12第十二章 列车通信控制系统.doc

第十二章列车通信控制系统第一节概述列车通信系统控制系统是将列车的各个子系统及相关外部控制电路的信息进行读取、编码、通信传递、数据逻辑运算及输出控制的一个计算机网络系统该系统就好比人类的神经系统，能通过手和眼睛对自身所处的状态、外部环境进行感知和控制，并对不同情况作出一定反映而在列车上，该系统则是对列车的供电状况、速度、列车运行模式等状态信息进行实时监控和识别，并根据读取到的列车驾驶人员发出的指令信息，对列车上各个子系统发出相关控制指令，进而使各子系统产生相应的调整控制，以符合设定的功能要求，则实现了对列车的有效控制第二节列车通信控制系统结构深圳地铁一期工程列车采用由两个完全一样的单元车组对称编组而成，每个单元编组又由1节拖车、2节动车构成对应于列车编组结构，其列车通信控制（TCC）系统也采用同样的结构方式：每个拖车（A车）设置一个列车控制单元（VTCU）,两个单元的VTCU采用列车级数据总线（WTB）进行通讯在单元车组内部，则采用列车多功能总线（MVB）连接进行通信，该总线又分为两级，第一级为贯通单元车组的MVB,即TRAFOMVB总线，并直接与VTCU进行通信；第二级则为直接与单节车内各功能模块通信的MVB,即OPTOMVB总线，连接的设备如各类输入输出单元（I/O）、制动控制单元（EBCU）、牵引控制单元（DCU）等子系统控制单元；而这两级MVB又通过总线耦合器进行信号的转换与传递。

其结构示意图参见图12-1而对于每单元车组，其TCC通信网络结构按A、B、C三节车分别有3种连接结构，其详细连接结构可分别见图12-2（A车）、图12-3（B车）、图12-4（C车）通过该结构图，则可清晰地见到单元车组中TCC系统中主要部件及其连接方式，如VTCU、BCT、COMC、AX、DX以及各功能子系统控制单元等在网络中所处列车中位置，其中ATO/ATP设备与GW板相连，列车显示屏TMS-MMI与VCUT板相连,VCUA板与A车BCT相连三节车BCT通过TRAFOMVB相连，并通过OPTOMVB与每节车的各控制模块相连，共同构成列车TCC通信网络conventionelltrainlines图12-1TCC系统结构示意图具体可按如下三部分详述：一、对应于A车，TRAFOMVB连接了ATO/ATRVTCU、BCT构成了单元车组级第一层次的通信网络；而通过OPTOMVB总线，由BCT的X05插连接了EBCU、空调控制单元，由BCT的X06插连接了COMC、AX和9个DX模块，并共同构成了第二层次的车辆级通信网络参见图12-2）二、对应于B车，TRAFOMVB连接了BCT模块，将通信信号从A车传递到B车，进而构成单元车组级第一层次的通信网络；而通过OPTOMVB总线，由BCT的X05插连接了EBCU、MCM、DXB、空调控制单元，由BCT的X06插连接了7个DX模块，并共同构成了第二层次的车辆级通信网络。

参见图12-3）三、对应于C车，TRAFOMVB连接了BCT模块，将通信信号从B车传递到C车，进而构成单元车组级第一层次的通信网络；而通过OPTOMVB总线，由BCT的X05插连接了EBCU、MCM、ACM、空调控制单元，由BCT的X06插连接了1个AX、7个DX模块，并共同构成了第二层次的车辆级通信网络参见图12-4）X10MMI(4A25)X0501X0901诊断板控制板4A01(4A01Trafo||X1302X1301ATO(4A06)地址38HX01X02DX(4A15)地址A00HX01X02AX(4A14)地址AA0HX02X01DX(4A16)地址A10HX01X02DX(4A17)地址A20HX02X01DX(4A18)地址A30HX01X02DX(4A19)地址A40HX02X01DX(4A20)地址A50HA车总线结构图X02~DX(4A23)地址A80HX01X02DX(4A22)地址A70HX02X01DX(4A21)地址A60HBCUA2A04)h址4DHX02BCTX01(4A11)11X0X0I111COMC4A12图12-2A车通信网络结构示意图WTB1WTB2DX(地址BCUA(2A04)地址4EHDX(地址4A15)B00H4A16)B10HX02X01B车总线结构图DX(地址4A17)B20HDX(地址X024A18)B30HDX(地址X014A19)B40HDX(地址X024A20)B50H■OPX02DX(地址4A21)B60HSACU4A08、图12-3B车通信网络结构示意图X05X05X02DCU-MCM(1A01)(地址49H地址UFELL箱WTB1WTB2PA箱UFELL箱4A14)CAOHBCUA2A04)地址4FH4A21)C60HDCU-MCM1A01)地址4CH4A15)COOH4A16)C1OH4A17)C20H4A18)C30H4A19)C40H4A20)C50HSACU4A08)C车总线结构图图12-4C车通信网络结构示意图第三节列车通信控制系统功能及原理一、列车通信控制系统功能列车通信控制系统在功能上类似于生物的神经系统，其传输的信息大致可分为以下三类：（一）车辆控制用的信息，如列车牵引控制类和车辆功能控制类;（二）列车故障诊断信息;（三）乘客服务信息.其实现的主要功能主要如下：（一）列车通信控制系统通过对司机的控制指令进行读取和传输，并按照所获得指令信息进行相应的输出，以使列车各子系统按一定的要求正常运行，真正起到运输工具的效能。

例如，当司机推牵引/制动手柄至牵引位时，则列车控制单元-VTCU通过AX模块和DX模块读取相关牵引指令信息，并判断其他安全相关回路是否正常，如正常，则将指令信息传递该牵引逆变器，进行动力输出，则列车可以实现牵引动车二）列车通信控制系统通过各种输入端口及相关故障诊断软件的运算，对列车各类子系统的实际运行状态进行监控和判断，如有异常情况发生，则实时地在人机界面一MMI进行显示，相关数据也同时进行记录和存储，以便司机和车辆维修人员及时观察到异常情况，并能做出应急处理措施，以保证列车运行安全三）向乘客发送如站名、提示等相关服务信息，以方便乘客的出行二、列车通信控制系统工作原理依据通信系统数据传输原理，列车通信控制系统传输的数据可分为三类：过程数据（PV）、信息数据（MD）、条件数据（CD）：一）过程数据名包括了全部有关能找到该变量的数据：1. 存储器的号码2. 端口内地址的偏移量3. 过程变量的类型和长度4. 校验位的偏移量其过程数据的主要特点如下：1.数据实时传输2.数据长度短3.反映车辆的运行状态4.周期性更新5.格式固定6.不需被确认（二）信息数据状态数据能在列车范围内按一般的传输协议（开放式系统互联参考7层模型）在两个设备间进行交换，各装置、功能组群能被赋址，其传输方式依照呼叫/回复结构，且较大的信息能自动地分割到数据包并以确认的方式传输；其主要特点如下：1.没有实时的要求2.不限制长度3.表述一个事件4.需要给出确认（三）条件数据则主要指列车本身的基本外设参数，如时钟信息、列车轮径数据等。

第四节列车通信控制系统部件介绍一、列车控制单元（VTCU）深圳地铁一期工程列车一单元车组就配备一台VTCU，装配于司机驾驶室副司机台后面的电子柜中而对于一整列车来讲，在激活司机驾驶室的VTCU则为主控单元（OWN）,另一台则为从（REMOTE）VTCU是列车通信控制系统的核心部件，相当于列车的大脑，直接负责列车的牵引制动相关控制运算，并对列车的实际运行状态进行监控，并及时判定各子系统的状态，并将异常部件的故障信息及时反馈到司机室的人机界面上，以让司机和技术维护人员快捷地掌握列车的实际工作状态而VTCU的装配图参见图12-5VMii■13-z匕-ADtranz__0八：■17'ADtranz11oo---tcthiA一ADtranzlQMVB服务端口MrMITRACoMITRACERREaADtranzWKUOAB01二020304050607080910111213141516MITRACIWAICKUDCOMITRAC

MVB的电位隔离是通过DC/DC变压器转换器实现的第三层为VCUT板,序号为9,连接MVB总线及MMI的串行接口RS422\RS232,MVB总线接口与网关板相同；串行接口是通过光耦合器和DC/DC转换器实现电位隔离其功能是进行列车故障诊断和故障信息数据记录，并与MMI进行通信，将故障信息在MMI上进行显示第四层空置；第五层为VCUA板,序号为17,连接MVB总线及串行通信接口；连接MVB总线及串行接口RS422\RS232,MVB总线接口与网关板相同；串行接口是通过光耦合器和DC/DC转换器实现电位隔离该部分的功能是进行列车牵引制动等应用功能方面的运算和控制第六层空置；第七层为电源板；输入为110VDC,该板上有A、B指示灯，正常工作时，A、B灯均常亮VTCU的每个面板中部还有6个LED指示灯，显示VTCU的当前状态，见图12-7：WA（黄色）OK債色）ER红色）（黄色）CO債色）红色）图12-7VTCU面板状态指示灯其中每个指示灯的意义如下：WA警告UD用户定义OK系统okCOMVB通信ER错误RE重新设置其中OK灯闪亮,CO灯常亮，其他灯不亮，则该部分工作正常；GW板、VCUA板、VCUT板的X36插均接一个地址信息插，其对应的地址编码分别为20H、10H、11H。

二、BCT模块深圳地铁列车通信控制系统的MVB总线根据应用的层次不同，采用了两种属性的数据传输方式：其中车组层次的为TRAFOMVB总线，即信号转换传输采用变压器电压隔离方式的数据总线；单节车层次为OPTOMVB总线，即信号转换传输采用光电耦合电压隔离方式的数据总线而BCT模块的功能为实现这两种属性的数据信号转换、传递以及信号中继再生等功能，。