5列车控制系统

哈尔滨地铁车辆系统培训

(列车控制系统)

二○一○年三月一日

功能:

监视、控制车辆和车辆各系统的运行，同时可诊断各系统的运行情况，并给出报警信息。

配置:

列车控制系统采用继电逻辑控制或分布式总线控制方式，采用继电逻辑控制时要配备单独的信息和诊

断系统，为车辆各系统提供运行状态检测、故障诊断和保护。

目前,新造列车均采用了分布式总线控制方式。列车总线系统采用国际列车通信网络TCN标准（

IEC61375-1的最新版本）。所采用的总线控制系统成熟、安全可靠。

广州地铁一号线车辆采用有接点逻辑控制电路，二号线列车采用了当今世界上最先进的列车控制技术

，总线控制技术。从牵引制动控制到车门开关，从PIS自动报站到汽笛报警等几乎列车的所有方面，整列车各系统的监视、控制和诊断都通过贯穿全车的总线控制网络实现，总线系统使整列车成为一个有机的整体。司机对整个列车的控制命令通过列车通信网路送到列车的各个车厢上，列车的各个车厢工作状态通过列车通信网路送到司机显示台上，让整个列车有效而安全的工作。

总线技术的应用大幅度减少了金属导线的使用，减少了电气机械连接点，避免了一般接点逻辑电路由

于单个物理故障导致的错误动作；总线上的故障设备可以得到有效隔离并退出网络，而保持其它不需要其控制信息的设备仍能有效运作。总线技术带来了许多优点和先进功能，但也带来了新的问题和新的障碍，如对总线的物理介质的要求较高，要求有较好的电磁环境，甚至由于电磁环境、总线线路质量不稳定或软件缺陷等问题导致整体的瘫痪；同时对维护人员的能力也提出了前所未有的要求。

列车控制系统

一、列车通信网路

二、总线系统基本概念

三、列车控制系统

1、列车控制系统硬件及其主要功能

2、列车控制系统网络结构

3、冗余概念

4、列车诊断

一、列车通信网络

列车通信网路（Train Communication Network，简称TCN）

是一个集整列列车内部测控任务和信息处理任务于一体的列车数据通讯网络，它包括两种总线类型绞线式列车总线（WTB）和多功能车辆总线（MVB）。

多功能车辆总线MVB

是用于在列车上设备之间传送和交换资料的标准通信介质。附加在总线上的设备可能在功能、大小、性能上互不相同，但是它们都和MVB总线相连，通过MVB总线交换信息，形成一个完整的通通信网路。

MVB实现的是一个距离较短，拓扑相对固定的网络连接方式。

MVB与WTB之间通过一个网关设备进行资料交互以达到通讯控制的目的，从而构成一个完整的具备灵活编组功能的列车控制网络，以下是拓扑示意图。

MVB传输长度为200m，WTB传输长度为860m。

MVB总线的特点

系统中，MVB总线的设置根据IEC-61375-1列车通信网标准，速率：1.5 Mb/s 延时：1 ms，最大设备连接数量：255个控制终端，组网形式：固定式人工组网，MVB总线支持RS485铜介质和光纤。MVB的通讯介质分为3种：OGF、EMD、ESD。

WTB总线的特点

WTB总线遵循的是IEC-61375-4标准，速率：1 Mb/s 资料周期：25 ms，最大设备连接数量：32个终端，组网形式：动态自动编组组网，采用直线总线形式，覆盖距离：860 m（约合UIC标准车辆为22辆），介质：采用屏蔽双绞线传输速率为1 Mb/s的曼切斯特II型资料码，控制形式：采用单主机控制，在编组连挂组网时通过竞争机制选定（其它终端可作为备用主机，当主机故障后，其它终端竞争成为新的主机），连路协议：使用标准的HDLC协议（IEC3309）。

二、总线系统基本概念

总线与总线段

从广义来说，总线就是传输信号或信息的公共路径，是遵循同一技术规范的连接与操作方式。一组设备通过总线连在一起称为“总线段”（bus segment）。可以通过总线段相互连接把多个总线段连接成一个网络系统

总线主设备

可在总线上发起信息传输的设备叫做“总线主设备”（bus master）。也就是说，主设备具备在总线上主动发起通信的能力，又称命令者。

总线从设备

不能在总线主动发起通信、只能挂接在总线上、对总线信息进行接收查询的设设备称为总线从设备（bus slaver），也称基本设备。

总线控制信号

总线上的控制信号通常有3种类型。一类控制连在总线上的设备，让它进行所规定的操作，如设备清零、初始化、启动和停止等。另一类是用于改变总线操作的方式，如改变数据流的方向，选择数据域位的宽度和字节等。还有一些控制信号表明地址和资料的含义，如对于地址，可用于指定某一地址空间，或表示出现了广播操作；对于资料，可用于指定它能否转译成辅助地址或命令。

总线协议

管理主、从设备使用总线的一套规则称为“总线协议”（bus Protocol）。这是一套事先规定的、必须共同遵守的规约。

总线操作

总线上命令者与响应者之间的连结→资料传送→脱开这一操作序列称为一次总线“交易”

（transaction），或者叫做一次总线操作。

寻址

寻址过程是命令者与一个或多个从设备建立起联系的一种总线操作。通常有以下3种寻址方式：物理寻址、逻辑寻址和广播寻址。

通信请求

通信请求是由总线上某一设备向另一设备发出的请求信号，要求后者给予注意并进行某种服务。

资料传送

一旦某一命令者与一个或多个响应者连接上以后，就可以开始资料的读写操作。“读”（read）资料操作是读来自响应者的资料；“写”（write）资料操作是向响应者写资料。控制信号

总线上的控制信号通常有3种类型。一类控制连在总线上的设备，让它进行所规定的操作，如设备清零、初始化、启动和停止等。另一类是用于改变总线操作的方式，如改变数据流的方向，选择数据域位的宽度和字节等。还有一些控制信号表明地址和资料的含义，如对于地址，可用于指定某一地址空间，或表示出现了广播操作；对于资料，可用于指定它能否转译成辅助地址或命令。