地铁车辆全冗余控制电路设计与研究

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现代有轨电车车辆交流系统冗余供电设计

2017年第24卷第3期技术与市场创新与实践现代有轨电车车辆交流系统冗余供电设计司尚卓，陈小康，吕远斌，张泱泱(中车株洲电力机车有限公司，湖南株洲412001)摘要:介绍了轨道交通车辆三相交流系统冗余供电的意义，以及地铁车辆冗余供电电路实现方式，并结合现代有轨电车车辆的特点，进一步设计出适合低地板现代有轨电车项目的车辆交流系统护展供电设计，大大提高了现代有轨电车的三相交流系统供电冗余性。

关键词：现代有轨电车；三相扩展；冗余设计d oi :10.3969/j.issn . 1006 -8554.2017.03.002〇引言有轨电车的辅助逆变器（辅逆）向车辆提供三相交流电源及直流控制电源，是车辆的一个重要关键子系统，如果辅逆出现故障，列车将失去几乎所有的中压低压供电。

故有轨电车在进行辅助系统的设计时应将考虑其冗余性，即一台辅逆的故障不影响车辆的正常使用。

本文从地铁车辆交流冗余系统结构出发，并根据现代有轨电车车辆的特点，进一步分析给出适合其特点的辅逆交流冗余系统方案。

1地铁车辆交流冗余电路目前地铁车辆主流的辅助系统冗余供电电路有两种，第一种是扩展供电电路，第二种是并网供电电路。

，列车单元二1 1 1 1列车单元一、辅助逆变器11 1 1 1 1 1 1 1 1 1! K M辅助逆变器1图1扩展供电电路图1所示为国内地铁车辆最常用的扩展供电电路方案，列车的每个单元配备1台辅逆并负责本单元列车三相交流系统的供电，正常工作时三相扩展接触器K M 断开，当其中有一台辅逆故障时，将切除该故障辅逆同时切除全列车一半的制冷并闭合KM ，从而实现一台辅逆向全列车供电达到冗余设计的目的。

图2并网供电电路图2为并网供电电路，该并网供电电路是近几年逐步应用于地铁列车的一项新技术，基本每节列车上均安装1台小型辅逆，每台辅逆均将交流电输出到列车的三相母线，当一台辅逆故障时仅需切除该逆变器，剩余辅逆仍可以向整列车提供三相电源，当辅逆故障数量较多时才考虑切除部分列车制冷。

地铁车辆LCU冗余技术探讨

机　电　工　程　技　术　第４９卷　第０８期ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ＆ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏｌ４９　Ｎｏ０８２０２０－０４－０８ＤＯＩ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００９－９４９２２０２００８０９３　魏调忠．地铁车辆ＬＣＵ冗余技术探讨［Ｊ］．机电工程技术，２０２０，４９（０８）：２７８－２８０地铁车辆ＬＣＵ冗余技术探讨魏调忠（佛山市铁路投资建设集团有限公司，广东佛山　５２８０００）摘要：广佛地铁既有列车的低压控制系统采用传统的继电器控制方式，其故障率高且运维难度大。

为了提高列车可靠性，提出对增购车低压控制系统进行改良，结合列车控制系统的特点，在列车关键控制电路采用“二乘二取二”的冗余框架，非关键电路采用“双机热备”冗余的方式，满足了关键控制回路的高冗余需求，同时保障了ＬＣＵ整体可用性和经济性。

关键词：地铁车辆；ＬＣＵ；冗余技术中图分类号：Ｕ２３１文献标志码：Ａ文章编号：１００９－９４９２（２０２０）０８－０２７８－０３ＤｉｓｃｕｓｓｔｉｏｎｏｎＬＣＵＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＭｅｔｒｏＶｅｈｉｃｌｅｓＷｅｉＴｉａｏｚｈｏｎｇ（ＦｏｓｈａｎＲａｉｌｗａｙＩｎｖｅｓｔｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＧｒｏｕｐＣｏ，Ｌｔｄ，Ｆｏｓｈａｎ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ５２８０００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｒｅｌａｙｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｉｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｅｘｉｓｔｉｎｇｔｒａｉｎｓｉｎＧｕａｎｇｆｏｍｅｔｒｏ，ｗｈｉｃｈｈａｓｈｉｇｈｆａｉｌｕｒｅｒａｔｅａｎｄｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｏｐｅｒａｔｅａｎｄｍａｉｎｔａｉｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｔｒａｉｎ，ｉｔｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｌｏｗ－ｖｏｌｔａｇｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎａｌｐｕｒｃｈａｓｅｄｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｔｒａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｆｒａｍｅｗｏｒｋｏｆ＂ｄｏｕｂｌｅｔｗｏｏｕｔｏｆｔｗｏ＂ｗａｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｋｅｙｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｏｆｔｈｅｔｒａｉｎ，ａｎｄｔｈｅｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｍｏｄｅｏｆ＂ｄｕａｌｈｏｔｓｔａｎｄｂｙ＂ｗａｓａｄｏｐｔｅｄｆｏｒｔｈｅｎｏｎｋｅｙｃｉｒｃｕｉｔ，ｗｈｉｃｈｍｅｔｔｈｅｈｉｇｈｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｋｅｙｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔ，ａｎｄｅｎｓｕｒｅｄｔｈｅｏｖｅｒａｌｌａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｙｏｆＬＣＵ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｒｏｖｅｈｉｃｌｅ；ＬＣＵ；ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ０引言广佛线是城际间的地铁线路，横跨广州、佛山两市五区，自２０１０年投入运营以来成为了广佛两市间的交通大动脉，为广佛同城发挥了重要的作用。

地铁车辆LCU冗余技术探讨漆林韩新雨

地铁车辆LCU冗余技术探讨漆林韩新雨发布时间：2023-05-15T01:00:06.490Z 来源：《中国科技信息》2023年5期作者：漆林韩新雨[导读] 本文针对地铁车辆LCU（列车控制单元）冗余技术进行了详细探讨。

首先分析了LCU在地铁车辆中的关键作用及其在实际运行中可能遇到的故障问题；然后提出了LCU冗余技术的主要设计原则和方法；接着，对比分析了几种典型的LCU冗余方案，包括双主备、N+1和N+M等；最后，对冗余技术在地铁车辆中的应用前景进行了展望。

中车南京浦镇车辆有限公司摘要：本文针对地铁车辆LCU（列车控制单元）冗余技术进行了详细探讨。

本文旨在为地铁车辆LCU冗余技术的研究与应用提供理论支持和实践参考。

关键词：地铁车辆；LCU；冗余技术1 地铁车辆LCU技术概述地铁车辆LCU（列车控制单元）是基于PLC（可编程逻辑控制器）实现的一种核心控制单元，负责地铁车辆各种控制功能的实现。

LCU采用先进的计算机技术和通信技术，对车辆的牵引、制动、辅助设备等进行实时监控和控制。

通过多种传感器采集车辆状态信息，LCU对各项指标进行处理和分析，并做出相应的控制决策，以确保地铁车辆的安全、稳定和高效运行。

此外，LCU还具备故障诊断功能，能够在故障发生时迅速检测并采取措施，降低故障对地铁运行的影响。

2 LCU在地铁车辆中的关键作用及故障问题2.1 牵引控制LCU负责控制地铁车辆的牵引系统，通过调节电动机的转速和转矩来实现车辆的启动、制动和运行。

为了满足地铁车辆在不同运行条件下的动力需求，LCU实时计算牵引力大小，并根据车辆的实际运行状态、预设的速度曲线和乘客需求等因素对牵引力进行精确控制。

地铁车辆车门冗余控制电路分析

地铁车辆车门冗余控制电路分析发布时间：2021-02-19T09:26:55.093Z 来源：《电力设备》2020年第31期作者：时瑞梁艺凡董育凤[导读] 摘要：地铁车辆客室车门是列车重要的安全组成，且直接影响列车运营安全。

（中车南京浦镇车辆有限公司电气研发部江苏南京 210031）摘要：地铁车辆客室车门是列车重要的安全组成，且直接影响列车运营安全。

本文主要就目前地铁车辆车门控制电路的信号来源、传输方式及连接方式的冗余方案进行了分析，目的在于对比不同方案的优缺点。

关键词：地铁车辆车门控制、使能信号、零速信号、冗余控制1.绪论客室车门是乘客上下车的通道，是地铁列车的重要组成部分，车门的可靠地开关直接关系到乘客的安全和线路的正常运营，因此在进行车门控制电路的设计时，必须考虑到相关信号传输的可靠性及冗余性，尽可能确保单一故障不会导致列车清客、下线[1]。

本文主要就目前地铁车辆车门控制信号的信号来源、传输方式及连接方式的冗余方案进行了分析，并对故障情况下车门可能的状态做出判断，目的在于分析不同方案的优缺点。

2.车门控制地铁列车控制车门开关的控制信号主要有：零速信号、关门信号、使能信号和开门信号。

零速信号开门的前提条件，目的是确保列车仅在停稳后才能开门，保证乘客的安全，一旦零速信号丢失，无论其他指令如何，门控器将执行关门动作，零速信号的来源有：信号系统、制动系统和牵引系统。

使能信号又可以叫做开门允许信号，正常情况下由ATP判断并分侧输出。

在ATP隔离或某些特殊情况下，可以由司机判断后操作相应的旁路通过车辆硬线输出。

开门指令和关门指令可以由ATO输出也可以由司机操作开关门按钮输出。

车门开关对应的逻辑如下：表格 1 开关门逻辑2.1零速信号冗余零速信号的冗余通常通过对信号来源的冗余和继电器的冗余实现，通常情况下车辆优先使用信号系统的零速信号，若信号系统无法提供零速信号则车辆使用制动系统或牵引系统的零速信号。

图1和图2是两种不同的零速控制电路：图1零速电路一图1的零速信号正常情况下由信号系统给出,ATC隔离后由制动系统，信号系统和制动系统在输出零速时都采用双端同时输出，通过列车线同时驱动两端的零速继电器，在信号来源上实现了冗余，在一端信号设备故障的情况下不会影响整车的零速信号。

地铁车辆LCU技术方案研究

地铁车辆 LCU技术方案研究摘要：地铁车辆上，存在大量的机械触点、中间继电器、时间继电器，单列车辆使用继电器多达300个以上，而且大多关联到列车关键信号和逻辑，因此，采用无触点逻辑控制技术，取代继电器方案，可有效降低运营维护成本、降低车辆故障和风险，提高车辆的可靠性和检修效率，提高运营保障能力，有非常重要的作用和意义。

关键词：LCU、继电器、逻辑控制、冗余1.前言：地铁列车无触点逻辑控制单元（Logic Control Unit，简称LCU），应用新型光耦和场效应管等电路实现开关的无触点控制，并通过硬件与软件结合，完成列车控制所需的各种逻辑和延时控制功能。

2.基本原理：逻辑控制单元（LCU）取代传统的中间、时间继电器等触点元件电路，通过软件逻辑，实现直接控制和驱动地铁列车接触器和电空阀等元件，完成车辆各种控制功能，并将诊断数据、状态信息上传至列车控制系统且在HMI 上进行显示。

整个控制系统功能框图如下图所示：图1 系统原理框图2.1硬件构架机箱内部采用模块化设计，根据功能设计独立的板卡，所有板卡间通过背板内网总线进行数据交互，背板采用全PCB板设计，整机无飞线。

图2 硬件系统架构图3 功能冗余3.1电源冗余电源板承担为系统其它功能板卡提供5V 及110V 的功能，电源板本身具备输出过压保护、过载保护、短路保护等功能。

整机配置3 块电源板，每个电源板输入电压范围为43V-160V，输出恒定为5V，通过背板并联给机箱内所有功能板隔离供电，单组电源可为整机供电。

输出通道110V 电源3 组独立，任意一路110V发生故障不影响输出功能。

图3 电源并联供电3.2功能冗余LCU 采用三取二控制技术，即在输入采集、逻辑计算和输出驱动三个环节分别采用三取二控制，包含三组（以下简称A 组、B 组、C 组）功能相同的控制系统。

每组控制系统的正极线、负极线和空开等供电线路应完全独立，自主运行。

任一组LCU 供电线路的任一节点故障不影响另外两组LCU 的正常供电。

基于LCU的地铁车辆控制电路改造研究

设计制造铁道车辆第57卷第6期2019年6月文章编号：1002-7602(2019)06-0016-04基于LCU的地铁车辆控制电路改造研究王云g,尹智勇，栾岚(中车大连机车车辆有限公司，辽宁大连116021)摘要：针对广113号线地铁车辆，研究了控制电路中使用LCU替换前期采用的继电器控制方案，详细介绍了研制背景、LCU运用范｛I定丄CU设备概述及电气原理图设计、硬件组成与选型、软件设计、装车验证等内容%关键词：地铁车辆；控制电路；继电器；LCU中图分类号：U270.38+2文献标志码：B地铁车辆控制电路是车辆电气系统的核心电路，在控制过程及信息传递中，其各项功能多是由柜内大量的时间继电器、中间继电器等有触点控制方案来完成。

由于继电器控制方案具有故障率高、可靠性低(无冗余设计)、布线与接线复杂、维护难度大等缺点，故因继电器故障引发的晚点、清客事故也越来越多,因此急需针对所存在的问题研发新一代产品，以降低电气控制故障率#随着电力电子技术的迅猛发展，LCU (Logic Control Unit逻辑控制单元)作为一种适用于铁路领域的新一代智能化电子设备，采用无触点控制技术直接控制和驱动外部负载，简化了控制电路，可解决继电器方案的诸多问题，因此可用来替代传统继电收稿日期：2018-07-13；修订日期,2019-02-19作者筒介：王云潮(1988-)，男，工程师#»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»滑阀打开，水通过真空抽吸到车下污物箱内#为了防止灰水箱排水阀故障，防止故障导致灰水箱向客室返水的事故发生，灰水箱需设置排气溢流管延伸到车下，一旦灰水箱返水，可导流至车下，为整个系统增加安全保障。

轨道交通计算机联锁系统的单点故障与冗余技术研究

轨道交通计算机联锁系统的单点故障与冗余技术研究轨道交通计算机联锁系统是保障城市交通运输安全与顺畅的关键设备之一。

然而，由于其复杂性和高度依赖性，单点故障可能会导致系统的完全瘫痪，进而对交通运行产生重大安全风险和经济损失。

为了应对这一问题，冗余技术被广泛应用于轨道交通计算机联锁系统中。

本文将着重探讨轨道交通计算机联锁系统的单点故障与冗余技术的研究。

在轨道交通计算机联锁系统中，单点故障指的是系统中的某个核心组件或功能发生故障，导致整个系统无法正常工作。

单点故障可能源于硬件故障、软件错误或人为操作失误等。

针对这种情况，冗余技术被引入以增强系统的可靠性和容错性。

冗余技术采用备份机制，使得系统在出现故障时能够切换到备用模块或备用路径上，从而保证轨道交通系统的连续性和安全性。

冗余技术的研究主要包括双机热备、硬件冗余和软件冗余等方面。

首先，双机热备是一种常见的冗余技术，它采用两台服务器同时工作，一台作为主机，一台作为备机。

主机负责正常的系统运行，备机处于待命状态。

当主机出现故障时，备机会立即接管主机的工作，并保证系统的连续性。

这种技术对于轨道交通计算机联锁系统来说非常重要，因为它能够保证在故障发生时系统能够迅速切换，确保轨道交通的正常运营。

其次，硬件冗余技术是指在计算机联锁系统中使用冗余的硬件设备来实现故障转移。

例如，在关键的控制模块中使用冗余的CPU和输入/输出设备，当一个设备出现故障时，备用设备会自动接管并继续工作。

这种硬件冗余技术可以提高系统的可靠性，减少因单点故障导致的系统中断时间。

最后，软件冗余技术是指在计算机联锁系统中使用冗余的软件模块来实现故障恢复。

软件冗余技术通常包括备份软件、故障检测和自动重启等功能。

当主要软件模块发生故障时，备用软件会立即介入并协同工作，以确保系统的平稳运行。

这种技术能够有效降低由于软件故障引起的系统停机时间和数据丢失风险。

除了上述提到的冗余技术，还有一些其他的技术可以用于增强轨道交通计算机联锁系统的可靠性。

地铁车网络控制冗余分析

地铁车网络控制冗余分析作者：马迎春来源：《中国科技纵横》2017年第03期摘要：地铁建设是社会交通逐步实现综合化发展的直接体现，现代地铁车的网络控制系统逐步完善，结合地铁车的实际网络建设体系，对地铁车网络控制结构进行分析，完善城市地铁建设，缓解城市的交通运输压力，促进城市的建设与发展。

关键词：地铁车；网络控制；冗余分析中图分类号：U23 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0071-01随着社会经济发展水平逐步提高，城市化进程逐步加快，城市交通布局的建设是城市发展的重要组成部分，从我国整体建设出发，对城市建设中城市交通建设中地铁车的建设网络进行探究分析，从而进一步优化城市交通建设系统，推进城市整体建设系统的完善。

1 对城市地铁车网络控制冗余分析的必要性地铁车网络控制是保障地铁车合理运行的重要组成部分，对地铁车网络控制冗余分析，可以实现对城市地铁车运行中的问题进行总结分析，室内城市地铁车整体建设逐步完善的重要体现。

我国城市化进程加快发展为交通运输带来较大的发展压力，对地铁车网络控制冗余分析，能够为城市交通运输系统的完善提供可靠的运输保障，优化地铁车网络建设中存在的不足，实现我国城市交通运输系统长远性发展。

2 地铁车网络控制实际应用中存在的不足近年来，我国城市化发展进程逐步加快，城市交通建设中，地铁运输网络建设为城市交通运输系统的发展提供了新的发展空间，为缓解城市交通运输压力，起到了重要的缓解作用，但由于我国城市地铁建设依旧处于初步建设阶段，地铁车的运输网络建设依旧存在一些不足，对城市地铁的长远性发展带来影响。

其一，地铁车网络控制的车辆的故障频发性较高；其二，地铁车网络控制中的安检程序工作效率低[1]；其三，车辆车门的信息监控应急系统作用性低。

为了推进我国城市建设中，地铁建设系统逐步优化发展，提高地铁运行的安全性，对存在的问题及时解决，促进我国城市建设体系的进一步完善。

3 地铁车网络控制系统的优化发展3.1 加强对地铁的故障检修城市建设中，交通运输系统的逐步完善，为城市的发展奠定基础，地铁运输系统的逐步完善，是充分发挥地铁作用的前提。

轨道交通信号系统中冗余技术研究

轨道交通信号系统中冗余技术研究摘要：随着我国高速铁路运输业的迅速发展，双机热备机构的信号设备在铁路信号系统中得到了广泛的应用，并以其较高的安全性以及智能性对每个单机进行主动的故障诊断，有效提高了铁路信号设备系统运行的稳定性和可靠性；因此，为保障我国铁路高速运行的安全性，必须加强对铁路信号设备系统新科技的研究和开发，重视冗余技术在其中的运行，以便于全面提高铁路信号设备系统的技术装备水平。

基于此，文章对轨道交通信号系统中冗余技术的应用进行了研究，以供参考。

关键词：轨道交通；信号系统；冗余技术1铁路信号设备系统的主要构成基于冗余技术的铁路信号设备系统主要可以分为四个构成部分，具体表现如下：（1）用户层设备用户层设备主要设置在调度所，而其中的用户主要是指工作于调度所的相关调度人员，主要设备主要包括铁路信号设备系统服务器以及相关的用户终端设备。

为确保铁路运行调度的准确性和可靠性，铁路调度所的每个调度台都会设置独立的终端设备，以便于全面掌握本调度台以及相邻调度台的行车信息，一旦列车在运行期间发生任何异常情况，都可通过视频报警等方式及时显现在调度台的终端设备上。

（2）区域处理层该系统层主要设置在维修段，主要作用是接收由特定管辖区域监控处理层发送过来的相关信息数据，并利用计算机技术、数字化技术等相关技术对所接收的信息进行整理、分析等相关的处理工作，之后在信息数据处理结果的基础上得到相应的预警或者是报警信息，及时上传至用户层，以便于相关调动人员都及时发现和处理列车运行过程中存在的异常情况，保障列车运行的安全性和稳定性。

（3）监控处理层该系统层的主要作用利用相关监测设备对所处辖区内的相关数据信息进行全过程、全方位的监测，并采集相关的样本数据，进行初步的处理和保存，之后在通过通信网络向所在辖区内的处理层进行数据传输，为其提供用于整理、分析的样本数据。

（4）现场采集层该系统层是铁路信号设备系统的基层，其主要作用是对铁路运行轨旁的相关设施设备进行数据采集，如对列车运行两侧的风向和风速数据信息进行采集、监测坠落物等，所涉及到的采集内容具有多样性以及分散性两方面的特点。

城市轨道交通行车配线冗余设计研究

放）、渡线功能（列车转线及故障下的临时交路组织），
各种配线的设置依据如下。
线作为轨道交通线路不可缺少的组成部分，其设置情
况对今后的运营有着重要影响。因此，行车配线需重
２．２．１渡线（单渡线、交叉渡线）设置依据
建标１０１－２（￣（城市轨道交通工程项目建设标准》对
摘要结合配线设置原则与依据、典型城市已运营
线路配线布置和故障情况，从辅助配线布置形式、救援方式等角度分析配线设置与故障发生的关系并反思配
都市快轨交通・第２８卷第３期２０１５年６月
《学术探讨．．Ｉ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２— ６０７３．２０１５．０３．０１８
城
王嫒
（深圳市市政设计研究院有限公司广东深圳５１８０２９）
２．２．２停车线设置依据
１）停车线一般都增加第三轨道，与上下行方向接
岔，使其对正线的正常运营不产生影响ｊ。
ＧＢ５０１５７－２０１３（地铁设计规范》对辅助配线设置的规定是：正线应每隔５～６座车站或８～１０ｋｍ设置停
中图分类号
文章编号
Ｕ２３１．１
文献标志码
Ａ

北京地铁4号线车辆电气系统的冗余设计

北京地铁4号线车辆电气系统的冗余设计尤维秀;刘玉文【摘要】The solution through redundancy design to the electrical systemof Beijing metro Line 4 train is introduced in this paper. Based on this solution, the author argues that the result of the design should not be evaluated only by the promotion of reliability and feasibility, but also by the performance of passenger transportation in the redundancy condition.%对北京地铁4号线地铁车辆电气系统的冗余设计进行了介绍和分析,并以此为基础就地铁车辆的可靠性设计提出了看法:应提倡一种健康而实用的设计理念,即通过冗余设计提高地铁车辆可靠性和可用性.冗余设计不单是可靠性和可用性两个指标数值的提高,还应使列车在冗余工况下完成输运乘客的任务.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2012(015)011【总页数】4页(P79-82)【关键词】地铁车辆;电气系统;冗余设计【作者】尤维秀;刘玉文【作者单位】南车四方车辆公司,266111,青岛;南车青岛四方机车车辆股份有限公司,266111,青岛【正文语种】中文【中图分类】U270.38+1对于地铁列车，可靠性和可用性是两个非常重要的指标。

为了满足车辆的这些指标要求，在提高列车各系统绝对可靠性的基础上，系统或结构上采取一些冗余设计也是提高车辆整体可靠性和可用性的重要措施。

在北京地铁4号线地铁车辆电气系统的设计中，就充分体现了这个理念。

1 列车的编组形式北京地铁4号线每列车由6节车编组而成：＋Tc1－M1－M3－T3－M2－Tc2＋（＋表示半自动车钩，－表示半永久棒式车钩，M1、M2、M3为无司机室的动车，T3为无司机室的拖车；Tc1、Tc2为带司机室的拖车）。

地铁车辆全冗余控制电路设计与研究

地铁车辆全冗余控制电路设计与研究作者：梁波周利张盼钱江林来源：《科技风》2019年第11期摘要：本文介绍了地铁车辆几个关键控制电路的全冗余设计方案，即采用继电器控制电路与可编程逻辑控制单元（LCU）控制电路相互冗余控制的设计方案。

针对传统的控制电路设计方案，即继电器控制电路或者LCU控制电路，本文介绍的全冗余控制电路设计方案可有效解决控制电路单点故障、继电器故障或LCU故障造成的车辆降级运行甚至清客、救援等问题，提高了车辆的运营效率。

该方案已成功运用到上海轨道交通一号线及上海轨道交通二号线等项目。

關键词：地铁车辆;控制电路;全冗余;LCU1 概述地铁车辆控制电路如司机室占有控制电路、受电弓控制电路、牵引控制电路、紧急制动控制电路等关键电路，关系到地铁车辆的正常运营，一旦出现故障，将直接导致车辆降级甚至清客、救援等严重事件。

因此，关键控制电路的可靠性尤为重要。

传统地铁车辆，上述关键控制电路采用继电器控制，近几年，随着可编程逻辑控制单元LCU的发展，上述控制电路采用LCU控制，一定程度上提高了控制电路的可靠性。

但当LCU故障时，车辆仍需降级运行，清客并退出运营，严重时同样将导致救援。

本文介绍的全冗余控制电路设计方案，采用继电器和LCU冗余的控制设计，继电器控制和LCU控制可由司机控制进行切换。

当继电器控制电路故障时，可切换至LCU控制模式，由LCU控制车辆运行。

用样当LCU故障时，也可切换至继电器控制模式，由继电器电路控制车辆运行。

2 全冗余控制电路设计2.1 控制模式切换控制电路列车设计控制模式切换控制电路，电路图如图1所示。

用于控制列车在继电器控制模式和LCU控制模式间切换。

当切换至LCU模式时，LCU切换继电器将断开部分控制回路中的继电器控制逻辑信号，LCU将由冷备切换至热备模式，列车由LCU进行控制。

当切换至硬线模式时，LCU进入冷备模式，所有输入输出端口不再工作，列车由继电器硬线电路进行控制。

轨道交通信号系统中冗余技术研究

轨道交通信号系统中冗余技术研究摘要：随着信息技术的迅速发展，提高信息技术系统的安全性和可靠性是信息技术发展的必要条件，冗余技术是提高计算机安全性和可靠性的有效手段。

城市轨道交通信号系统是一个以信息技术为基础的系统，旨在确保列车安全运行，使交通指挥和列车运行现代化，提高运输效率。

冗余技术在城市轨道交通信号系统中的应用提高了列车运行的安全性，促进了列车指挥和运营的现代化进程。

本文对城市轨道信号系统和冗余技术作了全面说明，并对城市轨道信号系统中冗余技术的应用进行了研究。

关键词：城市轨道交通；信号系统；冗余技术；系统分析前言城市轨道交通信号系统具有极高的安全性和可靠性要求，不仅需要高可靠性的组件、设备和软件，而且还需要面向故障的安全特性。

散射技术在计算机系统可靠性设计中得到广泛应用，是提高信号系统可靠性的最有效手段之一。

冗余技术通常用于控制系统的设计和应用。

也就是说，系统中的某些组件被多次配置。

在系统发生故障时，冗余部件会介入并接管故障部件的工作，从而缩短系统停机时间并提高系统的安全性和可靠性。

1城市轨道交通信号系统概述城市轨道交通在实际运营中具有舒适度、连续性和准确性等特点。

基于城市轨道交通的这些特点，在城市轨道交通系统中引入轨道交通信号系统，可以充分发挥信号设备的作用，实现更有效的工作效果。

世界先进的轨道运输业务表明，只有高层次的信号系统才能提高列车的交通效率，安全性能相对较高。

城市轨道交通信号系统的特点如下。

第一，城市轨道交通中乘客很多从安全角度来看，列车的最小间距较高，随后列车运行速度监测较高，其主要目的是实现列车运行的安全保障。

第二，分析了城市轨道交通的运输速度，城市轨道交通的实际速度与轨道干线大不相同。

因此，在实际的城市轨道交通信号系统中，只有低速传输系统才能发挥信号传输功能，没有信号系统能够更快地传输数据。

此外，因为在城市里，列车的行驶间隔比较短，运行的规律性比较强。

2冗余技术概述2.1软件冗余技术冗余软件是指同一台计算机的主机上有两个不同的程序，即一硬二软程序，其结果类似。

轨道交通车辆交流电源系统冗余供电电路、车辆及方法[发明专利]

专利名称：轨道交通车辆交流电源系统冗余供电电路、车辆及方法
专利类型：发明专利
发明人：司尚卓,张宇,尚江傲,李跃中,邓谊柏,陈小康,王虎高,刘劲
申请号：CN201611115342.3
申请日：20161207
公开号：CN106541828A
公开日：
20170329
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种轨道交通车辆交流电源系统冗余供电电路、车辆及方法，冗余供电电路，包括为整车提供三相电源的辅助逆变器；轨道交通车辆的三相逆变设备与所述辅助逆变器并联；所述三相逆变设备的输入端接入开关和第一继电器线圈之间；所述第一继电器的触点与第二继电器的线圈连接；所述第二继电器的触点接入所述辅助逆变设备输出端和所述辅助逆变器的输出端之间的线路中。

本发明利用了车辆高压直流变频空调内部的逆变器三相输出功能，采用扩展供电的方式继续向整车提供交流电源，可以有效保证三相用电设备继续运行，不至于引起需要救援等恶劣后果，在不增加车辆设计成本的前提下，提高了交流系统的冗余性，增强了车辆的可用性。

申请人：中车株洲电力机车有限公司
地址：412001 湖南省株洲市石峰区田心高科园
国籍：CN
代理机构：长沙正奇专利事务所有限责任公司
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铁路信号冗余电源控制系统设计与实现

铁路信号冗余电源控制系统设计与实现
1 铁路信号冗余电源控制系统
铁路信号冗余电源控制系统是指在铁路信号系统中利用多台电源并联工作，提供重要信号系统可靠性的电源控制系统。

其中，多台电源为冗余电源，它们要保持同步运行，并一起提供丰富的电源施加能力，从而保证电路可靠性和稳定性。

2 系统硬件设计
铁路信号冗余电源控制系统的硬件设计主要包括多台输入电源、电源切换模块、上以及负载管理模块等。

多台输入电源可以用于提供相同的或不同的电流、电压和负载。

电源切换模块主要用于实现电源的切换，可以灵活设定不同的控制策略。

负载管理模块则可以确保电路处于稳定状态，同时可以对负载情况进行动态调节。

此外，需要准备一台计算机连接上系统，用于上位机监控。

3 活性控制策略
铁路信号冗余电源控制系统采用活性控制策略，实现多种电源自动切换；当电源电压、电流等参数超出设定范围时，系统将自动进行电源更换，保证系统的正确工作。

借助活性控制策略，可以有效解决信号系统的工作电流、电压和温度等方面的稳定性问题，从而确保工作的可靠性。

4 总结
铁路信号冗余电源控制系统可以有效解决信号系统的可靠性问题，它结合了多台冗余电源、上以及管理模块、活性控制策略等技术，能
够满足多种信号系统的需求，提供有效、稳定的信号系统。

地铁变电所综合自动化系统冗余机制研究

地铁变电所综合自动化系统冗余机制研究摘要：地铁供电系统是城市轨道交通网络的生命线，轨道交通的安全平稳运行离不开供电系统; 供电系统担负着地铁运行所需一切电能的供应与传输，是地铁安全可靠运行的重要保证。

变电所综合自动化系统（PSCADA）作为城市轨道交通监控系统中的一个重要组成部分，直接服务于轨道交通供电系统，其可靠性直接关系到列车的安全、稳定运行。

为了增强系统的可靠性，PSCADA 系统通常会采用冗余设计。

本文分析了地铁变电所综合自动化系统冗余机制。

关键词：地铁变电所；综合自动化系统；冗余机制；变电所综合自动化系统是将变电所的二次设备(包括控制、信号、测量、保护、自动装置、远动装置) 利用微机技术经过功能的重新组合和优化设计, 对变电所进行自动监视、测量、保护、控制和协调的一种综合性的自动化系统。

一、概述变电所综合自动化技术经过多年的发展已经达到了相当的水平, 从初期的集中式结构到目前广为采用的分散式结构。

分散( 层) 分布式安装方案将测控间隔单元安装在各开关柜内, 减少了保护控制盘数量,最大限度地压缩中间继电器、时间继电器和控制电缆,节省了投资, 而且各单元独立性强, 相互影响小, 系统可靠性高。

这不仅使得变电所自动化程度得以大大提高, 更直接降低了系统的建设成本, 经济效益显著。

然而技术发展的同时也带来了电力自动化设备运行环境的变化, 早期的集中式结构只是在原有的二次设备配置的基础上增加了计算机管理功能, 变电站按规模配置相应的微机保护装置和微机远动装置, 并安装在主控制室内。

系统的控制信号量以模拟量的形式通过电缆上传, 这种结构方式的缺点主要是资源不能共享, 也不能节省大量的电缆。

同时由于控制信号是以模拟量的形式长距离传输, 因此数据容易受到现场的干扰, 但是二次自动化设备相对处于电磁环境较好的控制室中, 所遭遇到的电磁干扰会较弱一点。

分散式结构采用的是将控制单元、保护单元、数据采集单元就近安装在变电所内开关柜中, 数据信号通过数字信号线或光缆上传, 降低了传统变电站设计中的各种模拟控制信号的连接长度, 提高了系统信号传输的抗干扰能力。

地铁车辆逻辑控制单元的研究与应用

地铁车辆逻辑控制单元的研究与应用摘要结合西安地铁6号线，地铁车辆控制系统中部分继电器硬件电路由逻辑控制单元替换，详细介绍逻辑控制单元系统功能、硬件设计、冗余功能等。

逻辑控制单元应用在地铁车辆控制系统中，降低了检修和维护的工作量，提高了地铁车辆的可靠性。

关键词地铁车辆控制系统继电器逻辑控制单元1 前言地铁车辆逻辑控制单元LCU（logic control unit）是专门为在轨道交通车辆而设计的数字逻辑控制装置。

逻辑控制装置通过硬件与软件结合的方式，具备完全可编程定时、延时功能，能够完全替代原控制电路中的时间继电器、中间继电器及继电器等有触点控制器件所构成的时序电路。

LCU装置采用热冗余模块化设计，主要由IO控制器、主控制器和网络控制器构成。

LCU装置可采集司机控制器、按钮开关、隔离开关、接触器辅助触点等信号，经逻辑计算后，输出驱动车辆各类负载，完成指定的时序控制功能。

由于LCU装置无触点控制方式的引入，从根本上避免了继电器触点损坏、抖动、接触不良等故障，并且具有很好扩展性，解决继电器硬线连接难的问题。

逻辑控制单元的应用导致中间继电器使用的消失，解决了继电器的分层驱动问题。

热备冗余技术应用，有效提升了地铁列车控制电路的整体可靠性。

2系统技术方案地铁车辆LCU系统采用分布式网络控制，各个LCU装置之间功能相互独立，实现各自逻辑控制功能。

LCU装置可通过TCMS网络进行数据交互，主要支持MVB 及以太网两种列车级网络通信接口。

整车网络拓扑结构如下：图1 LCU系统网络拓扑图LCU装置IO板、电源板、主控板均支持双板冗余，关键电路均按高安全要求设计，具备硬件自检和互检功能，实时监控系统硬件故障，支持热备自动切换。

周期比对冗余双方采集的输入信号，若不一致，则触发输入通道自检，通过自检序列定位故障点。

自检数据和实际输入数据不相匹配的一组判定为故障，而后触发冗余切换，故障板降备，正常板卡升为主用。

微处理器通过自检电路向待测输入通道发送自检信号，信号途径输入通道后再经过相关转换电路的处理返回到微处理器，微处理器将发送和接受时的自检信号的波形进行对比，一致则为正常，不一致则为故障。

地铁UPS设备的冗余设计分析

地铁UPS设备的冗余设计分析【摘要】随着我国现代化城市建设的快速发展，我国城市建设的交通也就越来越方便，越来越多的城市开始修建地铁，进一步的促进了我国经济建设的发展。

现有的地铁不仅仅是一项快捷方便的交通工具，同时又是时代进步的真实写照。

然而一个现代化地铁的建设不仅仅要有完整的配置监控系统对运行的环境进行一定程度上的监控，同时还要有各个监控系统所集成的子系统共同维护地铁安全有效的运行，尤其是现有地铁的UPS设备的冗余设计，在现代化地铁的实际运用中有着极其重要的现实意义。

【关键词】地铁UPS；冗余设计；UPS设备在现代化城市建设的发展道路上，地铁与我们的日常生活有着密不可分的联系。

现代化地铁的快速发展对于我国现代化经济技术的快速发展有着极其重要的作用，同时地铁在实际的运行中往往要依赖于通信、信号以及供电系统的共同作用，但是现代化快速发展的地铁在实际的实践应用中仍然存在着一些问题，类似于系统会出现主供电源断电、过欠电压以及噪声干扰等各种各样的现象，然而现代化地铁UPS设备的冗余设计在地铁安全供电系统的正常运行中有着极其重要的作用。

1 地铁UPS设备的概述地铁UPS系统的主要部件是由输入滤波器、整流器逆变器、输出滤波器、电子旁路、维修旁路、蓄电池和管理单元以及控制面板等组成的。

其中的电子旁路一般情况下是采用静态开关的一种方法进行切换操作进而实现市电旁路供电和逆变器供电之间的一种转换，在一定程度上保证不间断供电。

同时如果地铁在发生一定故障的时候，在对旁路进行维修的过程中，这个过程的UPS是不带电的，这就为现代地铁在出故障进行维修的过程提供了安全依据。

如果地铁的外电出现了一定的故障，蓄电池就会进行供电，在一定程度上实现不间断的供电。

地铁UPS系统主要有维修工作状态、在线工作状态、电子旁路工作状态以及蓄电池供电状态这四种主要的工作方式。

首先，就维修工作状态这一工作方式而言，地铁在出故障进行维修的过程中，UPS也就停止了工作，在一定程度上通过维修旁路的开关进行主电源上的接通，进而实现向负载供电的一个过程，但是这一过程的实现由于此时的UPS处于一种无电的状态，进而为整个维修工作提供了安全的保障性。

轨道电路设备冗余方式探讨

轨道电路设备冗余方式探讨发布时间：2021-05-10T14:40:13.033Z 来源：《基层建设》2021年第1期作者：成强华[导读] 摘要：轨道电路作为铁路信号基础设备，对保证行车安全、提高运输效率具有至关重要的作用，对其可靠性、安全性的研究历来都是轨道电路研究的重点。

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段内蒙古包头 014040摘要：轨道电路作为铁路信号基础设备，对保证行车安全、提高运输效率具有至关重要的作用，对其可靠性、安全性的研究历来都是轨道电路研究的重点。

随着对设备运行可靠性、安全性的要求越来越高以及技术的不断发展，各种冗余方式也普遍应用于轨道电路发送及接收设备，以最大限度的保证轨道电路的正常工作。

本文主要阐述国内目前主要采用的轨道电路发送、接收设备的冗余方式，并对其进行对比分析。

基于此，本篇文章对轨道电路设备冗余方式进行研究，以供相关人士参考。

关键词：轨道、电路设备、冗余方式引言轨道电路是城市轨道交通信号系统中的一项重要设备，用来反映轨道区段是否有列车或车辆占用，其工作稳定可靠是决定列车正常安全运行的重要因素。

早期的城市轨道交通线路均采用轨道电路作为列车检测设备，实际故障抢修处置中，室内轨道电路硬件故障可通过更换备件迅速排除，而当折返站道岔区发生无法立即恢复的轨道电路故障时，联锁的道岔电操功能也将失效，仅能通过人工手摇道岔方式来控制道岔。

一、铁路信号设备组成现代铁路信号设备主要分为信号机、转辙机和轨道铁路三个部分。

信号机通过某一固定的信号形式向人们传递信息，铁路的建设和运营过程会穿梭众多不同的城市或区域，有很多街道交叉点，铁路运营需要建立对应不同区域的防护区，信号设备的使用能有效强化对每个区域的管理，充分发挥防护区的防护作用，进而减少事故的发生。

转辙机设备的位置通常都在道岔处，在运营过程中会根据实际情况进行转换，转换到定位处或者相反位置，目的在于准确地反映当下道岔所处的实际位置，这样才方便有关技术人员在出现道岔故障时快速找准故障点展开维修工作。