动车组的列车控制与制动系统分析

马来西亚城际动车组列车网络控制系统

[摘 要]介绍了马来西亚城际动车组列车网络控制系统的组成和功能，详细阐述了该系统的网络拓扑结构，分析了该系统的技术特点。

[关键词] 列车通信网络；网络控制系统；可靠性；冗余性

中图分类号：u266.2

0 引言

马来西亚城际动车组为120km/h速度等级车辆，采用基于tcn标准开发的网络控制系统。该网络控制系统是一套完整的、集成的计算机系统，它控制并监控整个列车的子系统，能够实现对各子系统的实时控制、监视、诊断和事件记录。通过贯穿列车的总线进行数据传输和设备控制，不仅有效地实现了对列车的控制和诊断，同时有助于提高列车运行的可靠性和系统维护的可靠性，保证列车安全舒适运行。

1 系统组成与功能介绍

马来西亚城际动车组列车网络控制系统主要由中央控制单元（ccu）、网关模块（gw）、输入/输出模块（i/o）、人机接口（hmi）、mvb总线和wtb总线等组成，其简要构成图见图1。mvb总线与ccu、i/o及各子系统连接，可以与各子系统直接进行数据交换，从而实现对各子系统的控制和诊断功能。当两列车重联时，wtb总线实现两列车的自动编组和重联通信。

马来西亚城际动车组列车网络控制系统的主要功能如下：列车牵引/制动特性控制，列车逻辑控制，列车重联控制，空转/滑行保护控制，轴重转移补偿控制，自动过分相控制，无人警惕控制，制动力的计算与分配，故障诊断与记录，数据转储等。

2 网络拓扑结构

马来西亚城际动车组列车网络控制系统由列车级网络和车辆级网络组成。列车级网络采用wtb总线，车辆级网络采用mvb总线，wtb和mvb通过网关节点连接，集成在ccu中。3节车单元组的网络拓扑图见图2。

2.1 列车级网络

列车级网络采用符合iec61375标准的绞线式列车总线wtb，以总线方式连接两重联列车的中央控制单元，实现两列车的多个mvb网络数据交换。列车总线的物理介质采用双绞屏蔽线，总线跨度860米，数据交换协议采用hdlc，工作速度为1.0mbit/s，介质分配由一台主设备完成。列车总线采用双通道冗余设计，单通道故障可以自动切换到另一通道，提高了系统的可靠性。

2019.12科学技术创新-171-高速动车组制动系统防滑控制探讨徐晟航赵安善康金龙李伟魏孔鹰（中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程部，山东青岛266111）摘 要:随着我国社会经济的不断发展，高速铁路已经在我国越来越普及，其运行的安全问题也受到了比较广泛的关注，其中 高速动车组制动系统中的防滑控制系统是整个高速动车组中最重要的部分，其在很大程度上影响着整个动车能否正常运行，目 前我国高速动车组制动系统的防滑方面还面临着许多问题，因此本文主要对高速动车组制动系统防滑控制进行了探讨，希望能 够提供一点参考价值。关键词:高速动车；制动系统;防滑控制中图分类号:U260.13+8 文献标识码：A 文章编号:2096-4390（2019）12-0171-02随着时代的不断进步，我国的高速动车组的制动技术已经有 着比较先进的水平，但是由于动车组的制动系统比较复杂,且我国 引进的时间并不是特别长，所以高速动车组制动系统还是经常发 生故障，因此相关的研究人员要加强对高速动车组制动系统防滑 控制等方面的研究,根据目前出现故障的特征等，不断改进相关的 故障诊断的方法以及解决方法，从而进一步将高速动车组制动系 统的可靠性、稳定性以及主动安全防护的能力提高,促进我国高速 铁路方面的进一步发展。1高速动车组制动系统的综合概述1.1组成部分高速动车的特点就是其运行的速度很快，所以其对列车的制 动性能以及运行的平稳性等有着很高的要求。高速动车组制动系 统的组成部分主要有制动控制、再生制动、空气制动系统以及防滑 装置等组成，在进行制动时主要采用的是电空进行联合制动的一 种方式，然后再使用再生制动系统。在整个制动系统当中的主要功 能还包括主压缩机启停控制、对车门的控制、进行故障诊断等。1.2工作原理在高速动车制动系统当中，其制动控制装置是最关键的设备, 它的主要作用就是负责发出制动的指令，并将电信号的制动指令 变成空气压力的信号指令，其组成部分是制动控制单元、EP阀、紧 急制动单元等。根据相关的制动指令以及动车运行的速度等对常 用的制动所用的制动力进行计算,然后接受轮进行相关的速度信 号的防滑控制，当发生故障时还会自动储存并且显示出相关的故 障信息，根据故障的具体内容及时给出解决的方法。其（转下页）

CRH1型动车组列车控制系统概述

一、ATC列车运行自动控制系统概述。

1.是对列车运行全过程或一部分作业实现自动控制的系统。

2.其特征为：列车通过获取的地面信息和命令，控制列车运行，并调整与前行列车之间必须保持的距离。

3.列车运行自动控制系统(简称列控系统)是保证列车按照空间间隔制运行的技术方法，它是靠控制列车运行速度的方式来实现的。

4.列车运行自动控制系统ATC包括三个子系统：

(1)ATP列车超速防护系统。

(2)ATO列车自动驾驶系统。

(3)ATS列车自动监控系统。

二、列车运行自动控制系统的控制原理

1.采用速度一距离模式曲线控制，不再对每一个闭塞分区规定一个目标速度，而是向列车传送目标速度、列车距目标的距离(和TVM430不一样，它可以包括多个闭塞分区的长度)的信息。

2.列车实行一次制动控制方式。列车追踪间隔可以根据列车制动性能、车速、线路条件调整，可以提高混跑线路的通过能力。

3.速度一距离模式曲线控制实现了一次制动方式，列控车载设备为智能型设备，它根据目标速度、目标距离、线路条件、列车性能生成的目标一距离模式曲线进行连续制动，缩短了运行问隔，提高了运输效率，增加了旅行舒适度。

4.为了实现这一方式，地面设备必须向列车发送前方列车的位置、限速条件等动态数据，以及线路条件等固定数据，地面设备以数据编码向列车传送信息，信息量明显增加，可靠性高。

三、列控系统的基本功能

1.列控系统是在传统闭塞基础上增加列车自动控制功能的信号防护系统，由地面设备和车载设备组成。

2.列控系统包含专门设计的满足信号安全要求的模块和功能，附加功能和舒适性功能不要求安全设计。

四、车载设备功能

1.开口速度计算；测速测距；列车定位。

2.行车许可及限制速度的监督和显示。 3.司机操作的监督；列车溜逸和退行的监督；列控信息的记录。

五、车载设备人机界面功能

1.为机车乘务员提供数据输入及其他操作的手段。

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基于PLC的列车制动实验系统EBCU的控制实现

作者：刘宁

来源：《新教育时代·学生版》2017年第16期

摘 要：由于列车制动控制系统十分庞杂，对其进行实验研究比较困难，本文以大工计控MAC1610系列PLC为主控单元，采用PLC完成EBCU的控制逻辑，用以模拟实际制动运算与制动控制，简要模拟了EBCU与上位机的通信过程，来实现对列车制动过程中主要参数的实时监控。

关键词：列车制动控制 EBCU 功能检测

引言

本文通过PLC对制动控制系统EBCU进行简单的模拟，并完成PLC与上位机LabVIEW之间通过MODBUS协议进行串行通信，并将EBCU获取的相关的制动参数显示在上位机的界面中。可以很好的完成两个任务：其一，可以为列车制动系统控制逻辑提供验证和改进建议；其二，可以通过上位机实时监控列车制动系统的状态。[1]

一、研究内容

列车的制动指令是由司机控制台的制动控制器发出的，经过列车网络传送到每节车厢的制动控制装置，由制动控制装置的电子制动控制单元根据接收到的指令进行制动运算，一方面按照制动控制规律（减速度随速度的变化而变化）控制EP阀的电磁部，进而控制空气压强的大小，EP阀输出的压缩空气经过中继阀的放大输送到增压气缸，最后由压缩空气驱动基础制动装置完成空气制动。另一方面电子制动单元发出的制动信号被传送到牵引变流器，进而控制电动机的转动方向以及转速，将列车的动能转化为电能进而完成再生制动。[2]

EBCU作为制动控制系统的核心，结合了先进电子技术与完美的机械结构，即要担负着时刻收集监视列车运行数据和制动指令的重任，又要对列车的制动过程进行精确控制。主要任务是负责列车运行过程中制动力计算与控制、电空复合制动控制、防滑控制等。

EBCU主要由电源模块、开关量模块、制动控制器模块、通信模块组成。电源模块主要实现电平转换功能，将来自列车的输入电源转换成EBCU所需要的，为压力传感器、速度传感器以及中央处理器和逻辑门器件等提供电源。开关量模块主要实现对列车硬线输入信号电平转换以及EBCU输出信号的电平转换。制动控制器模块是EBCU的大脑，主要用来接收传感器收集的信号、控制开关量信号的输入输出、实现对列车的诊断监视等功能。[3] 龙源期刊网