (de: Weg- / Geschwingigkeitmessung)
17 vonatbiztonság (de: Zugsicherung)
18 szaniter berendezések (de: Sanitäre Einrichtungen)
19 vezetőállás kijelző (de: Führerraumdisplay)
20 (kocsiszekrény) döntésvezérlés (de: Neigetechnik)
21 vonat-busz csomópontok - általános szervíz (de: Zugbusknoten - allgemeine Services)
22 - 99 fenntartva (de: Reserven)

A lenti példán egy szemelvény látható az UIC 556 leírásból. Az 1. 1/1 pontnál az Fkt pontok alatt láthatók a funkciócímek. Ezeknek van forrása (Quelle) és célja (Ziel). A "minden utas-ajtó zárása" parancs érkezhet valamelyik ajtótól (10 - MM), ez esetben a kalauz adja ki a parancsot az ajtóknál található "ajtózárás" gombbal, vagy a vonatvezető is kiadhatja a parancsot a vezetőállásból 01 - 64. A parancs az összes ajtóhoz (alle Wg - 10) el kell, hogy jusson.

 

WTB telegrammokSzerkesztés

A busz jellemzően az UIC556 szabványban meghatározott információtartalmat továbbítja. Ezeknek jelentős része időkritikus parancs és visszajelzés (R telegrammok), melyek 100 ms-os ciklusidővel kerülnek továbbításra. A nem időkritikus (esemény-) telegrammok (E-telegrammok) csak alkalmi jelleggel bukkannak fel, és mindig nyugtázási eljárást igényelnek. Az "R" telegrammok 100 ms-onként kerülnek elküldésre.

"R" telegrammokSzerkesztés

Az "R" (de:Regelmäßige) telegrammokat forrásuk szerint lehet elkülöníteni:

név telegramm forrása
R1 vezető jármű (itt talátható az aktív vezetőállás)
R2 vezetett, trakciós jármű (olyan jármű, ami nem tartalmazza az aktív vezetőállást, és rendelkezik hajtóművel)
R3 vezetett köztes jármű (minden egyéb, azaz olyan jármű, amiben nincs se aktív vezetőállás, se hajtómű)

Az "R" telegrammok tagolása:

 

Az "R" telegrammok tartalmának nagy része az UIC556 szabványhoz kötött. Ennek elsődleges célja, hogy eltérő gyártóktól származó járművek is tudjanak egymással "beszélgetni". Az UIC sajnos meglehetősen elavult, sok funkció hiányzik belőle, így jellemzően a gyártókra hagyja, hogy a tartalék területeket hogy osztja fel - és ezen a ponton rögtön borul is a szabványosításból származó előny, ugyanis ennek a területnek a felhasználásának a módját általában a gyártók nem osztják meg egymással.

Egyszerű példa, hogy a kerekes székek járműbe emelését lehetővé tevő hub-liftek működéséről nem rendelkezik a szabvány, így ennek a kezelését (engedélyezés, foglaltság jelzés) minden gyártó - már amelyik foglalkozott a problémával - más címre pakolta. Így könnyen megeshet, hogy az elvileg csatolható Siemens - Alstom trakcióban a Siemens vezetője kiadja a "hublift engedélyezés" parancsot, és az Alstom járművekben elindul a tűzoltó rendszer - például.

A vezető jármű küldi az összes többi járműnek az "R1" telegrammokat:

 

Azok pedig küldik vissza az "R3" telegrammokat, illetve azok a járművek, melyekben hajtás is található, "R2" telegrammokat küldenek vissza:

 

"E" telegrammokSzerkesztés

Az "E" (en:event, de: Ereignis) telegrammok eseményhez kötve kerülnek továbbításra, és nem ciklikusan, mint az "R" telegrammok.

Van belőlük

  • bilateral telegrammok: (magyarul kétoldalú) ezesetben egy küldő - egy fogadó forgalmaz
  • multicast telegrammok: egy küldő, és a egy megcímzett csoport kerül megszórásra
  • broadcast telegrammok: egy küldő, és meg mindenkinek a telegramm - spam

A multicast esetén a célcsoportot meg kell nevezni, például: 66 - minden jármű, 67 - minden kocsi, ..

Az "E" telegrammokat minden esetben nyugtázni kell, ennek menetét az alábbi példa szemlélteti:

 

A fenti példa ismét az UIC 556 szabvány leírásából származik. A 2.1 "E" telegramm egy adott UIC címről érkezik ("MM"), a világítástól (11), és megy az összes ("67 - alle Wg") kocsinak, a világítási szekcióknak. A parancs a normál és köztes világításra vonatkozik, ezt bármelyik kocsiból lehet az egész vonaton kapcsolni, például hogy a takarítószemélyzet lássa, hogy mit is művelnek. A telegramm tartalma lehet:

  • 1: villany fel
  • 0: villany le
  • 2: köztes világítás (ha ez aktív, akkor ez a világítás kapcsol fel. A lekapcsolás mindenkire egyaránt vonatkozik.)

A köztes világításhoz tartozik minden olyan fény, ami nem a normál- és a vészvilágítás része, például az ajtótér-világítás és az olvasólámpák.

A 2.1A telegramm erre válasz, a másik irányból, ahol minden érintett egység visszaigazolja a pillanatnyi állapotát.

WTB további funkciókSzerkesztés

A WTB telegrammok több, speciális információt is továbbítanak, mint például a NADI (node address & attribute directory) vagy PDM (process data marshalling).

MVBSzerkesztés

A járműveken belül található a jármű-busz (Fahrzeugbus), az MVB (Multifunction Vehicle Bus), mely a gateway-eket köti össze az alegységekkel.

rézvezetékes optikai szál alapú
vezeték sodort réz érpár, RS-485 átvitelre alkalmas optikai szál, aktív csillag csatoló
topológia busz csillag
terjedelem 30 méter, RS-485 alapú szegmens, maximum 32 csatlakozással 2 kilométer
redundancia duplikált média: két csatornán küld, de egyszerre csak egyen fogad. A redundáns master-ek rotációban váltják egymást.
átviteli sebesség 1.5 Mbaud
válaszadási idő jellemzően 4 µs, maximum 43 µs
címzés 4095 fizikai egység, 4095 logikai port, 8-bites cím az üzenetekhez
(hasznos) frame méret 16, 32, 64, 128 és 256 bit
közeghozzáférés szórványos telegrammok: CSMA/CR

periódikus telegrammok: polling master - master: token-bus

Az üvegszálas bázisú MVB lényegesen később jelent meg, mint a rézvezetékes (jellemzően optikai vagy "drótos" MVB-nak szokás a két változatot nevezni). Nagyon sok gyártó már nem tért át erre a változatra, hanem inkább megkísérelik kiváltani az MVB-t.

A Siemens például a WTB alá gateway-ekkel Profinet-et integrál az új fejlesztéseiben, az MVB helyett. Az MVB egy kétcsatornás busz-struktúrára épül, a kocsik között a vezetékeket szeparálva kell vezetni. Az adatcserét egy, vagy több egység koordinálja. Az adatátvitel jellege asszinkron, azaz minden résztvevő saját órajelet produkál. A válaszidő függ a busz hosszától és jellegétől (réz, optikai), de nem lehet hosszabb, mint 42.7 µs. A master frame vége és a slave frame kezdete közötti időnek 1.4 µs és 4 µs között kell maradnia. Az MVB adat-tartalma nem kötött, így a vasúttechnikában is minden gyártó azt szabadon definiálja. Az MVB jármű-busz, azaz a kommunikáció a járművön belül gyártóhoz van kötve. Két gyártó által előállított jármű közötti kommunikáció jellemzően (de nem teljeskörűen) a WTB / UIC bevetésével valósítható csak meg.

TechnológiaSzerkesztés

Az MVB alapvetően master-slave felállásban üzemel, ahol legalább egy master-t kell tartalmaznia a hálózatnak, ez ugyanis polling rendszerben kérdezi le a slave-eket. A biztonság emelése érdekében a hálózat több master-t is tartalmazhat, ez esetben ezek token-busz közeghozzáférési eljárást alkalmaznak.

Periódikus és szórványos adatátvitelSzerkesztés

A periódikus adatok jellemzően a vonat technológiailag fontos információit és parancsokat (processz-adatokat) továbbítanak, 16 bites vagy 256 bites terjedelemben. Az UIC meghatározza, hogy ezeknek az időkritikus tartalmaknak - a körülményektől függetlenül - 16 ms alatt el kell jutniuk a járművön belül két aplikáció között. A teljes vonaton belül, járműbusz - vonatbusz - járműbusz (pl. MVB - WTB - MVB) relációban ugyanezekre az adatokra 100 ms a mximális szintidő.

A szórványos adatátvitellel jellemzően üzenetek (pl. diagnózis, network-management) információk kerülnek továbbításra. Az üzenetek hossza változó lehet, néhány bájttól akár megabájt méretig. Ezeknek az üzeneteknek a továbbítására nincs "szintidő", a processz-adatok továbbítása melletti fennmaradó időben kerülnek átvitelre.

 

A busz-master a teljes forgalmazási időt 1 ms-os bázis-periódusokra osztja. Ezeket a bázis-periódusokat további két részre osztja a periódikus és a szórványos adatok között. A periodikus fázis nem haladhatja meg a bázis-periódus 2/3-át. A periódikus időben a master egy előre definiált sorrendben kéri el az adatokat a slave-ektől, minden adatnak meghatározható egy (átvitel-sűrűségi) periódus, mely 1 ms - 1024 ms között állítható.

A fennmaradó idő a szórványos adatok átvitelét szolgálja. Amennyiben senkinek nincs közlendője, úgy ez az idő kihasználatlan marad. Ha két egység egyidejűleg próbál forgalmazni, versenyezniük kell az adás jogáért - ezt az eljárást arbitrációnak hívjuk. Az arbitrációból következik, hogy egy alacsonyabb prioritású slave jópár ciklust is várhat adott esetben a szórványos típusú kérdésének a válaszára.

Processz-adatok átvitele célcímzésselSzerkesztés

Ez az eljárás több időkritikus busznál ismert, így például a WorldFIP és a Fieldbus Foundation (IEC 61158) is alkalmazza. Lényege, hogy első lépésben a master egy processzadat címét küldi ki egy telegrammnak, melyet (természetesen) az összes slave megkap.

 

A processzadat forrásának a slave-je tudja, hogy eljött az ő ideje, tehát válaszában elküldi a kért (címzett) processz-adatot. Azok a slave-ek, melyeknek szintén szükségük van az adott processz-adatra, fogadják a telegrammot és feldolgozzák / továbbítják a tartalmát, a nem érinetett slave-ek meg ez alatt a kérdés / válasz ciklus alatt - mint az országgyűlési képviselők egész életük alatt - nem csinálnak semmit.

 

Processzváltozók aktualizálása és a forgalmazó memóriaSzerkesztés

 

A forgalmazó memória (Verkehrsspeicher) egy köztes tároló az applikáció és a buszkontroller között. Az applikációk jellemzően ciklikus programvégrehajtással futnak, és ez a ciklus csak a legritkább esetben egyezik meg a busz frissítési elvárásaival. A forgalmazó memória gyakorlatilag egy köztes "fiók", ahová mindkét fél bepakolhatja az aktuális információtartalmat, és kiveheti onnan a legutoljára frissített adatokat. Az adatok bekerülését minden adathoz időbélyeg rögzíti. Minden változóhoz csatolható egy check-változó is, melyben az adatminőség ("elavultság") értékelhető.

A hatékonyabb adatátvitel érdekében a processz-telegrammok jellemzően egyszerre több - maximum 4096 - processzadatot továbbítanak.

MVB TelegrammokSzerkesztés

A telegrammok felépítéseSzerkesztés

A Manchester (-I) kódolásból adódóan az órajel a telegrammokból is állítható, így az állandó szinkronizálás biztosított.

A telegrammokat egy fejléc (delimiter) nyitja, és egy ellenőrző-szekvencia (end-delimiter) zárja. A fejléc a szinkronizálást szolgálja és eltérő a fejléce a master és slave telegrammoknak.

Az ellenőrző szekvenciát a küldő állomás legalább 64 bit adattartalomból generálja a "TC57 telecontrol" eljárással:

 

Masterframe/SlaveframeSzerkesztés

Az MVB kétfajta frame-et forgalmaz:

  • Masterframe: a master egység küldi a 4 bites funkciókóddal (a slave-ek fogadják)
  • Slaveframe: a funkciókóddal beazonosított slave küldi (az adott adatot fogadó egység - egységek fogadják)

 

Midkét telegrammtípus broadcast forgalmazási típus jelleggel kerül ki a buszra.

Biztonsági koncepcióSzerkesztés

EurocabSzerkesztés

Az ETCS (European Train Control System) keretein belül az egységes európai vasúti jelzésrendszer (Vereinheitlichung der Europäischen Eisenbahnsignalisierung) megfelelő biztosítására született az Eurocab-bizonsági koncepció (Eurocab-

Sicherheitskonzept). Ez a koncepció feltételezi, hogy bár az egységek meghibásodási valószínűsége magasabb, mint a buszon bekövetkező hibáé, de egy ilyen busz-meghibásodás valószínűsége is magas.

Megoldásként két, eltérő egység küldi a telegrammokat egymást követően a buszon, feltételezve, hogy a két táviraton az azonos meghibásodás (busz-átviteli hiba) esélye igen alacsony.

 

A biztonsági bemenet jelzése bekerül mindkét küldő állomásra (adott esetben ez lehet "F" bemenet)

  1. A busz adminisztrátor utasítást ad az első processzadat elküldésére
  2. Az "A" egység elküldi a bemeneti információt is tartalmazó telegrammot (a többi egység eldobja a felszólítást)
  3. A "C" egység azonosítja a processzadatot és beolvassa a buszról (a többi egység eldobja a telegrammot)
  4. A "C" egység feldolgozza a beérkező információt, és az eredményt továbbítja a "biztonsági összehasonlító" egység felé
  5. második processzadat azonosítója
  6. "B" egység küldi azt
  7. "D" egység fogadja az információt
  8. "D" egység feldolgozza a beérkező infomációt (jellemzően eltérő metódussal, mint a "C" egység), eredményt továbbítja
  9. A két beérkező eredmény birtokában a "biztonsági összehasonlító" elvégzi a kiértékelést, és azonosság esetén - az esetleg
  10. a telegrammhoz tartozó biztonsági kimenetet állítja. Eltérés esetén a biztonsági kimenet állapotát nem változtatja, hanem hibaüzenetet küld a felügyeleti rendszer felé.

A fenti megoldásnak egy még emeltebb biztonságú változata, ha a buszrendszert is rendundánssá tesszük, megkettőzzük:

 

MVB standardokSzerkesztés

IEC 61375-1

Electronic railway equipment - Train communication network - Part 1: TCN Train Communication Network General Architecture

IEC 61375-2-1

Electronic railway equipment - Train Communication Network - Part 2-1: WTB - Wire Train Bus

IEC 61375-2-2

Electronic railway equipment - Train communication Network - Part 2-2: WTB - Wire Train Bus conformance testing

IEC 61375-3-1

Electronic Railway Equipment - Train Communication Network - Part 3-1: MVB - Multipurpose Vehicle Bus

IEC 61375-3-2

Electronic railway equipment - Train communication Network - Part 3-2: MVB - Multipurpose Vehicle Bus Conformance Testing

IEC 61375-3-3

Electronic Railway Equipment - Train Communication Network - Part 3-3: CCN - CANopen Consist Network

IEC 61375-3-4

Railways applications - TCN vehicle bus based on ISO/IEC 15802-1 and ISO/IEC 8802-2/3 series LAN

JegyzetekSzerkesztés

ForrásokSzerkesztés

Weblapok és cikkekSzerkesztés