随着计算机技术、控制技术与通信技术的快速发展及铁路列车高速、重载和安全的需求,铁路列车电气控制系统迎来了很好的发展机遇同样也面临着严峻的挑战。列车电气综合控制系统包括列车级的列车网络和车辆级的车载微机控制系统,它对电气系统运行中出现的各种故障及时进行诊断和指示,具有检测、控制、诊断保护、信息提示、联网通讯等功能,实现了电气控制系统的综合控制,可进行车厢之间的通讯,并逐步实现车对地、地对车的计算机联网通讯。列车电气综合控制系统的安全可靠及功能的完善是列车实现高速、重载及安全的必备条件,而目前我国在这方面的研究处于引进吸收的阶段,完全自主研发还非常有限。因此,对列车电气综合控制系统的研究有较高的经济价值及社会意义。 LonWorks技术拥有优异的开放性和可互操作性,目前广泛地应用于铁路运输、楼宇自动化及部分工业控制领域,并已经成为了我国铁路行业列车通信网标准的一部分。本文首先分析了列车电气控制系统的国内外现状,论述了研究的意义,接着对LonWorks技术进行了介绍,分析了利用LonWorks技术开发列车电气综合控制系统的可行性。并基于LonWorks控制网络,对列车电气综合控制系统进行了研究,分析和设计了列车电气综合控制系统的整体方案。给出了控制系统的功能设计,并从网络协议、服务方式、MAC子层三个方面分析了LonWorks的通信协议LonTalk对整个电气控制系统的实时性和可靠性的影响。 本文设计了列车综合控制系统的重要单元—LON网关,完成了多种方案的比较、分析,基于双口RAM的LON网关软硬件设计及实验室调试,实现了串口和LonWorks网络之间的协议转换,并预留有CAN总线接口,解决了由于当前车载微机控制产品的生产厂商众多,产品功能和接口的不确定问题。利用该网关能方便将现有的各种车载微机控制产品方便地接入LonWorks列车控制网络,实现列车电气控制的网络化,信息化,满足了铁路高速、重载形势下对列车综合控制系统的要求。