Vonatintelligencia felsőfokon – 2. rész: MVB a kezdetektől

A vasúti üzemvitel speciális elvárásai miatt a ’80-as években nem volt olyan – nyilvánosan hozzáférhető – technológia, amely minden követelményt az elvárható mértékben kielégített volna. Az akkor elérhető kommunikációs szabványoknál a következő problémák gátolták a kötöttpályás járműveken való felhasználást:

• Nem megfelelő adatintegritási szint: az adat érvényessége (eredetisége, torzulatlansága) nem garantálható az elvárt szinten.
• Redundancia hiánya: nem lehetséges az azonos funkciójú eszközök egymástól független együttműködése, emiatt a kívánt biztonsági megbízhatósági szint nem érhető el.
• Lassú vagy nem determinisztikus adatátvitel: nem garantálható, hogy az adat időben megérkezik.
• Túl komplex protokoll, emiatt drága áramköri alkatrészek.

Kifejezetten a vasúti szerelvények belső kommunikációs követelményei alapján született meg a több részből álló IEC 61375 szabványrendszer, amely definiálja a gerinchálózat logikai felépítését és főbb tulajdonságait. Az általános TCMS architektúra leírásán kívül a dokumentumcsomag tartalmaz protokolldefiníciókat (MVB, WTB), megfelelőségi tesztspecifikációkat és újabb technológiákon alapuló adaptációkat (CANOpen, Ethernet).

Az MVB (Multifunction Vehicle Bus) egy kommunikációs protokoll, amelyet az IEC 61375-3-1 specifikáció ír le részletesen. A mai napig a TCMS hálózatok jelentős részén eszerint zajlik az eszközök közötti üzenetváltás. Az MVB buszok kitüntetett szerepe a protokoll robusztusságának és kifejezetten a vasúti igénybevételre tervezett paramétereinek köszönhető. A hálózathoz egyszerűen csatlakoztathatóak a különféle funkciókat ellátó eszközök. A lehetséges 4096 végpontból 255 programozható, intelligens állomás is lehet. A többi tipikusan egyszerű jeladó vagy beavatkozó egység. Kialakítástól függően egy ilyen hálózat hossza elérheti a kilométeres nagyságrendet is.

Az MVB buszokon minden esetben megtalálható egy master (mester) eszköz, úgynevezett adminisztrátor. Ez a vezérlő felelős a kommunikáció ütemezéséért a rendszerben: minden egyes slave (szolga) egység csak az adminisztrátor explicit kérésére küldi a saját adatát. Ezen túlmenően a master a hálózat állapotát is monitorozza.

Az MVB buszok sávszélessége 1,5 Mbit/s. Ez a mai, széles sávú internettel átszőtt világban egészen kevésnek tűnik, azonban a biztonságkritikus funkciók (például fékvezérlés) ellátásához elegendő, hiszen itt sokkal kevesebb adatot kell minden körülmény között garantált időn belül eljuttatni a címzetthez. Az MVB szabvány szerint a hálózaton az adatcsomagok késleltetése nem lehet több mint a másodperc ezredrésze. A kommunikáció jellemzően ciklikus üzenetváltásokkal történik, periódusideje a néhány 10 milliszekundumtól a másodpercig terjed. A redundancia követelménye szintén teljesül, ugyanis az adatok minden esetben két párhuzamos vezetéken futnak, emellett a kritikus elemeket sok esetben duplán építik be, így az egyik hibája esetén a második azonnal át tudja venni a szerepét.

Az adatok azonosítása egy egyedi címmel, az úgynevezett portszámmal történik. A buszra küldött csomagokhoz minden eszköz hozzáfér, saját konfigurációjuk alapján döntik el, hogy az adott információra feliratkoznak-e vagy sem. Egy üzenetnek egy küldője és tetszőleges számú fogadója lehet. Az adatok késése MVB buszokon nagy megbízhatósággal észlelhető, emellett a szabvány további diagnosztikai lehetőségeket is kínál, amelyekkel következtetni lehet az egyes eszközökben vagy a hálózatban (például kábelezésben) meglévő problémára.

A mai modern vonatokon egyre nagyobb az igény további – főképpen az utasok komfortját növelő – hálózati funkciók bevezetésére, és a gyártók szeretnék elkerülni a párhuzamos rendszerek kiépítését a szerelvényeken. Az ilyen megnövekedett elvárásoknak az MVB a korlátai miatt nem felel meg, így az új fejlesztésű vonatokon már egyre kevésbé alkalmazzák. Helyette az Ethernet-alapú hálózatok és kommunikációs protokollok térnyerése figyelhető meg.

* * *

KNORR-BREMSE Magyarország – Biztonságossá tesszük a gyorsuló jövőt. Csatlakozzon hozzánk! Klikk, és like a Facebookon!

Indóház Online – Hivatalos oldal: hogy ne maradj le semmiről, ami a földön, a föld alatt, a síneken, a vízen vagy a levegőben történik. Csatlakozz hozzánk! Klikk, és like a Facebookon!