CRH2网络系统结构
CRH2型动车组网络通信技术浅述
CRH2型动车组网络通信技术浅述作者:于孟来源:《中国新技术新产品》2014年第20期摘要:本文简要介绍了列车通信系统应用现状和发展趋势,阐述了CRH2型动车组网络控制系统的组成及功能,详细论述了该系统的网络拓扑结构。
关键词:列车网络通信系统;网络总线;光纤;ARCnet;TCN中图分类号:U270.38 文献标识码:A1 列车通信网络系统应用现状随着电子技术的发展,网络技术越来越频繁的应用到列车的监视控制和管理系统中,推动着列车控制系统向着智能化、网络化和信息化的方向发展。
目前列车的网络通信技术主要有如下几种。
1.1 WTB/MVBWTB/MVB网络技术在欧洲得到了广泛应用。
据不完全统计,共有301套WTB/MVB车载网络和26套MVB车载网络由ADtranz瑞典完成。
还有717套WTB/MVB车载网络、5套WTB车载网络和393套MVB车载网络由ADtranz其他TCN项目完成。
1.2 LonWorksLonWorks在北美地区得到了广泛应用,纽约地铁就采用了LonWorks的总线方式。
日本的川崎重工和加拿大的Bombardier也开始将LonWorks应用于他们的铁路列车上。
1.3 ARCNET网络ARCNET网络主要应用于日本动力分散型电动车组上,主要的供应商有三菱、日立等公司,国内开行的CRH2型动车组就采用了这种通信网络。
1.4 CAN网络CAN总线也在列车通信网络系统中有了一定的应用。
国防科技大学磁悬浮技术工程研究中心就研制出了一种应用CAN总线方式的CMS-3型磁悬浮列车;而“神州”号DMU的动力重联(列车总线)也使用了这种总线方式。
2 CRH2型动车组网络通信系统介绍2.1系统组成及功能简介CRH2型动车组网络通信系统是基于ANSI/ATA-878.1(又称为ARCNET)协议开发设计的TIS系统完成的,整个信息系统通过列车的总线进行通讯信息的传送,而车辆运营即时状况和车上装置的动作信息也得以统一体现。
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。
CRH2型动车组信息传输
CRH2型动车组信息传输信息传输系统由光纤连接各中央装置及终端装置,构成双重环路结构。
主要实现信息分散采集、网络传输、集中处理、并对各类信息进行实时汇总分析。
本章主要介绍信息传输系统的系统组成、网络结构、信息传输协议、列车通信网络、车厢通信网络、车载速度控制装置的通信网络、旅客信息网络设备及接口、维修接口和维修信息的传输等内容。
11.1概述CRH2型动车组信息传输系统通过贯穿列车的总线传输信息,并且对列车运行状况及车载设备动作的相关信息进行集中管理,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。
传输的信息主要包括控制指令、设备状态数据和故障诊断数据三大信息。
对控制指令等要求有应答的重要数据,中央装置光节点同时向环路的两个方向发送信息,以便即时避开故障点。
对于监控信息等其他的数据,采用单方向传输,如果发信源的光传输节点没有检测到应答,则向另一方向的传输回路发送信息。
信息传输系统主要由列车信息中央装置(简称中央装置)、列车信息终端装置(简称终端装置)、列车信息显示器、显示控制装置、IC卡读写装置以及乘客信息显示器等组成。
头车中设置由控制传输部和监视器部组成的中央装置,具有列车信息管理和向列车信息终端装置传输数据的功能。
各车厢分别设置有一台终端装置,实现各车厢中车载设备的信息传输。
传输线有列车信息传输线(光纤)及自我诊断信息传输线(双绞线)两种。
列车总线采用光纤技术,其适用规格为ANSI878.1“ARCNET”,传输速度为2.5Mbit/s,拓扑结构为双重环形。
其中,牵引变流器和制动控制装置的传输适合使用光纤方式,采用20mA电流环形方式。
一部分设备的传输采用高级数据链路控制HDLC方式,步调同步方式,传输速度为192kbit/s,19.2kbit/s,9.6kbit/s,拓扑结构为点对点。
自我诊断传输线采用双绞线,以总线方式连接中央装置与终端装置,采用HDLC作为数据交换协议,传输速度为38.4kbit/s。
crh列车网络控制系统剖析
38
44
45
DX
AX
1x
1x
1x
Battery Charger
Propulsion
59
51
BCC/I-1 DCU/A
1x
1x
Propulsion
Propulsion
49,4C
41
DCU/M DCU/L
2x
1x
Propulsion
Propulsion
Propulsion
Propulsion
49,4C
41
2x
62 HotBox
AX
1x
54,55
Main Trafo
DX
3C0onverter Box
DX
1x
Auxiliary 43
DX
1x
Brake Control Unit
24,25
BCU3
2x
62 HotBox
AX
1x
Converter Box 53,56
DX
2x
Auxiliary 43
DX
1x
24,25 2x 53,56 2x
• 这些智能I/O由TC CCU来激活、关闭
2020/11/4
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。
2020/11/4
12
• 冗余MVB总线
2020/11/4
13
• 远程无线通信接口及售后服务以太网
2020/11/4
95,96
DCU5&6
Door Control Unit
95,96
CRH2型系列动车组网络控制系统的研究与应用
CRH2型系列动车组网络控制系统的研究与应用作者:秦协安刘峰来源:《未来英才》2017年第22期摘要:当今社会,人们出行范围愈发广泛,出行次数愈发频繁,为了满足快节奏出行的需求,高速列车技术自然就成为了研究的热点。
网络控制系统作为高速动车组的神经中枢系统,实现列车的控制、监视、诊断与保护等功能,是动车组的核心系统和关键技术,也是国外公司技术封锁的重点。
本文详细介绍CRH2型高速动车组网络控制系统的主要架构、原理、功能、软件自主开发及其应用情况,为高速列车网络控制系统升级和改造提供了理论指导。
关键词:高速动车组;网络控制系统;自主开发;理论指导一、引言随着我国对动车组设计制造能力和运行时速提出的更高要求,国内机车车辆工业企业在引进国外先进技术的基础上先后制造了“和谐”号CRH系列高速动车组,CRH2型高速动车组就是其中应用最为广泛的一种。
CRH2型动车组,全称为和谐号CRH2型电动车组(简称CRH2)[1]。
是我国铁道部为中国铁路第六次大提速,向日本的川崎重工业和中国中车集团的四方机车车辆股份有限公司订购的高速电动车组。
二、系统概述1、系统结构。
CRH2型动车组网络控制系统名为车辆信息控制系统,简称为MON系统。
MON系统为分布式控制系统,采用集中采集、车辆级控制和列车级控制相结合的控制方式,是基于ANSI/ATA-878.1(又称为ARCNET)协议开发设计的TIS系统完成的,整个信息系统通过列车的总线进行通讯信息的传送,而车辆运营即时状况和车上装置的动作信息也得以统一体现[2]。
MON系统主要由中央装置、终端装置、车辆信息显示器、显示控制装置、IC卡读写装置及车厢内各对象设备等组成。
2、系统工作原理。
MON系统信息传输采用两层网络结构,上层网络为连接各动态编组车辆的列车级通信网络,下层为连接车辆内固定设备的车辆级通信网络[3]。
列车级总线有两种类型。
其一为光纤环网,连接所有中央装置与终端装置,采用ANSI/ ATA-878.1(ARCNET)协议,其二为自我诊断传输网,以总线方式连接中央装置与终端装置,采用HDLC作为数据交换协议。
CRH2型动车组列车通信网络
CRH2型动车组列车通信网络信息传输系统采用列车级和车厢级两级网络结构。
列车级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,连接各中央装置和终端装置,采用双重环网结构。
车厢级网络为连接车厢内设备的通信网络。
11.3.1列车级网络结构列车级网络由中央装置、终端装置、列车信息显示器、显示控制装置、IC卡读写装置及乘客信息显示器等设备构成。
各装置在列车内的配置情况如表11.11所示。
列车总线光纤双重环网布线结构如图11.12所示。
表11.11信息传输系统设备配置*1:有模拟输入(AIN)卡动车组列车级网络有两种类型。
其一为光纤环网,连接所有中央装置与终端装置,采用ANSI/ATA-878.1(ARCNET)协议,其二为自我诊断传输网,以总线方式连接中央装置与终端装置,采用HDLC作为数据交换协议。
列车总线传输线路包括车辆信息传输线(光纤环网)及自我诊断信息传输线(双绞屏蔽线)两种。
车辆信息传输线由环线回路(100p)构成,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输,能够避开故障部位。
另外,当两列车联挂编组时车辆的中央装置之间由双绞屏蔽线连接。
当条件成立时,打开环线回路(100p),将联挂前的独立环线回路(100p)结合在一起,就能保持编组环线回路(100p)的结构。
列车总线光纤双重环网布线结构参见图11.12。
性能如下。
光纤网:①通过光纤双重环路传输;②固定长度的循环传输方式(传输控制指令);③令牌传递方式(传输监视器状态);④标准传输周期10ms;⑤适用光纤QSl85/125;⑥传输速率2.5Mbit/s。
自我诊断传输线:①通过多站结合进行的单向传输(控制发送部→控制接收部);②固定长度的循环传输方式;③传输周期10ms标准;④符号化基带方式24V(P-P值,120Q 平衡电路);⑤HDLC方式38.4kbit/s;⑥双CPU方式的失效保护传输。
11.3.2列车级网络设备及配置列车级网络设备主要包括中央装置、终端装置、显示控制装置、显示器和IC卡读写装置。
基于arcnet技术的crh2动车组通信网络特点
0引言ARCNET 是一种运用在CRH2型动车组上的络访问协议,是一种基于令牌传递的总线规程。
1997年由美国公司制定,1999年成为美国国家标准。
从OSI 参考模型来看的话,ARCNET 只规定了物理层和数据链路层的服务,并且可开放底层接口。
过去经常作为一种嵌入式网络,运用于办公室网络中,随着时代的发展,用于办公室内的ARCNET 网络逐渐被互联网代替,但是由于ARCNET 网络规程自身的快速性、确定性和可扩展性等特点,作为过程控制网络将非常适合工业领域,而且新型ARCNET 控制芯片非常小巧,因此被广泛应用到工业控制领域、摩天大楼、交通运输、汽车工业、智能机器人和电子游戏等领域。
在欧美和国内应用广泛。
1ARCNET 是典型的令牌总线网(Token Bus )1.1令牌总线网的工作原理令牌(TOKEN )是环形拓扑网络中传递数据的必要的比特组合。
让环形拓扑网络中的数据单向传输成为可能,可以说令牌是环形网络的标志。
令牌总线网是物理结构为总线型,数据传输为环形的一种网络结构。
令牌总线网到底是如何实现这种传输方式的呢?令牌总线网的原理仍然是使用令牌作为控制总线信息传输的唯一指标。
当总线上所有的终端都处于空闲状态时,令牌按照总线上的终端地址顺序发送,形成一个逻辑链路层的闭合环路。
当其中某一个终端需要发送数据时必须等待,———————————————————————作者简介:柳重阳(1990-),男,甘肃平凉人,学士,助教。
电加热,可在极端工况下使用。
通过在客室内安装温度传感器和电度表进行温度稳定性和用电量测试,并对数据进行对比。
3.2.1温度稳定性对比车辆运行的环境为-8℃~-5℃,客室内空调系统是定为22℃。
通过设置空调根据两列车辆的运行测试数据采集,将车辆客室内各个温度检测点的温度数据进行平均的出整列车客室温度变化确实如图3。
图3客室平均温度变化曲线从图中可以看出电加热的车辆客室温度一直没有达到设定温度,维持在12℃左右,而变频热泵空调制热温度维持在22℃温度上下,且高于定速电加热空调的制热温度;变频热泵空调调热通过改变压缩机运转频率进行无级调节,使客室温度变化更平稳,温度控制更精确,乘坐舒适度要明显优于客室电加热车辆。
CRH2型动车组铁路综合移动通信系统GSM-R
CRH2型动车组铁路综合移动通信系统GSM-R16.4.1概述GSM-R是欧盟、国际铁路联盟、欧洲各国铁路经过10多年开发完善的铁路综合业务移动通信系统,是根据铁路需要,在公用移动通信的基础上专门开发的铁路应用标准,GSM-R 增加了调度通信功能适合高速环境下使用的要素,能满足国际铁路联盟提出的铁路专用调度通信的要求。
GSM-R系统是话音和数据同传,并能实现综合业务的数字移动无线通信平台,可把铁路各种无线话音、数据通信业务综合于一体,并能传输信号系统的安全信息,如机车信号、列车自动控制系统的信息。
所以GSM-R不仅是铁路各种专门用途的无线通信平台,也是构成上述CTCS3级、4级设备的技术基础。
GSM-R通信网具有适应铁路运输的功能优势,我国铁路已制定对GSM-R进行统一规划、全路组网、分步实施、持续发展的总方针。
随着我国铁路GSM-R的建成,将形成集调度通信、列车控制、客运服务、养护维修、调车作业和信息数据传输等多项业务为一体的综合移动维修通信系统,为运输生产和管理人员提供现代化的通信手段。
16.4.2GSM-R系统组成原理GSM-R是以移动业务交换中心(MSC)为平台的移动通信网络和以固定用户接入交换机(FAS)为平台的有线通信网络互连互通,是移动通信网络和有线通信网络的结合体,是有线调度通信与无线调度通信的融合,实现站车通信一体化,从而形成现代化的调度通信、公务移动、信息传输、列车控制一体化的通信系统。
GSM-R由3大部分组成:GSM-R陆地移动网络、FAS固定网络、移动终端和固定终端,如图16.52所示。
GSM-R系统应用组网原理如图16.53。
铁路沿线采用无线覆盖,机车上采用无线终端,即机车综合通信设备,而车站台和调度台都是有线终端。
采用有线/无线组网方式。
在铁道部、铁路局设置FAS,就近与MSC连接;沿线车站根据需要设置FAS,接入局FAS,既有线干调网、数字区段调度应改造升级后接入GSM-R网络,其中车站台和调度台通过FAS 连接到GSM-R的MSC上,从而实现有线和无线用户的通信。
CRH2型动车通信网络协议分析系统的设计与实现
i mp l e me n t c o m mu n i c a t i o n , ma n a g e me n t a n d c o n t r o l t o t r a i n d e v i c e b y r e a l — t i me c o mm u n i c a t i o n . T h e p r o t o c o l
Abs t r a c t :Tr a i n c o n t r o l n e t wo r k wa s a c o n t r o l - o r i e n t e d n e t wo r k c o mm u n i c a t i o n s ys t e m wh i c h c o n n e c t e d d i f f e r e n t k i n d s o f d e vi c e i n t h e t r a i n. I t wa s a l s o a n i mp o r t a n t p a r t o f d i s t r i b u t e d t r a i n c o n t r o l s y s t e m. I t c o u l d
C R H 2 型动车通信 网络协议分析 系统的 设计 与实现
于庆 坡Байду номын сангаас,谭 献 海
( 西 南交通 大 学 信 息 科 学与技 术 学 院 ,成 都 6 1 0 0 3 1 )
摘 要 :列车控 制 网络是 面向控制 的一 种连接 车载设备 的网络通信 系统,是 分布式列车控 制 系统 的重要 组成部 分,它能够通过 信 息的实 时交互 来实现对列 车各种 车载设备 的通信、管理与控
wa s t h e b a s i c e n s u r e f o r t h e n e t wo r k wo r k . Th e i mp l e me n t a t i o n s i t u a t i o n o f p r o t o c o l wa s o f s i g n i ic f a n t me a n i n g t o t h e n e t wo r k a n d t h e t r a i n o p e r a t i o n . Th i s p a p e r s t u d i e d o n t h e a n a l y s i s me t h o d o f t h e i mp l e me n t a t i o n or f
CRH2与CRH5动车组列车信息控制网络比较
结 构 、 质 、 号 编码 、 据格 式 、 介 信 数 容错技 术 和通信 协
议 等 多方 面要 求 和 实现 方 式 , 以适应 现 代 列 车对 控 制 网络 系统 的技 术要 求 。 列 车控 制 网络 采 用 的 网络 结构 方 式 主要 有 , 基 于L N O WO K 列 车 总线 技 术 的 内燃 动 车组 ; 于 R S 基 A C E R N T的 列 车 总 线 和 基 于 H L D C的 车 辆 总 线 的 C H R 2型 动 车 组 ; 于 T N标 准 的 C H1 C H3 基 C R , R 和
网络结 构方 式进 行 比较 研 究。
1 CRH 2动 车 组
11 网 络 结 构 . C H R 2动 车组 列 车 信 息 控 制 装 置
各 动力 车 的重 联 控制 ; 实现 全 车所 有 由计 算 机 控制
的部 件联 网通 信 和资 源 共享 ; 实现 全 列 车的 制 动控
第 1 卷第4 6 期
21 0 0年 1 0月
铁 道 运 营 技 术
R a l a p r ton Te hn og iw y O e a i c ol y
vo11 O. . 6N 4
O c o r O1 t be 2 0
CRH CRH 2与 车 组 列 车 信 息 控 制 网 络 比较 5动
地 址 由管理 员 制 定 。在 A C E R N T中 , 所有 总线 上 的 站是 平 等 的 , 共享 总 线带 宽 。每个 站 得 到令 牌后 只
பைடு நூலகம்
光 节 点 与设 备 之 间采 用 点对 点 通 信 , 制方 式 控 为轮 询方式 , 传输 周期 1 s 传输 速度 12k p 。 0m , 9 b s 自我诊 断信 息 通 过 段 站 总 线 结 构 进 行 单 向传 输 , 用 固定 长 度 的循 环 传 输 方 式 , 输 周 期 为 采 传
动车组网络控制系统-CRH2A、CRH380A型动车组网络控制系统
局 No.2
D7 D6
D5 D4 D3 D2 D1 D0
RESET
0 T-SW
T-CN
T-CN
+5 Vadl
P5 N5
+24 Vadl
P24 N24
RD SD CH 1 2 3 4 5 6 7
R/H W/F
CPURUN ONLINE1 ONLINE2
SN2 SN1 CT2 CT1 TN2 TN1 TL2 TL1
+24 Vadl
P24 N24
ONL1 ONL2 FLT1 FLT2 BER1 BER2 SD1 RD1 RS1 SD2 RD2 RD3 RD4
局 No.1
局 No.2
D7 D6
D5 D4 D3 D2 D1 D0
RESET
0 T-SW
ONL1 ONL2 FLT1 FLT2 BER1 BER2 SD1 RD1 RS1 SD2 RD2 RD3 RD4
23:23:42
23:23:42
23:23:42
23:23:42
+5 Vadl
P5 N5
+24 Vadl
P24 N24
CPURUN ONLINE1 ONLINE2 SN2 SN1
CT2 CT1 TN2 TN1 TL2 TL1
R/E F/W/H
SD / RD SD / RD CH 1/5 2/6 3/7 4/8
1
1*1
列车信息显示器 MS-A942 2
1
2
显示控制装置
MS-A943
2
1
2
IC卡读写装置
MS-A944
2
2
乘客信息显示器
CRH2A型动车组和CRH1A型动车组列车网络控制系统的技术特点
C R H2A型动车组和C R H1A型动车组列车网络控制系统的技术特点(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除CRH2A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。
CRH2型动车组控制系统冗余安全设计
CRH2型动车组控制系统冗余安全设计摘要:经济的发展,城镇化进程的加快,促进轨道交通建设项目的增多。
随着武广、京沪等高速铁路的正式开通,我国的高铁事业蓬勃发展,针对高速铁路的运营需要,相继出现了一系列高速动车组。
目前高速铁路动车组的持续运营速度为300km/h,因此高速动车组的安全可靠性倍受关注。
动车组制动系统的安全性能和控制模式直接决定了动车组运行的安全性和舒适度,制动系统各子系统、关键部件和控制软件等在设计时必须安全可靠并有足够的冗余。
本文就CRH2型动车组控制系统冗余安全设计展开探讨。
关键词:CRH2型动车组;故障导向安全;安全可靠性引言CRH2型动车组控制系统在设计过程中充分考虑基于故障导向的安全,冗余通信保障和联锁保护等措施,以提升整车控制系统的安全可靠性。
整车控制系统围绕控制指令这一核心要素,在指令传送环节采用了指令安全采集和冗余传送设计,在指令控制方面采用安全联锁设计以及在其他方面的安全可靠性设计。
1制动系统基本功能制动系统具有常用制动、紧急制动、停放制动、备用制动、乘客紧急制动等功能。
(1)常用制动。
常用制动包括直通电空制动(EP制动)和再生制动(电制动)。
首先在动轴上施加电制动,如果电制动力不足,在从轴上施加EP制动进行补充。
当动轴的电制动不能使用时,用空气制动代替。
(2)紧急制动。
在紧急情况下,制动管被快速彻底的排空,电制动、直通电空制动和间接空气制动冗余产生紧急制动作用。
紧急制动可通过以下情形产生:(1)制动手柄处于紧急制动位置;(2)按下司机室的紧急制动按钮;(3)安全环路断开;(4)列车安全装置(ATP、ASD)启动;(5)列车断开;(6)列车运行时意外施加停放制动。
(3)停放制动。
转向架上设有足够数量的停放制动缸,可保证动车组安全地静置停放在20‰的坡道上。
(4)备用制动。
如果直通电空制动发生故障,动车组可启动备用制动继续运行。
(5)乘客紧急制动。
客室内的乘客紧急制动手柄可将制动信号迅速传递到司机室,并施加最大常用制动作用。
CRH2动车组列车控制网络结构.ppt
列车级网络技术性能
➢ 自我诊断传送线 ✓适用标准:HDLC,固定帧长度的轮询访问 ✓传送速度:38.4Kbps ✓传输介质:双绞线 ✓拓扑结构:总线 ✓信号编码:基带方式 24VP-P(120Ω平衡电路) ✓编组联挂时,自我诊断传送线连接整个列车 ✓控制指令传输周期10ms
10
中央装置机箱结构图
CRH2动车组列车信息网络
1
内容提要
1. CRH2动车组信息网络系统 ➢ 系统结构与技术规格(性能指标)
✓ 传输介质与布线方法 ✓ 系统组成 ✓ 信息传输通道及冗余设计
➢ 列车网络节点设备(中央装置、终端装置) ➢ 车厢智能设备及其与列车网的连接
2
CRH2列车信息控制系统 ——TICS
3
CRH2动车组控制网络功能概述
➢ 三重安全冗余: ✓双重光纤环形网; ✓自我诊断传送线的备份传输。
7
中央/终端装置内部信息传送结构
(司机室:正面)
至电气连接器
显示器
卡架
中央装置
车辆信息传送线(2.5Mbps)
控制指令
监视器部(1系) 控制发信部1系 控制发信部2系
①
③ 光节点1系 ②
③ 光节点2系
① 监视器部(2系)
显示器
卡架
• 列车信息控制系统由监控器和控制传输部分组 成。
• 硬件为一体化装置 • 控制指令传送系统采用独立于监视器部分的双
重CPU方式,具有故障导向安全和备份。 • 通信采用ANSI878.1 ARCNET标准。(美国国
家技术标准) • 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间采用母线仲裁。
CPU RUN ONLINE 1 ONLINE 2
CRH2型动车组维修信息的传输
CRH2型动车组维修信息的传输列车网络传输的信息分为两类:①控制信息:前进、后退、牵引、制动等指令;②监视信息:监视、服务器信息。
列车网中的信息以独立的传输帧(1个信息)传输到环路上。
因为控制指令是很重要的,所以同时向左右相邻节点传输,通过左右两个环路来补偿万一发生错误时的传输延迟。
信息传输系统结构如图11.40所示。
列车网络节点设备由中央装置与终端装置构成,网络传输介质包括双重光纤环网(图中的列车信息传输线)与自我诊断信息传输线。
对于光纤网,数据帧带着目的节点与发送节点的地址将数据传输到相邻的节点,各节点进行判断,如接收数据的目的地址是节点自身的地址则接收,否则将数据传到相邻的节点。
广播数据要带着广播地址进行传输。
另外,当发送方接收到自己发送出的数据时,因已循环了一周,所以将其废弃,结束一次数据传输。
(1)光节点之间的传输①通过光纤双重环路结构传输②固定长度的循环传输方式(传输控制指令)③令牌传递方式(传输监控信息)④传输周期10ms标准⑤适用光纤G150/125⑥传输速度:2.5Mbit/s(2)光节点与设备(牵引变流器、制动控制装置)之间的传输①通过光纤进行点对点连接2线式半双工传输②轮询选择方式③传输周期10ms标准④适用光纤H-PCF200/230⑤HDLC方式192kbit/s(3)自我诊断的传输①通过多站总线结构进行单向传输(控制发送部一控制接收部)②固定长度的循环传输方式③传输周期10ms标准④符号化基带方式24V(P-P值,120平衡电路)⑤HDLC方式38.4kbit/s⑥由Dual-CPU方式进行安全确保式传输(4)设备(乘客信息显示器、空调显示设定器、自动广播装置、辅助电源装置、LKJ2000装置)一监视器部之间的传输①点对点连接的4线式双向传输②轮询选择方式③20mA电流环路方式24V④起止同步方式9600bit/s(5)侧面目的地显示器(仅接收信号)监视器部之间的传输①通过点对点连接的2线式单向传输②20mA电流环路方式24V③起止同步方式9600bit/s(6)距离检测装置(仅发送信号)一监视器部之间的传输①通过点对点连接的2线式单向传输②30mA电流环路方式24V③HDLC方式9600bit/s(7)收音机广播装置(仅接收信号)监视器部之间的传输①通过点对点连接的2线式单向传输②30mA电流环路方式24V③HDLC方式4800bit/s11.7.1司机显示屏维修信息传输司机显示屏维修信息可以通过IC卡读写装置和无线通信设备进行传输。
列车网络控制技术
1.归纳FF,CAN,MVB三种现场总线的数据链路层要点。
MVB链路层数据有效的帧格式见图11)主帧格式:以主起动定界符开始,接着是16位报文数据,然后是8位校验序列。
4位F_code码限制下面的12位并指示从帧大小,如图2所示。
2)从帧格式:以从起动定界符开始,接着是16,32,64,128或256位帧数据,8位校验序列在64位数据的每个字后或在16,32位数据后。
帧文每64位后就有一个校验序列,如图3所示。
3)报文时序:主帧和响应它的从帧称为一个报文。
4)报文类型:过程数据、信息数据和监管数据报文。
MVB/WTB消息链路层实现消息数据通信;对于监视数据,应用层调用MVB/WTB监视数据接口函数实现消息数据通信2.针对控制网络传送数据,一般分为三种数据类型,试解释哪三种类型,通常采用何种传输方式。
3.根据HDLC协议,设计一个带有信号帧、监控帧和无编号帧的一次数据交换传输帧格式及内容。
(1)信息帧(I):用于传输用户数据,控制字段的第0位规定为‘0’;Ns(发送帧序号):说明本帧对应的帧序号(采用模8计数),发送端可以不必等待确认,而连续地发送若干帧(不超过8帧),每发一帧,Ns模8计数一次;Nr(待收帧序号):说明希望接收对方帧的序号(采用模8计数),Nr隐含指示该序号之前的所有帧已被正确接收;P/F(查询/终止指示符):对于不同的传输模式,该位具有不同的含义。
当采用ARM和ABM传输模式时,P=1要求对方立即予以响应,并在响应中置F=1。
无论使用何种传输模式,P/F总是一一对应的,在接到F=1的帧之前,不允许再发P=1的帧。
(2)监控帧(S):用于表示接收状态,其控制字段的第0、1位规定为“10”;第2、3位表示了四种类型的监控帧。
Type=00,接收准备就绪(RR),发送该RR监控帧的一方准备接收编号为Nr的帧;Type=10,未准备就绪(RNR),发送该RNR监控帧的一方说明已经收妥Nr以前的所有帧,但希望对方暂缓发送Nr帧;Type=01,拒绝接收(REJ),发送该REJ监控帧的一方说明已经收妥Nr以前的所有帧,但编号为Nr的帧有差错,希望对方重发编号为Nr及其以后的所有帧;Type=11,选择接收(SREJ),该帧的含义类似REJ监控帧,但希望对方仅仅重发第Nr 帧。
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10~80%(无凝结)
30~90%(无凝结)
3
耐振性
JIS-E4031 1种B
4
电源(DC100V)
70~110V(DC100V)
70~110V(DC100V)
5
绝缘电阻
10MΩ以上(用500V兆欧表测量DC100V输入端子与大地间)
20MΩ以上(用500V兆欧表测量充电部与大地之间)
6
绝缘强度
AC1200V、50/60Hz、1分钟
列车信息控制系统适用以下工作环境。
表12-4列车信息控制系统工作环境
序号
装置
项目
列车信息中央装置
列车信息终端装置
列车监控显示器
IC卡读卡器
车内信息显示器
1
环境
温度
性能保证
0~40℃(时间日历功能10~40℃)
动作保证
-25~45℃
-5~40℃
0~50℃
储存保证
-25~60℃
2
相对湿度
10~90%(无凝结)
中央装置:由输入输出连接器、电路板、后板、架子构成。
(2)终端装置(型号:MS-A941-G1、-G2)
终端装置:由输入输出连接器、电路板、后板、架子构成。
有AIN底座的终端装置型号为MS-A941-G1、没有AIN底座的型号为MS-A941-G2。
(3)列车监控显示器(型号:MS-A942)
列车监视器部:由输入输出连接器、电路板、后板、架子构成。
图12.4终端装置外形图
图12.5终端装置电路板排列
终端装置由10块电路板组成,但有11个插卡位置,由左至右分别命名为MDM8-2、MDM9、保留、CPU、TRC、DIS、DIO、AIN、PS、RXC、PS,其中CPU、TRC、DIS、DIO、PS、RXC卡的功能与中央装置同类卡相同,其他卡基本功能简述如下。
12.2.6
图12.11 IC卡控制装置外形图
IC卡读卡器安装在头尾车厢(T1c-1、T2c-8),车上系统与地面系统之间的通信采用IC存储卡。读取IC卡:从IC卡上读取告示文、停靠站、公里里程的信息。写入IC卡:将列车信息控制装置上记录的各种信息和牵引变流器上记录的故障数据写入IC卡中。
IC存储卡规格:
在地面计算机上还可编辑停车站等信息并写入IC卡,由IC卡转储到中央装置的非易失性存储器中。
12.2
12.2.1
CRH2的列车信息控制装置由中央装置、终端装置、列车监控显示器、显示控制装置、IC卡架以及车内信息显示器构成。
表12-1列车信息控制系统装置构成
车号
1
2
3
4
5
6
7
8
车种
T1c-1
M2-2
M1-3
T2-4
T1k-5
M2-6
M1s-7
T2c-8
中央装置
MS-A940
1
1
终端装置
MS-A941-G1/2
○
○
○
○
○
空调控制
○
○
○
○
○
○
○
○
侧面目的地显示器
○
○
○
○
○
○
○
○辅助电源○Fra bibliotek○车号显示器
○
○
○
○
○
○
○
○
制动控制装置
○
○
○
○
○
○
○
○
牵引变流器
○
○
○
○
收音机广播装置
○
自动广播装置
○
列车信息控制装置的系统构成如图12.1所示。
CRH2列车信息控制系统采用两层网络结构,上层网络为连接编组各车辆的列车级通信网络,下层为连接车厢内固定设备的车厢级通信网络。上层网络以列车运行控制为目的,连接各中央装置和终端装置,采用双重环网结构。下层网络用于各车厢,是面向控制的一种连接车载设备的数据通信系统。
方式:非接触式
型号:RT-256KB/AVS(或者RT-512KB/AVS)
存储容量:256KB(或者512KB)
接口:(卡架——列车监视器部1系/2系)
20mA电流环形方式,38.4kbps
CRH2的中央装置能读写IC卡。告示文可以由地面计算机编辑并写入IC卡并转储到中央装置的非易失性存储器里。
图12.12告示文的传输
TXC板:控制指令发送卡。中央装置用该卡可将控制指令发送到车辆设备。
中央装置第二块CPU卡(右边)上装有四个选择开关,用来选择列车信息控制系统的三种运行模式:一般、检修、诊断,其中一个开关备用。
终端装置有AIN底座的为MS-A941-G1、没有AIN底座的为MS-A941-G2。终端装置由输入输出连接器、电路板、后板、架子构成,外形如图12.4所示。
12.2.4
图12.6显示控制装置外形图图12.7显示控制装置电路板排列
显示控制装置是用来控制显示器的。分别安装在装有监控显示器的车厢(Tc1-1、M1s-7、T2c-8),控制显示。
12.2.5
图12.8列车监控显示器外形图
(1)列车监控显示器
每个司机台上设置两台司机用列车监控显示器,另外在7号车厢(M1s-7)设置有一台乘务员列车监控显示器,共5台。列车监控显示器配置有触摸屏,通过操作触摸屏,可以进行画面切换。
DIS板:光电隔离数字信号输入卡。用于处理24V、100V开关输入信号,输入信号较多。
DIO板:光电隔离或继电器隔离数字信号输出卡。用于处理24V、100V开关输出信号,输入信号较少。
PS板:电源卡。该板为DC/DC电源调整卡,输入为100VDC,输出电压为24VDC与5VDC。输出电流有两种规格,其中PSB型容量较大,24V输出2A,5V输出8A,作为中央装置供电电源,其中PSA型容量较小,24V输出2A,5V输出3A,作为终端装置供电电源。
1*1
1*1
1
1*1
1*1
1*1
1
1*1
列车监控显示器
MS-A942
2
1
2
显示控制装置
MS-A943
2
1
2
IC卡读卡器
MS-A944
2
2
车内信息显示器
2
2
2
2
2
2
2
2
*1:有AI输入(Analog Input模拟输入),是MS-A941-G1,没有标注的是MS-A941-G2
(1)中央装置(型号:MS-A940)
(DC100输入端子与大地间)
12.2.2
中央装置外形如图12.2所示,它由铝合金箱体组成,外形尺寸为482.6(宽)×400(高)×345(深)。最上部为外部连线插座CN-M1~CN-M8,中间部分安装电路板,下部为通风空间。箱体后部有两层印刷电路板,最后一层安装外部连线插座,另一层作为各印刷电路板底板,电路板通过连接器与底板连接,构成中央装置。
车内信息显示器为LED点阵显示屏,主要特点如下:
1可显示汉字、英文、数字及符号;
2能即时显示新闻、天气预报、证券指数等实时公共信息;
3具有超时保护功能,以保证在任何情况下都能向乘客显示正确的信息。当接收到有效信号,显示器将重新正常工作;
4显示内容在断电后可永久保存;
5具有与数字广播语音信息同步显示的特性。
(4)显示控制装置(型号:MS-A943)
(5)IC卡控制装置(型号:MS-A944)
传输线有列车信息传输线(光纤)及自我诊断信息传输线(双绞线)二种。列车信息传输线为环线回路(loop),如果一个方向的传输没有检测到应答时,就向环线的另一个方向送信,因此能够避开故障部位。另外,两个编组联挂时,需要连接的中央装置之间由2对电缆(双绞线)连接,当联挂条件(联挂车辆的两个中央装置之间的MCR是OFF)成立时,联挂前原有环线回路(loop)断开,将联挂前独立的两个环线回路(loop)连接成大环,构成了新的由16节车厢组成的环线回路(loop)。
显示画面:彩色LCD 8色(黒、红、绿、紫、蓝、黄、白)
分辨率:640×480 dot(点)
显示文字数:40文字×24行
输入:阻抗式触摸屏输入方式
图12.9列车监控显示器的外形图(去掉该图,名称都与图12.8相同)
(2)车内信息显示器
图12.10车内信息显示器外形图
CRH2动车组在车厢的两端分别设置有车内信息显示器,用于显示当前到站、前方到站、列车正点或晚点、正点晚点原因、当前时间、运行速度、实时新闻、禁烟标志和厕所有无人等旅客信息。
MDM8-1板:中央装置的光信号传输卡。中央装置用该卡收发光信号,它是信息控制系统的主要传输电路。
TRC板:信号传输卡。该卡有8个传输通道,包含20mA电流环与HDLC同步通信电路。
CPU板:中央装置主处理板。板上CPU字长32位(相当于MC68360),具备4MBROM存储器,2MBRAM存储器。该板实际上是为中央装置设计的专用嵌入式计算机,用于信息的处理、计算及信息记录。
MDM8-2板:光信号传输卡。终端装置用该卡收发光信号,它是列车信息控制系统的主要传输电路。
MDM9板:光信号传输卡。终端装置用该卡与制动控制器及牵引变流器交换信息。
AIN板:模拟信号输入卡。终端装置用该卡采集模拟信号,模拟信号输入范围为0~100V。
RXC板:控制指令接受卡。终端装置用该卡接受中央装置传送的指令。
图12 .2中央装置外形图