列车控制及故障诊断系统

简述atc列车自动控制系统的功能ATC列车自动控制系统（Automatic Train Control System）是一种广泛应用于高速铁路和城市轨道交通的列车自动驾驶系统。

它的主要功能是通过计算和监控列车的运行状态，避免事故和提高行车的安全性。

该系统的主要组成部分包括列车控制单元、线路监控单元、通讯单元和列车设备。

其中，列车控制单元是系统的核心部分，负责实时监测车速、运行状态、车辆位置和信号灯状态等，控制列车的加减速度和制动系统，保证列车在线路上的行驶安全。

ATC列车自动控制系统具有以下功能：
1.自动运行控制：系统能够自主决策，并配合控制单元自动实现列车的加速、减速、换道和停车等操作。

2.速度控制：系统能够精确地控制列车的车速，根据线路信息和列车状态进行自适应速度调整，在保证安全的同时提高运行效率。

3.信号控制：系统可以实时监测车辆状态并进行信号控制，及时发出警告和制动指令，避免事故发生。

4.故障诊断：系统能够实时监测车辆状态和部件状态，出现问题时能够自动诊断，通知相关维护工作人员进行维修和保养。

5.运行记录：系统能够记录整条线路上的列车运行情况，并可生成运行报告，供运营人员参考和分析，提高运输效率。

ATC列车自动控制系统的应用，不仅为列车行驶提供了更高的安全性保障，同时也提升了列车的运营效率和服务水平。

在未来，随着科技和工业技术的不断发展，ATC列车自动控制系统还将有更广泛的应用和发展。

昆明地铁列车控制诊断系统的分析与应用摘要：通过对昆明地铁列车控制诊断系统结构、功能的介绍，达到认识、熟悉昆明列车的诊断系统，在诊断系统功能的介绍中突出了功能的说明与应用。

系统概述昆明地铁列车控制和诊断系统（TCMS）采用国内自主开发DTECS分布式列车电子控制系统，系统划分为两级：列车控制级、车辆子系统控制级。

列车控制级总线和车辆子系统控制级总线均采用EMD电器中距离介质的MVB多功能车辆总线。

中继模块REP作为列车级总线和车辆级总线的网关，实现列车级总线到车辆级总线的数据转发功能，实现列车的通信管理、控制与故障诊断、信息显示和事件记录等主要功能。

列车控制诊断系统是以列车计算机网络为基础，执行列车控制和列车信息诊断的功能，对列车、子系统和其它车载系统进行集散控制，列车控制总线网络具有冗余结构，对于关键部件提供部分冗余，单点故障不会导致列车牵引停止。

其中列车总线连接列车各中央控制单元，传递列车级信息，实现数据交换；多功能车辆总线通过总线连接器或I/O接口与各子系统设备相连，传递控制数据和信息数据，控制各子系统完成相应的功能。

TCMS作为整车控制系统，通过信号采集模块，采集司机的操作指令、列车各个工况下的状态等信号，经过运算及逻辑处理，输出操作列车各部件的控制指令，通过MVB总线实现与牵引控制系统、空气制动控制系统、辅助供电系统、信号系统、车门系统、广播和视频监控系统等部件的数据交换。

如下图所示：系统诊断功能故障诊断系统由列车控制诊断模块和一台位于司机操作台内带触摸功能的彩色监示器（称显示屏）所组成。

故障诊断信号由多功能车辆总线(MVB)传输。

列车控制系统中能作故障诊断的子系统有：a)车辆控制单元(VCME)；b）事件记录仪（ERME）；c）制动电子控制单元(BCU)；d）数字量输入输出模块（DXME）；e）数字量输入模块（DIME）；f）模拟量输入输出模块（AXME）；g）空调控制单元(HV AC)；h）门控单元(MDCU)；i）乘客信息系统（PIS）；j）辅助逆变单元(SIV)；k）牵引逆变单元（DCU）；l）列车自动控制（ATC）；m）司机室HMI显示器。

铁路机车故障诊断及预警系统的分析发布时间：2021-10-12T06:23:00.881Z 来源：《科学与技术》2021年第5月15期作者：谭齐郑治国[导读] 铁路系统在社会经济发展中起到了非常关键的作用，在铁路系统运行过程中，如果铁路机车出现故障，很容易引发严重后果，所以，谭齐郑治国中车大连机车车辆有限公司辽宁大连 116021摘要: 铁路系统在社会经济发展中起到了非常关键的作用，在铁路系统运行过程中，如果铁路机车出现故障，很容易引发严重后果，所以，为了实现对机车故障的事前控制和预警，铁路部门提出了故障诊断及预警系统。

该系统具有智能化的特点，属于信息时代的产物，利用专业预判以及传输技术，对铁路机车的运行状态信息进行收集和分析，及时的发现机车故障，同时，对机车运行参数进行调节，达到降低故障率的目的，有效的促进了铁路机车运行安全性的提升。

本文对此进行分析，并且提出了几点浅见。

关键词：铁路机车；必要性分析；故障诊断及预警系统；结构分析引言近年来，由于我国社会经济的高速发展，铁路系统的重要性得到了充分的体现，在铁路系统运行中，铁路机车是其中的关键元素，铁路机车的运行状态，不仅关系到了铁路的运行效率，同时，也会对铁路系统的安全性产生直接影响。

当前我国的铁路系统普遍配置安全检测体系，但是该体系应用效果不理想，在5G时代背景下，铁路部门要着手构建全新的故障诊断及预警系统，进一步的拓展系统功能，该系统的构建，对于铁路机车的运行来说具有非常重要的意义。

下文对此进行简要的阐述。

1 铁路机车故障诊断及预警系统构建的必要性分析在铁路机车的使用过程中，会受到多种因素的干扰，如果铁路机车在使用过程中出现故障，就会引发严重后，导致列车调度受到直接影响。

随着社会的不断发展，铁路机车的运行原理越发复杂，对机车安全性提出了更高的要求，而且在当代的铁路工程中，部门增加了铁路电子信号设备的安装数量，风险隐患也得到了进一步的增加，在这种形势下，故障诊断及预警系统的重要性得到了充分体现。

城市轨道交通车辆电气故障诊断系统浅析摘要：城市轨道交通车辆电气控制系统复杂，故障率高。

电气故障诊断系统在车辆发生故障的情况下，可以配合司机进行相关操作，并且可以简化维护人员发现并迅速的排查及处理车辆故障。

本文结合城市轨道交通车辆电气故障诊断系统的特点，针对车辆电气故障诊断的功能及原理进行了分析。

关键词：城市轨道交通车辆故障诊断1 引言城市轨道交通车辆电气故障诊断系统，可以简化维护人员发现并排除故障的工作，同时配合司机进行相关操作。

本文重点对电气故障诊断系统的配置，故障诊断的原则方式，故障诊断系统的操作等级等方面进行阐述和分析。

2故障诊断系统的配置故障诊断诊断系统包括车辆控制单元和HMI（即故障显示器）。

电气故障诊断的信号通过多功能车辆总线来传输。

车辆总线连接了所有总线兼容控制的单元和每辆车中数字输入/输出模块。

车辆总线连接了车辆中的车辆控制单元(VCU)，制动控制单元(BCU)，逆变器控制单元(ICUs)，SIBAS-KLIP(输入/输出板)（SKS），空调控制单元（VAC），车门控制单元（MDCU），辅助逆变器控制(APS)，自动列车控制(ATC)，乘客信息系统（PIS），故障显示器(HMI)。

除此之外车辆高速断路器（HSCB）和空气压缩机控制，没有通过车辆总线通信设备通过每辆车中SIBAS-KLIP站（SKS）数字输入模块获得，而是通过车辆总线传输到VCU，并且通过诊断系统进行评估。

3故障诊断的原则方式车辆每个带有电子控制单元的电气子系统，如门控系统、制动系统等，都具有自诊断功能，故障信息自动传递给VCU。

其他不带电子控制单元的电气子系统，如列车线控制等，由SKS采集将由VCU来监控。

与车辆总线相连的每个子系统，除VCU子系统之外的所有故障将自动传输并存储在车辆主控制单元内。

另外，每个子系统（包括VCU子系统）把它们当前评估的故障状态（严重、中等或较小故障）传输到车辆主控VCU内，如下图。

图1 系统故障评估原理子系统的每个故障通过车辆总线总线上的一个位域传输到车辆主控制单元。

摘要：介绍了动车组列车控制管理系统的基本构成以及主要功能，阐述了动车组列车控制管理系统的冗余设计要点，为动车组列车控制管理系统设计提供了参考。

关键词：动车组；列车控制管理系统；TC CCU；TDS CCU引言列车控制管理系统（TCMS）是用于控制、监督和管理列车及各子系统的分布式电脑系统，可直接或间接地通过离散的输入输出单元（MIO）监控随车系统以及与列车通信网络连接的子系统。

TCMS系统由带车辆控制应用软件的智能硬件装置组成，它通过列车控制网络（TCN）实施控制和监管功能；TCMS系统为列车及其子系统主要提供以下功能：网络通信功能、控制功能、监测功能、诊断功能、可视化功能、远程数据传输功能。

TCMS系统网络控制如图1所示。

TCMS系统的优势：（1）可以降低动车运行成本；（2）系统整合容易，安装简单，可以快速被动车组工作人员所掌握；（3）系统所用材料少；（4）动车组可以根据运行需求，进行TCMS系统功能的变更与添加，提高了动车组运行操作的便捷性；（5）重量轻；（6）系统可靠性强，可保障动车组的安全运行。

TC CCU（控制系统）和TDS CCU（诊断系统）是TCMS系统的重要组成部分，二者可以根据不同的设计需求设计不同的系统功能，TC CCU是负责控制列车运行中各种数据的系统，既负责整合车辆车载设备信息，又控制动车组各系统的运行模式。

TDS CCU对动车组各系统的运行进行监控，并进行系统故障诊断，提高了动车组运行的可靠性、安全性，保障了动车组列车运行的稳定性。

TC CCU和TDS CCU具有平台分割机制，可以为动车组提供安全保障、操作保障与舒适度保障。

安全保障是指TC CCU和TDS CCU可以提高整个动车运行安全水平，例如通过控制或监视功能，对动车组的运行进行控制与监视，保障动车组的安全运行。

操作保障是指通过控制功能、车载设备监视功能以及相关的辅助功能，保障动车组操作的科学化与便捷化。

舒适度保障是指在有需要时通过控制车辆所有非关键功能、车辆诊断功能、车载车辆管理功能以及相关辅助功能，为动车组运行提供更多的便利，提升乘客的舒适度。

轨道交通系统中的安全控制与故障诊断轨道交通系统是现代城市中不可或缺的交通方式之一。

为了保障乘客的安全和运行的稳定性，安全控制与故障诊断对于轨道交通系统来说至关重要。

本文将讨论轨道交通系统中的安全控制和故障诊断，并探讨当前的技术和方法。

一、轨道交通系统中的安全控制轨道交通系统中的安全控制旨在确保乘客和系统的安全。

安全控制可分为几个方面：1. 设备安全轨道交通系统的设备包括列车、信号系统、供电系统、轨道等。

设备的安全性是系统正常运行的基础。

为了确保设备的安全，首先需要对设备进行定期的维护和保养，以确保其正常运行。

其次，设备需要进行安全性能测试和检测，以保证其能够正常工作并满足相关的安全标准。

2. 运行安全轨道交通系统的运行安全包括列车的运行控制、信号系统的运行和通信的安全等方面。

列车的运行控制需要保证列车的速度、车间距离等参数的控制，以及对紧急情况的响应能力。

信号系统的运行需要确保信号的准确性和及时性，以防止列车之间的碰撞等事故。

通信的安全是指系统内部各个子系统之间的信息交流，确保信息的准确传递，以保证系统的正常运行。

3. 紧急事件与灾难管理安全轨道交通系统中可能会遇到突发的紧急事件和灾难，如地震、火灾、恐怖袭击等。

对于这些情况，系统需要有应急预案和管理措施来应对。

这包括紧急停车系统、疏散路线的设置、消防设备的配备等。

此外，要采取措施保护乘客的人身安全和财产安全，以最大限度地减少损失。

二、轨道交通系统中的故障诊断故障诊断是轨道交通系统维护过程中不可或缺的一环。

通过故障诊断，可以及时发现和解决系统中的故障，以保障系统的稳定性和运行效率。

1. 故障检测与识别轨道交通系统中的故障可能涉及到各个子系统，如列车控制系统、信号系统、供电系统等等。

为了准确地诊断故障，需要采用先进的检测技术和故障识别算法。

这些技术可以通过监测各个子系统的运行参数和性能指标来判断故障原因，并将其与之前的故障数据库进行比对，以加速故障的检测和诊断过程。

列车运行控制系统故障诊断方法随着时代的发展，列车运输作为一种长距离快速的交通方式，已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。

而列车运行控制系统作为列车运输中的重要组成部分，其功能异常的话不仅会影响列车运行安全，还会降低列车运输效率。

因此，列车运行控制系统的故障诊断方法就显得非常重要。

本文将针对列车运行控制系统故障诊断方法进行阐述。

一、列车运行控制系统概述列车运行控制系统是指通过控制电子信号的方式，对列车的启动、停车、加速、减速、换车等指令进行控制。

其主要是由信号设备、信号机、综合监控系统、列车牵引与制动系统、车门系统、自动驾驶系统等多个组成部分组成。

在列车运行过程中，列车运行控制系统是负责与列车驾驶员进行交互，并根据驾驶员输入的指令，控制列车的运行状态。

二、列车运行控制系统故障诊断方法1.故障分类列车运行控制系统的故障可以分为硬件故障和软件故障两类。

硬件故障一般是指由于列车运行控制系统中硬件设备本身发生故障而导致的。

包括列车传感器的损坏，线路的断开，信号设备的故障等。

软件故障是指列车运行控制系统中的软件程序发生异常，导致系统无法正常运转，或者产生了错误命令的情况。

2.故障诊断方法2.1 硬件故障诊断硬件故障的诊断主要是通过专业的测试仪器进行检测，检测出故障点后更换故障设备即可。

例如，对于线路的断开，可以通过专业的线路探测器，来搜索断电的地点。

对于传感器的损坏，则需要对传感器进行拆卸测试，从而确定是否存在问题。

2.2 软件故障诊断软件故障往往需要运用到更加专业的诊断方法。

2.2.1 对于自动驾驶系统异常自动驾驶系统异常的发生主要是由于软件的错误或硬件设备的运行异常引起的。

这时我们可以运用下面的方法来进行处理：（1）重启系统：因为自动驾驶系统是非常复杂的系统，所以很多时候重启就可以解决问题。

（2）检查软件：通过对软件进行检查并排除错误，可以解决自动驾驶系统软件异常带来的问题。

（3）检查硬件：由于自动驾驶系统包含多种硬件设备，所以当软件错误被排除后，需要对硬件设备进行检查，确定是否存在故障。

车载ATC的故障诊断研究随着城市经济快速发展，城市轨道交通的出现在很大程度上缓解了城市交通的压力。

但是在地铁交通运行当中，地铁车辆ATC系统经常会出现一些故障问题，这些故障会威胁着地铁交通运行安全进而威胁乘客的生命。

为了更好地保障城市轨道交通车辆的安全行驶和正常运行，本文结合杭州地铁1号线进一步探讨ATC系统故障及解决方案和改进措施。

标签：ATC系统;ATP系统;故障诊断一、车载ATC系统的结构组成车载ATC系统就是列车自动控制系统，ATC系统基于通信信号技术的列车全自动控制系统。

当地铁列车车辆在轨道上运行，工作的时候这一个信号系统扮演着十分重要的角色，它就是列车运行的大脑神经，该技术的发展主要是伴随着通信技术发展而来，尤其是无线电技术的快速发展。

杭州地铁一号线信号系统采用的是较为先进的基于速度信息的ATC自动控制系统它是一套相对完整的ATC系统，这套系统包括ATO列车自动运行，ATP 列车自动防护以及ATS列车自动监控三个子系统具有高度的集成和可靠性。

此系统采用的是速度命令信息是通过轨道电路传送给中央运输指挥调度室。

（一）ATS自动监控系统ATS系统是集合了列车的调度运行设备的监督控制，基于计算机神经网络的ATS的子系统。

ATS系统是一套现代化的全自动列车监控系统，它集合了信号与网络技术，车载高速计算机与数据储存系统，现代化的高速高质量数据通信分布式的实时控制与监督系统，AGS系统中的其他系统与ATS子系统相互协调配合，同时运行共同参与了对地铁运营列车的控制和设备监控。

（二）ATP自动防护系统自列车自动保护系统是确保列车运行时速不超过设定目标速度的安全控制保护系统，它是ATC的系统的重要紫系统也是一种确保列车安全，防止列车超速的关键主要设备。

（三）ATO自动运行系统ATO系统是列车自动运行系统，它的主要功能是实现对列车运行速度的自动控制调整，以及为了方便在车站准确停车的列车自动控制子系统，ATO作为ATS的主要子系统的功能，为自动广播按照预先编设好的程序在车站定点定位停车控制，列车运行模式控制，列车进站减速控制，列车出站加速控制，列车区间隧道定速巡航控制。

附件16“高速列车信息控制系统实时故障诊断与应用验证”重大项目指南安全运行是高速列车运营的首要问题，任何故障或安全隐患若不能实时诊断并得到正确处理，都有可能引发连锁事故，甚或导致灾难性后果。

列车信息控制系统（包括列车网络系统、牵引传动控制系统、制动控制系统和列车运行控制系统等）是保证高速列车安全运行的关键系统之一，而先进的故障诊断技术又是保证列车信息控制系统可靠工作的核心技术。

目前高速列车虽已采用了诸多安全技术体系和超限报警等故障诊断措施并可有效保证列车安全运行，但某些机理复杂的微小和复合故障还不能做到实时自动检测和诊断，有时需要临时停车并由系统维护人员进行检查和维护。

列车信息控制系统在复杂环境下长期运行所面临的间歇、微小与复合等故障的实时准确诊断问题依然是从理论到实践还没有得到有效解决的国际难题。

本重大项目要求紧密结合我国高速列车的运行现状和未来发展需求，围绕上述亟待解决的困难问题，从理论方法、关键技术和应用验证三个层面开展深入研究，为进一步提高我国高速列车的安全运行性能提供理论依据和关键技术支撑。

一、科学目标针对高速列车信息控制系统实时故障诊断这一国家重大需求：在大数据与知识相结合的故障建模理论与方法、闭环系统的故障传播机制与故障的可诊断性理论、以及高速列车信息控制系统的可靠性实时评估理论这三个核心科学问题上取得突破性进展；获得若干项具有原创性的故障诊断理论成果和关键技术；构建高速列车信息控制系统故障诊断半实物仿真平台，部分理论成果和关键技术需在此平台及高速列车上进行应用验证，信息控制系统的故障诊断性能需有明显提高。

主要理论成果需在国际顶级学术刊物上发表并产生重要国际影响，获得10项以上核心发明专利和若干项关键技术，培养一批从事高速列车信息控制系统实时故障诊断研究的高水平人才。

二、研究内容（一）基于大数据和知识的高速列车信息控制系统故障建模理论与方法。

基于大数据与知识的故障建模理论与方法；模型测试与实验验证的理论与方法；故障诊断系统的体系结构。