CRH1型动车组计算机控制系统计算机设备
及功能概述
一、计算机系统的功用
1.CRHl型动车组从牵引动力、系统设备、控制电器、都是分散安装，对各车辆系统设备的操作必须具备远程、集中、程序化控制。
为保证实现车组的功能控制，必须通过计算机系统来进行控制和监控。
2.车组安装几个计算机系统，彼此间通过一个网络进行通信，实现列车程序化控制。
二、计算机系统设备组成
CRHl型动车组计算机系统设备组成：
(1)线路列车总线(WTB)；(2)多功能车辆总线(MVB)(见图3－1)；(3)以太网通信；(4)四个串行连接器。
(5)远程通信控制器(AXSCCU)；(6)通信控制器(COMC)；(7)牵引控制系统(PCUCCU)；(8)智能显示器(IDU)；(9)驱动控制器，网侧变流器(DCU/L)；(10)驱动控制器；(11)辅助逆变器(DCU/A)；
(12)驱动控制器，电机逆变器(DCU/M)；(13)制动控制器(BCU)。
(14)火灾探测器。
三、四种不同的通信原理
1.CRHI型动车组列车总线WTB的通信原理，在动车组内各基本列车单元之间传递数据及重联时与其他动车组传递数据。
(1)它是一个动态配置，可随连接单元数量的变化而变化(最多两列动车组16辆)，由网关单元将WTB列车总线连到每个动车组的动力单元上。
(2)当一个司机室启动时，主控网关即检查WTB列车总线上的其他节点，并对网络进行配置。
2.CRHI型动车组多功能车辆总线MVB的通信原理是在基本动车组单元内的各车辆之间传递数据。
(1)在作为二级主控的情况下，它还能够在动车组内其他列车基本单元之间传递数据。
(2)这种通信是固定配置，由TDSCCU单元在每个基本列车单元内进行本地管理。
3.CRHl型动车组以太网通信原理是在IDU作为网桥将信息进一步传递到MVB的TDSCCU之间传递数据。
4.四个串行连接器的通信原理。
(1)在通信控制器(COMC)和PIS系统之间有一个RS485进行通信连接。
(2)在通信控制器(COMC)和火灾探测器之间有一个RS485进行通信连接。
(3)在通信控制器(COMC)和GSM接收器之问有一个RS232进行通信连接。
(4)在ATPCCU和ATP系统之间有一个RS485进行通信连接。
四、主计算机系统的单元组成及控制原理
1.列车控制单元Lite(VCUL)是系统的中央装置，具有强大的处理能力，是主要应用软件的主机。
TCMS系统包含多个VCUL单元，运行不同的应用软件，因此可为控制系统内部提供各种单独的功能。
2.列车控制中央控制单元(TCCCU)是主计算机，监控列
车全部功能，几乎能监控所有的其他系统，如HVAC、制动器、车门、车灯等等。
3.列车诊断系统中央控制单元(TDSCCU)，用于储存列车诊断数据并与智能显示器通信。
还被用作多功能列车总线(MVB)的主管理器。
4.自动列车保护中央控制单元(ATPCCU)，用于与ATP子系统通信，还被用作端部MVB区段多功能车辆总线(MVB)的冗余管理器。
自动列车保护单元(ATP)，用于直接执行与安全有关的制动操作。
通过与ATPCCU间的串行信道实现网络通信。
5.网关单元(GW)，处理MVB各区段之间的通信并管理线路列车总线(WTB)，置于Mcl，Mc2和Tb车。
6.数字输入/输出单元(DX)，用于控制逻辑(开/关)客体并探测逻辑状态。
由MVB总线将信息传给主计算机，不含应用软件。
7.模拟输入/输出单元(AX)，用于控制模拟客体并探测测得的信号值。
由MVB总线将信息传给主计算机，不含应用软件。
8.电池充电器控制单元(BCC/I)，用于对电池充电器进行本地控制。
通过MVB实现网络通信。
9.气候控制单元(HVAC)，用于对气候控制系统进行本地控制。
通过MVB实现网络通信。
10.乘客信息系统(PIS)控制信息显示并实现由扬声系统进行有声广播。
通过与ComC问的串行信道实现网络通信。
五、计算机系统的其他单元组成及控制原理
1.远程通信控制器(AXSCCU)，用于TCMS系统和一Pc之间进行无线通信(GSM)。
它包含一个VCUL装置和一个装于壳顶的GSM调制解调器。
2.牵引控制系统(PCUCCU)，用于对牵引系统进行本地控制，通过MVB实现网络通信。
3.通信控制器(COMC)，用于串行通信，还被用作中部MVB 区段的多功能列车总线的冗余管理器。
4.智能显示器(IDU)是列车诊断系统(TDS)的一部分。
它显示列车发生的故障事件和所有系统的状态信息。
通过触摸显示屏上的名称标识，司机和乘务员可以执行各种操作。
5.总线耦合器(BC)复制信号并在MVB各区段之间进行电隔离。
6.微型系统。
当列车处于停放状态并无供电时，所有的计算机系统均失效。
只有少量的由电池紧急总线供电的AX、DX和一个ComC单元一直保持有效，这些单元就是微型系统，它监控电池电压和舱内温度并控制电池接触器和部分照明。
7.计算机系统还包括很多与TCMS通信网络相连的本地控制计算机，用于监控状态信息传递并交换来自司机室的指令。
8.驱动控制器，网侧变流器(DCU/L)，用于对网侧变流器进行本地控制。
通过MVB实现网络通信。
9.驱动控制器，辅助逆变器(DCU/A)，用于对辅助逆变器进行本地控制。
通过MVB实现网络通信。
10.驱动控制器，电机逆变器(DCU/M)，用于对电机逆变器进行本地控制。
通过MVB实现网络通信。
11.制动控制器(BCU)，用于对制动系统进行本地控制。
通过MVB实现网络通信。
12.火灾探测器，用于本地烟雾探测，通过与ComC间的串行通道实现网络通信。
13.GSM接收器，用于列车和地面列车控制中心问的无线通信。
通过与ComC间的串行通道实现网络通信。
六、计算机系统结构
1.列车通信网络结构采用三个MVB区段形式，即每个基本列车单元Mcl－Tpl－M1、M3－Th和Mc2－Tp2－M2各一个。
每个基本列车单元的TCCCU用于处理大多数的本地控制和监控。
2.由WTB实现MVB各区段与整列车之间的通信。
为了更有效地实现这种通信，系统采用了一种主从结构形式。
3.当一个司机室启动时，该车的TCCCU就变成了列车的主控计算机，其他的都成为从属计算机。
(1)司机的全部控制和指令都由此主控计算机处理，并
由WTB将指令过滤后分配给从属的TCCCU。
(2)从属TCCCU一直对其各自的基本列车单元进行监控。
该启动司机室的网关变成了WTB的主控管理器。
4.一旦主控TCCCU出现故障，主控网关就停止自己的主控功能，连到二级主控TCCCU，位于同一列车的作为有效司机室的另一个Mc车的网关被重新配置成WTB新的主控管理器。
七、冗余和二级主控的控制原理
1.二级主控的原理，本地TCMS系统的故障会使冗余I/O 单元由另一个MVB区段控制。
故障VCU的总线区段的功能操作被切断，所有与其相连的单元都会失去通信。
可以通过所有必要(关键的)但降低了性能的设备进行列车控制。
2.系统冗余的原理，TCMS系统的作用就是提供列车一种安全的操作状态，在不考虑其存在任何故障的情况下，使列车具有至少60％的可用牵引力、62％的常用摩擦制动力和100％的紧急摩擦制动力。
(1)可以切断一个基本列车单元的本地控制功能，因为一个基本列车单元的故障控制设备不会影响到其他车辆的牵引和制动系统。
(2)所有的子系统都是在预定义的条件下工作，所有计算机控制的关键系统都是双重设计并可以随时启动。
八、CRHl型动车组具备冗余功能的设施
CRHl型动车组具备冗余功能的设备控制方面共计有六种：
(1)性能已降低的司机操纵台。
(2)司机安全装置(DSD)。
(3)紧急制动。
(4)ATP装置。
(5)高压系统。
(6)自动车钩装置。
九、CRHl型动车组进入二级主控的操作
当动车组因单元通信中断而停车时，TCMS系统将会自动启用第二主控模式。
(1)司机只需要保持钥匙在激活位，在通信中断大约10～15s后第二主控模式将会自动启用。
(2)此时ATP及LKJ2000主机自动启动，同时司机室右侧的第二主控模式指示灯将亮起。
(3)在第二主控模式启用后，登录ATP主机后此时牵引禁止灯将熄灭，动车组将可以在缺少操纵端动力单元的情况下维持牵引运行。
十、TCMS计算机系统与各种设备系统接口
CRHI型动车组TCMS计算机系统，分别与21个设备系统相连接，并对图3－6所示设备进行控制。
十一、车辆计算机系统控制关系及原理
1.列车网络控制系统是一套分布式计算机系统，通过贯穿列车的总线WTB来传送控制、监控、故障诊断等信息，并且具备控制及监控所有列车和车辆相关功能(见图3－7、图
3－8)。
2.控制系统重要部分采取冗余设计，使系统具有冗余性，排除单一故障影响系统功能的可能性。
