CRA型动车组和CRA型动车组列车网络控制系统的技术特点

C R A型动车组和C R A型动车组列车网络控制系统的技术特点Document number：BGCG-0857-BTDO-0089-2022CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点一、CRH2A型动车组网络控制系统：1、网络控制概述：CRH2动车组列车网络控制系统采用贯穿全车的总线来传送信息，从而减轻了列车的重量，并且通过对列车运行以及车载设备动作的运行信息进行集中管理，可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用，加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。

2、网络控制系统的组成：CRH2动车组列车网络控制系统由监控器和控制传输部分两部分组成。

硬件一体化装置，但各自独立构成网络，系统为自律分散型。

控制传输部分为双重系统，确保系统的冗余性。

通信采用ARCNET网络标准。

头车设置的中央装置为双重系统构成，确保其可靠性。

前后中心的控制单元采用母线仲裁。

CRH动车组网络控制系统中引用额车载信息装置和类车信息终端装置构成，同时还有监控显示器以及显示控制器、车内信息显示器、IC读卡器等附属设施。

3、网络控制系统的功能：1）牵引、制动指令传输； 2）设备启动、关闭指令的传输；3）显示灯/蜂鸣器控制指令传输；4）乘务员支持信息传输；5）服务设备控制信息传输；6）数据记录功能；7）车上试验；8）自我诊断传送线；9）远程装载功能；10）列车信息装置的自我诊断功能；11）信息显示功能。

4、网络控制系统的拓扑结构：CRH2动车组网络控制系统采用列车和车辆两级网络结构。

列车网络为连接编组各车辆的通信网络，以列车运行控制为目的，以光纤和双绞线为传输介质，连接各中央装置和终端装置，采用双重环结构。

车辆级网络结构为连接车厢内设备的通信网络，主要传输介质为光纤和电流环传输线。

1）列车总线列车总线有两种类型：其一为列车信息传输线，以光纤为传输介质，连接所有中央装置和终端装置，采用ARCNET协议，传送速度为2.5Mb/s;其二为自我诊断传输网，以双绞线作为传输介质，连接中央装置和终端装置，采用HLC作为通信协议。

列车总线的设备由中央装置、终端装置、显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成。

在光纤网中，中央装置和终端装置由双重环形构成的光纤连接，采用不易发生故障的双向环形网络方式。

它具有向左和向右两条线路，是一种分散型的系统。

如果在一个方向的环绕中检测到没有应答的情况，就向另一个方向的环绕传送，即使在2处以上的线路发生故障，环路网络断开时，也可以继续有其他连接着的正常线路进行传送，避开故障部位。

2)车辆总线：车辆总线是指中央装置/终端装置与车辆内设备之间信息交换通道。

各车的中央/终端装置与车辆设备之间的接口以光传送、电流环传送，DIO等形式传送，他们构成信息网络节点与车载设备的联系通道，车载设备与网络控制系统节点之间爱用点对点通信方式，有多种通信规格，总结如下：终端装置——设备（牵引变流器/制动控制装置）之间的传送：①通过点对点连接进行的光纤2线式半双工传送；②轮询方式；ATC检查记录部和车内引导显示器、空调显示器、自动播放装置、辅助电源装置—监视器部之间的传送。

①点对点连接的4线式双重传送；②轮询方式；侧面到达显示器-监视器之间的传送①通过点对点连接进行的2线式单向传送；②轮询方式；5、信息传输及其冗余特性：1）、信息传输路径列车网络控制系统通过贯穿列车的光纤双重环形网络及由多股绞合线组成的备份传送线传输信息。

控制指令传送则采用独立于监视器部分的双重CPU方式名具有故障导向安全功能，传输通道包括环形光纤网及备份传送线。

两端头车设置有控制传送部和监视器构成的中央装置，具有全列车整体信息管理和向司机台显示器传送数据的功能，每节车厢分贝设置有一台终端装置，实现车厢车载设别的控制和信息传输功能，中央装置与终端装置之间有环形网及备份传送线连接，具有向左和向右两条传输通道，具有较强的传输可靠性。

2）传输通道冗余性①切换信息系统传输路径，因为传输路径具备向左和向右两个方向，对于控制指令有应答性要求的数据，通过两个方向同时传送可实时回避故障点，不会产生信号切换延时，对于其他信息，发送方在无法接收到接收方的应答时，可从发送方的光传输节点中重获信息，用于其他方向的通道传输信息以避开故障点；②中央装置内部的控制传输部切换，控制传输部1系、2系采用双CPU结构，运行时有内部冗余措施，1故障时使用2的数据；③备份传送：备份传送线为独立结构，正常运行时对数传送系统实现监视，一旦光纤网络发生故障，可不通过光传输系统实现控制传输部之间数据通信。

二、CRH1A型动车组网络控制系统：1、网络控制系统概述TCMS（Train Control Management System）是CRH1上分布式计算机网络控制系统。

列车在运行过程中，可通过TCMS传输各种信息或控制命令，从而实现对列车各主要设备的控制和监管。

2、TCMS的组成：TCMS网络构架基于TCN标准（IEC61375-1）系统主要包括：1）智能设备及其相应列车控制应用软件2）接口硬件装置，用于把TCMS连接到列车上的其他系统3）列车网络总线，用于将不同的硬件装置连成列车控制系统3、TCMS的网络拓扑结构：根据对CRH1的列车基本单元的划分，整个列车控制管理系统在网络通信上也分为三段MVB总线区段：TUB1段、TUB2段和TUB3段。

基本的本地控制及监控在每个TBU的MVB区段进行。

对于TBU和TBU2段，MVB 区段控制和监控范围为两动一拖，3个MVB区段之间的所有通信通过列车总线(WTB)进行的。

网关作为两总线之间不同物理介质和不同通信协议的转换接口，还能起到WTB节点自动配置的作用。

在MVB区段内部，TC CCU是控制和监控功能的核心。

由TC CCU控制和监视所有模块（如列车诊断、制冷空调、充电机等）。

综合起来就是一些对TC CCU输入或从TC CCU输出的模块，由于这些模块本身具有完整的控制作用，即具有智能，所以可以看做是能I/O。

致谢智能I/O由TC CCU来激活、关闭。

MVB区段并不是完全孤立的，基本的司机操作控制功能、高压（网侧）控制功能在列车两端的Mc车之间可互为冗余，该功能是通过列车内部贯穿整车的冗余MVB总线来实现的。

当处于工作状态的司机室发生故障时，列车不会停止下来，司机的操作通过冗余总线由另一个司机室的控制设备自动接管，此时司机可以在屏幕上看到故障情况，但不影响列车运行。

挂在Tb车MVB总线上的远程模块AXS CCU可以通过GSM建立与地面之间的通信通道，贯穿整车的以太网为乘务员提供列车维护、服务等方面的通信与接口。

值得注意的是本地MVB种还有一个功能独立的重要系统，就是牵引控制系统，这个系统又自称一个独立的牵引MVB总线，对其下的单元，如牵引控制单元、制动控制单元、模拟输入/输出单元、数字输入/输出单元等，按分布式总线控制的方式实施控制与监视。

4、TCMS的MITRAC网络控制设备CRH1动车组的网络控制系统基于MITRAC系统。

MITRAV计算机系统是由庞巴迪公司为动车和轻轨车设计的通用计算机系统，该系统是哟中分布式的计算机控制系统，控制单元可位于被监视设备的附近。

1）中央控制单元中央控制单元的硬件是处理器VCU-Lite，配置如下：①Motorola 68040处理器。

②VCU-Lite供电：直接蓄电池供电，内置的DC/DC变化器能够支持多种蓄电池配置。

③MVB通信介质。

④MVB服务端口：可以讲编程器或者电筒用一条MVB电缆，通过对MVB服务端口直接连接到VCU-Lite上，对VCU-Lite进行编程或者测试。

⑤专用的RS-485串口。

VCU-Lite配置两个专用的RS485的串行通道COM3和COM4，COM3可以用于半双工通信，COM4可用于全双工通信，⑥RS-232串口，使用时需有终端电缆，电缆的RJ12端连接到VCU-Lite的X8上，另一端连接到PC机的串口上。

⑦以太网，主要用于提哦啊是、下载应用程序及其开发。

2）网关：列车总线WTB网关是多功能车辆总线MVB和列车总线WTB之间不同物理介质和不同协议的转换接口。

网关在两种总线的通信协议之间进行数据的管理、分析和过滤。

网关能够支持强、弱主机的概念，也能在列车编组改变的时自动标志、配置列车总线上的激活节点。

网关包括2个MVB连接、2个冗余WTB连接、一个带EEPROM的地址编程插头和EEPROM 内存。

网关中含有每个动车组项目特备指定的应用软件，在CRH1车组中，制定了网关应用软件。

网关应用软件的作用是建立起不同物理层上采用不同通信协议的MVB和WTB总线之间的互联，网关可操纵、分析和过滤两种总线之间的数据传输。

网关的主要功能由标准的软件和固件来实现，CRH1的网关应用软件与通过WTB的不同数据报文数量有关，如：主机到从机报文。

从机到主机报文，当列车编组改变或者强弱主机功能切换时，在WTB上市别和配置节点的功能也由网关实现。

3）GSMR远程访问控制单元(AXS)AXS远程访问单元用于列车上的TCMS和地面站点之间的无线通信。

4）COMC通信控制器：COMC是实现MVB与 RS485、RS232总线之间的通信转换的设备。

总结：以上即CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的介绍思考题：1、动力分散方式与黏着利用的关系？动力分散方式的粘着较为稳定,一是因动轴数量多,每轴的牵引力可以比较低,即使粘着系数较低也不受影响;二是因中间车可有效利用稳定的粘着特性。

采用动力分散式当路面湿润时，头车虽然容易发生空转,但中间车可充分利用粘着,所以,整列车几乎不受影响2、16辆编组的京沪高速列车采用14M2T的黏着利用优点是什么？中间车可有效利用稳定的粘着特性。

采用动力分散式当路面湿润时，头车虽然容易发生空转,但中间车可充分利用粘着,所以,整列车几乎不受影响。