crh1列车网络控制系统分析
CRH1型动车组列车控制系统ATP控制模式概述
CRH1型动车组列车控制系统ATP控制模式概述一、ATP列控系统速度防护模式ATP列控系统共有十一种速度防护模式：(1)区间追踪运行模式。
(2)带LU2的区间追踪运行模式。
(3)机外停车模式。
(4)正线停车模式。
(5)股道停车模式。
(6)正线通过模式。
(7)经18号及以上道岔侧向通过模式。
(8)引导接车模式。
(9)正线发车模式。
(10)股道发车模式。
(11)区间反向运行模式。
二、ATP装置区间追踪运行模式在区间跟踪运行模式时，设备核对速度产生的曲线控制。
三、ATP装置带LU2的区间追踪运行模式1.如果轨道电路信息码包含LU2(单黄码)，在列车未到达LU2(单黄码)区间的情况下，是否有LU2就会不明确。
2.列卓进入了LU2(单黄码)分区后，会判明从LU2(单黄码)确定的实际停车点。
重新画出新的核对速度曲线。
四、ATP装置机外停车模式在区问内站间停车模式时的核对速度曲线。
五、ATP装置正线停车模式正线停车模式时的核对速度曲线的生成。
六、ATP装置股道停车模式1.列车处于U2码(黄灯)区间之前的一段时间内，生成机外停车模式曲线。
2.接收到U2码(黄灯)后，会生成形成NBP为50km的模式曲线。
3.进入列车接近的区间后，会接收UU码(双黄灯)，通过进站信号机时破坏掉以前的正线Balise信息，根据进站口的Balise信息生成曲线。
4.股道停车时，在站外即使是『机控优先』通过进站信号到列车停车之间的过程自动切换到『人控优先』。
正线停车时不为人控优先。
5.股道停车时收UU(双黄灯)信号后的『无信号』作为『HU』(半红半黄)信号处理。
因此，在上图状态下可将TC6，TC7两个轨道电路作为一个闭塞区处理。
6.其后进入无码的区间。
列车保持NBP为50km/h的限制速度。
从入口的有源应答器接收应该进入的线路的数据。
列车发出停止在B6的终端的核对速度图形。
7.列车进入TC7后，考虑到列车长度，在前450m保持NBP50km/h的限制速度。
动车组网络控制系统-CRH1型车网络控制系统
DCB 0912A有一个MVB通信接口，两个电绝缘 的RS485串行通信信道，其中一个可以被用作全 双工或半双工，另外一个为半双工。
DCB 0911B有双重MVB功能，即它有两个电绝 缘的MVB通信接口。
车辆控制单元(TC-CCU)，是主计算机，监控列车全部功能，几乎 监控所有的其它系统如空调、制动器、车门、车灯等等。
•GPS分配器 GPS双通道分配器被使用于分发一个GPS天线信号到两个
GPS接收器。频率在1-2 GHz之间。GPS分配器如下图所示。
•WTD主机 WTD主机（内部集成交换机）
：从TCMS和EOAS收集列车数据 ，并向EOAS系统传送车辆信息 。内部集成交换机功能，可至少 扩展一路以太网接口。WTD主机 的外形如图所示：
•GPS接收器 GPS接收器的坚固的外壳中包 括DG16 接收器板，宽幅电源 ，备用电池（用于内存）。可 以接收9 至 36VDC的输入电压 ，一般功率大约为2.2 watts。 GPS接收器的外形图如图
•GPS天线 GPS天线要求安装在车顶
上，接收来自GPS卫星发 出的无线电信号，然后传 输给GPS接收器，频率在 900-1800MHz之间。 GPS天线的外形如图所示 。
3、IDU智能显示单元
智能显示单元 (IDU)为彩色触摸显示屏，作为人-机界面 （HMI）用以进行事件显示和车辆监控。IDU可由司机、 乘务人员和维护人员以不同的身份登录，支持如下功能： 在显示屏上进行监控和查看； 集中显示列车的不同部位； 代替老式司机操作台上的许多显示与控制； 显示列车系统状态、故障和事件信息；
7、通讯控制器COMC
通信控制器COMC可以实现MVB与RS-485、RS-232总线 之间的通信转换。对于没有MVB接口的系统：例如PIS系 统、火灾探测系统等，它们只有RS-485、RS-232等接口， 因此不能直接挂在MVB总线上，COMC能将这些接口信号 转换成MVB接口形式。设备的上部有一个MVB 总线连接 器（9针D型插座），下部的连接器用于供电电源、地址编 码和外部串行通信连接及与服务电脑的连接接口。
动车组网络控制系统及技术分析
动车组网络控制系统及技术分析随着我国交通运输行业的快速发展，动车成为了当前人们出行方式的首要选择，而加强动车组的网络控制系统研究能够确保列车的安全稳定运行。
所以本文简单介绍了动车组网络控制系统的组成，同时深入说明了动车组网络控制系统的功能性，最后对网络控制系统技术的未来发展方向进行了分析，希望能够对我国的轨道交通技术发展有所帮助。
标签：动车组;网络控制系统;组成;功能;未来技术分析1.前言动车组的整体结构主要是由其控制、监测以及诊断系统所构成的，主要是负责对整个动车系统的指令进行传输以及分析，另外还要对动车设备进行实时监控与检测，发现问题并进行有效解决。
由于整个网络控制系统的加入使得硬件传输系统大大减少，降低了车辆的自重，有效减少了因外界因素影响而造成动车的不稳定性。
同样该系统也可以为工作人员提供更加简单便捷的系统操作，也有利于后期维修工作的顺利开展。
2.动车组网络控制系统组成2.1主处理单元主处理单元通常包含了对于列车的系统控制以及功能检测等多个作用，可以实现和其他子系统之间的信息传输和交流功能，主处理单元能够结合其所连接的不同线路分布，分为牵引主处理以及舒适主处理单元，前者主要是對MVB信号线和牵引线进行连接，对于主处理单元的功能性实现起到一定的辅助作用，后者主要是对信号线、舒适线和总线进行连接，通常其应用对象是空调、厕所、塞拉门等其他辅助系统。
2.2 TCN网关TCN网关一般包含WTB接口以及MVB-EMD接口，主要是实现列车总线WTB和车辆总线MVB两者之间的信息传输和交流作用，同时确保线路网络之间的实时性与稳定性，能够使得整个网络数据的分配更加科学合理。
2.3远程输入输出模块远程输入输出模块主要是实现不同动车组之间各种信息模块化的有效传输，对各种远程信号实现有效管理，同时还会对数据进行二次处理后进行信息的交换，同时还会根据协议的不同来和主处理单元展开数据的传输，数据模块化的有效应用能够结合具体的需求来进行相应的配比，最终是为了满足动车组稳定且高效的运行要求及标准。
动车组网络控制系统及技术分析
动车组网络控制系统及技术分析摘要：网络控制系统是列车安全运行的中枢，既能够提高动车的安全性能，也能为乘客提供更加舒适的乘车服务。
本文针对动车组控制系统的构成体系、模块功能、发展前景等方面进行了分析研究。
关键词：网络控制系统；功能分类；技术发展方向引言：动车组的网络控制系统包含控制、监控、诊断等多项功能。
它能对各个子系统进行实时控制，也能实时监控系统和设备运行情况，及时分析处理、记录存储故障数据。
网络控制系统依靠网络传输数据信息，保证了信息传递的及时性、安全性。
一、车组网络控制系统的构成目前的动车组网络控制系统主要由主处理单元、TCN网关、远程模块、监视器及高压控制单元等部分组成。
主处理单元具有控制车辆运行、实时监测动车情况、诊断分析故障原因等功能，主处理单元也是动车上网络控制系统的子系统进行交流通信、数据交互的媒介。
在日常使用时，通常按照连接动车总线的不同将主处理单元分为牵引类和舒适类。
牵引类主处理单元通过与MVB信号线和MVB牵引线连接，从而控制、监测、诊断与运行相关的动车系统。
舒适类主处理单元连接到MVB信号线、MVB舒适线和CAN总线，实现对空调等与运行无关的辅助系统的控制、维护和管理。
TCN网关通常有两个接口，是动车总线与车辆总线之间信息交互的桥梁，并随时为动车提供可靠的网络通信，保证数据合理分配。
目前列车总线和车辆总线之间的信息传输有TCN和UIC两类标准。
TCN网关既是车辆总线的仲裁设备，从WTB总线角度看，也是一个可以配置为主或者从的节点。
远程模块主要用来收集列车的各类数字数据和模拟信号，同时可以实现对信号的输入和输出，并将收集的信号与变量按照通讯协议的要求，传输到主处理单元。
动车工作人员可以根据动车运行中的实际需求配置该模块的功能。
监视器也是显示屏，通常配置有Windows XP Embedded操作系统，可以实时监控列车上各类子系统的状态和列车运行过程中的数据信息，并将监测到的信息及时存储。
CRH1型动车组列车控制系统CTCS2系统概述
CRH1型动车组列车控制系统CTCS2系统概述一、CTCS2系统概述1.车站列控中心暂按独立列控方式设置，将来可考虑联锁、列控、区间一体化设置。
2.欧标点式应答器，包括有源应答器(含LEU)和无源应答器。
3.ZPW－2000(UM)系列轨道电路自动闭塞。
4.车站闭环电码化。
5.车站联锁为计算机联锁或6502电气集中。
6.行车指挥为CTC或TDCS。
二、CTCS2系统主要地面设备CTCS2地面设备主要由自动闭塞轨道电路、站内电码化轨道电路、应答器及列控中心等设备构成。
三、CTCS2轨道电路基本原理1.轨道电路是利用铁路线路的两条钢轨作导线，用以检查有无列车、传递列车占用信息以及其他信号信息的电气回路。
2.轨道电路是铁路信号基础设备的基础，借助它可以监督列车在线路上的运行情况，并利用它传递与行车有关的各种信息。
四、CTCS2应答器基本原理1.点式应答器主要用于列车与地面的信息交换。
此外，它也可能被用来检测列车位置。
2.点式应答器系统由查询器和应答器两部分组成。
一般情况下，查询器安装在机车上，应答器安装在地面上。
3.应答器在地面的安装一般有两种安装方法：一种是安装在钢轨问中央道床上，另一种是安装在一根钢轨外侧。
4.应答器分无源型和有源型两种。
无源型应答器的贮存器中固化有位置等其他信息，而有源型应答器可以通过电缆更改内存中的信息。
5.国内已使用的点式应答器标志为：DF型或sK型(三角形，黄色)，DK型(梭形)。
6.根据点式信息发送设备的安装位置，使用相应的发送器，信息经放大，通过电缆提供环线上的点式信号，供机车信号接收。
五、CTCS2应答器主要传送信息1.线路基本参数：如线路坡度、轨道区段长度、轨道区段编号等。
2.线路速度信息：如线路最大允许速度、列车最大允许速度等。
3.临时限速信息：如因施工、天气等原因引起的临时限速信息。
4.车站进路信息：如接发车进路信息，以及相关的线路参数。
5.道岔限速信息：如给出前方道岔的侧向限速值。
华东交通大学 动车组网络技术 41 CRH1动车组网络结构讲解
13 列车网络控制技术
14 列车网络控制技术
CRH1动车组的网络拓扑结构
15 列车网络控制技术
CRH1动车组的网络拓扑结构
CRH1 共8辆车，为 5M3T 编组形式。 包括5辆动车（MC1 、M1、Mc2、M2、M3）和3辆 拖车（Tp1 、Tp2 、Tb ）。 动车组有两个受电弓，分别位于 Tp1 和Tp2 车上， 正常工作时只有一个受电弓升起。 牵引传动系统以 列车基本单元（ TBU ）为基本单位。
9
列车网络控制技术
CRH1动车组的网络拓扑结构
CRH1 动车组的网络拓扑结构如图所示，采用基于 WTB 和MVB 两层总线的 TCN 协议，利用多功能车 辆总线进行车辆单元内的数据通信，利用列车总线 进行车辆单元间的数据通信。 VCU ：车辆控制单元 BC ：bus coupler 总线连接
10 列车网络控制技术
17 列车网络控制技术
CRH1动车组的网络拓扑结构
CRH1 列车控制管理系统（ TCMS ）在网络通信上也 分为3个MVB 总线区段 ：TBU1 段，TBU2 段，TBU3 段。 基本本地控制按 TBU划分。
18 列车网络控制技术
CRH1动车组的网络拓扑结构
在区段内部， TC CCU （Train Control CCU ）中央 控制单元： 为控制和监控功能的核心。 由TC CCU对单元内部所有模块实施控制和监视， 包括牵引、制动、内外车门、采暖、通风、空调、 烟火报警、照明等系统。
WTB---列车总线
WTB是处理MVB 区段之间数据通信的总线， WTB 可动态配置，也就是说挂在总线上的单元数可变。 CRH1的WTB总线通信速率为 1.0Mbps. 可以通过自动车钩实现扩展， 由网关控制。
CRH1型动车组计算机控制系统IDU菜单系统功能概述
CRH型动车组计算机控制系统IDU菜单系统功能概述一、智能显示器IDU 的功能1. CRHl 型动车组设有安装仪表，以及相关的控制、隔离、调节开关和按键。
安装智能显示器IDU 能集中实现上述各种设备l 生能工作状态、各系统技术参数，以及相关的性能控制及查询。
2. 显示动车组各种系统的参数、压力值和状态。
3. 向TCMS^统输入指令具有警报显示和确认功能。
二、智能显示器IDU 的设置及技术特点1. CRH1型动车组设置多个智能显示器IDU，当列车运行时，所有的智能显示器IDU 全部启动。
2. 因智能显示器IDU 的状态模式不同，有的只有可用信息显示，有的除可用信息显示外还具备控制指令传输功能。
3. 根椐技术特点智能显示器IDU，具有四种不同的工作状态模式。
三、智能显示器IDU 菜单系统的操作模式1. CRHl 型动车组智能显示器IDU 系统菜单操作模式，依据不同的技术状态及操作控制分别进入不同的操作工作模式。
2. CRHl 型动车组智能显示器IDU 系统菜单操作模式共分四种：关闭模式；主控模式；从属模式；停放模式。
四、智能显示器IDU 系统菜单关闭模式1. 关闭模式：是智能显示器IDU 启动时的初始模式，也是关闭智能显示器IDU 的模式(司机钥匙转到零位) ，背灯关闭，只有少数系统信号受到监控。
2. 启动智能显示器IDU，可以通过触摸显示屏或转动司机钥匙启动列车的方式启动智能显示器IDU。
五、智能显示器IDU 系统菜单主控模式主控模式是已启动的司机室内的模式。
(1) 控制端智能显示器IDU 被配置为主控模式，而该列车内的其他智能显示器IDU 被配置成从属模式。
(2) 主控模式用户可以选择所有的智能显示器IDU 菜单。
(3) 可选择的菜单级别取决于登录级别，即登录的用户是属于司机还是维护人员。
(4) 可以显示事件信息并能够对事件进行确认。
六、智能显示器IDU 系统菜单从属模式从属模式是除了已启动的司机室内的主控智能显示器IDU 外，所有其他智能显示器IDU 都为从属模式。
CRH型动车组网络控制系统研究
CRH型动车组网络控制系统研究摘要：网络控制系统对动车组运行安全性以及可靠性有着至关重要的影响，尤其是故障诊断作为关键部分，必须要保证其基础功能的完善性，可以完成故障模拟、故障检测、故障显示以及记录等多项操作，确保列车故障后可以在最短时间内定位、检测以及排除，避免影响动车的正常运行。
本文对CRH型动车组网络控制系统构成和功能进行了简单分析，并确定故障诊断策略，争取为动车运行维护提供更多支持。
关键词：动车组；网络控制；故障诊断网络控制系统可以说是动车组的核心，其是否能够稳定可靠的运行，直接影响着动车组的安全性，一直都是研究管理的要点。
针对动车组网络控制系统进行分析，确定系统结构特征，明确故障诊断功能要求与优化策略，排除各种常见故障的发生，为列车的安全稳定运行提供保障。
一、动车组网络控制系统概述动车组网络控制系统由中央装置、终端装置、显示控制装置以及通讯设备组成，控制系统为分布式结构。
中央装置与终端装置分别安装在列车车头与车厢位置，确保控制系统具有较高的安全性与实用性。
动车组网络控制系统的功能性可以从三个方面来分析，即传输、故障与状态信息监控及故障信息跟踪记录。
二、动车组网络控制系统功能1.系统控制功能一方面是牵引控制，主要就是将中央控制单元所读取到的司机控制器牵引指令传输给牵引变流器；另一方面辅助控制，完成受电弓、牵引变流器与辅助变流器的有效切除，以辅助供电系统的实际工况为依据对负载进行管理，按照优先级别实现各负载的顺序启动、恒速控制[1]。
2.系统监视功能2.1状态显示端车司机驾驶台共安装有2台显示器，分别用以显示不同信息。
左侧用以显示牵引变流器、主断路器、受电弓等装置的状态信息、故障诊断信息以及检查功能信息等；右侧用以显示制动系统相关信息。
图1为端车左侧显示器主界面。
图1 端车左侧显示器主界面2.2故障诊断故障诊断也是动车组网络控制系统的重要功能，发生的故障全部可以存储在故障一览表内，包括故障时间、地点以及故障车辆号、故障设备名称与故障是否复位等信息。
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Train Control CCU 80*
VCU-Lite
DX
3x
3x
IDU
IDU
Train Control CCU 80*
VCU-Lite
1x
1x
1x
Remote Control
1x
83*
Drivers Desk
A8*
E8
ATP CCU 88*
AXS
AX
1x Front, ATC B0,B1,B2,85,8F
CRH5动车组列车网控系统的主要结构及 特点?
• 信息传输结构主要基于TCN标准，具有WTB (列 车总线) 和MVB (车辆总线)串行接口，使用冗余 的MPU模块;
• 每四节车辆为一个MVB网段称作一个动力单元， 两个网段之间通过网关上的WTB总线进行信息交 互。每个动力单元根据设备功能设有三条MVB总 线，分别承担牵引、信号、旅客服务信息的传输。 此外还有一个CAN总线标准的车辆总线，用于充 电机、自动车钩、厕所单元的互连。
95,96
DCU5&6
Door Control Unit
95,96
DCU5&6
2x
3x 75,76,77
Door Control Unit
Heat Ventilation Air Conditioning 71
91,92
HVAC2
DCU1&2
1x
3x
2x
Heat Ventilation Air Conditioning
DX
5x Drivers Desk
A0-A4
DX
5x Front CabControll
DX
Interior
DX
PCU1 CCU 40
1x F0,F1,F2,F9,F7
VCU-Lite
1x
5x E0-E4
Interior
DX
78,79,7A,7B 5x
AX
Interior
DX
C0 1x 7C,7D,7E,7F,C1 5x
• 该系统属于分布式、模块化的：所有微处理器、 输入/输出单元和显示器通过串行多功能车辆总 线MVB实现通讯，通过网关（GW）把各车辆总线 连接起来
2020/9/30
5
• TCMS是一种用于控制、监督和管理CRH1列 车大多数功能的分布式计算机系统。
• TCMS包括： 带列车控制应用软件的智能硬件装置
使用屏蔽双绞电缆或光缆 通信速率为1.5 Mbps
(X3) (X2) MF
MF
T
MF
MF
MVB
T
T = Terminator
2020/9/30
9
MVB — 多功能车辆总线
• TCMS可以分为3个MVB区段。这些区段是： – Mc1-Tp1-M1车，列车基本单元1 （TBU 1） – M3-Tb车，列车基本单元3 （TBU3） – Mc2-Tp2-M2车，列车基本单元2 （TBU2）
86
70
2x
Heat Ventilation Air Conditioning 72
HVAC3
1x
PCU2 CCU
40
87
2x Heat Ventilation Air Conditioning
72
HVAC3
Door Control Unit
93,94
DCU3&4
2x
Hea1txVentilation Air Conditioning 71
AX
Interior
DX
C0 1x 7C,7D,7E,7F,C1 5x
Interior
DX
1x
78,79,7A,c2
PIS and other Serial
84*
GPS
COMC
PIS
1x
4x
Fire Detection
5x A5,B3,B4*
Door Control Unit
93,94
DCU3&4
Door Control Unit
Mc1
Tp1
M1
M3
Tb
M2
Tp2
Mc2
2020/9/30
10
• 在区段内部，TC CCU（Train Control CCU） 为控制和监控功能的核心。
• 由TC CCU控制和监视的所有模块（如列车 诊断、制冷空调、充电器等），综合起来 就是一些对TC CCU输入或从TC CCU输出 的单元模块，由于这些模块本身具有完整 的控制作用，即具有智能，所以可以看作 是智能I/O。
2020/9/30
1
2020/9/30
2
• CRH5的 TCMS有哪些主要设备？ • 制动系统如何工作？
2020/9/30
3
第四节 CRH1列车控制和管理系统 (TCMS)
一、TCMS 的总体情况
• CRH1的计算机控制系统主要采用的是瑞士 Adtranz公司的MITRAC模块化产品
• 列车控制和管理系统是负责处理和分配列车运行 中各种车载数据的系统。
• 这些智能I/O由TC CCU来激活、关闭
2020/9/30
11
• 分区段的MVB总线 ：装在Mc车和Tb车上用 于与ATP、PIS、GPS、烟火探测等功能部
件进行串行通信的接口部件。
2020/9/30
12
• 冗余MVB总线
2020/9/30
13
• 远程无线通信接口及售后服务以太网
2020/9/30
14
• 独立的牵引MVB总线
2020/9/30
15
CRH1 TCMS 系统结构，全部
?? ??: ??
Mc1
GW Commissioning only
82** 1x
Tp1
Tp1
M1
M1
M3
M3
Tb
Commissioning only
?? ??: ??
GW Commissioning only
1x 82**
WTB
:
5
GW 85
WTB
:
GW
R
85
2020/9/30
Ro o f
Ro o f
8
MVB — 多功能车辆总线
MVB是进行几个车辆之间通信的数据总线
MVB只有静态配置功能，也就是说，挂接在MVB总线 上的单元数量不能改变。如果需要在MVB上连挂更多的 单元，需要为TCMS装置下载新的软件。
符合IEC标准
用于TCMS和列车其它系统连接的硬件接口 装置
可以实现不同硬件装置之间通信的数据总线
2020/9/30
6
1-WTB双绞线列车总线； 2-MVB具有冗余电缆的车辆总线 TCN拓扑结构
2020/9/30
7
WTB — 列车总线
• 列车总线 – 连接列车上MVB区段的双绞线 – 可以通过自动车钩实现扩展，允许多重操作 – 由网关控制
Tb
M2
M2
Tp2
Tp2
Mc2
Commissioning only
??
GW
??: ??
1x 82**
IDU
IDU
1x
High Voltage 39,3A,3B
32,33,34
High Voltage 3C, 3D
DX
2x
3C, 3D 2x
TDS CCU 81**
VCU-Lite
1x
TDS CCU 81*