新型高速卧铺动车组网络控制系统

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1、新型高速卧铺动车组网络控制系统王吉松王景波李文斌中车唐山机车车辆有限公司产品研发中心摘要：介绍了高速卧铺动车组网络系统构成、列车网络控制功能及网络控制系统的特点。采用中国标准动车组成熟网络系统硬件设备，网络控制系统冋吋具备欧系车和口系车的优点，既保证丫列车运行安全可靠，也为列车维护提供丫便利。关键词：卧铺动车组;网络控制系统;中央控制单元;作者简介：王吉松（1985—），男，河北保定人，工程师；作者简介：王景波（1985—），男，山东潍坊人，工程师；作者简介：李文斌（1983—），男，辽宁鞍山人，工程师。收稿日期：2017-03-20Received：2017-03-

2、20网络控制系统是高速列车的核心技术，负责整列车的控制、状态监视与诊断、子系统的管理与协调，对于列车安全、高速、可靠地运行起着至关重要的作用。中车唐山机车车辆有限公司350km/h长编卧铺动车组，是棊于屮国标准动车组技术平台和卧铺动车组统型技术要求研制的新型高速高寒卧铺动车组。动车组为动力分散型，共分为4个牵引单元，每个单元为4辆编组（2动2拖）。网络控制系统作为动车组的祌经系统和指挥中枢，用于实现各子系统信息传输，协调中央控制系统与各子系统的控制、监视与诊断任务，并为司乘人员提供信息显示和人机交互界而。1网络系统拓扑架构新型高速卧铺动车组网络控制系统釆用TCN总线和

3、以太网总线架构。其中TCN总线架构采用WTB作为列车总线，MVB总线作为.午.辆总线，主要承扪控制数据、状态数据和故障诊断数据的传输工作；以太网总线架构采用ETB总线作为列车总线，ECN总线作为车辆级总线，主要用于传输故障诊断、事件记录及显示信息等。另外以太网用于列车维护，对连接至以太网的各子系统实现单点维护。当以太网出现故障时，列车运行不受影响。TCN网络拓扑图如图1所示，以太网拓扑图如图2所示。2列车网络控制系统设备描述新型高速卧铺动车组网络系统主要包括：屮央控制单元（C⑶）、人机接门单元（HM1）、输入输出模块（10M）、高压控制单元（HVCU）、以太网网关/交

4、换机（ECU）、远程无线传输装置（WTD）＜,2.1中央控制单元列车每单元设置两个CCU，分别位于1、8、9、16车（XU柜内。（XU具有对本单元车辆网络的管理功能，具有对WTB和MVB总线管理及设备通信状态的诊断功能，当检测出总线或网络设备通信故障时，显示提示信息或采取必要的措施，使列车运行不受影响或导向安全。中央控制单元如图3所示。2.2人机接口单元列车共设置5个HMT，其中两端司机室各设置2个（左屏/右屏），9车机械师室设置1个。司机室右屏为主屏，主要用于制动系统的控制和监视，也兼有左屏的控制和监视功能;左屏为从屏，主要用于除制动以外的其他功能的控制和监视，如高

5、压系统状态显示、牵引系统切除、空调和照明系统控制等，同时兼有右屏的控制和监视功能;机械师室屏主要具有空调控制、照明控制、门状态和列车故障信息监视等功能。HMT硬件平台为X86，采用QNX6.5操作系统，可通过按钮或触摸屏操作。图1列车TCN网络拓扑图下载原图REP—中继器;C⑶一中央控制单元;WTB/GW—TCN网关;D⑶一门控制单元;T⑶一牵引控制单元;WTD—无线传输装置;FAS—火警系统;11MI—人机接门；HS—旅客信息系统;HVAC—空调;BCU—制动控制单元;ACU—辅助控制单元;PCU—受电弓控制单元;BC—充电机控制单元;HVCU—高压控制单元;LS—

6、横向加速度主机;HADS—热轴检测系统;TOM—输入输出单元。阁2列车以太网网络拓扑阁下载原阁ETH/GW—以太网网关2.3输入输出工作站输入输出模块可与不具有车辆总线接口的输入输出信息进行连接，例如对高压系统部件控制继电器、牵引系统冷却设备供电幵关及控制继电器、安全环状态继电器等设备状态进行采集与传输，并可依据C⑶控制指令进行输出控制。2.4高压控制单元每个单元的高压车内设置2个HVCU，互为冗余（热备）。主要实现高压系统数字量输入输出监视与控制、网流、网压、变压器差分电流、变压器油流出/入口温度、蓄电池电压等模拟量采集功能，并可根据设定输入硬件保护DO。2.5以太

7、网网关/交换机以太网网关用于接收列车网络的MVB数据，存储并转发到以太网设备（如WTD），并用于形成以太网总线，连接各车厢的以太网，以及车辆上的各控制设备。以太网交换机用于列车各设备间的以太网通信。2.6远程无线传输装置图3屮央控制单元（CCU）下载原图WTD通过MVB总线或以太网总线获取本动车组内有关牵引、制动、车门、轴温等安全和关信息，与HMI通过以太网总线获取实时故障数据，通过GPS获取列车位置信息，并通过GPRS发送实时数据。能够满足检修部门对运行动车组动态跟踪监控、提供远程技术支持和故障应急指导，并即时组织维修的实际需求。3列车网络控制功能