CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统的技术特点
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C R A型动车组和C R A型动车组列车网络控制系统的技术特点Document number:BGCG-0857-BTDO-0089-2022CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点一、CRH2A型动车组网络控制系统:1、网络控制概述:CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车的总线来传送信息,从而减轻了列车的重量,并且通过对列车运行以及车载设备动作的运行信息进行集中管理,可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用,加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。
2、网络控制系统的组成:CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成。
硬件一体化装置,但各自独立构成网络,系统为自律分散型。
控制传输部分为双重系统,确保系统的冗余性。
通信采用ARCNET网络标准。
头车设置的中央装置为双重系统构成,确保其可靠性。
前后中心的控制单元采用母线仲裁。
CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成,同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施。
3、网络控制系统的功能:1)牵引、制动指令传输; 2)设备启动、关闭指令的传输;3)显示灯/蜂鸣器控制指令传输;4)乘务员支持信息传输;5)服务设备控制信息传输;6)数据记录功能;7)车上试验;8)自我诊断传送线;9)远程装载功能;10)列车信息装置的自我诊断功能;11)信息显示功能。
4、网络控制系统的拓扑结构:CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。
列车网络为连接编组各车辆的通信网络,以列车运行控制为目的,以光纤和双绞线为传输介质,连接各中央装置和终端装置,采用双重环结构。
车辆级网络结构为连接车厢内设备的通信网络,主要传输介质为光纤和电流环传输线。
1)列车总线列车总线有两种类型:其一为列车信息传输线,以光纤为传输介质,连接所有中央装置和终端装置,采用ARCNET协议,传送速度为2.5Mb/s;其二为自我诊断传输网,以双绞线作为传输介质,连接中央装置和终端装置,采用HLC作为通信协议。
动车组网络控制系统及技术分析摘要:网络控制系统是列车安全运行的中枢,既能够提高动车的安全性能,也能为乘客提供更加舒适的乘车服务。
本文针对动车组控制系统的构成体系、模块功能、发展前景等方面进行了分析研究。
关键词:网络控制系统;功能分类;技术发展方向引言:动车组的网络控制系统包含控制、监控、诊断等多项功能。
它能对各个子系统进行实时控制,也能实时监控系统和设备运行情况,及时分析处理、记录存储故障数据。
网络控制系统依靠网络传输数据信息,保证了信息传递的及时性、安全性。
一、车组网络控制系统的构成目前的动车组网络控制系统主要由主处理单元、TCN网关、远程模块、监视器及高压控制单元等部分组成。
主处理单元具有控制车辆运行、实时监测动车情况、诊断分析故障原因等功能,主处理单元也是动车上网络控制系统的子系统进行交流通信、数据交互的媒介。
在日常使用时,通常按照连接动车总线的不同将主处理单元分为牵引类和舒适类。
牵引类主处理单元通过与MVB信号线和MVB牵引线连接,从而控制、监测、诊断与运行相关的动车系统。
舒适类主处理单元连接到MVB信号线、MVB舒适线和CAN总线,实现对空调等与运行无关的辅助系统的控制、维护和管理。
TCN网关通常有两个接口,是动车总线与车辆总线之间信息交互的桥梁,并随时为动车提供可靠的网络通信,保证数据合理分配。
目前列车总线和车辆总线之间的信息传输有TCN和UIC两类标准。
TCN网关既是车辆总线的仲裁设备,从WTB总线角度看,也是一个可以配置为主或者从的节点。
远程模块主要用来收集列车的各类数字数据和模拟信号,同时可以实现对信号的输入和输出,并将收集的信号与变量按照通讯协议的要求,传输到主处理单元。
动车工作人员可以根据动车运行中的实际需求配置该模块的功能。
监视器也是显示屏,通常配置有Windows XP Embedded操作系统,可以实时监控列车上各类子系统的状态和列车运行过程中的数据信息,并将监测到的信息及时存储。
中国标准动车组网络控制系统分析摘要:随着我国铁路交通的迅速发展,基于列车通信网络TCN(Train Communication Network)的网络控制系统代替了原有传统的微机集中式控制方式,在高速列车上得到了广泛应用。
列车通信网络是现代列车的关键技术之一,是影响列车安全、可靠运行及其旅客舒适性非常重要的因素。
列车通信网络是一种面向控制、连接车载设备的数据通信系统,是分布式列车控制系统的核心,其集列车控制系统、故障检测与诊断系统以及旅客信息服务系统于一体,以车载微机为主要技术手段,并通过网络实现列车各个系统之间的信息交换,实现列车控制系统的智能化、网络化与信息化。
中国标准动车组列车网络控制系统的列车总线采用WTB总线和ETB以太网骨干网,车辆总线采用MVB总线和ECN以太网编组网。
本文对中国标准动车组的网络控制系统进行了介绍,阐述了该动车组网络控制系统的拓扑结构,对列车总线WTB和车辆总线MVB进行了分析,介绍了网络控制系统的相关设备及各自功能。
关键字:MVB WTB TCN网络中国标准动车组前言:高速动车组列车为保证旅客乘车的安全与舒适,需对机车和车辆的各种设备进行可靠地控制、监测和诊断。
随着现场总线技术的发展,这种过程控制已从集中型的直接控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统。
为实现车载数据通信的国际标准化,国际电工技术委员会IEC于1999年通过了一项列车通信网络专用标准TCN(IEC-61375-1)。
该标准将列车通信网络分成用于连接各节可动态编组的列车级通信网络WTB(绞接式列车总线)和用于连接车辆内固定设备的车辆通信网络MVB (多功能车辆总线)【1,2】。
列车通信网络将列车微机控制系统的各个层次、各个单元之间连接起来,作为系统信息交换和共享的渠道,从而实现全列车环境下的信息交换。
列车通信网络是铁路列车车辆之间和车辆内部可编程设备互连传送控制、检测与诊断信息的数据通信网络。
它是用于列车这一流动性大、环境恶劣、可靠性要求高、实时性强、与控制系统紧密相关的特殊的计算机网络。
高速动车组网路控制系统对比分析车辆工程2012-1卓越班张明康[摘要]列车网络控制系统是高速动车组主要控制系统之一,是列车正常运行不可缺少的部分。
对CRH 型高速动车组采用的TCN、ARCNET 和CAN3 类总线的工作特性进行分析对比,进而对CRH 型动车组网络控制系统结构、网络控制系统设备等方面进行分析比较。
[关键字]高速动车组;网络控制系统;网络总线随着中国高速动车组的发展及对其研究的深入,列车网络控制作为其关键技术之一,得到越来越多的研究者的关注。
由于动车组采用动力分散方式,如何通过列车通信网路实现整列车的实时控制和信息传递显得尤为重要。
动车组的列车通信网络是指采用分布式机通信网络控制技术,集中监控牵引、制动和辅助系统等车载设备,借助列车通信网络,自动监测车载设备状态和数据,与地面进行实时通信,实现列车安全运用和高效检修。
我国生产的CRH型高速动车组,由于生产厂家和设计系统本身存在差异,使得每种动车组的网络控制系统和和通信网络总线、动车组网络控制系统网络结构、系统设备、系统主要控制对象也不尽相同。
我国CRH 型动车组通信网络总线有以下几种:基于TCN标准的CRH1、CRH3 和CRH5,基于ARCNET 的列车总线和基于HDLC的CRH2型动车组,以及一些在列车上常用的工业总线,如CAN总线、HDLC车辆总线。
1 三类网络总线我国CRH 型动车组采用的网络总线主要有TCN、ARCNET和CAN3 类,其中TCN的WTB 和MVB分别作为列车总线和车辆总线进行信息传输,不同总线的应用和工作特性如下:1.1TCN总线CRH1、CRH3 和CRH5 动车组均基于TCN 标准构建其网络控制系统,列车总线和车辆总线通过节点来连接,一般每节车辆有一个节点。
WTB 和MVB 均采用集中控制、周期性预分配的主从方式对总线介质进行访问控制。
WTB 负责列车车辆间的数据通信,是一种用于连接各节点可动态编组的车辆间的绞线式列车总线, 能自动识别车辆在列车编组中的位置和方向。
浅谈动车组网络控制白广敬摘要CRH3动车组的信息传输系统是实现整个动车组功能的关键,同时也是其监控和诊断的核心。
该系统基于IEC61375-1列车通信网络(TCN)构建,它是一个分为两级的通信网络,由列车总线WTB和车辆总线MVB组成,两种总线均为两路冗余。
关键词:通信网络传输协议列车总线车辆总线一网络拓扑网络控制上每4辆为一个单元,每个单元内用MVB贯穿整个单元的4辆车,两个单元之间通过TCN网关和WTB连接,完成信息的传递。
即MVB构成车辆级总线,WTB为列车级总线。
每个MVB单元均有两个互为备份的CCU,承担网络管理器功能。
司机室占用端车上的主CCU不仅和其它端车主CCU一样实现管理本MVB单元的功能,同时还要管理全列网络系统。
二信息传输协议1绞线式列车总线(WTB)列车总线(WTB)是可变拓扑的总线,拓扑结构是来源于列车编组。
它是一种串行数据通信总线,在不加任何中继设备的情况下,最长传输距离860m,可支持32个节点。
WTB信号的传输采用曼彻斯特编码,其对应的传输速率为1.0MHz,基本周期为25.0ms±1.0ms。
在线路连接上采用冗余的双线方案。
WTB帧数据格式符合ISO/IEC3309中定义的HDLC格式,一帧数据由一个‘0’,六个‘1’和一个‘0’的标志序列开始,然后是HDLC数据,最少为32位,最多为1056位,其数据应为8的整数倍,头8位为目标设备。
其中为了防止在数据中出现标志序列,发送器在每5个连续为‘1’的数据中插入一个‘0’的位填充,接收器则相应的在数据中去掉每5个连续为‘1’后的‘0’。
数据结束后接16位帧校验序列(FCS),帧以与开始相同的标志序列结束,WTB总线上的节点有主、从之分,作为主的节点可以按照自己的需要发送数据,其它作为从的节点只有在被主要求时才发送数据。
2多功能车辆总线(MVB)MVB是将位于同一车辆或不同车辆中的标准设备连到列车通信网络上的一种串行通信的车辆总线。
CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统的技术特点CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统是一种先进的列车控制技术,主要应用于高速铁路和城市轨道交通系统中,旨在提高列车的运营效率、安全性和舒适性。
这两种系统在技术特点上有许多相似之处,下面将进行详细介绍:1.高度自动化:CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统采用先进的自动化技术,可以实现列车的自动驾驶、自动调度和自动控制等功能。
列车可以根据预设的路线和车速自主运行,减少了人为操作的错误和风险。
2.实时监控:这两种系统都配备了实时监控系统,可以对列车的运行状态、车载设备和信号系统等进行实时监测和控制。
车辆驾驶员和调度员可以随时了解列车的运行情况,并及时进行调整和处理。
3.数据通信:CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统通过高速数据通信网络实现列车、车站和调度中心之间的互联互通。
数据传输速度快,信息传递及时,提高了列车运行的效率和可靠性。
4.自适应控制:这两种系统都具有自适应控制能力,可以根据列车运行环境的变化自动调整控制参数,使列车运行更加稳定和安全。
同时还能根据乘客需求调整车速和停靠站点,提高列车的运行效率。
5.多级防护:CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统采用多级防护措施,包括故障诊断、备用系统和应急措施等,确保列车在遇到意外情况时能够及时应对并安全停车。
系统具有高度的可靠性和安全性。
6.节能环保:这两种系统都具有节能环保的特点,可以通过智能节能控制和优化调度,减少列车的能耗和排放,降低对环境的影响。
同时还能通过数据分析和监控系统实现列车的智能能源管理。
总的来说,CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统是一种先进的列车控制技术,具有高度自动化、实时监控、数据通信、自适应控制、多级防护和节能环保等技术特点。
这些特点使得列车运行更加安全高效,乘客出行更加便利舒适,是未来城市轨道交通和高速铁路发展的重要技术支撑。
CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统的技术特点CRA型动车组(Chinese Railway Administration)是中国铁道部为了满足高速铁路快速发展的需要而自主研发的一种高速动车组。
CRA型动车组列车网络控制系统则是CRA型动车组的核心控制系统。
下面将介绍CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统的技术特点。
首先,CRA型动车组具有高速性能和安全可靠性。
该型动车组的设计车速可达到350公里/小时,具有更高的运行速度和更短的行程时间。
在设计上,CRA动车组采用了结构简单、重量轻的铝合金车体,提供了更好的抗风性能和更稳定的行驶性能。
同时,CRA动车组具备先进的安全系统,包括自动控制制动系统和防滑系统等,能够确保列车运行的安全可靠性。
其次,CRA型动车组具有高度的智能化和自动化水平。
CRA动车组配备了先进的列车控制系统(ATC)和列车车载通信系统(ACCS),能够实现列车运行的自动化控制和监控。
列车控制系统可以自动调整列车速度、换挡和制动,实现列车的精确控制和平稳运行。
车载通信系统则能够实现列车与地面的实时数据传输,提供了列车运行过程中的实时信息反馈和指令下达,提高了列车运行的安全性和效率。
此外,CRA型动车组还具有模块化设计和维修便捷性。
CRA动车组采用了模块化设计理念,不同的子系统和设备能够独立运行,故障可以分开诊断和维修,减少了维修时间和成本。
同时,CRA动车组的维修便捷性也得到了极大的提升,所有维修工作都可以在地面车辆段完成,无需将列车送回生产厂家进行维修,大大提高了列车的可用性和运行效率。
最后,CRA型动车组还具有优化的能源利用和环境保护。
CRA动车组配备了先进的能量回收装置,能够在制动过程中将制动能量回收并转化为电能,供应给列车运行中的其他系统使用,实现了能源的有效利用。
另外,CRA动车组还采用了节能减排技术,包括先进的空气动力学外观设计、轻质复合材料使用等,减少了列车的空气阻力和能耗,减少了对环境的污染。
试论高速动车组中控制网络总线的应用作者:花明磊来源:《中国科技纵横》2016年第22期【摘要】网络控制总线是高速动车组的中枢神经系统,在动车的控制、监视及保护等方面中起着至关重要的作用。
本论文将简述CRH高速动车组中网络控制系统中各类通信总线的特点,着重介绍CAN、ARCNET、TCN等几种现场总线在高速动车组中控制网络的实际应用情况,强调在实际应用的过程中一定要根据动车组控制网络的具体要求和各种网络总线的特点做出最优选择。
【关键词】CRH 高速动车组网络总线近年来我国高速动车组迅猛发展,网络总线作为一种工业数据总线油然而生。
因不同型号的高速动车组各有差异故采用不同的网络控制总线。
高速动车组控制网络是应用在列车环境下的特殊的计算机系统网络,通用的网络总线均可有合适的应用。
1 高速动车组控制网络动车组控制网络通过对动车运行和关键车载设备等相关信息的集中管理,与地面实时通信,而实现整个列车的安全运行。
1.1 动车控制网络具有以下功能(1)冗余功能:主要包括WTB、MVB总线的冗余和重要的网络设备的冗余及管理器的冗余。
(2)诊断和控制功能:实现全列车的实时制动、门、轴温和空调等监视和控制。
(3)人机交互的功能:实时观测动车的运行状态,以保证动车的安全运行。
1.2 技术特点开放式控制系统、分层控制系统、实时控制系统。
2 CAN总线CAN是一种串行数据通讯协议,也是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。
2.1 技术特点CAN是一种通信介质采用双绞线,协议采用短帧结构的多主方式串行的通信总线,其系统的实时性较高。
此外能对信息进行优先权的分级,使各节点间的通信信息更实时、可靠。
2.2 CAN总线的应用基于CAN总线的可靠性与实时性强的特点,结合列车通信的特定环境,在高速动车组上CAN总线上通常有2种应用:一是用于高速动车组通信网络的车辆和列车总线上;二是用于动车的车载监控系统上。
但是CAN总线传输长报文大数据的能力较低,需将长帧分解成若干短帧之后才能够发送,并且总线负荷过大时也会引起仲裁延搁。
CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点一、CRH2A型动车组网络控制系统:1、网络控制概述:CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车的总线来传送信息,从而减轻了列车的重量,并且通过对列车运行以及车载设备动作的运行信息进行集中管理,可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用,加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。
2、网络控制系统的组成:CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成。
硬件一体化装置,但各自独立构成网络,系统为自律分散型。
控制传输部分为双重系统,确保系统的冗余性。
通信采用ARCNET网络标准。
头车设置的中央装置为双重系统构成,确保其可靠性。
前后中心的控制单元采用母线仲裁。
CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成,同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施。
3、网络控制系统的功能:1)牵引、制动指令传输; 2)设备启动、关闭指令的传输;3)显示灯/蜂鸣器控制指令传输;4)乘务员支持信息传输;5)服务设备控制信息传输;6)数据记录功能;7)车上试验;8)自我诊断传送线;9)远程装载功能;10)列车信息装置的自我诊断功能;11)信息显示功能。
4、网络控制系统的拓扑结构:CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。
列车网络为连接编组各车辆的通信网络,以列车运行控制为目的,以光纤和双绞线为传输介质,连接各中央装置和终端装置,采用双重环结构。
车辆级网络结构为连接车厢内设备的通信网络,主要传输介质为光纤和电流环传输线。
1)列车总线列车总线有两种类型:其一为列车信息传输线,以光纤为传输介质,连接所有中央装置和终端装置,采用ARCNET协议,传送速度为2.5Mb/s;其二为自我诊断传输网,以双绞线作为传输介质,连接中央装置和终端装置,采用HLC作为通信协议。
列车总线的设备由中央装置、终端装置、显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成。
动车组网络控制系统及技术分析发表时间:2018-07-13T11:51:50.853Z 来源:《基层建设》2018年第13期作者:刘川[导读] 摘要:动车组的网络控制系统相当于人的大脑和神经,它在保证列车的行车安全、可靠性、舒适性方面具有至关重要的作用。
中车唐山机车车辆有限公司河北唐山 063035摘要:动车组的网络控制系统相当于人的大脑和神经,它在保证列车的行车安全、可靠性、舒适性方面具有至关重要的作用。
为了给相关产品的网络控制系统设计提供借鉴,通过梳理中车已有典型动车组产品的网络控制系统,提取共性特征,总结归纳了动车组网络控制系统的组成、系统功能、拓扑功能、主要参数等内容。
同时,乘客需求的提升以及轨道交通装备技术的不断升级,对动车组在速度、舒适性、智能化等方面提出了更高要求,为了明确动车组列车网络控制系统的发展方向,通过查询专利文献等途径,得出动车组网络控制系统新技术研究多集中在多网融合、列车冗余优化设计、列车自动驾驶、无线通信等方向,可以为轨道交通技术特别是网络控制系统技术的相关研究提供参考。
关键词:动车组;网络控制系统;多网融合;轨道交通技术引言动车组的控制、监测与诊断系统(简称TCMS)是车载分布式的计算机网络系统,承担动车组牵引及制动控制等指令的传输,同时对列车上的主要设备进行状态监测,并具有故障诊断及故障记录功能。
信息通过车载网络进行传输,从而减轻了列车重量并提高了系统可靠性。
该系统能够给司乘人员提供操作指导,并给维修人员提供技术支持。
本文总结中车已有典型动车组产品的网络控制系统技术,提取共性要素,对动车组的网络控制系统进行简单介绍。
1动车组网络控制系统组成网络控制系统组成主要有:主处理单元/网关单元(CCU/GW)、主控/网关/事件记录仪单元(CCU/GW/ERM)、远程输入输出单元(RIOM)、二层网管型以太网交换机(CS)、三层网管型交换机(ETB)、人机交互单元(HMI)、接口网关单元(ECN/MVB/Lonworks)。
CRHA型动车组和CRHA型动车组列车网络控制系统的技术特点CRHA(中国铁路高级动车组)型动车组是中国铁路总公司自主研发的一种新型高速铁路列车。
CRHA型动车组列车网络控制系统作为动车组列车控制的核心技术部分,具有以下技术特点。
一、网络化控制:CRHA型动车组列车网络控制系统采用了网络化控制的设计理念,通过网络将车载设备和地面设备互相连接,实现信息的双向传输和控制指令的下达。
这种网络化控制方式大大提高了列车的运行效率和安全性,可以实现实时监测和调度,提升运输能力和运行稳定性。
二、智能化管理:CRHA型动车组列车网络控制系统具备智能化管理功能,通过搜集列车各个车厢的信息,如车厢内温度、空气质量等,可以实现对列车运行状态的全面监测和管理。
同时,系统内还集成了自动速度控制、防护控制和故障诊断等功能,可以实现对列车运行过程中的各种情况的智能判断和应对,提高了列车的安全性和可靠性。
三、多点通信:CRHA型动车组列车网络控制系统支持多点通信,即车载设备可以同时和不同的地面设备进行通信。
这种多点通信方式可以有效地实现车载设备与不同地点的调度系统之间的信息交流和指令传递,提高了列车的运行效率和准确性。
四、高可靠性:CRHA型动车组列车网络控制系统具有很高的可靠性。
系统采用了多重冗余设计,即车载设备和地面设备都具备备份功能,一旦一些设备发生故障,系统能够自动切换到备份设备上,保证列车的正常运行。
此外,系统还具备故障自诊断和自恢复功能,可以实时监测列车设备的运行状态,识别故障并自动进行恢复,进一步提高了系统的可靠性和稳定性。
综上所述,CRHA型动车组列车网络控制系统通过网络化控制、智能化管理、多点通信和高可靠性等技术特点,实现了对动车组列车的全面监测、智能化管理和精准调度,提高了列车的安全性、可靠性和运行效率。
这种先进的技术特点将为中国高速铁路的发展提供了重要支撑,并提升了我国高速铁路系统在国际上的竞争力。
动车组网络控制复习题动车组网络控制复习题一、基础知识概述动车组网络控制是现代铁路交通系统中的重要组成部分。
它通过网络控制技术,实现对动车组的运行、调度和监控,提高列车运行的安全性、稳定性和效率。
下面将从不同的角度出发,对动车组网络控制的相关知识进行复习。
二、网络控制系统的架构动车组网络控制系统主要由车载控制系统、地面控制系统和通信网络组成。
车载控制系统负责对列车进行实时监控和控制,地面控制系统则负责对车载控制系统进行远程监控和指令下达,而通信网络则是两者之间的桥梁。
这种分布式的架构能够保证系统的可靠性和灵活性。
三、车载控制系统的功能车载控制系统是动车组网络控制的核心,它具有多种功能。
首先,它能够实时监测列车的运行状态,包括速度、位置、电力系统等参数。
其次,它能够根据运行状态进行自动调整,保证列车的平稳运行。
此外,车载控制系统还能够与地面控制系统进行通信,接收和执行指令。
四、地面控制系统的作用地面控制系统是对车载控制系统的远程监控和指令下达。
它通过通信网络与车载控制系统进行数据交互,实时了解列车的运行状态,并根据需要下达相应的指令。
地面控制系统还能够对动车组进行调度和管理,提高列车的运行效率和安全性。
五、通信网络的特点和技术通信网络是动车组网络控制系统的重要组成部分,它负责实现车载控制系统与地面控制系统之间的数据传输。
通信网络需要具备高速、可靠、安全的特点,以确保数据的及时传输和保密性。
目前常用的通信技术包括有线通信和无线通信,如以太网、GSM-R等。
六、网络控制系统的安全性动车组网络控制系统的安全性至关重要。
为了保证系统的安全性,必须采取一系列的安全措施。
首先,对通信网络进行加密和防护,防止黑客攻击和信息泄露。
其次,对车载控制系统进行故障检测和容错处理,保证系统的可靠性。
此外,还需要对系统进行定期的安全检查和维护。
七、网络控制系统的发展趋势随着科技的不断进步,动车组网络控制系统也在不断发展。
未来,网络控制系统将更加智能化和自动化,能够实现更高级的功能,如自动驾驶、智能调度等。
浅论高速动车组制动系统的特征第六次铁路大提速,以“和谐号”为代表的高速动车组,如梭箭般穿行于大江南北,将中国铁路带入高速时代,我国既有线路列车运行速度也一举达到世界先进水平,铁路运输事业呈现飞速发展全新局面,高速动车组以其安全,准时,快速,舒适,节能,环保,等诸多优点,高速动车组是在现代科学技术的基础上发展起来,同时也带动并促进了科学技术发展,高速动车组有别于现在运用的内燃,电力机车。
其区别在于动车组各部件大量运用高新技术,特别是在转向架结构,车体轻量化,列车动力分配,电传动控制技术,列车信息网络及制动系统都具有各自的高科技含量。
高速动车组制动系统具有先进科技技术,其特性有以下几点:一、动车组制动系统具有操作灵活,作用灵敏可靠,制动减速快,动车组前后车辆制动,缓解一致。
动车组在两端头车的司机室设有制动控制器,当转动制动手柄时,同轴的凸轮组接通或断开不同电接点从而形成制动指令,经列车信息监控系统传送到每辆车的制动控制装臵,有制动控制装臵的制动控制单元运算,按制动控制规律控制EP 阀电磁部,并经中继阀送出压缩空气到增压气缸,有基础制动装臵完成制动作用,CRH2型高速动车组制动系统采用电气指令是微机控制直通式电控制动,制动指令的接收,处理和电气制动与空气制动协调配合等,一般都是有微机来完成,动车组各车辆上的制动控制装臵由制动控制单元,EP阀,中继阀,空重调整阀,紧急制动电磁阀等组成,载荷调压装臵直接来自空气簧空气压力,空气弹簧压力通过传感器转化为与车重相应的电信号,制动控制单元根据制动指令及车重信号计算出所需的制动力,并向电气制动控制装臵发出制动信号,电气制动控制装臵控制电气制动产生作用,并将实际制动力的等值信号反馈到制动控制器,制动控制器进行计算,并把与计算结果相应的电信号送到中继阀,中继阀进行流量放大后,使制动缸获得相应的压力,拖车常用制动时,制动控制装臵的动作过程与动车的基本相同,但是因为没有电气制动,所有不必进行电气制动与空气制动的协调,所需制动力全部通过EP阀转化为相应的空气压力信号,然后由中继阀使制动缸产生相应的制动力。
动车简介及动车制动控制技术当前,测控专业实验设备老化和短缺的问题已经非常突出,很多实验的设置,尤其是一些重要的专业主修课程和专业特色课程的实验,未能将基本理论和公式用形象的实验来描述,既没有满足素质教育的要求,也没有体现研究型大学的教学特色,特别是无铁路特色,直接原因是实验设备的不足。
另外,3+1专业已经开始培养学生,铁路机车车辆专业已经招生,马上面临专业实验,实验建设已经迫在眉睫。
因此动车组网络控制平台的建设是非常必要的。
动车组网络控制平台以CRH2型动车组为参考,构建基于列车总线(WTB)和车辆总线的网络平台,能够实现时速200公里动车组的基本网络控制功能,包括牵引控制、制动控制、车门控制、驾驶台控制等。
如图1.1所示。
通过该实验平台可以实现基于总线的网络控制实验,也可以实现单独的各子系统的功能实验。
能够达到使学生了解动车组网络控制系统结构和工作原理,理解牵引控制、制动控制、车门控制以及驾驶台控制等子系统的工作原理,掌握控制系统的设计技术,最终实现能够应用的目的。
1.1国内外动车组技术发展现状.自从1825年世界上第一条铁路建成并通车开始,铁路逐渐成为了交通运输中的重要运输方式之一。
快速、可靠、舒适、经济和环保是铁路在与其他运输方式的竞争中取胜的先决条件,许多国家都在通过新建或改建既有线发展高速铁路。
国际上一般认为,高速铁路动车组是最高运行时速在200公里以上的铁路运输系统。
所谓动车组就是由若干动力车和拖车或全部由动力车长期固定连挂在一起组成的车组。
高速动车组的牵引动力配置基本上有两种型式,即集中配置型和分散配置型。
传统的机车牵引形式就是牵引动力集中配置,列车由一台或几台机车集中于一端牵引。
由于机车总功率受到限制,难以满足进一步提高速度的要求。
动车组编组中的车辆全部为动力车,或大部分为动力车,即牵引动力分散配置。
由于动车组可以根据某条线路的客流量变化进行灵活编组,可以实现高密度小编组发车以及具有安全性能好、运量大、往返不需掉转车头、污染小、节能、自带动力等优点,受到国内外市场的青睐,应用也越来越广泛,被称为铁路旅客运输的生力军。
CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点一、CRH2A型动车组网络控制系统:1、网络控制概述:CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车的总线来传送信息,从而减轻了列车的重量,并且通过对列车运行以及车载设备动作的运行信息进行集中管理,可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用,加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。
2、网络控制系统的组成:CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成。
硬件一体化装置,但各自独立构成网络,系统为自律分散型。
控制传输部分为双重系统,确保系统的冗余性。
通信采用ARCNET网络标准。
头车设置的中央装置为双重系统构成,确保其可靠性。
前后中心的控制单元采用母线仲裁。
CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成,同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施。
3、网络控制系统的功能:1)牵引、制动指令传输; 2)设备启动、关闭指令的传输;3)显示灯/蜂鸣器控制指令传输;4)乘务员支持信息传输;5)服务设备控制信息传输;6)数据记录功能;7)车上试验;8)自我诊断传送线;9)远程装载功能;10)列车信息装置的自我诊断功能;11)信息显示功能。
4、网络控制系统的拓扑结构:CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。
列车网络为连接编组各车辆的通信网络,以列车运行控制为目的,以光纤和双绞线为传输介质,连接各中央装置和终端装置,采用双重环结构。
车辆级网络结构为连接车厢内设备的通信网络,主要传输介质为光纤和电流环传输线。
1)列车总线列车总线有两种类型:其一为列车信息传输线,以光纤为传输介质,连接所有中央装置和终端装置,采用ARCNET协议,传送速度为2.5Mb/s;其二为自我诊断传输网,以双绞线作为传输介质,连接中央装置和终端装置,采用HLC作为通信协议。
列车总线的设备由中央装置、终端装置、显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成。
在光纤网中,中央装置和终端装置由双重环形构成的光纤连接,采用不易发生故障的双向环形网络方式。
它具有向左和向右两条线路,是一种分散型的系统。
如果在一个方向的环绕中检测到没有应答的情况,就向另一个方向的环绕传送,即使在2处以上的线路发生故障,环路网络断开时,也可以继续有其他连接着的正常线路进行传送,避开故障部位。
2)车辆总线:车辆总线是指中央装置/终端装置与车辆内设备之间信息交换通道。
各车的中央/终端装置与车辆设备之间的接口以光传送、电流环传送,DIO等形式传送,他们构成信息网络节点与车载设备的联系通道,车载设备与网络控制系统节点之间爱用点对点通信方式,有多种通信规格,总结如下:终端装置——设备(牵引变流器/制动控制装置)之间的传送:①通过点对点连接进行的光纤2线式半双工传送;②轮询方式;ATC检查记录部和车内引导显示器、空调显示器、自动播放装置、辅助电源装置—监视器部之间的传送。
①点对点连接的4线式双重传送;②轮询方式;侧面到达显示器-监视器之间的传送①通过点对点连接进行的2线式单向传送;②轮询方式;5、信息传输及其冗余特性:1)、信息传输路径列车网络控制系统通过贯穿列车的光纤双重环形网络及由多股绞合线组成的备份传送线传输信息。
控制指令传送则采用独立于监视器部分的双重CPU方式名具有故障导向安全功能,传输通道包括环形光纤网及备份传送线。
两端头车设置有控制传送部和监视器构成的中央装置,具有全列车整体信息管理和向司机台显示器传送数据的功能,每节车厢分贝设置有一台终端装置,实现车厢车载设别的控制和信息传输功能,中央装置与终端装置之间有环形网及备份传送线连接,具有向左和向右两条传输通道,具有较强的传输可靠性。
2)传输通道冗余性①切换信息系统传输路径,因为传输路径具备向左和向右两个方向,对于控制指令有应答性要求的数据,通过两个方向同时传送可实时回避故障点,不会产生信号切换延时,对于其他信息,发送方在无法接收到接收方的应答时,可从发送方的光传输节点中重获信息,用于其他方向的通道传输信息以避开故障点;②中央装置内部的控制传输部切换,控制传输部1系、2系采用双CPU结构,运行时有内部冗余措施,1故障时使用2的数据;③备份传送:备份传送线为独立结构,正常运行时对数传送系统实现监视,一旦光纤网络发生故障,可不通过光传输系统实现控制传输部之间数据通信。
二、CRH1A型动车组网络控制系统:1、网络控制系统概述TCMS(Train Control Management System)是CRH1上分布式计算机网络控制系统。
列车在运行过程中,可通过TCMS传输各种信息或控制命令,从而实现对列车各主要设备的控制和监管。
2、TCMS的组成:TCMS网络构架基于TCN标准(IEC61375-1)系统主要包括:1)智能设备及其相应列车控制应用软件2)接口硬件装置,用于把TCMS连接到列车上的其他系统3)列车网络总线,用于将不同的硬件装置连成列车控制系统3、TCMS的网络拓扑结构:根据对CRH1的列车基本单元的划分,整个列车控制管理系统在网络通信上也分为三段MVB总线区段:TUB1段、TUB2段和TUB3段。
基本的本地控制及监控在每个TBU的MVB区段进行。
对于TBU和TBU2段,MVB区段控制和监控范围为两动一拖,3个MVB区段之间的所有通信通过列车总线(WTB)进行的。
网关作为两总线之间不同物理介质和不同通信协议的转换接口,还能起到WTB节点自动配置的作用。
在MVB区段内部,TC CCU是控制和监控功能的核心。
由TC CCU控制和监视所有模块(如列车诊断、制冷空调、充电机等)。
综合起来就是一些对TC CCU输入或从TC CCU输出的模块,由于这些模块本身具有完整的控制作用,即具有智能,所以可以看做是能I/O。
致谢智能I/O由TC CCU来激活、关闭。
MVB区段并不是完全孤立的,基本的司机操作控制功能、高压(网侧)控制功能在列车两端的Mc车之间可互为冗余,该功能是通过列车内部贯穿整车的冗余MVB总线来实现的。
当处于工作状态的司机室发生故障时,列车不会停止下来,司机的操作通过冗余总线由另一个司机室的控制设备自动接管,此时司机可以在屏幕上看到故障情况,但不影响列车运行。
挂在Tb车MVB总线上的远程模块AXS CCU可以通过GSM建立与地面之间的通信通道,贯穿整车的以太网为乘务员提供列车维护、服务等方面的通信与接口。
值得注意的是本地MVB种还有一个功能独立的重要系统,就是牵引控制系统,这个系统又自称一个独立的牵引MVB总线,对其下的单元,如牵引控制单元、制动控制单元、模拟输入/输出单元、数字输入/输出单元等,按分布式总线控制的方式实施控制与监视。
4、TCMS的MITRAC网络控制设备CRH1动车组的网络控制系统基于MITRAC系统。
MITRAV计算机系统是由庞巴迪公司为动车和轻轨车设计的通用计算机系统,该系统是哟中分布式的计算机控制系统,控制单元可位于被监视设备的附近。
1)中央控制单元中央控制单元的硬件是处理器VCU-Lite,配置如下:①Motorola 68040处理器。
②VCU-Lite供电:直接蓄电池供电,内置的DC/DC变化器能够支持多种蓄电池配置。
③MVB通信介质。
④MVB服务端口:可以讲编程器或者电筒用一条MVB电缆,通过对MVB服务端口直接连接到VCU-Lite上,对VCU-Lite进行编程或者测试。
⑤专用的RS-485串口。
VCU-Lite配置两个专用的RS485的串行通道COM3和COM4,COM3可以用于半双工通信,COM4可用于全双工通信,⑥RS-232串口,使用时需有终端电缆,电缆的RJ12端连接到VCU-Lite的X8上,另一端连接到PC机的串口上。
⑦以太网,主要用于提哦啊是、下载应用程序及其开发。
2)网关:列车总线WTB网关是多功能车辆总线MVB和列车总线WTB之间不同物理介质和不同协议的转换接口。
网关在两种总线的通信协议之间进行数据的管理、分析和过滤。
网关能够支持强、弱主机的概念,也能在列车编组改变的时自动标志、配置列车总线上的激活节点。
网关包括2个MVB连接、2个冗余WTB连接、一个带EEPROM的地址编程插头和EEPROM内存。
网关中含有每个动车组项目特备指定的应用软件,在CRH1车组中,制定了网关应用软件。
网关应用软件的作用是建立起不同物理层上采用不同通信协议的MVB和WTB总线之间的互联,网关可操纵、分析和过滤两种总线之间的数据传输。
网关的主要功能由标准的软件和固件来实现,CRH1的网关应用软件与通过WTB的不同数据报文数量有关,如:主机到从机报文。
从机到主机报文,当列车编组改变或者强弱主机功能切换时,在WTB上市别和配置节点的功能也由网关实现。
3)GSMR远程访问控制单元(AXS)AXS远程访问单元用于列车上的TCMS和地面站点之间的无线通信。
4)COMC通信控制器:COMC是实现MVB与 RS485、RS232总线之间的通信转换的设备。
总结:以上即CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的介绍思考题:1、动力分散方式与黏着利用的关系?动力分散方式的粘着较为稳定,一是因动轴数量多,每轴的牵引力可以比较低,即使粘着系数较低也不受影响;二是因中间车可有效利用稳定的粘着特性。
采用动力分散式当路面湿润时,头车虽然容易发生空转,但中间车可充分利用粘着,所以,整列车几乎不受影响2、16辆编组的京沪高速列车采用14M2T的黏着利用优点是什么?中间车可有效利用稳定的粘着特性。
采用动力分散式当路面湿润时,头车虽然容易发生空转,但中间车可充分利用粘着,所以,整列车几乎不受影响。