列车通信网络借助某种通信介质将列车内各功能单元或可编程设备连接起来形成网络控制系统，实现车载设备之间的信息交互与共享，共同完成对整列车的牵引与制动控制，实现对列车运行速度的调节，并对包括车门、空调等车载设备进行相应的控制、状态监视、故障诊断、旅客信息服务。

列车网络控制技术是随着对列车运行安全可靠、性能不断提高等要求以及计算机技术、通信技术、控制技术的发展而发展起来的，通过标准化、模块化的软硬件，实现对整列车的速度控制、车辆的控制、传动装置的控制等分级控制和状态监测。

通信网络技术从简单串行通信发展到网络化并形成了企业标准和国际标准。绞线式列车总线（Wire Train Bus，WTB）及多功能车辆总线（Multifunctional Vehicle Bus，MVB）是以SIMENS和ADtranz等公司的原有技术为原型，经共同开发后形成的；法国铁路多采用ALSTOM的WorldFIP协议作为列车级总线和车辆级总线协议；日本铁路列车的车载网络以工业控制网络ARCNET令牌环网作为主干网，车辆总线采用基于高级数据链路控制（High-Level Data Link Control，HDLC）的RS485总线；美国铁路运输以货运为主，大量采用包括Lonworks、CAN、无线通信等通用技术或在通用技术基础上的改进技术。

中国铁路在中国标准动车组上采用WTB/MVB+工业以太网的架构，各国铁路也在实践实时以太网作为列车车载通信网络。

列车网络控制系统结构示意图

①中央控制单元（Central Control Unit，CCU），列车网络控制系统中列车级的具有控制、通信、诊断、维护和调试功能的核心设备。中央控制单元的主要功能为：对整列车的牵引、制动、高压、辅助供电、车门、空调、照明等系统进行逻辑控制、状态监测、故障诊断；CCU作为列车通信网络的主设备节点，统一调度管理整个网络中所有节点的通信过程；CCU通过网络通信实时收集列车整车范围内各个子系统的运行数据，监测各系统的运行状态，当异常发生时发送故障信息给列车司机显示屏并记录故障，同时按照事先设定的导向安全措施保护列车正常运行。

②车辆控制单元（Vehicle Control Unit，VCU），列车网络控制系统中车辆级的核心设备。车辆控制单元的主要功能是执行车辆级的牵引、制动、调速控制、逻辑控制等。在列车通信网络中，MVB为主从式通信网络，VCU为本车辆主从式网络的主设备节点，统一调度管理MVB网络中所有节点的通信过程。

③牵引控制单元（Traction Control Unit，TCU）也称驱动控制单元（Drive Control Unit，DCU），列车网络控制系统中驱动控制级的核心设备。牵引控制单元根据接收到的牵引、惰行、制动等指令，结合列车不同运行工况控制牵引系统的牵引变流器和牵引电机等电气设备动作并监测其工作状态，实现对列车牵引力与运行速度的调节。

④制动控制单元（Breaking Control Unit，BCU），列车网络控制系统中制动控制的核心设备。制动控制单元根据接收到的制动指令（如司机制动手柄、信号装置的动力制动、空气制动请求）和当前列车的运行速度、载重等状态信息，计算并生成制动缸压力，分配和调整电空制动力、摩擦制动力，进行制动系统诊断和滑行保护。

⑤辅助系统控制单元（Auxiliary Control Unit，ACU），列车网络控制系统中辅助系统控制设备。列车辅助系统控制单元主要对列车辅助电源系统的变流器输出进行变频变压和定频恒压调节、对蓄电池充电机进行控制和管理。

⑥司机显示屏（Driver Display Unit, DDU），也称为人机接口装置（Human Machine Interface，HMI），列车网络控制系统中连接在车辆级总线的节点装置，一般设置在司机室和机械师室（或监控室）。HMI可提供司机操纵模式、机械师模式、维护模式等多种显示模式，以图形化或数字化的方式显示列车主要运行状态信息和诊断信息，如受电弓升弓降弓、主断路器闭合断开、车辆速度、牵引、制动、辅助系统、车门、空调、照明等状态。还可以通过人机接口显示屏发布部分控制操作指令，如受电弓、主断路器、车顶隔离开关的升降与开合，空调的温度调节，恒温恒速设定、设备切除等。是列车网络控制系统中的重要设备之一。

⑦输入输出模块（IOM），列车网络控制系统中连接在车辆级总线的节点装置。通过该设备将不具有网络接口的设备、传感器等的输入输出信号进行连接，例如：高压系统的控制继电器、牵引系统冷却设备供电开关及控制继电器、火灾报警信号、安全环路状态继电器等，并依据中央控制单元/车辆控制单元控制指令进行输出控制。

⑧网关（GW），网关是指在不同网络协议的网络间实现协议变换和双向数据传输的装置，在列车通信网络中用来把列车级总线和车辆级总线连接起来，如WTB/MVB的TCN网关。网关要保证列车级总线和车辆级总线网络通信的实时性、可靠性以及数据分配的合理性。

⑨中继器（Repeater），列车通信网络中一般是连接在车辆级总线的节点装置，进行信号整形和再生，用于扩展总线长度和节点容量，也可作为通信介质的转换装置。MVB中继器采用双路冗余，通过中继器将车辆总线分为若干网段，当某个网段故障或单一总线故障时，中继器会切换总线或隔离故障，避免影响其他网段车辆总线的工作。

列车网络控制系统工作在电磁干扰、振动、低温等恶劣环境下，控制整个列车安全稳定运行，具有控制实时性强、可靠性要求高等特点。网络或节点设备发生故障时，具有自我保护、联锁保护和热备冗余等功能。发生严重故障要导向安全模式，记录故障，将影响降低到最小。