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第1章 绪论1

1.1 网络控制系统概述1

1.1.1 网络控制系统的概念1

1.1.2 网络控制系统的产生和发展2

1.1.3 网络控制系统的组成结构及层次模型5

1.1.4 网络控制系统的特点6

1.2 控制网络与信息网络8

1.2.1 控制网络与信息网络的区别8

1.2.2 控制网络与信息网络的互联10

1.3 列车网络控制系统概述11

1.3.1 列车网络控制系统的结构和功能11

1.3.2 列车网络控制技术的发展11

1.3.3 我国列车网络控制技术的应用13

1.4 几种典型的列车网络控制系统15

1.4.1 SIBAS系统15

1.4.2 MITRAC系统15

1.4.3 AGATE系统16

1.4.4 TIS信息系统17

1.4.5 DTECS系统18

第2章 网络与通信基础19

2.1 计算机网络概述19

2.1.1 计算机网络的定义19

2.1.2 计算机网络的功能20

2.1.3 计算机网络的系统组成21

2.1.4 计算机网络的逻辑结构22

2.1.5 计算机网络的分类23

2.2 数据通信基础23

2.2.1 基本概念23

2.2.2 通信系统的基本组成24

2.2.3 数据通信系统的性能指标25

2.2.4 数据编码与调制技术27

2.2.5 数据的传输方式29

2.2.6 串行通信数据传输方式30

2.2.7 同步方式30

2.2.8 数据传输的基本形式31

2.2.9 数据交换技术32

2.2.10 信道复用技术36

2.2.11 差错控制技术39

2.3 计算机网络体系结构41

2.3.1 网络体系结构的基本概念41

2.3.2 系统互联参考模型44

2.4 网络硬件设备介绍49

2.4.1 网络传输介质49

2.4.2 网络连接设备52

2.5 拓扑结构55

2.5.1 拓扑结构55

2.5.2 介质访问控制方法57

2.6 串行通信接口59

第3章 微机控制基础63

3.1 微型计算机概述63

3.1.1 微型计算机系统的三个层次63

3.1.2 微型计算机系统的组成64

3.1.3 微型计算机系统各组成部件简介65

3.1.4 微型计算机系统中数值的表示方法69

3.1.5 微型计算机的特点70

3.1.6 微型计算机的分类70

3.2 微机控制系统概述71

3.2.1 自动控制系统的基本概念71

3.2.2 微机控制系统的基本概念74

3.2.3 微机控制系统的组成75

3.2.4 计算机控制系统的特征77

3.3 几种典型的计算机控制系统79

3.3.1 操作指导控制系统79

3.3.2 直接数字控制系统79

3.3.3 监督计算机控制系统80

3.3.4 集散控制系统81

3.3.5 现场总线控制系统82

3.4 输入／输出通道83

3.4.1 模拟量输入通道84

3.4.2 模拟量输出通道88

3.4.3 数字量输入通道90

3.4.4 数字量输出通道94

3.5 计算机接口96

3.5.1 I/O接口的基本功能96

3.5.2 I/O端口的概念和编址方式97

3.5.3 数据传送的控制方式98

3.6 微机控制应用举例100

3.6.1 中小功率直流电动机的速度调节100

第4章 列车通信网络106

4.1 列车通信网络概述106

4.1.1 应用列车通信网络的必要性106

4.1.2 列车通信网络的概念和任务106

4.1.3 列车通信网络的特点107

4.1.4 常见的列车通信网络107

4.2 LonWorks网络116

4.2.1 LonWorks概述116

4.2.2 LonWorks网络拓扑结构117

4.2.3 Neuron芯片119

4.2.4 LonTalk协议121

4.2.5 LonWorks产品129

4.3 ARCNET网络129

4.3.1 令牌总线简介130

4.3.2 ARCNET协议131

4.3.3 ARCNET帧的类型及其结构131

4.3.4 ARCNET的工作机制132

4.3.5 ARCNET网络的性能分析135

4.4 CAN总线136

4.4.1 CAN总线的发展概况136

4.4.2 CAN总线通信的特点137

4.4.3 CAN总线的体系结构137

4.4.4 CAN报文帧的类型与结构139

4.4.5 CAN的非破坏性位仲裁机制142

4.4.6 SJA1000 CAN通信控制器143

4.4.7 CAN总线收发器82C250145

4.4.8 CAN节点设计147

4.5 列车通信网络TCN149

4.5.1 TCN的标准化进程149

4.5.2 TCN的内容及适用范围149

4.5.3 TCN的网络拓扑结构151

4.5.4 TCN的网络体系结构152

4.5.5 MVB总线152

4.5.6 WTB总线161

4.6 工业以太网170

4.6.1 工业以太网概述170

4.6.2 通信非确定性的缓解措施173

4.6.3 TCP/IP协议的体系结构174

4.6.4 IP协议176

4.6.5 其他协议180

4.6.6 PROFINET182

第5章 CRH系列动车组网络控制系统188

5.1 CRH2动车组网络控制系统188

5.1.1 CRH2动车组概述188

5.1.2 CRH2动车组网络控制系统概述190

5.1.3 CRH2动车组网络控制系统的拓扑结构192

5.1.4 CRH2动车组网络控制系统主要节点设备198

5.1.5 信息传输及其冗余特性201

5.2 CRH1动车组网络控制系统205

5.2.1 CRH1动车组概述205

5.2.2 CRH1网络控制系统概述206

5.2.3 TCMS的网络拓扑结构208

5.2.4 TCMS的MITRAC网络控制设备210

5.3 CRH5动车组网络控制系统218

5.3.1 CRH5动车组概述218

5.3.2 CRH5动车组网络控制系统概述219

5.3.3 CRH5动车组网络控制系统的拓扑结构222

5.3.4 CRH2动车组网络控制系统主要部件224

5.3.5 CRH5动车组TCMS的冗余性及故障对策228

5.3.6 CRH5动车组维修信息的传输229

第6章 列车自动运行控制系统232

6.1 列车自动运行控制系统概述232

6.1.1 世界高速铁路列车控制系统应用及发展233

6.1.2 列车运行自动控制系统的功能235

6.1.3 列车运行自动控制系统的分类236

6.1.4 常见的列车运行自动控制系统239

6.2 中国列车运行控制系统244

6.2.1 CTCS列控系统的应用等级划分246

6.2.2 CTCS应用等级划分的特点247

6.2.3 CTCS2列控系统248

6.3 地铁运行自动控制系统253

6.3.1 列车运行自动控制系统ATC253

6.3.2 列车自动防护子系统ATP257

6.3.3 列车自动驾驶子系统ATO258

6.3.4 列车自动监控子系统ATS260

附录 书中常见缩写对照表264

参考文献265