第七章 CRH3列车网络控制系统
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基于CRH3型动车组的列车通信网络系统构架分析CRH3型动车组每列车上一共有2个牵引单元,每个牵引单元内又包括多个设备、模块,这些设备和模块通过MVB连在一起,MVB通过中央控制单元CCU中的网关GW实现了与WTB 的连接,实现了整组列车的互联互通。
列车通信网络;TCN;列车网络控制系统;SIBAS32随着我国铁路客运专线和既有线提速的运输要求,列车动车组在我国日益得到关注与重视,而列车通信网络作为动车组监控管理的重要组成部分,其重要性非常显著。
一、车组通信网络组成及系统结构1.动车组通信网络拓扑结构。
在目前已经投入运行的系统中,基本上采用了总线型网络拓扑结构。
每一节车厢作为一个独立的监控单元,各车厢之间通过列车总线(Train Bus)通信。
每一监控单元内根据需求不同,所需节点数量也不同,同一单元内各节点通过车辆总线(Vehicle Bus)相连。
通过在每一监控单元内安装一个代理节点来完成本单元内网络节点的管理,同时也提供本单元同列车总线及其他单元的接口。
在司机室或发电车内有一监控主机,通过网卡模块与列车总线相连,负责数据的显示、存贮等工作。
2.通信网络控制结构。
机车计算机控制装置与人机交互部分(一般采用显示器LCD)组成动车组通信网络。
动车的机车计算机控制单元是整个控制系统的核心,完成全部信号采集、控制与通信管理功能。
机车计算机控制装置按功能又可分为机车计算机控制单元LCU(Locomotive Control Unit)、通信网络和人机接口三部分。
二、CRH3型动车组列车通信网络架构1.牵引单元。
每列CRH3型动车组都由8辆车编组而成,可进一步分为两个分别由4辆车组成的牵引单元。
牵引单元一包括EC01/TC02/IC03/BC04,牵引单元二包括EC08/TC07/IC06/FC05,车厢号为01一08。
每个牵引单元内用车辆总线MVB连接单元内4辆车及同一车厢内的车内设备、传感器、执行机构,牵引单元内各车的拓扑结构固定不变。
动车组网络控制系统分析与探究摘要:随着动车组运营里程的增加,运行时间的增长,动车组网络控制系统的可靠性、稳定性更加变得尤为重要。
本文主要以CRH3型动车组的网络控制系统为模型,对动车组网络系统进行分析与研究,重点阐述CRH3型动车组使用的TCN网络通讯系统,并以此为基础展望列车网络控制系统的未来。
关键词:可靠性 CRH3型动车组 TCN现代列车正朝着高速化、自动化、舒适化和智能化的方向发展。
随着列车高速化的快步提升,与之相生的安全性问题也必然得到有效的保障,与传统的列车相比,为了保障高速化下的列车安全,在列车上设置了多种设备,这些设备需要在机车车辆及车载设备各网络部件之间实现信息的传输与交换。
如何将这些诸如列车状态、控制、故障诊断、旅客信息系统等信息安全、快速、可靠、准确地在整个列车上传输,是一个关键性问题。
而列车通讯网络(TCN)技术就是使这个庞大而繁杂的网络正常运行的的有效途径。
1.TCN网络概述列车通讯网络(TCN)是指一个具有双现场总线的分级构造系统,专为铁路车辆研发,用以替代模拟远程控制系统和掌握列车的运行状态。
TCN是一个二级的通讯网络,由列车总线WTB(绞线式列车总线)和车辆总线MVB(多功能车辆总线)组成。
这两个系统都包含一个带有冗余传输线的串行数据总线。
MVB总线一般用于车辆级的设备总线,WTB总线用于列车级的总线。
每个牵引单元有一个WTB/MVB网关节点,每个牵引单元的网关节点通过WTB列车总线互相联接起来;每个牵引单元内部的设备通过MVB总线互联起来。
每个牵引单元可以单独通过MVB总线主进行控制,又可以通过网关控制别的牵引单元或者接受别的车辆运营命令。
只要协调好每个牵引单元车辆之间的控制关系,就可以实现整列车的控制。
列车通讯网络(TCN)存在以下特点,(1)工作环境恶劣,可靠性要求高。
动车组网络系统能实现连续工作运行,且能抵抗恶劣的工作环境,即使在出现故障或不当操作的情况下,列车网络也能保障列车正常运行,这是列车网络系统在设计时兼顾硬件和软件两个方面对列车运行的保障,列车实时系统也是基于列车运行时的最坏情况,最后期限、最大运营时间、最长延迟等极端情况下设计的。
《装备维修技术》2020年第4期— 23 —CRH 型动车组网络控制系统研究朱 博 张洪波 吴 喆(中车长春轨道客车股份有限公司 吉林 长春 130062)摘 要:对于CRH 型动车组而言,网络控制系统十分重要,不仅与列车安全运行有关,还影响着检修工作的有序开展。
对此,笔者从CRH 型动车组网络总线出发,就其网络控制系统作了比较分析,以供参考。
关键词:CRH 型动车组;网络控制系统;节能措施CRH 型动车组的投运极大的促进了我国高铁行业的发展,但因其应用的是动力分散方式,使得列车信息传递与实时控制变得愈加重要。
考虑到通信网络作为达成这一目标的主要途径,所以在此就CRH 型动车组网络控制系统展开研究,以期为列车的运营和检修提供有力支持。
1 CRH 型动车组网络总线分析我国当下的CRH 型动车组包括CRH1、CRH2、CRH3、CRH5等系列,由于系统设计与制造厂家不同,致使其网络总线形式与网络控制系统有所差异,加之通信网络的作用在于对列车制动、牵引、辅助系统等车载设备进行集中监控,经数据收集和传输与地面实时通信,进而服务于列车的使用和检修,故网络总线的选用也是不容忽视的。
具体而言,我国CRH 型动车组采用的通信网络总线包括TCN 、ARC-NET 以及CAN 三种类型,而且各有各的工作特性。
如CRH1、CRH3、CRH5网络控制系统采用的是TCN 标准(分层结构见图1),通常每节车辆设置一个节点,经节点实现车辆总线与列车总线的连接,并分别经TCN 中的MVB 和WTB 传输信息,不过两者均是基于集中控制与周期性预分配的主从方式访问控制总线介质。
TCN 总线一般采用光纤、双绞线等传输介质,实时响应一般,且数据传输时间会受到介质电气长度、数据长度、中继器数量等的影响[1]。
CRH2动车组网络控制系统则是以ARC-NET 为基础, 该现场总线采用的是令牌传递协议,因通过节点对网络加以轮流之配,所以总线站是平等的。
CRH3型动车组的列车通信网络系统研究摘要:CRH3是比较常见的动车组类型,各项基础功能已经相对完善,可以满足列车安全稳定运行需求,以及为旅客提供优质服务。
列车通信网络系统是动车组的核心部分,直接影响着列车的安全性与可靠性,一直以来都是技术研究的要点。
关键词:CRH3型动车组;列车通信网络;系统架构列车通信网络系统的功能能否正常发挥,对动车组列车的运行状态有着重大影响。
通过列车通信网络系统可以实现所有车厢内不同车辆设备、传感器以及执行机构的可靠连通,并且还能够通过中央控制单元来实现列车的运行控制、制动控制以及速度控制,以及对列车设备进行动态检测,确保可以实时掌握列车实际状态,为列车安全可靠运行提供重要保障。
一、动车组列车通信网络系统特点列车通信网络系统是动车组的重要组成部分,是一种面向控制、连接车载设备的数据通信系统,可以说是立车控制系统的核心。
列车通信网络系统将各种功能集于一体,包括列车控制、故障检测与诊断以及旅客信息服务系统等,通过车载微机技术的支持,以网络为载体,实现列车不同系统之间的信息交互,以此来做到集散式监视、控制与管理所有车载设备,进一步提升了动车组列车控制系统的智能化、信息化以及网络化水平,可以为列车安全稳定运行提供更强保障。
CRH3型动车组对应的是SIBAS 32列控系统,列车通信网络是以国际标准ICE61375为依据,包括多功能车辆总线与绞线式列车总线两种。
通过列车通信网络系统,来将所有车厢的车载设备、传感器以及执行机构连通,构建列车级、车辆级以及设备级的三层控制网络[1]。
CRH3型动车组列车共设置2个牵引单元,且分别包括多个设备和模块,并通过多功能车辆总线连接在一起,是得整组列车互相连通。
以列车通信网络系统作为基础,可实现列车不同设备的同步控制与同步动作,以及实时监测设备状态,并对存在的故障进行诊断,及时将故障信息展示给司机,保证能够第一时间解决处理,避免突发事故的发生。
浅谈CRH3型高速动车组远程数据传输系统张密哲;李蕊;王振宏【摘要】CRH3型动车组远程数据传输系统采用基于GPRS无线传输技术,本文从机箱结构、工作电源、中央处理器、操作系统、MVB网络通信、GPRS无线传输方式、数据库等方面对系统的关键配置进行了详细阐述.该系统提高了列车与地面之间的数据传输的实时性和可靠性,较大程度上方便了动车组的保养,为动车组的顺利开行和快速检修提供了保障.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】3页(P57-58,61)【关键词】CRH3;动车组;GPRS;远程数据传输【作者】张密哲;李蕊;王振宏【作者单位】唐山轨道客车有限责任公司,唐山063035【正文语种】中文引言为满足对动车组动态跟踪监控,并对动车组运行提供远程专家技术支持、故障应急指导和即时组织维修的实际运用需求,需要对动车组的动态跟踪监控信息、基本状态信息和故障信息等数据进行远程传输。
为满足动车组管理检修的要求,需要记录高速动车组运行过程中的重要信息,并实时地将这些重要信息通过动态跟踪监控系统发送到地面信号接收装置。
动态跟踪监控信息主要包括运行动车组的基本状态信息、准确位置及故障信息。
其中,动车组的基本状态信息主要包括速度、轴温、制动、牵引、车门等安全相关信息,以及卫生间、空调等旅客服务设施状态信息等;位置信息主要包括线路公里标或经纬度;故障信息主要包括在车载网络上传输的、可获取的故障事件以及其相关特征状态参数,动车组在发生故障后,这些故障信息可以支持车载故障的诊断、分析、排除,给动车组检修带来了方便。
1 系统总体功能实现CRH3型动车组的工作原理采用网络控制系统。
网络控制系统可以实现对整个列车的控制、监视和诊断。
列车在运行过程中,其状态信息和报警信息都会在列车WTB/MVB网络上进行传输,报警信息会显示在列车司机室显示屏上,以便供司控人员使用。
状态信息主要包括通过MVB获取的有关牵引、制动、供电、空调、车门等子系统状态的实时运行数据,报警信息主要包括从司机室显示屏获取的以故障代码为索引的实时故障数据。