軌道交通列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)課件：城市軌道交通列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及其應(yīng)用

軌道交通列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

城市軌道交通列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及其應(yīng)用4學(xué)習(xí)重點(diǎn)(1)掌握幾種常見(jiàn)的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。(2)掌握TCMS的功能及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。(3)掌握DTECS的硬件設(shè)備。(4)掌握DTECS的功能。(5)理解DTECS的操作及維護(hù)方法。u知識(shí)目標(biāo)：(1)掌握幾種常見(jiàn)的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。(2)掌握TCMS系統(tǒng)的功能及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。(3)掌握DTECS系統(tǒng)的硬件設(shè)備。(4)掌握DTECS系統(tǒng)的功能。u素質(zhì)目標(biāo)：(1)培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力和解決問(wèn)題的能力；學(xué)生要具備應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力，保持冷靜，迅速采取有效的應(yīng)急措施，確保列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

的安全穩(wěn)定運(yùn)行。u能力目標(biāo)：(1)能分析TCMS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。(2)會(huì)DTECS系統(tǒng)的操作及維護(hù)方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)23常見(jiàn)的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)基于DTECS的城軌列車TCMS概述DTECS硬件設(shè)備DTECS功能DTECS操作及維護(hù)任務(wù)三目

錄CATALOG任務(wù)五

3任務(wù)四5任務(wù)一任務(wù)二421任務(wù)一常見(jiàn)的列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)4一、

SIBAS隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外城市軌道交通行業(yè)主流的列車網(wǎng)絡(luò)控制平臺(tái)有：西門子的SIBAS、龐巴迪的MITRACS、

阿爾斯通的AGATE系統(tǒng)、

三菱的TIS和中國(guó)中車的DTECS等。SIBAS目前有SIBAS-16和SIBAS-32兩個(gè)系列

，主要運(yùn)用到我國(guó)早期的西門子進(jìn)口城市軌道交通車輛中。SIBAS-16核心由16位的處理器構(gòu)成的中央計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器組件及一個(gè)或多個(gè)控制機(jī)組成。系統(tǒng)采用集中式機(jī)箱與插件式結(jié)構(gòu)，由中央控制器集中管理，分為列車控制層、機(jī)車控制層和傳動(dòng)層的分層結(jié)構(gòu)。它采用多個(gè)串行總線系統(tǒng)，傳輸速度與運(yùn)行記錄可滿足列車控制響應(yīng)要求。其編程工具為SIBASLOG

，系統(tǒng)提供大量標(biāo)準(zhǔn)程序模塊，便于控制軟件編程。在SIBAS-16的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出采用32位芯片(Intel486)的SIBAS-32系統(tǒng)。為了減少傳統(tǒng)機(jī)車車輛布線，SIBAS-32系統(tǒng)設(shè)有智能外圍設(shè)備連接終端，即SIBASKLIP站。采用SIBAS

KLIP可以迅速綜合信息和控制指令，并且通過(guò)一根串行總線傳輸給中央控制裝置。KLIP站可以很自由地分布在各類車輛上。5MITRAC

CC的主要特點(diǎn)如下：(1)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(2)系統(tǒng)器件結(jié)構(gòu)緊湊(3)用線少，通過(guò)增強(qiáng)系統(tǒng)的可用性，傳感器的短距離連接和I/O設(shè)備接口減少了沖突(4)系統(tǒng)具有自診斷功能(5)支持遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)恢復(fù)系統(tǒng)(6)提供MITRAC

CC遠(yuǎn)程控制平臺(tái)MITRAC列車控制通信系統(tǒng)的核心是TCN標(biāo)準(zhǔn)

，允許不同用戶之間的相互操作。交換信息使用傳輸介質(zhì)為屏蔽雙絞線或者光纖

，列車上所有MITRAC

CC器件都連在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上。在MITRAC中沒(méi)有控制柜和機(jī)箱，而是各個(gè)控制單元或I/O單元均自成一體，封裝在一個(gè)具有較好的電

池兼容性能的機(jī)殼中，每個(gè)殼體均有自己的電源和車輛總線接口。二、

MITRACSMITRACS包括MITRAC

TC(牽引逆變器)、MITRAC

CC(列車控制系統(tǒng))、MITRAC

AU

(輔助逆變器)和MITRAC

DR(牽引驅(qū)動(dòng)器)。6采用WorldFIP總線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)和主要數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(TCN、CAN、FIP、LON)的通信網(wǎng)關(guān)主要的子裝配系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)安全快速操作具有自測(cè)試功能包含了最新技術(shù)FPGA器件和PCI總線接

口。使用Easyplug技術(shù)AGATE牽引控制系統(tǒng)其主要特點(diǎn)三、AGATE系統(tǒng)

77AGATE系統(tǒng)主要由AGATE

Link(列車監(jiān)控)、AGATE

Aux(輔助控制)、AGATE

Traction(牽引控制)和AGATE

e-Media(乘客信息系統(tǒng))四部分組成。AGATE牽引控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的機(jī)車牽引控制和產(chǎn)生制動(dòng)命令。三、AGATE系統(tǒng)

AGATE輔助控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)列車上靜態(tài)逆變器和電池充電的控制，其主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、

模塊化、低成本、

低噪聲和快速保護(hù)等。AGATE

e-Media乘客信息系統(tǒng)主要是在列車運(yùn)行中，提供實(shí)時(shí)的多媒體信息和休閑娛樂(lè)，為乘客提供便利性和舒適性，同時(shí)還可以作為一種高效廣告媒體，能帶來(lái)新收益。88系統(tǒng)用發(fā)音系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)站

，并在屏幕上以有

色信息顯示

，具有動(dòng)力學(xué)線路地圖

，也可以顯示廣告和新聞當(dāng)系統(tǒng)突然中斷或者意外情況發(fā)生時(shí)

，優(yōu)

先直接向乘客廣播實(shí)時(shí)信息。主要功能三、AGATE系統(tǒng)

AGATE

Link是在線管理和監(jiān)視列車的電子模塊，是整列車輛維護(hù)的有效工具，通過(guò)監(jiān)視列車各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀況來(lái)提供迅速準(zhǔn)確的列車故障診斷，從而減少檢查時(shí)間和成本，縮短停工維護(hù)時(shí)間。AGATE

Link的突出特點(diǎn)是改善了列車生命周期成本

(

LCC)。AGATE

Link可根據(jù)應(yīng)用需要對(duì)基本部件進(jìn)

行組合，如遠(yuǎn)程輸出模塊、司機(jī)控制臺(tái)、GIS定位模塊、無(wú)線電數(shù)據(jù)傳輸模塊和在線通信網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)易于擴(kuò)展。AGATE系統(tǒng)的控制網(wǎng)絡(luò)WorldFIP總線是從FIP總線發(fā)展而來(lái)的。AGATE系統(tǒng)采用WorldFIP總線完整地實(shí)現(xiàn)了列車控制的所有功能。WorldFIP的設(shè)計(jì)思想是：按一定的時(shí)序，為每個(gè)信息生產(chǎn)者分配一個(gè)固定的時(shí)段，通過(guò)總線仲裁器逐個(gè)呼叫每個(gè)生產(chǎn)者，如果該生產(chǎn)者已經(jīng)上網(wǎng)，應(yīng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)答。生產(chǎn)者提供必要的信息，同時(shí)提供一個(gè)狀態(tài)字，說(shuō)明這一信息是最新生產(chǎn)的還是過(guò)去傳送過(guò)的舊信息。消費(fèi)者接收到信息時(shí)

，可根據(jù)狀態(tài)字判斷信息的價(jià)值。99TIS由列車通信網(wǎng)絡(luò)、各車廂通信網(wǎng)絡(luò)和功能單元控制機(jī)組成。TIS的基本結(jié)構(gòu)有兩種：一種是車廂內(nèi)的終端只傳輸TIS的信息；另一種是節(jié)點(diǎn)既傳輸信息又傳輸控制命令。5.

控制命令傳送。

控制命令包括牽引動(dòng)力、制動(dòng)、門控與空調(diào)、照明、輔助電源、受電弓、蓄電池開閉等。4.

旅客服務(wù)功能。

該功能向旅客提供各種信息，如到站和前方站、運(yùn)行時(shí)刻表等。3.

維修支持功能。

該功能能自動(dòng)檢測(cè)各功能單元的運(yùn)行情況，調(diào)閱各設(shè)備的故障記錄，為檢修提供依據(jù)。2.

乘務(wù)員操作功能。

乘務(wù)員可以通過(guò)TIS的終端站設(shè)定車廂的空調(diào)溫度，異常情況下能發(fā)出警報(bào)1.

駕駛員操作向?qū)А?/p>

該功能即指導(dǎo)列車正確、正點(diǎn)運(yùn)行，并顯示列車運(yùn)行圖TIS的

功能四、TIS10五、

DTECSDTECS是專為軌道車輛的列車控制和通信而設(shè)計(jì)的一套車載計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它控制并監(jiān)視整個(gè)列車，

包括車載硬件、操作系統(tǒng)、控制軟件、診斷軟件、監(jiān)視軟件和維護(hù)工具，主要完成軌道車輛的通信管理、功能控制、故障診斷、信息顯示和事件記錄等功能。DTECS是一個(gè)分布式控制系統(tǒng)，它分布于整個(gè)列車的各個(gè)智能單元。這些單元可分別安裝于車下設(shè)備箱、駕駛臺(tái)或車廂內(nèi)的電器柜中。DTECS系統(tǒng)的最大和最重要的優(yōu)點(diǎn)是：顯著減少各箱柜之間的連線

，

并方便將來(lái)對(duì)系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。系統(tǒng)設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，其系列產(chǎn)品不僅適用于各種牽引系統(tǒng)的控制，而且適用于列車的控制，也可以用于列車監(jiān)控系統(tǒng)。DTECS廣泛采用電子控制設(shè)備和串行數(shù)據(jù)通信，并且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接各個(gè)子系統(tǒng)的控制設(shè)備，以減少繼電器、接觸器、列車布線、端子排和連接器聯(lián)鎖的使用?？刂葡到y(tǒng)中具有電子控制機(jī)監(jiān)控設(shè)備的子系統(tǒng)有：列車控制單元、牽引變流器控制單元、輔助逆變器、駕駛顯示器、空調(diào)控制系統(tǒng)、車門控制系統(tǒng)、制動(dòng)控制系統(tǒng)。11任務(wù)二基于DTECS的城軌列車TCMS概述12基于DTECS的城軌列車TCMS概述由若干個(gè)DTECS平臺(tái)的模塊構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，稱為TCMS

(Train

Control

and

Management

System)。TCMS

主要包含控制功能、

故障檢測(cè)和診斷功能、

監(jiān)視功能。綜合車輛運(yùn)行工況及各設(shè)備的工作狀態(tài)，對(duì)車輛進(jìn)行控制是TCMS的主要功能之一。根據(jù)

設(shè)計(jì)需求，TCMS主要完成以

下控制功能：司機(jī)室激活控制、方向控制、緊急牽引控制等。1.

控制功能車輛的監(jiān)視功能由智能顯示器(HMI)完成。每列車輛配有兩個(gè)HM

I，分別安裝于兩個(gè)M

c車輛的司機(jī)控制臺(tái)上，對(duì)

司機(jī)和檢修人員提供其所需的

必要信息。車載故障檢測(cè)和診斷系統(tǒng)是TCMS的一個(gè)重要組成部分，

完成車載各部件故障數(shù)據(jù)的采

集、分析、轉(zhuǎn)儲(chǔ)和顯示功能。2.

故障檢測(cè)和診斷功能3.

監(jiān)視功能13(

1)兩臺(tái)人機(jī)接口單元(HMI)分置兩輛Mc車，顯示車輛及子設(shè)備狀態(tài)、故障報(bào)警，提供人機(jī)交互輸入

接口。(2)每輛Mc車各配一臺(tái)車輛控制模塊(VCMe)

，互為冗余。主VCMe負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、車輛控制、設(shè)備

監(jiān)視與診斷；從VCMe實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主機(jī)，主機(jī)故障即刻無(wú)縫接管。一、

TCMS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基于DTECS的TCMS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5-1所示。TCMS采用分布式控制技術(shù)

，劃分為兩級(jí)：

列車控制級(jí)、

車輛控制級(jí)。列車控制級(jí)總線和車輛控制級(jí)總線均采用電氣中距離介質(zhì)的多功能車輛總線。全列車由兩個(gè)基本對(duì)稱的單元組成，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涿枋鋈缦拢簣D5-1TCMS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)14(3)各車配置DXMe模塊，實(shí)現(xiàn)電氣信號(hào)與網(wǎng)絡(luò)控制信號(hào)相互轉(zhuǎn)換。(4)

Mc1、Mc2司機(jī)室裝設(shè)2個(gè)AXMe，接收并處理司機(jī)控制器信號(hào)。(5)各車安裝中繼器(

REP)模塊，內(nèi)部雙功能模塊冗余，以乒乓模式工作、可無(wú)縫切換。(6)每輛Mc車配備列車事件記錄儀，周期性記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)與故障信息，數(shù)據(jù)可經(jīng)便攜式測(cè)試單元(

PTU)讀取、打印。(7)DCU、ACU、EBCU

等子系統(tǒng)通過(guò)MVB

接口接入TCMS。(8)列車維護(hù)信息網(wǎng)絡(luò)采用TCP/IP

協(xié)議，符合對(duì)應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。一、

TCMS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖5-1TCMS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)15多功能車輛總線(MVB)用于連接各車輛內(nèi)的電子部件和控制系統(tǒng)(也稱為MVB段)。數(shù)據(jù)在車輛總線上可以雙向傳

遞。車輛內(nèi)MVB的電氣線路(一條線路為一對(duì)電線)是有物理冗余的，以提高可利用性。數(shù)據(jù)通過(guò)兩條線路(即兩對(duì)電線)

傳遞，即使一條線路出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)仍可通過(guò)第二條線路傳遞。DTECS按照IEC61375標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的列車通信網(wǎng)絡(luò)組建，整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用A/B線單獨(dú)鋪設(shè)的雙通道冗余設(shè)計(jì)，不

論是列車級(jí)總線還是車輛級(jí)總線，均采

用通信線路雙通道冗余設(shè)計(jì)

，當(dāng)某一路通信線路出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換到另一路通信線路。二、列車通信網(wǎng)絡(luò)16

二、列車通信網(wǎng)絡(luò)

MVB所使用的電纜是兩對(duì)雙絞屏蔽線。為防止反射及干擾，MVB在總線的每一端都設(shè)有終端電阻(120)。MVB電纜是與電子控制單元內(nèi)的MVB接口模塊相連的。MVB接口模塊進(jìn)行總線管理和數(shù)據(jù)通信管理，包括總線主控器(總線管理器)的定義及線路監(jiān)控。MVB總線連接器如圖5-2所示。171717圖5-2MVB總線連接器序號(hào)內(nèi)

容

參

數(shù)1介質(zhì)屏蔽雙絞線，變壓器隔離2波特率1.5Mb/s3傳輸距離200m

(EMD)4最多可掛智能總線站256個(gè)5傳輸周期1、2、4、8…1024ms(典型值為32、64、128…1024ms)6數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度2、4、8、16、32bit7最多可以定義報(bào)文4096個(gè)二、列車通信網(wǎng)絡(luò)(一)

基本參數(shù)多功能車輛總線(MVB)連接車輛的所有智能設(shè)備，其物理介質(zhì)采用電氣中距離電介質(zhì)。MVB的基本參數(shù)如表5-1所示。表5-1MVB的基本參數(shù)18二、列車通信網(wǎng)絡(luò)(二)

數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)在可編程的基本時(shí)間周期(Basic

time

period)內(nèi)傳遞，如圖5-3所示。每個(gè)基本時(shí)間周期從過(guò)程數(shù)據(jù)(Process

data)傳遞的周期相(Periodic

phase)開始，然后進(jìn)入偶發(fā)相

(Sporadicphase，偶發(fā)階段)。在偶發(fā)相內(nèi)，監(jiān)督數(shù)據(jù)(Supervisory

data)和消息數(shù)據(jù)(Message

data)可按要求傳遞。防護(hù)相(Guard

phase)階段用于保證下一個(gè)周期的準(zhǔn)確開始。圖5-3數(shù)據(jù)傳輸周期19二、列車通信網(wǎng)絡(luò)(二)

數(shù)據(jù)傳輸1.

過(guò)程數(shù)據(jù)過(guò)程數(shù)據(jù)周期性地傳送，特點(diǎn)如下：(1)過(guò)程數(shù)據(jù)由高達(dá)32bit的短數(shù)據(jù)組成；(2)它是與時(shí)間密切相關(guān)的數(shù)據(jù)，將作為過(guò)程數(shù)據(jù)周期性地傳遞；(3)只有一個(gè)單元是數(shù)據(jù)源；(4)所有連接到MVB的單元都可能是過(guò)程數(shù)據(jù)傳遞的終點(diǎn)接口(目的地)

；(5)過(guò)程數(shù)據(jù)帶有數(shù)據(jù)源地址(廣播數(shù)據(jù))

；(6)傳遞過(guò)程不帶檢錯(cuò)碼反饋；(7)傳遞安全性由周期性的傳遞和檢驗(yàn)來(lái)保證。20二、列車通信網(wǎng)絡(luò)(二)

數(shù)據(jù)傳輸2.

消息數(shù)據(jù)消息數(shù)據(jù)按要求或發(fā)生的事件而偶發(fā)性地傳送，其特點(diǎn)如下：(1)與時(shí)間不密切相關(guān)的數(shù)據(jù)，將作為消息數(shù)據(jù)偶發(fā)性地傳送；(2)只有一個(gè)單元是數(shù)據(jù)源；(3)只有一個(gè)單元是數(shù)據(jù)傳送的終點(diǎn)接口；(4)消息數(shù)據(jù)帶有數(shù)據(jù)源地址(單目的地)

；(5)被傳遞的數(shù)據(jù)必須經(jīng)接收單元(數(shù)據(jù)傳遞終點(diǎn)接口)

確認(rèn)；(6)數(shù)據(jù)將根據(jù)要求以隊(duì)列方式被緩沖；(7)完整的數(shù)據(jù)傳遞時(shí)間由總線負(fù)荷量決定。3.

監(jiān)督數(shù)據(jù)監(jiān)督數(shù)據(jù)是總線管理和控制所要求的。主控權(quán)的轉(zhuǎn)移、單元狀態(tài)的傳送和事件指示都要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。21二、列車通信網(wǎng)絡(luò)(三)

故障檢測(cè)如果數(shù)據(jù)傳遞發(fā)生故障，報(bào)文將不會(huì)被分析，連接到MVB的單元會(huì)繼續(xù)按照上一次正確接收到的報(bào)文工作，監(jiān)控軟件準(zhǔn)備改變?yōu)榫幊填A(yù)定的反應(yīng)狀態(tài)。在過(guò)程數(shù)據(jù)循環(huán)傳遞期間，短暫干擾過(guò)后，系統(tǒng)將繼續(xù)工作，并接收后續(xù)報(bào)文。一個(gè)消息數(shù)據(jù)報(bào)文的傳遞一旦失敗，將要求數(shù)據(jù)再傳遞一次。與車輛內(nèi)部電路控制功能的反應(yīng)時(shí)間相比，所選基本周期時(shí)間通常很短。單個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)報(bào)文所受的干擾對(duì)電路控制功能沒(méi)有不利的影響。注：數(shù)據(jù)傳遞終點(diǎn)接口還進(jìn)行時(shí)間監(jiān)督，監(jiān)控終點(diǎn)接口是否處于工作狀態(tài)。22MVB的兩條線路上的數(shù)據(jù)報(bào)文將受到監(jiān)控，并且應(yīng)完全相同。如果其中一條線路發(fā)生故障，數(shù)據(jù)將通過(guò)仍正常工作的線路傳遞。如果一個(gè)總線管理器發(fā)生故障，另一個(gè)總線管理器將替代前者的管理功能。列車可以在到達(dá)終點(diǎn)站前沒(méi)有限制地維持運(yùn)營(yíng)。如果一路MVB發(fā)生嚴(yán)重故障，另一路MVB將替代并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在這種情況下，列車可以在到達(dá)終點(diǎn)站前沒(méi)有限制地維持運(yùn)營(yíng)。如果兩個(gè)MVB總線故障，列車通過(guò)緊急牽引模式，進(jìn)行備用方式的牽引和制動(dòng)。二、列車通信網(wǎng)絡(luò)(四)

備用級(jí)/冗余23任務(wù)三DTECS硬件設(shè)備24

一、

車輛控制模塊

采用DTECS的列車控制和診斷系統(tǒng)(TCMS)的不同車型的功能和硬件配置不同，不同車型由數(shù)量不

同的車輛控制模塊

(VCMe)

、事件記錄模塊

(

EDRM)

、

中繼器

(

REP)

、數(shù)字量輸入輸出模塊

(

DXMe)

、數(shù)字量輸入模塊

(

DIMe)

、模擬量輸入輸出模塊

(AXMe)

、人機(jī)接口模塊

(

HMI)

組成。252525每列車有兩個(gè)車輛控制模塊(VCMe)，分別位于Mc1車和Mc2車。正常情況下，兩個(gè)VCMe通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制選取一個(gè)VCMe為主控單元，執(zhí)行總線管理和控制功能；另外一個(gè)VCMe作為從控單元，監(jiān)視主設(shè)備狀態(tài)。當(dāng)主控VCMe出現(xiàn)故障時(shí)，從控VCMe檢測(cè)到主控VCMe故障，從控VCMe則接管總線，執(zhí)行總線管理和控制功能，成為新的主控單元

，保證列車正常運(yùn)行。VCMe對(duì)外接口如圖5-4所示。圖5-4VCMe對(duì)外接口01020304(1)VCMe具有4類MVB板卡，能夠管理列車級(jí)和車輛級(jí)總線上的數(shù)據(jù)通信，包括消息數(shù)據(jù)和過(guò)程數(shù)據(jù)，執(zhí)行MVB總線管理和列車控制功能。(2)列車故障診斷系統(tǒng)中VCMe將各子系統(tǒng)故障的環(huán)境數(shù)據(jù)一方面?zhèn)魉徒oERM進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)

，另一方面將故障的環(huán)境數(shù)據(jù)發(fā)送給HMI進(jìn)行顯示和判斷，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)能即時(shí)提示給駕駛員。(3)VCMe對(duì)連接到MVB總線上的空調(diào)系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)、煙火報(bào)警系統(tǒng)具有監(jiān)視和控制功能。(4)具有MVB接口，通過(guò)MVB接口完成總

線管理、

過(guò)程數(shù)據(jù)通信、

故障診斷等功能。(5)VCMe啟動(dòng)時(shí)能夠檢驗(yàn)MVB網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的完整性，檢測(cè)MVB總線上的網(wǎng)絡(luò)端口和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

，檢查自身的配置狀態(tài)，在校驗(yàn)無(wú)誤后VCMe才能正常啟動(dòng)。(6)列車遠(yuǎn)程輸入/輸出模塊能夠完成列車各種數(shù)字量、模擬量信號(hào)的采集和控制信號(hào)的輸出，VCMe通過(guò)MVB總線與DXMe/AXMe進(jìn)行通

信，完成對(duì)非微機(jī)控制系統(tǒng)的監(jiān)視和控制功能。(7)列車根據(jù)控制需求、顯示需求和故障診斷需求，來(lái)決定狀態(tài)信息和過(guò)程數(shù)據(jù)的種類和數(shù)量，

通過(guò)DXMe/AXMe來(lái)完成對(duì)列車非微機(jī)控制系統(tǒng)信

息的輸入和輸出，通過(guò)MVB總線完成其他子系統(tǒng)信息的交互。一、

車輛控制模塊車輛控制模塊

(VCMe)

的功能如下：06070526事件記錄模塊(EDRM)是列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的重要組成部分，EDRM接收各個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)MVB總線傳輸?shù)墓收闲畔?，按照故障分類進(jìn)行存儲(chǔ)和報(bào)警提示。重慶As列車控制和診斷系統(tǒng)的每列車有兩個(gè)EDRM，分別位于Mc1車和Mc2車，正常情況下，兩臺(tái)EDRM同時(shí)工作，記錄主網(wǎng)絡(luò)收發(fā)的重要數(shù)據(jù)。EDRM主要是通過(guò)列車MVB網(wǎng)絡(luò)對(duì)列車的主要設(shè)備的運(yùn)

行數(shù)據(jù)、故障等相關(guān)信息進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，

維護(hù)人員可以從任意一個(gè)EDRM中下載數(shù)據(jù)記錄。EDRM對(duì)外接口如圖5-5所示。二、事件記錄模塊圖5-5EDRM對(duì)外接口27(5)通過(guò)PTU軟件可以從MVB總線上傳輸?shù)男盘?hào)中選擇記錄變量，可選擇的變量數(shù)量不少于90個(gè)模擬量、360個(gè)數(shù)字量，考慮到實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)量，每次選擇記錄的變量上限為100個(gè)模擬量和400個(gè)數(shù)字量。(6)通過(guò)PTU軟件查看數(shù)據(jù)時(shí)必須提供對(duì)應(yīng)的配置文件，PTU軟件解析后將會(huì)提供各變量的運(yùn)行曲線。(2)ERM運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄能夠在ERM上電狀態(tài)下連續(xù)記錄和存儲(chǔ)列車關(guān)鍵性的運(yùn)行參數(shù)，包括IO數(shù)據(jù)和與各子系統(tǒng)交互的MVB網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)等信息，記錄時(shí)間為15天。(1)ERM通過(guò)MVB網(wǎng)絡(luò)接收經(jīng)VCU判斷后的故障信息和各子系統(tǒng)

發(fā)送到MVB網(wǎng)絡(luò)上的故障信息，并進(jìn)行存儲(chǔ)。(4)ERM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式采用FIFO(先入先出隊(duì)列)方式。(3)ERM變量采樣周期根據(jù)變量性質(zhì)可配置為50ms、100ms或500

ms。二、事件記錄模塊列車數(shù)據(jù)記錄儀

(

ERM)

的功能如下：28中繼器(REP)能夠?qū)VB總線上傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行接收、放大和發(fā)送，用于增強(qiáng)通信質(zhì)量，延長(zhǎng)通信距離。每列車裝有6個(gè)中繼模塊，分別安

裝于各節(jié)車輛中，中繼器(REP)由供電和診斷單元、MVB中繼單元兩部分組成。中繼器對(duì)外接口如圖5-6所示。三、

中繼器圖5-6中繼器對(duì)外接口29(2)正常運(yùn)行時(shí)一個(gè)中繼器中只有1個(gè)中繼模塊處于工作

狀態(tài)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行一次中繼傳輸，另一個(gè)處于熱備冗余狀態(tài)。(3)當(dāng)一個(gè)中繼器模塊故障時(shí)，另一個(gè)模塊將對(duì)原有的A路和B路信號(hào)進(jìn)行放大傳輸

，不影響子系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的接收。(1)兩個(gè)中繼器模塊在功能上均可對(duì)MVB總線上傳輸?shù)腁、B兩路信號(hào)進(jìn)行放大傳輸，如圖5-7所示。三、

中繼器中繼器的功能如下：圖5-7中繼器工作原理30四、數(shù)字量輸入輸出模塊數(shù)字量輸入輸出模塊

(

DXMe)

實(shí)現(xiàn)數(shù)字量信號(hào)的采集

輸入和控制輸出。

每列車裝有12個(gè)DXMe，每個(gè)模塊具有16路獨(dú)立的數(shù)字量輸入通道和6路獨(dú)立的數(shù)字量輸出通道、2路繼電器輸出通道，屬于MVB的1類設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)

程數(shù)據(jù)通信，分別安裝于各節(jié)車輛中，DXMe通過(guò)MVB (EMD)與其他設(shè)備通信。數(shù)字量輸入輸出模塊的功能如下：(

1)

輸入信號(hào)采集：將車輛間電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，經(jīng)由列車控制網(wǎng)絡(luò)傳送給VCMe，完成各種控制功能。(2)

控制信號(hào)輸出：將網(wǎng)絡(luò)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)，控制諸如指示燈、繼電器等設(shè)備。DXMe主要接口如圖5-8所示。圖5-8DXMe主要接口31數(shù)字量輸入模塊(DIMe)實(shí)現(xiàn)數(shù)字量信號(hào)的采集功能，即將車輛間電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，經(jīng)由列車控制網(wǎng)絡(luò)傳送給VCMe，完成各種控制功能。每列車裝有2個(gè)DIMe，每個(gè)模塊共有32個(gè)

獨(dú)立數(shù)字輸入接口，模塊分別安裝在兩節(jié)Mc車中，DIMe通過(guò)MVB(EMD)與其他設(shè)備通信。DIMe主要接口如圖5-9所示。五、數(shù)字量輸入模塊圖5-9DIMe主要接口32模

擬

量

輸

入

輸

出

模

塊

(

AXMe)

實(shí)現(xiàn)模擬量信號(hào)的

采集輸入和控制輸出。每列車裝有2個(gè)AXMe，2個(gè)AXMe分別安裝在司機(jī)室，用于接收和處理司機(jī)控制器信號(hào)。AXM

e通過(guò)MVB(EMD)與其他設(shè)備通信

，包含6路實(shí)時(shí)采集的模擬量信號(hào)

(AI)和4路實(shí)時(shí)模擬量輸出

(AO)。AXMe為MVB的1類

設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)據(jù)通信。

模擬量輸入輸出模塊的功能如

下：(

1)

輸入信號(hào)采集：將車輛間電氣信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制信號(hào)，經(jīng)

由列車控制網(wǎng)絡(luò)傳送給VCMe

，

完成各種控制功能。(

2)

控制信號(hào)輸出：將網(wǎng)絡(luò)控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)，控制諸如儀表等設(shè)備。AXMe主要接口如圖5-10所示。六、模擬量輸入輸出模塊圖5-10AXMe主要接口010233列車人機(jī)接口單元

(

HMI)

具有以下功能：(1)人機(jī)接口亮度可手動(dòng)調(diào)節(jié)或自動(dòng)調(diào)節(jié)。(2)人機(jī)接口用于報(bào)警或故障提示。(3)人機(jī)接口通過(guò)MVB-EMD接口連接至TCMS網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)此接口與VCU進(jìn)行通信(HMI接收狀態(tài)信息、過(guò)程數(shù)據(jù)、故障信息，輸出控制命令等)。(4)人機(jī)接口能夠顯示并存儲(chǔ)列車的故障信息(包括名稱、代碼、等級(jí)、車輛號(hào)、故障設(shè)備等)。列車人機(jī)接口模塊

(

HMI)作為列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)顯示列車運(yùn)行狀態(tài)

，

向列車輸出控制命令

，

記錄列車故障信息，從而讓列車駕駛員能夠時(shí)刻了解列車的綜合運(yùn)行情況，合理操作列車。每一列車有兩個(gè)人機(jī)接口單元，分別位于兩個(gè)Mc車。人機(jī)接口單元

(

HMI)

主要由電源模塊、

CPU模塊、

MVB模塊三個(gè)模塊組成，設(shè)備接口在后面板上。HMI通過(guò)MVB模塊連接至TCMS網(wǎng)絡(luò)，MVB板卡采用符合IEC61375標(biāo)準(zhǔn)的1類MVB板卡，具有過(guò)程數(shù)據(jù)收發(fā)功能。七、人機(jī)接口模塊34任務(wù)四DTECS功能35一、

控制功能列車司機(jī)室的司機(jī)控制器和各指令開關(guān)的信號(hào)狀態(tài)通過(guò)硬連線進(jìn)入模擬量輸入輸出模塊(AXMe)、數(shù)字量輸入模塊(DIMe)或數(shù)字量輸入輸出模塊(DXMe)，然后通過(guò)多功能車輛總線(

MVB)進(jìn)入車輛控制模塊(VCMe)，再通過(guò)MVB到達(dá)各子系統(tǒng)

，如DCU、

EBCU等，如圖5-12所示。圖5-12控制功能信號(hào)路徑當(dāng)司機(jī)旋轉(zhuǎn)司機(jī)室鑰匙，使得一端司機(jī)室激活時(shí)，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)激活司機(jī)室端的信號(hào)來(lái)判斷控制信號(hào)的選擇端，網(wǎng)絡(luò)只接收來(lái)自激活司機(jī)室的控制信號(hào)，禁止兩端司機(jī)室同時(shí)激活。36當(dāng)司機(jī)鑰匙旋轉(zhuǎn)至“激活”位后，TCMS進(jìn)入“激活”狀態(tài)，將有“司機(jī)鑰匙激活”信號(hào)的Mc車設(shè)置為主控司機(jī)室，并同時(shí)在顯示器主界面對(duì)主控司機(jī)室進(jìn)行顯示。TCMS激活后，只允許接收來(lái)自主控司機(jī)室的各種控制指令，“緊急制動(dòng)”指令除外。當(dāng)任何一個(gè)司機(jī)室的“緊急制動(dòng)”按鈕被按下，TCMS均執(zhí)行“緊急制動(dòng)”指令，

同時(shí)封鎖牽引。如果兩個(gè)司機(jī)室的司控器沒(méi)有做機(jī)械聯(lián)鎖，當(dāng)TCMS檢測(cè)到兩個(gè)司機(jī)室均有“司機(jī)鑰匙激活”信號(hào)時(shí)，TCMS會(huì)診斷出“司機(jī)室聯(lián)鎖故障”，并在顯示器上做故障提

示，同時(shí)實(shí)施全常用制動(dòng)。當(dāng)司機(jī)鑰匙沒(méi)有旋轉(zhuǎn)至“激活”位時(shí)，TCMS將處于“待機(jī)”狀態(tài)，TCMS不接收任何車輛的控制指令，但具備通信管理、狀態(tài)顯示、故障診斷功能，以下控制功能可以正常工作：空壓機(jī)管理、擴(kuò)展/并網(wǎng)供電管理、保持制動(dòng)管理、車間電源管理等。一、

控制功能(一)

司機(jī)室激活控制對(duì)列車的操作必須從對(duì)司機(jī)室的激活開始。37系統(tǒng)無(wú)前后之分，靠牽引逆變器輸出正/反相序交流電，控制牽引電機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)車輛進(jìn)退。因此，對(duì)列車的方向控制即是對(duì)每個(gè)牽引逆變器的“正向”和“反向”控制。TCMS需要根據(jù)列車的每一個(gè)牽引逆變器的安裝方位、主控司機(jī)室的位置以及該司機(jī)發(fā)出的方向指令進(jìn)行邏輯判斷，并逐個(gè)向每一個(gè)牽引逆變器單獨(dú)發(fā)送“正向”或“反向”指令。整列車的牽引逆變器安裝布局采用中心對(duì)稱方式l

Mc1為操作端向前：1單元逆變器正向、2單元反向；向后則指令互換，同時(shí)下發(fā)退行信號(hào)，零位無(wú)方向。lMc2為操作端向前：指令和Mc1操控時(shí)完全相反。一、

控制功能(二)

操作端和方向控制列車的運(yùn)行方向包括“向前”和“向后”，“前”與“后”均是以司機(jī)的主觀視角來(lái)定義的。牽引38TCMS可以分別對(duì)每個(gè)牽引逆變器收到的TCMS指令和硬連線指令做比較，如果發(fā)現(xiàn)有不一致的情況，TCMS會(huì)診斷出

“牽引系統(tǒng)方向故障”，并在顯示器上做故障提示。列車的換向操作只允許在列車靜止的狀態(tài)下才允許進(jìn)行。

一旦列車開始運(yùn)行后，TCMS將鎖定當(dāng)前列車的方向信號(hào)，直到列車停止運(yùn)行后才解鎖。如果在列車運(yùn)行過(guò)程中，不管是人為操作原因還是司控器故障原因?qū)е路较蛐盘?hào)變化了，TCMS會(huì)診斷出“方向信號(hào)丟失故障”，并在顯示器上做故障提示。一、

控制功能(二)

操作端和方向控制39操作模式通常分為車間電源模式、庫(kù)用模式、緊急牽引模式、洗車模式、退行模式、ATP(自動(dòng)保護(hù))切除模式、ATB(自動(dòng)折返)模式、ATO(自動(dòng)駕駛)模式、ATP模式。各個(gè)模式判斷條件如下：任意“車間電源位”(牽引系統(tǒng)無(wú)高壓，本身不具備牽引能力)

硬線高電平有效的情況下，列車進(jìn)入車間電源模式。3.

緊急牽引模式任意“庫(kù)用插頭插好”硬線高電平有效的情況下，列車進(jìn)入

庫(kù)用模式。此時(shí)TCMS觸發(fā)“牽引封鎖”保護(hù)。4.

洗車模式司機(jī)室的“洗車模式”硬線高電平有效且切除ATC模式的情況下，列車進(jìn)入洗車模式。此時(shí)牽引系統(tǒng)進(jìn)行3km/h(暫定)的限速保護(hù)。不再響應(yīng)TCMS控制指令；TCMS僅保留通信管理、狀態(tài)顯示與故障診斷功能；限速由牽引系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)；

不具備退行限速功能。一、

控制功能(三)

模式控制1.

車間電源模式2.

庫(kù)用模式406.

ATP切除模式

司機(jī)室的“ATP切除”硬線高電平有效的情況下，列車進(jìn)入ATP切除模式。418.

ATO模式在非ATP切除模式下，信號(hào)系統(tǒng)發(fā)

出的“ATO模式”信號(hào)(110V電

平或者M(jìn)VB形式均可)有效的情

況下，列車進(jìn)入自動(dòng)駕駛模式。7.

ATB模式

在非ATP切除模式下，信號(hào)系統(tǒng)發(fā)出的“ATB模式”信號(hào)(110V電平或者M(jìn)VB形式均可)有效的情況下，列車進(jìn)入自動(dòng)折返模式。

9.

ATP模式在非ATP切除模式下，信號(hào)系統(tǒng)發(fā)

出的“ATP模式”信號(hào)(110V電平或者M(jìn)VB形式均可)有效的情

況下，列車進(jìn)入自動(dòng)保護(hù)模式。5.

退行模式退行模式是由TCMS進(jìn)行綜合邏輯判斷的，即司機(jī)室的“向后”邏輯有效的

情況下，列車進(jìn)入退行模式一、

控制功能(三)

模式控制模式判斷

條件一、

控制功能(四)

緊急牽引控制為了保證TCMS故障情況下，列車能夠繼續(xù)運(yùn)行，列車設(shè)置了緊急牽引按鈕，司機(jī)可以通過(guò)操作緊急牽引按鈕來(lái)進(jìn)入

緊急牽引模式。緊急牽引模式下BCU、DCU通過(guò)接收硬線的指令和硬線編碼級(jí)位實(shí)現(xiàn)列車的牽引和制動(dòng)控制，忽略TCMS的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。當(dāng)TCMS接收到緊急牽引硬線信號(hào)后，

則屏蔽所有輸出信號(hào)并輸出緊急牽引提示信息到HMI。

當(dāng)滿足下列條件之一時(shí)，TCMS系統(tǒng)的HMI提示司機(jī)應(yīng)進(jìn)入緊急牽引模式：(1)出現(xiàn)操作端HMI通信故障(由HMI診斷)

。(2)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上BCU通信故障(由VCMe診。當(dāng)出現(xiàn)HMI黑屏?xí)r，司機(jī)應(yīng)決定采取緊急牽引。斷)42TCMS參與城市軌道交通列車的空電混合制動(dòng)控制

，

電制動(dòng)力的計(jì)算由TCMS系統(tǒng)完成，氣制動(dòng)力的計(jì)算由制動(dòng)系統(tǒng)完成。具體控制指令傳輸過(guò)程如下：(2)如果某個(gè)牽引系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不具備電制動(dòng)能力時(shí)，TCMS在保證不超過(guò)線路黏著系數(shù)的前提下，把所

需的電制動(dòng)力均分到其余正常工作的牽引系統(tǒng)上。(1)TCMS根據(jù)司控器或ATO的制動(dòng)級(jí)位指令，按照載荷比例換算成電制動(dòng)力分配給各車牽引系統(tǒng)，同時(shí)也將制動(dòng)級(jí)位(3)牽引系統(tǒng)根據(jù)電制動(dòng)力需求值施加再生制動(dòng)，并將電制動(dòng)力實(shí)際值反饋給TCMS。(4)TCMS將各車牽引系統(tǒng)的電制動(dòng)力實(shí)際值反饋給制動(dòng)系統(tǒng)。(5)制動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)反饋的電制動(dòng)力實(shí)際值判斷電

制動(dòng)力是否滿足列車總的一、

控制功能(五)

空電聯(lián)合制動(dòng)控制制動(dòng)力需求，如果不滿足，則通過(guò)氣制動(dòng)力進(jìn)行補(bǔ)足。發(fā)送給制動(dòng)系統(tǒng)。43(

1)

在非“緊急牽引”模式下

，保持制動(dòng)的緩解由TCMS負(fù)責(zé)。此時(shí)，保持制動(dòng)緩解條件為下述任何一條：①當(dāng)TCMS判定列車在“牽引”工況下，且列車整車牽引力大于一定值(該數(shù)值大小為AW3載荷列車在線路最大坡道上的下滑分量)；②當(dāng)TCMS判定列車在“牽引”工況下，且列車速度大于0.5km/h；③回送模式下，TCMS直接緩解保持制動(dòng)。(

2)

在“緊急牽引”模式下

，保持制動(dòng)的緩解由制動(dòng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)。此時(shí)保持制動(dòng)緩解的條件為：當(dāng)“牽引”硬線有效的情況下，且列車速度大于1.5km/h。一、

控制功能(六)

保持制動(dòng)控制1.

保持制動(dòng)的施加(1)在ATO模式下，由ATO管理保持制動(dòng)的施加；(2)在非ATO模式下，制動(dòng)系統(tǒng)管理保持制動(dòng)施加。2.

保持制動(dòng)的緩解44為了保證列車行車安全，TCMS需要對(duì)某些影響列車運(yùn)行的條件進(jìn)行監(jiān)視

，

當(dāng)這些條件不滿足時(shí)

，TCMS將封鎖列車的所有牽引指令

，

同時(shí)在HMI上報(bào)“牽引封鎖”提示信息。這些觸發(fā)“牽引封鎖”的條件包括：(1)司機(jī)室聯(lián)鎖故障。(2)牽引系統(tǒng)方向故障。(3)車鉤分離。(4)車門未全部關(guān)閉，且無(wú)“車門旁路”信號(hào)。(5)牽引工況下，任一車輛的停放制動(dòng)未緩解，且無(wú)“停放制動(dòng)緩解旁路”信號(hào)。(6)列車安全環(huán)路斷開或者列車完整性環(huán)路斷開。(7)列車牽引力大于一定值(20kN)，5s內(nèi)列車仍然不能緩解所有制動(dòng)。(8)牽引工況下，列車總風(fēng)管壓力低于550kPa，且無(wú)“總風(fēng)壓力旁路”信號(hào)。(9)列車速度大于5km/h時(shí)，非制動(dòng)工況下檢測(cè)到列車制動(dòng)未緩解，且無(wú)“所有摩擦制動(dòng)緩解旁路”信號(hào)。(10)牽引工況下，列車速度大于100km/h。一、

控制功能(七)

牽引封鎖控制45一、

控制功能(八)

空調(diào)順序啟動(dòng)控制為了防止各節(jié)車輛的空調(diào)機(jī)組的壓縮機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，TCMS對(duì)空調(diào)機(jī)組壓縮機(jī)進(jìn)行錯(cuò)時(shí)啟動(dòng)控制。TCMS按照每18s為一個(gè)大周期進(jìn)行循環(huán)，每個(gè)周

期內(nèi)設(shè)置6個(gè)長(zhǎng)度為2s的時(shí)間窗口，分別對(duì)應(yīng)6節(jié)車輛的空調(diào)壓縮機(jī)。每節(jié)車輛的空調(diào)壓縮機(jī)只能在屬于

自己的時(shí)間窗口時(shí)才能啟動(dòng)一個(gè)空壓機(jī)組，其他時(shí)間則不允許啟動(dòng)。對(duì)于已經(jīng)完成啟動(dòng)的空調(diào)壓縮機(jī)

，

其停機(jī)過(guò)程不受該時(shí)間窗口的控制

，

可以根據(jù)外界溫度條件或者控制指令隨時(shí)停機(jī)。此外，制動(dòng)系統(tǒng)空壓機(jī)啟動(dòng)前會(huì)預(yù)先發(fā)出一個(gè)“空壓機(jī)預(yù)啟動(dòng)”信號(hào)，TCMS檢測(cè)到該信號(hào)后將關(guān)閉所

有空調(diào)的啟動(dòng)時(shí)間窗口，禁止一段時(shí)間內(nèi)的所有空調(diào)對(duì)輔助供電系統(tǒng)造成交流負(fù)載嚴(yán)重過(guò)載，需要通過(guò)圖5-13空調(diào)啟動(dòng)時(shí)間窗口時(shí)序的啟動(dòng)操作。46為了保證列車行車安全，TCMS需要對(duì)某些影響列車運(yùn)行的條件進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)這些條件發(fā)生時(shí)，TCMS將觸發(fā)緊急制動(dòng)，并且記錄相關(guān)觸發(fā)條件：觸發(fā)條件TCMS通過(guò)DXMe模塊輸出“緊急制動(dòng)”信號(hào)(110V電平，高電平有效)。車輛廠在進(jìn)行“緊急牽引”硬線電路設(shè)計(jì)時(shí)，需確?！熬o急牽引”可以屏蔽TCMS輸出的“緊急制動(dòng)”信號(hào)。(2)在非零速情況下，TCMS不允許對(duì)以下模式進(jìn)行轉(zhuǎn)換：ATP模式、緊急牽引模

式、洗車模式、救援模式。一旦TCMS檢測(cè)到上述模式的轉(zhuǎn)換，則觸發(fā)緊急制動(dòng)，信號(hào)為脈沖形式，脈寬1

s。0102(1)車門緊急解鎖時(shí)，

顯示器進(jìn)行緊急解鎖提示，并且驅(qū)動(dòng)蜂鳴器鳴叫(緊急制動(dòng)由信號(hào)系統(tǒng)實(shí)施)

。一、

控制功能(九)

緊急制動(dòng)控制47TCMS按單雙日啟停不同的空壓機(jī)來(lái)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)空壓機(jī)進(jìn)行管理，以確保每臺(tái)空壓機(jī)損耗均勻，提高單臺(tái)空壓機(jī)的使用壽命。(2)BCU通過(guò)MVB把Mc車的總風(fēng)壓力信號(hào)發(fā)送給TCMS。當(dāng)TCMS檢測(cè)到總風(fēng)壓力低于750kPa時(shí)，給主空壓機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；壓力低于700kPa時(shí)，給主、輔空壓機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)TCMS檢測(cè)到總風(fēng)達(dá)到900kPa時(shí)，TCMS停止向空壓機(jī)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)。(1)空壓機(jī)管理按照單雙日方式控制，單日時(shí)Mc1車空壓機(jī)為主空壓機(jī)，雙日時(shí)Mc2車空壓機(jī)為主空壓機(jī)(空壓機(jī)啟動(dòng)信號(hào)為持續(xù)的電平信號(hào)，高電平有效)。一、

控制功能(十)

空壓機(jī)控制48一、

控制功能(十)

空壓機(jī)控制(3)當(dāng)總風(fēng)壓力低于650kPa時(shí)，由壓力開關(guān)硬線控制兩臺(tái)空壓機(jī)啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)備份功能。(4)當(dāng)一輛車的總風(fēng)壓力傳感器報(bào)故障時(shí)，TCMS忽略該總風(fēng)壓力傳感器數(shù)據(jù)；當(dāng)兩個(gè)壓力傳感器

同時(shí)報(bào)故障時(shí)，TCMS不對(duì)空壓機(jī)啟停進(jìn)行控制，由壓力開關(guān)硬線控制兩臺(tái)空壓機(jī)的啟停。(5)當(dāng)單臺(tái)空壓機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，TCMS檢測(cè)到空壓機(jī)熱過(guò)載信號(hào)(高電平有效)時(shí)，立即停止向故障空壓機(jī)發(fā)送空壓機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，并在TCMS屏上進(jìn)行故障提示和記錄。49一、

控制功能(十)

空壓機(jī)控制(7)總風(fēng)壓力欠壓：制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)MVB將總風(fēng)壓力值發(fā)送給TCMS，TCMS對(duì)欠壓進(jìn)行判定(欠壓值暫定550kPa)，TCMS輸出“總風(fēng)欠壓”信號(hào)(110V電平，高電平有效)。車輛廠在進(jìn)行“緊急牽引”硬線電路設(shè)計(jì)時(shí)，需確保“緊急牽引”可以屏蔽TCMS輸出的“總風(fēng)欠壓”信號(hào)。

(6)主風(fēng)管壓力低時(shí)采取的安全措施分為3個(gè)等級(jí)：等級(jí)1：當(dāng)主風(fēng)管壓力持續(xù)低于700kPa時(shí)長(zhǎng)超過(guò)5min時(shí)，HMI將有狀態(tài)信息提示，列車仍可以運(yùn)行。等級(jí)2：當(dāng)主風(fēng)管壓力持續(xù)低于700kPa時(shí)長(zhǎng)超過(guò)10min時(shí)，且列車在運(yùn)行狀態(tài)，HMI將有事件信息提示，當(dāng)列車到達(dá)下一站時(shí)實(shí)施牽引封鎖。等級(jí)3：當(dāng)主風(fēng)管壓力低于600kPa時(shí)，列車控制單元馬上發(fā)出緊急制動(dòng)指令，HMI將有事件信息提示，緊急制動(dòng)被觸發(fā)。50一、

控制功能(十一)

車門控制列車的開關(guān)門控制采用硬線控制為主、

網(wǎng)絡(luò)控制為輔的方案。司機(jī)臺(tái)上布置門模式選擇開關(guān)，默認(rèn)模式下采用硬線模式，模式信號(hào)通過(guò)列車線發(fā)送到所有門控制單元，門控制單元以接收的列車硬線開關(guān)門指令為準(zhǔn)，實(shí)施車門的開關(guān)動(dòng)作。如果某節(jié)車輛的開關(guān)門硬線出現(xiàn)故障，車門無(wú)法正常工作，司機(jī)通過(guò)人工操作門模式選擇按鈕，將門模式切換到網(wǎng)絡(luò)模式，此時(shí)，各節(jié)車輛的門控制單元以接收的網(wǎng)絡(luò)開關(guān)門指令為準(zhǔn)，實(shí)施車門的開關(guān)動(dòng)作。門模式選擇開關(guān)以及門開關(guān)指令均會(huì)被事件記錄儀進(jìn)行記錄。在車門控制中，TCMS僅用于傳輸車關(guān)門指令，車輛廠需在車門硬線控制電路中充分考慮安全性設(shè)計(jì)，串聯(lián)諸如“門使能”“門選擇”“零速”等安全聯(lián)鎖邏輯。51車輛的監(jiān)視功能由HMI完成。

HMI提供兩種用戶模式：

運(yùn)行模式和檢修模式?？刂齐娫碊C110V接通后，兩個(gè)司機(jī)室的VCMe和HMI同時(shí)開啟。激活端司機(jī)

室的智能顯示單元HMI正常顯示且可進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，非激活端司機(jī)室的HMI顯示為黑屏。列車實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視如圖5-14所示。二、監(jiān)視功能圖5-14車輛狀態(tài)監(jiān)視521.

指令不一致檢測(cè)uTCMS從IO單元采集硬線指令，從MVB總線上采集部分硬線IO信號(hào)，當(dāng)二者不一致時(shí)，TCMS在顯示器上報(bào)警提示司機(jī)。uTCMS從MVB總線上采集所有牽引系統(tǒng)反饋的實(shí)際方向指令，當(dāng)發(fā)生和網(wǎng)絡(luò)判斷不一致的情況時(shí)，TCMS在顯示器上報(bào)警提示司機(jī)。uTCMS從MVB總線上采集所有牽引系統(tǒng)反饋的硬線方向指令，當(dāng)發(fā)生和網(wǎng)絡(luò)判斷不一致的情況時(shí)，TCMS在顯示器上報(bào)警提示司機(jī)。三、故障檢測(cè)532.

顯示器設(shè)置參數(shù)錯(cuò)誤檢測(cè)uTCMS主要檢測(cè)顯示器設(shè)置的輪徑、車號(hào)等參數(shù)的錯(cuò)誤。uTCMS還檢測(cè)顯示器輪徑值的有效性，判斷輪徑值是否在770~840mm

，如果超出范圍，TCMS將不會(huì)采集該數(shù)據(jù)。3.

通信狀態(tài)檢測(cè)uTCMS通過(guò)生命信號(hào)機(jī)制檢測(cè)所有連接至網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備的通信狀態(tài)。u當(dāng)設(shè)備生命信號(hào)停止跳變超過(guò)8個(gè)傳輸周期，TCMS判定該設(shè)備通信失敗，在顯示器上顯示通信故障。當(dāng)設(shè)備恢復(fù)跳變持續(xù)一段時(shí)間后，TCMS判定該設(shè)備通信正常，并復(fù)位通信故障。三、故障檢測(cè)54四、故障診斷

TCMS的診斷功能可以協(xié)助司機(jī)和檢修人員進(jìn)行工作，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，協(xié)助司機(jī)采取適當(dāng)?shù)牟僮?，使維護(hù)人員更容易地查找故障并解決故障。如果列車發(fā)生故障，將以純文本信息在HMI上顯示給司機(jī)。每條純文本信息都分配有故障代碼，

根據(jù)不同的故障類別進(jìn)行故障評(píng)估。故障類別和純文本信息顯示在顯示器的界面上。此外，司機(jī)也可以從HMI上獲得所必須實(shí)施的操作指導(dǎo)說(shuō)明。5555551.

故障等級(jí)劃分TCMS將故障劃分為3個(gè)等級(jí)：u嚴(yán)重故障(等級(jí)1)：嚴(yán)重影響列車運(yùn)行的故障，有可能導(dǎo)致乘客和車輛出現(xiàn)危險(xiǎn)，司機(jī)需對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)和立即處理。如果故障不能及時(shí)排除，列車需要在運(yùn)行到下一站進(jìn)行清客，空車回庫(kù)以解決故障。u中等故障(等級(jí)2)：影響列車運(yùn)行的故障，司機(jī)需對(duì)故障進(jìn)行確認(rèn)和立即處理。如果故障不能及時(shí)排除，列車則需在完成本次單程運(yùn)營(yíng)后退出運(yùn)行圖，空車回庫(kù)以解決故障。u輕微故障(等級(jí)3)：不影響運(yùn)行的故障，可以在列車運(yùn)營(yíng)結(jié)束后回庫(kù)再處理。四、故障診斷2.

故障信息顯示通過(guò)顯示界面指示故障，故障界面顯示當(dāng)前TCMS檢查到的故障列表；同時(shí)影響列車運(yùn)行的故障將在顯示界面中給出提示。3.

故障記錄功能EDRM實(shí)現(xiàn)故障記錄功能。當(dāng)車載診斷系統(tǒng)診斷出列車故障后，EDRM將對(duì)故障的相關(guān)信息進(jìn)行記錄，如表5-2所示。表5-2EDRM故障記錄功能功

能參

數(shù)說(shuō)

明記錄模式FIFO先進(jìn)先出記錄類型履歷故障記錄：故障發(fā)生時(shí)僅記錄少量信息的故障記錄類型，適用于故障統(tǒng)計(jì)記錄的信息包括：故障車號(hào)；故障設(shè)備；故障代碼；故障等級(jí)；故障產(chǎn)生的時(shí)間；故障消除的時(shí)間；故障重復(fù)次數(shù)56四、故障診斷4.

事件記錄功能EDRM實(shí)現(xiàn)的事件記錄功能如表5-3所示。EDRM在Mc車通過(guò)MVB與TCMS相連接，因此TCMS所有通信數(shù)據(jù)都可以被監(jiān)視。表5-3EDRM事件記錄功能功

能參

數(shù)說(shuō)

明記錄模式FIFO先進(jìn)先出，數(shù)據(jù)記錄滿后自動(dòng)覆蓋以前的數(shù)據(jù)采樣周期100ms記錄時(shí)長(zhǎng)不少于72h記錄條件上電觸發(fā)、條件觸發(fā)系統(tǒng)上電后或條件滿足后即開始不間斷記錄環(huán)境參數(shù)數(shù)字量不少于：100個(gè)字模擬量不少于：200個(gè)字記錄的環(huán)境數(shù)據(jù)至少包括：列車速度；ATC超速；里程數(shù)；時(shí)間；緊急制動(dòng)回路；高速斷路器狀態(tài)；運(yùn)行方向；牽引/制動(dòng)要求；驅(qū)動(dòng)模式；牽引力/制動(dòng)力參考值；總風(fēng)缸的空氣壓力(最低壓力)；零速信號(hào)；網(wǎng)壓；電牽引空轉(zhuǎn)保護(hù)；電制動(dòng)滑行保護(hù)/機(jī)械制動(dòng)滑行保護(hù)；緊急按鈕；緊急制動(dòng)復(fù)位按鈕狀態(tài)；緊急制動(dòng)接觸器狀態(tài)；機(jī)械制動(dòng)狀態(tài)；警惕按鈕；車門指令；主控中央控制單元1狀態(tài)；主控中央控制單元2狀態(tài)；旁路開關(guān)狀態(tài)571.

數(shù)據(jù)累積功能uTCMS可以對(duì)列車運(yùn)行的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行積累計(jì)算和保存，便于列車檢修和維護(hù)。記錄的參數(shù)包括以下內(nèi)容：(1)列車?yán)塾?jì)運(yùn)行里程(km)；(2)列車?yán)塾?jì)能耗(kW·h)；(3)空壓機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間(h)；(4)空壓機(jī)啟動(dòng)次數(shù)。uTCMS自每次上電啟動(dòng)后即讀取存儲(chǔ)于VCMe和HMI中的上述累計(jì)數(shù)據(jù)，然后按照一個(gè)固定的周期在累計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行距離、能耗、時(shí)間的計(jì)算和累加。新的累計(jì)數(shù)據(jù)在TCMS斷電時(shí)可以自動(dòng)保存下來(lái)。五、其他功能582.

參數(shù)設(shè)置功能u通過(guò)HMI參數(shù)設(shè)置界面可以設(shè)置列車的時(shí)鐘信息、車號(hào)信息、輪徑信息等列車重要的運(yùn)行參數(shù)。所有的參數(shù)可以在列車任何一臺(tái)HMI上進(jìn)行設(shè)置，并在其他上網(wǎng)的車載設(shè)備上同步更新。u對(duì)于時(shí)鐘信息，TCMS還可以在每次系統(tǒng)上電時(shí)自動(dòng)與ATC系統(tǒng)同步，以確保各車載設(shè)備時(shí)鐘的一致性。3.

列車性能測(cè)試功能u通過(guò)HMI性能測(cè)試界面的虛擬按鈕可以激活列車性能測(cè)試功能，性能測(cè)試的內(nèi)容包括：(

1)

加減速度測(cè)試：在性能測(cè)試界面設(shè)定加速度測(cè)試起止速度，列車速度超起始值時(shí)TCMS開始計(jì)時(shí)，超終止值時(shí)停止計(jì)時(shí)，TCMS核算平均加速度，減速度算法同理。(2)

制動(dòng)距離測(cè)試：在性能測(cè)試界面設(shè)定制動(dòng)測(cè)試起始速度，列車觸發(fā)常用/緊急制動(dòng)且速度低

于該值時(shí)TCMS開始計(jì)時(shí)，列車停車后停止計(jì)時(shí)，TCMS計(jì)算制動(dòng)距離。五、其他功能59任務(wù)五DTECS操作及維護(hù)60VCMe上電后自動(dòng)配置，這樣總有一個(gè)主控VCMe和一個(gè)從控VCMe。主控VCMe控制全車，而從控VCMe僅僅是監(jiān)控主控VCMe，以便在主控VCMe故障時(shí)可以取代主控VCMe的功能。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)約30s啟動(dòng)完成，查看HMI網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣缑?所有設(shè)備綠色)準(zhǔn)備運(yùn)行，如圖5-15所示。任何操作指令都只來(lái)自激活端的司機(jī)室，如果列車兩端司機(jī)室同時(shí)激活，則網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不理會(huì)任何操作指令。

但是只要拍下任何一個(gè)司機(jī)室的緊急制動(dòng)按鈕，則列車立即進(jìn)入緊急制動(dòng)狀態(tài)，與當(dāng)前司機(jī)室是否為激活司機(jī)室無(wú)關(guān)。列車激活后系統(tǒng)上電初始化，初始化過(guò)程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)上連接的各個(gè)模塊進(jìn)行自檢，并與網(wǎng)絡(luò)連接的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信。圖5-15HMI網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣缑骘@示61正常運(yùn)行操作是指列車在達(dá)到出庫(kù)上線運(yùn)行條件后列車上線運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中駕駛?cè)藛T對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的操作。一般情況下，駕駛?cè)藛T可以通過(guò)對(duì)人機(jī)接口單元觸控操作，查看相應(yīng)信息，無(wú)須對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)內(nèi)的模塊進(jìn)行操作。列車控制及診斷系統(tǒng)作為車輛控制核心，其自身的故障診斷功能非常強(qiáng)大，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，司機(jī)在操作端進(jìn)行相應(yīng)操作時(shí)，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)或部件的動(dòng)作或狀態(tài)能夠正確反饋到人機(jī)界面接口單元，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)工作正常。在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各部件不能正常執(zhí)行或狀態(tài)反饋錯(cuò)誤后，系統(tǒng)將給予故障提示，操作人員或檢修人員可以根據(jù)相關(guān)提示進(jìn)行相應(yīng)處理。

一、

系統(tǒng)操作(一)

正常運(yùn)行操作62

一、

系統(tǒng)操作(二)

檢查性操作(1)列車控制及診斷系統(tǒng)在檢查時(shí)進(jìn)行的操作，一般情況是指車輛在編組狀態(tài)下在整車制造廠首次調(diào)試或列車出庫(kù)時(shí)的相關(guān)檢查性操作，

以配合車輛的牽引逆變系統(tǒng)、輔助逆變系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)以及司機(jī)室控制開關(guān)操作等單元的靜調(diào)和動(dòng)