列车通信网络_5_列车控制
CRH5网络控制系统3.
I/O 2 Red.
I/O NON Red.
系统正常情况下，编组中存在的MPU 1 和2 均开启并运行。 网关1（GW-MVB）工作，而WTB 线上的网关2 则不工作，但它在 MVB 线上工作。在正常运行中，两者都采集信号、处理应用逻 辑并发送其相应的指令。MPU（主处理单元）“1”是MVB 1 和2 线上的控制器（MASTER），它直接控制I/O“1”输出，而 MPU“2”则直接对I/O“2”输出发送指令。每个MPU 均接收在 线路1 和线路2 上由I/O 采集的所有信号。CRH5 型动车组网络 控制系统中网关、MPU、I/O 模块等主要设备均采用冗余设计， 当其中一个设备发生故障后，系统仍将正常运行，很大程度的 提高了系统的稳定性。实际运用中，该系统偶有因多种原因导 致单个网关或MPU 通讯故障，由于该系统具有良好的冗余性， 局部的通讯不畅基本不影响动车组正常运。
• 2、 MPU冗余性
• MPU的冗余类型为热备冗余。两个MPU均 可管理其MVB总线（单条或多条）。它们 读取相同的输入，并执行相同的任务。在 故障情况下一个会自动接替另一个。同一 总线上的所有设备均由同一MPU发送指令 。
• 当MPU1故障时，MPU2替代了MPU1作为 MVB“1”和MVB“2”线上的主控制器。
–两个动车组之间的连接通过穿过头车自动车钩 的“WTB”（列车总线）型冗余链路来实现。
–此总线是TCN网络的一部分，它在长度因挂钩/ 摘钩操作而发生变化时可以实现网络的动态重 组（网关重新编号）。
–该总线使用具有可控阻抗的冗余介质，其传输 的信息速率约为1 Mb/s。传输距离为860米，22 个节点，备用节点有4 个。
网络控制系统的强大功能，使动车组实时控制的可 靠性和智能性得到了很大提高，对动车组各设备状态进行 了有效的实时监控和管理，很大程度的提高了动车组的可 操纵性。
列车控制网络概论
列车控制网络概论首先，列车控制网络的核心部分是列车间的通信系统。
通过通信系统，列车可以与列车控制中心进行实时通信，以接收指令、传递信息等。
这样可以保障列车运行时的时刻控制和相关信息交流，实现列车与控制中心之间的远程操作和监控。
通信系统一般采用无线电通信、微波通信等技术，能够实现高效的数据传输，确保列车间的通信畅通。
其次，列车控制网络的另一个核心组成部分是信号系统。
信号系统是用于控制列车运行的系统，通过信号灯、信号机等设备向列车驾驶员传递指令和信息，引导列车运行和停车。
信号系统一般采用计算机及传感器等技术，能够准确判断列车位置和运行情况，确保列车安全运行。
此外，列车控制网络还包括列车控制中心和相关设备。
列车控制中心是指用于监控和操作列车运行的中央控制室，通过显示屏、操作台等设备实现对列车运行的实时监控和控制。
相关设备包括列车控制器、故障检测设备等，用于控制列车的加速、制动、转向和检测列车故障等。
这些设备能够对列车的运行状态进行实时监测和管理，确保列车安全运行。
总体来说，列车控制网络通过通信系统、信号系统、列车控制中心和相关设备等组成部分构成了一个完整的网络体系，实现对列车运行的控制和管理。
它能够实现列车与控制中心之间的远程操作和监控，提高列车运行的效率和安全性，减少人为的操作错误和事故发生。
值得注意的是，列车控制网络的设计和建设对于实现列车运行的智能化和自动化非常重要。
随着科技的不断发展，列车控制网络正在向更加先进的方向发展，例如自动驾驶列车技术的应用，使得列车能够在无人驾驶的情况下实现运行。
这些发展将进一步提高列车运行的安全性和效率，推动铁路系统的现代化进程。
综上所述，列车控制网络是现代化铁路系统中的重要组成部分，通过通信系统、信号系统、列车控制中心和相关设备等实现对列车运行的控制和管理。
它能够实现列车与控制中心之间的远程操作和监控，提高列车运行的效率和安全性。
随着科技的进步，列车控制网络将不断发展，使铁路系统实现更加智能和自动化的运行。
列车总线控制基础(列车通信网络概述)
简化网络结构：一般将网络形式简化成线形；
简化通信模型，一般只利用了OSI/RM中的2～3层；
简化节点信息，通常简化到只有几字节。
采用网络管理技术来实现实时性，并保证其可预知性。
例如:采用主-从访问方式，只要限制网络的规模，就可以 将响应时间控制在指定的时间内。
总之，实时性要求是现场总线区别于一般计算机通信的主要 因素。改善现场总线的实时性，减少响应时间的不确定性 是现场总线的重要发展趋势。
— 传统控制系统中设备的连接都是一对一的
布线简单，工程安装周期缩短、维护也很方便
很强的系统扩展性
– 主机能自动识别设备的增加或删减 – 无需架设新的线缆 – 无需系统停机
大连交通大学
现场总线概述
2.现场总线的特点
现场总线控制系统结构
大连交通大学
现场总线概述
3.现场总线的特殊功能 (1)经济、安全、可靠地传输信息
还要增加到十二种类型
大连交通大学
现场总线技术与计算机通信技术
计算机通信技术的发展会从各个方面影响现场总 线的发展。 但是，二者在基本功能、信号传输要求和网络结 构上均有所不同。
大连交通大学
现场总线技术与计算机通信技术
1. 基本功能
计算机通信的基本功能：可靠地传递信息。 现场总线的功能则是包括了更多的内容： ①高效、低成本地实现仪表及自控设备间的全数字化通信， 以体现其经济性； ②解决现场装置的总线供电问题，实现性现场总线的本质安 全规范，以体现其安全性； ③解决现场总线的环境适应性问题，如电磁干扰、环境温度 、适度、振动等因素，以体现其可靠性； ④现场仪表及现场控制装置要尽可能地就地处理信息，不要 将信息过多地在网络上往返传递，以体现现场总线技术发 展趋势——信息处理现场化。
简述列车控制系统组成及各部分的主要功能.doc
1、简述列车控制系统组成及各部分的主要功能CTCS系统由车载子系统和地面子系统组成。
地面子系统可由以下部分组成:应答器、轨道电路、无线通信网络(GSM—R)、列车控制中心(TCC)/无线闭塞中心(RBC)。
应答器向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息。
轨道电路具有轨道占用检查，沿轨道连续传送地车信息功能。
无线通信网络(GSM-R)是用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息传输的车地通信系统。
列车控制中心是基于安全计算机的控制系统，它根据地面子系统或来自外部地面系统的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车行车许可命令，并通过车地信息传输系统传输给车载子系统，保证列车控制中心管辖内列车的运行安全。
车载子系统可由以下部分组成:CTCS车载设备、无线系统车载模块。
CTCS车载设备是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统交换信息来控制列车运行。
无线系统车载模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交换。
2、对比分析ETCS与CTCS各应用等级的工作原理及异同ETCS 技术规范确定了5 个应用等级，即ETCS 等级0，ETCS 等级STM，ETCS 等级1，ETCS 等级2 和ETCS 等级3。
ETCS 0 级主要是为了保证装配ETCS 车载设备的列车，能在没有ETCS 地面设备的线路或尚不具备ETCS 运营条件的线路上运行。
ETCS 车载设备只显示列车速度，并只监督列车最大设计速度和线路最大允许速度。
车载设备不提供机车信号功能，司机凭地面信号行车。
ETCS STM 级主要是为了保证装配ETCS 车载设备的列车，在既有线运行时能够提供通用机车信号功能。
在该级中，既有地面信号系统完成列车占用检测和列车完整性监督，并根据既有地面信号系统功能决定是否需要地面信号机。
ETCS 1 级是基于点式传输的列车控制系统，在既有信号系统上叠加使用。
列车占用检测和列车完整性检查由既有地面信号系统（包括联锁设备、轨道电路等，不属于ERTMS/ETCS）完成。
CRH5型动车组网络控制系统TCMS功能浅析
CRH5型动车组网络控制系统TCMS功能浅析发布时间：2021-06-30T08:24:41.082Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：韩东宁罗昭强张德龙陈政良[导读] 动车组列车总线（WTB）能够实现各个中央控制单元间传递列车级数据及实现数据交换；多功能车辆总线通过总线管理器或I/O接口与各子系统连接，传递过程数据、消息数据等，控制各子系统执行相应的功能。
长春客车股份有限公司高速动车组制造中心吉林长春 130062摘要：CRH5动车组的列车网络控制系统由网关GW、微处理器单元MPU、远程输入输出模块RIOM、中继器REP、TS/TD/LT监视器等硬件构成。
列车网络控制系统分为列车总线WTB和多功能车辆总线MVB两级总线，而MVB总线根据功能性又分为MVB-A信号总线、MVB-B牵引总线和MVB-C服务设施总线，实现与牵引、制动、空调、塞拉门等各个子系统之间的通信，。
关键词：中央控制单元；网关；RIOM；WTB；MVB引言：动车组列车总线（WTB）能够实现各个中央控制单元间传递列车级数据及实现数据交换；多功能车辆总线通过总线管理器或I/O接口与各子系统连接，传递过程数据、消息数据等，控制各子系统执行相应的功能。
一、概述CRH5动车组根据功能性将列车分为两个牵引单元，每个单元包括4节车辆，前一个牵引单元由Mc2、M2S、TP、M2车构成，后半个牵引单元由T2、TPB、MH、Mc1车构成。
列车网络控制系统TCMS将两个冗余的UIC网关分别应用于两个牵引单元。
其中列车总线（WTB）能够实现各个中央控制单元间传递列车级数据及实现数据交换；多功能车辆总线通过总线管理器或I/O接口与各子系统连接，传递过程数据、消息数据等，控制各子系统执行相应的功能。
1.WTB列车总线WTB在给定时间内由单一主设备控制。
在主设备控制下，WTB周期性广播用于诸如牵引、控制列车的过程数据。
它也按需求传送可能较长但不太紧急的用于旅客信息、列车诊断和维护的消息数据。
《城轨列车网络控制》课件——列车通信网络特点
05 列车通信网络具有较好的扩展性
扩展性是依赖于系统的标 准化来实现的，只有标准 化的系统才能实现扩展
因此，列车通 信网络基本上 都是采用国际 标准的网络协
议，如
国际电工技术委员会 (IEC)标准
美国电子
电气工程师协会 (IE 标 准 、 国际 路 联盟UIC标准) ……
PART 06
列车通信网络的 可用性强
在环形网络中则是采取双环的结构，且信息的传送在两个环上按相反的方向同 时进行，以保证值息的可幕传送。
06 列车通信网络的可用性强
为了避免”主/从”方式下的主节点故障面 导致网络瘫痪，列车通信网通常还设有多个 备用主节点，按一定的规则和方法使通信网 络的控制权在这些主节点之间转移、获得控 制权的主节点为当前的控主节点，而未获得 控制权的主节点只是网络上的普通节点。
图1-1所示的结构就是典型的到车通信网络结构 示意图
01 网络结构相对简单
将传感器元件和一些功能单一的执 行器件通过现场总线接入列车网络 是列车通信网络技术发展的一种趋 势和方向。
我们将这种设备级的网络定义为车 辆总线的子网、设备级网络的运用 可以进一步提高列车控制系统的信 息化程度和智能化程度。
06 列车通信网络的可用性强
列车通信网络的运用环境和工作条件要求网络具有强可用性，其一般采用冗余 技术来达到要求的强可用性，而且是热备冗余。
无论是列车总线还是车辆总线都使用A线和B线的双线方式，网络接口单元 NIU( Network Interface Unit)以一个预定的方式或规律控制收发器在A、B线 之间来回切换使用，以保证通信网络的正常工作，因此，列车通信网络的每个 节点通常同时在两条线上发送信息，而接收信息则在A，B线之间切换。
CRH5动车组信息网络
第六章动车组信息网络动车组网络控制系统是一个安装在列车上的计算机局域网络系统，负责对整列车各部分信息的采集与传递，对整列车进行控制、监测、诊断以及为旅客提供信息服务。
列车通信网络是面向控制的一种连接车载设备的数据通信系统，是分布式列车控制系统的核心组成部分。
它以计算机网络为核心，把计算机技术、控制技术、设备故障诊断技术、网络通信技术紧密结合起来；将整个列车微机控制系统的各层次及各层次各单元之间相连接，作为系统信息交换和共享的渠道，实现全列车环境下的信息交换。
列车通信网络的应用，使得列车控制系统真正成为一个分布式控制系统，并为列车系统的信息化打下了基础。
本章主要介绍CRH5型动车组通信与网络系统的基本原理及功能。
第一节信息及网络系统CRH5动车组的高压、牵引、辅助等子系统的控制是通过列车网络控制系统TCMS执行的，TCMS是一个智能单元，通过采集和传输信息和命令管理着列车上大多数的主要设备。
CRH5动车组根据功能性将列车分为两个牵引单元，每个单元包括4节车辆，前一个牵引单元由Mc2、M2S、TP、M2车构成，后一个牵引单元由T2、TPB、MH、Mc1车构成。
列车网络控制系统TCMS将两个冗余的UIC网关分别应用于两个牵引单元。
考虑到高压、牵引以及行车安全等因素，重要的子系统都设有硬线保护电路，例如，高压系统设置了DJ回路，控制主断路器DJ的合断，保护高压设备的安全；牵引系统通过牵引就绪回路保证施加牵引的可靠性；制动系统设定了紧急制动电磁阀硬线电路、制动安全回路、乘客紧急手柄回路保证行车的可靠性；门系统通过全列门关闭信号线检测所有门关闭的状态，保证旅客行车的安全性。
另外，充电机蓄电池的低压供电控制是依靠硬线执行的。
一、网络控制系统TCMS的任务和功能1.TCMS主要任务实现专用于列车任务的具有要求的性能级别（包括可靠性级别），将列车布线复杂性最小化的操作功能；为乘务员提供列车操作的帮助；为维修任务提供集中支持。
CRH5型动车组列车网络控制系统
动车组运行故障信息远程智能分析判断系统<TIDS）研究与实践ooo列车网络控制系统采购意向主要简介CRH5型动车组列车网络控制系统<TCMS）可实现列车牵引、制动、供电、空调、门控、转向架等子系统和设备的实时监视和控制，并能自动识别列车编组。
支持列车实时诊断技术，可实现车地间的数据交换。
结合地面专家系统能对车载设备应用情况进行统计分析，提高维护作业效率，优化车辆布线，有利于减轻车辆自重。
b5E2RGbCAP动车组运行故障信息远程智能分析判断系统<TIDS）技术评审鉴定意见2018年12月19日，郑州铁路局科委组织专家对郑州铁路局车辆处和北京康拓红外技术股份有限公司合作研制的动车组运行故障信息远程智能分析判断系统<TIDS）进行了技术评审。
鉴定委员会审查了该系统的研制报告、技术报告、测试报告、运用报告，并对安装在郑州车辆段CRH5型动车组上的TIDS设备样机进行了现场测试。
经鉴定委员会讨论，形成以下评审意见：p1EanqFDPw1、该系统由车载终端设备和地面数据中心两部分构成，可采集动车组运行信息，并利用无线GPRS模块，远程传输至地面数据中心，终端软件通过对采集数据进行分析、判断，实现数据智能处理、自动报警等功能。
DXDiTa9E3d2、 TIDS车载终端设备实行模块化设计，机械设计合理，便于安装拆卸，应用方便，易于维护。
3、 TIDS系统软件可对动车组运行故障数据进行分类存储、智能分析、判断、报警，可实现动车组运行状态信息和故障信息的实时显示，并自动生成各类报表，系统软件设计易于数据挖掘研究和历史数据管理。
RTCrpUDGiT综上，TIDS系统采用GPRS和Internet网络技术，实现CRH5型动车组运行数据传输的及时性、准确性、完整性，可有效提高动车组运用故障的处置效率。
该系统设计合理，功能符合现场需要，技术达到国内先进水平，填补了CRH5型动车组远程数据传输监控的空白。
列车通信网络技术
沉寂的设备、总线主权转移、总线初运行等方面的数 据。某些管理数据是周期性传送的，但另一些管理数据 是按需传送的。 严格来说，过程数据也可作为偶发性数据按需 传 送， 但由 于 这 种 服务不可靠 ， TCN 标准 不支持这 种发送方式；同样消息数据也可以周期性地传送， TCN标准也不予支持。
6.2.5.2 数据传送模式
WTB 特性摘要表：
它有一个段是朝向列车中间， 另一段是朝向敞开的端部。 WTB 采用屏蔽双绞线，信号传输速度１ Mbit/s 。采 端节点电气上用与它连接的 端接器来终止两个总线节以 用规定型号的电缆，可互连最多 32 个节点，长度最长至 减少反射。
860m。WTB 介质是由不同车辆上的电缆节链接而成。 连接两个总线
列车通信网络结构示意图
•
从图6.1可见，TCN连接整个列车，每节机车 或车辆的车辆总线通过网络节点与TCN连接。机 车或车辆上的各种设备则直接挂在车辆总线上。 这样，车辆的控制、检测、故障诊断等信息的传 输，都可以方便地通过列车总线和车辆总线及其 对应的节点传输到需要这些信息的设备。 • 图6.1所示的列车通信网络结构并不是绝对的， 整个列车的组成可以灵活多样，一节车厢内可以 有一条或多条车辆总线，也可以没有;车辆总线也 可以在固定编组的情况下跨接几节车厢。如果整 列车是固定编组，则列车并不需要对节点进行连 续编号，这时车辆总线可以起到列车总线的作用。
6.2.1列车通讯网络结构
列车通信网络可分为三个层次，即列车总线、车 辆总线和设备总线。 TCN网络上层为绞线式列车总线(WTB)，下层为 多功能车辆总线(MVB)，在车辆总线下面还可设置 第三级，由安装在同一车辆上的传感器执行机构构 成，这一级不受列车控制网络的限制，可被认为是 车辆总线设备的一部分。 一列列车中只能有一条列车总线，但可以有多条 车辆总线。列车总线连接不同车辆(单元)中的网络 节点(网关);车辆总线连接同一车厢或固定车组内部 的各种可编程终端装置。
《城轨列车网络控制》课件——列车通信网络的发展与趋势
一、国外列车通信网络的发展
瑞士的BBC公司于 1980年 开始在运输部门应用有存储程序的系统，其开发的微型计算机自动 控制系统 MICAS比较理想地运用于机动车与船只的控制功能。
1988年瑞典的ASEA公司和BBC合并而成ABB集团
ASEA公司
BBC公司
ABB集团
一、国外列车通信网络的发展
ALSTOM
二、我国铁路列车通信网络的发展
3 我国城市轨道交通车辆列车通信网络应用现状
近十年来我国城市轨道交通 发展迅猛，目前我国大陆地 区 有 76 个 城 市 已 经 建 有 或 正在建设城市地铁或轻轨交 通，另有八十多个城市正在 规划建设。
北京、上海和广州是建有城 市轨道交通里程较长的城市， 北 京 和 上 海 拥 有 400km 的 地铁和轻轨线路。
上述 SIEMENS、ABB、 ALSTOM 三家公司列车微机控制系统的通信网络对后来产生的 TCN标准均具有重要的影响，其中有些网络就是TCN标准的原形。
美国铁路选择了 LonWorks作为列 车通信网络，使得 目前LonWorks网 络在北美地区的列 车上有比较普遍的 运用。
LonWorks
北美地区的列车
二、我国铁路列车通信网络的发展
牵
近年来我国生产的大功率电力机车其牵引电机功率为
1200kW 和 1600kW ， 总 功 率 达 到 7200kW 和
引
9600kW。
电
机
机车采用交流传动，全部运用了列车通信网络，如 HXD1、HXD2、HXD3 型电力机车。
<
HXD1
>
<
HXD2
>
<
HXD3
>
城市轨道交通车辆列车通信控制系统
1 列车通信控制系统的组成
3. REP REP采用电气隔离方式实现数据信号的放大、重新 发送或转发，以扩大网络传输的距离。每列车装有8 个A通道中继器REPA（ MVB总线A路中继器）和8 个B通道中继器REPB（ MVB总线B路中继器）。 REP的安装情况为：1、8车无REP，2、7车每车4个 REP，3、4、5、6车每车2个REP。 4. I/ O模块 I/O模块用于监控和采集车辆硬线线路的电平信号， 将其转化为可网络传输的数字量信号，并进行诊断 和处理。I/O模块还可以通过输出电平信号实现导通 回路或吸合继电器等功能。I/O模块用于将控制系统 分散，并收集以下信号：数字输入信号（DC 110 V），如控制指令或状态信号；数字输出信号（DC 110 V），如接触器控制信号；模拟输入和输出信 号（电流信号），如速度信号、网压信号。
ห้องสมุดไป่ตู้
1 列车通信控制系统的组成
6. 无线以太网 无线以太网使得维护、调试人员可以通过无线 连接的方式访问车辆上的以太网挂网设备，并 可进行设备状态监控和故障数据下载。此外， 烟温探测系统、安防系统和走行部检测系统均 需通过以太网和VCM实现数据交互功能。同 时，车辆配置一台车载4G设备，当车辆发生 严重故障时，车载设备能将车辆状态及时传送 给地面服务器。无线以太网的主要设备是以太 网交换机。以太网交换机具有以下功能：
1 列车通信控制系统的组成
AXMe为模拟量输入/输出模块（见图5-3），用于采集电压、电流值， 驱动速度表、电压表等。 DIMe为数字量输入模块（见图5-4），用于采集硬线线路的电平信号。
1 列车通信控制系统的组成
DXMe为数字量输入/输出模块 （见图5-5），用于采集硬线线 路的电平信号和输出电平信号。 DXMe可以实现数字量信号的采 集输入和控制输出。
列车总线控制基础
列车总线控制基础1.引言：列车通信网络是现代列车控制系统中不可或缺的组成部分。
它负责传输列车上各个子系统之间的信息和数据，实现列车的自动化控制和监控。
本文将对列车通信网络的基础知识进行概述。
2.列车通信网络的定义：列车通信网络是指连接列车上各个子系统和设备的数据传输和通信系统。
它可以实时传输各种类型的信息，包括列车位置、速度、状态、故障等。
通过这个网络，各个子系统可以相互交互和通信，实现列车的自动运行和监控。
3.列车通信网络的结构：列车通信网络通常采用总线结构。
总线是一种将多个设备连接起来共享信息的通信方式。
在一列电车中，通常包括列车控制器、牵引系统、制动系统、信号系统等多个子系统。
这些子系统通过总线连接在一起，形成一个整体。
4.列车通信网络的基本原理：列车通信网络的基本原理包括数据传输、通信协议和安全机制。
数据传输：列车通信网络通过数据传输来实现信息的交换。
不同的子系统之间可以通过总线传输数据，包括控制指令、传感器数据、状态信息等。
通信协议：列车通信网络使用统一的通信协议，确保不同设备之间的通信能够顺利进行。
常见的通信协议包括CAN总线、以太网等。
安全机制：列车通信网络需要具备一定的安全机制，以保障列车的安全运行。
例如，通过数据加密和身份验证等方式防止网络被攻击或恶意干扰。
5.列车通信网络的应用：列车通信网络在列车控制系统中扮演着至关重要的角色。
它可以实时传输车辆的运行状态和参数，为驾驶员和列车运营管理者提供详细的信息。
同时，它还可以实现列车的智能控制，如智能列车运行控制、故障检测和自动报警等。
6.列车通信网络的发展趋势：随着科技的不断发展，列车通信网络也在不断演进和改进。
目前，一些新兴技术如5G通信、物联网等正被逐步引入到列车通信网络中，以提高网络的速度和可靠性。
7.结论：列车通信网络是现代列车控制系统中不可或缺的部分，它通过总线结构实现不同子系统间的数据传输和通信。
通过对列车位置、速度、状态等信息的传输和交换，实现列车的自动化控制和监控。
1.3-列车网络控制系统概述.ppt
二、列车网络控制技术的发展
1.3 列车网络控制系统概述
• 计算机在轨道交通工具上的应用随着20世纪70年代后期微处理器技术的普 及而迅速发展。微处理器开始主要应用于机车车辆单个设备的控制，如西门 子、BBC于80年代初把8086微处理器应用于机车或动车的传动控制。
• 随着计算机技术的发展，机车车辆上微机控制的服务对象逐渐增多，如牵 引、供电、制动等系统都广泛应用到了计算机技术。因此，列车控制系统引 人了层次划分的思想，产生了基于串行通信的用于较为独立的控制设备或层 次间信息交换的总线与企业标准，如BBC的连接机车控制层与传动控制层的 串行控制器总线，该总线后来发展成为用于连接机车内的所有智能设备的 MICAS车辆总线，简称MVB。
B (Mp)
C (M)
Fuse Box
IES WOS
PCE
IES
PCE
AUX. HV BUS .
城轨车辆网络控制系统
一、列车网络控制系统的功能
• 2、中低压管理
A (Tc)
B (Mp)
1.3 列车网络控制系统概述
C (M)
中压 中压 中压
中压
ACE
负载 负载 负载
中压 负载
中压 负载
中压 负载
中压 负载
• （1）模式开关（自动，由TCMS 管理。有停止、完全制冷、不完全制 冷、制热、通风模式）。
• （2）温度开关，只要当模式开关为自动（19到27度）时才可用。
• TCMS监视每辆车的HVAC状态（良好、故障、维护中、故障）、在 DDU上的舒适度图标。空调管理也通过ACE由TCMS进行管理。
城轨车辆网络控制系统
城轨车辆网络控制系统
1.3 列车网络控制系统概述
《城轨列车网络控制》课件——列车通信网络概述
04 列车那么复杂怎么检修？
另一方面，
• 运用列车的状态信息还可以开展动态维 修作业。
• 列车在运行过程中通过网络获取列车中 的设备或部件的故障，并将该信息传至 地面运行控制中心，由该控制中心发出 指令，在列车运行的后续站做好必要的 准备工作、当列车到达后续站时，检修 人员可以迅速地实行检修作业或设备更 换，使列车在运行过程中始终保持良好 的状态，大大提高了列车的安全性。
04 列车那么复杂怎么检修？
列车通信网络是对检修作业及其自动化的最好 支持。
列车和车辆的检修作业需要大量的运行状态数 据和故障记录，只有在实现列车通信网络的条 件下，才能获得这样大量实时记录的数据和故 障状态记录、因此，列车和车辆的检修作业需 求也是推动列车通信网发展的动力之一，特别 是在提出”检修作业自动化“的概念后，列车 通信网络就成为实现这个目标的基本和必须的 措施之一。
04 列车那么复杂怎么检修？
根据检修作业自动化的概念，列车运行中的状 态数据是检修作业的重要依据，因此，列车各 功能单元必须记录和保存运行过程中的各种状 态数据和故障情况、并通过通信网络传送到列 车所指定的记录单元，以便列车返回检修基地 时，由检修人员读取这些信息后，在地面检修 系统中分析、保存列车的状态并确定检修作业 的流程及部件和设备的维修项目等。
计算机网络则是串行通信的技术发展。 目 前 列车的微机控制系统技术主要是分布式控制方式。
03 列车信息的传输是怎样的?
列车信息的传输要求通信技术的网络化发 展,由于列车通信网络一般均采用国际标准 的通信协议，因此具有较好的扩展性。
这种标准化的协议和接口规范使得不同企 业生产的智能化设备能够非常简单地实现 互联互通，为车辆制造企业的系统集成提 供了极大的便利，并使成本降低，同时也 为系统的优化提供了较大的空间和可能性。
CRH5网络控制系统3解读
网络构架体系
系统组成及功能
为与更为复杂的布局实现正确 接口，需要根据IEC 61375 标准配 置列车通信线路，所有连接至列车 总线（网关）的用户也将根据 IEC61375 规范设计。所有GW 设备 均具有可生成列车布局数据库的 “映射服务器”SW。 网关GW（WTB 线和列车接口 的连接桥），如右图1 所示。 逻辑处理单元MPU（微处理器LC = 舒适线即车门,卫生间、暖通空调等； 微处理器LT = 牵引线即辅助,牵引等)，如图2所示
CRH5与CRH2通信网络比较
协议标准
CRH2型动车组采用的控制网络标准为ARCNET，为通用的工业网 络标准，具有完全开放，简单易用，通用性好，二次开发方便 等优势。 CRH5采用TCN标准，该标准为专用的列车通信网络标准，具有 功能强、实用性好，运用灵活等优点。
总线层次
CRH2采用双环网，加自我诊断信息传输线方式，加上光节点与 设备和设备之间的链接，网络拓扑结构复杂。 CRH5采用非常明晰的双层总线系统，列车总线和车辆总线在网 络拓扑结构上清晰，总线上设备可在初运行时自动发现。
I/O Red.
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I/O Red.
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I/O NON Red.
I/O NON Red.
系统正常情况下，编组中存在的MPU 1 和2 均开启并运行。 网关1（GW-MVB）工作，而WTB 线上的网关2 则不工作，但它在 MVB 线上工作。在正常运行中，两者都采集信号、处理应用逻 辑并发送其相应的指令。MPU（主处理单元）“1”是MVB 1 和2 线上的控制器（MASTER），它直接控制I/O“1”输出，而 MPU“2”则直接对I/O“2”输出发送指令。每个MPU 均接收在 线路1 和线路2 上由I/O 采集的所有信号。CRH5 型动车组网络 控制系统中网关、MPU、I/O 模块等主要设备均采用冗余设计， 当其中一个设备发生故障后，系统仍将正常运行，很大程度的 提高了系统的稳定性。实际运用中，该系统偶有因多种原因导 致单个网关或MPU 通讯故障，由于该系统具有良好的冗余性， 局部的通讯不畅基本不影响动车组正常运。
列车网络控制系统
随着高铁技术的不断发展， CR400AF列车网络控制系统在高 铁领域的应用前景非常广阔
02
同时，CR400AF列车网络控制系 统还可以应用于其他交通领域， 如地铁、轻轨等，推动交通行业 的智能化发展
01
未来，该系统将不断升级和完善， 提高系统的可靠性和安全性，降 低故障率，为高铁列车的安全、 稳定运行提供更加有力的保障
20xx
CR400AF列车网 络控制系统
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CR400AF列车网络控制系统概述
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CR400AF列车网络控制系统的组成
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CR400AF列车网络控制系统的功能
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CR400AF列车网络控制系统的特点
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பைடு நூலகம்
CR400AF列车网络控制系统的应用前景
CHAPTER 1
CR400AF列车网络控制系统 概述
CR400AF列车网络控制系统概述
CHAPTER 4
CR400AF列车网络控制系统 的特点
CR400AF列车网络控制系统的特点
CR400AF列车网络控制系统具有以下特点
高可靠性：采用冗余设计和故障容 错技术，确保系统在恶劣环境下稳 定运行
高安全性：采用加密技术和访问控 制机制，确保系统数据的安全性和 保密性
兼容性：兼容多种设备和传感器 接口，方便系统的扩展和维护
包括操作系统、应用程序 等，负责控制系统的运行
和管理
人机界面
包括显示屏、控制面板等， 用于显示列车状态和操作
控制
CHAPTER 3
CR400AF列车网络控制系统 的功能
CR400AF列车网络控制系统的功能
CR400AF列车网络控制系统具有以下功能
监控功能：实时监测列车的各项参数，如速度、位 置、温度等，确保列车正常运行 控制功能：根据列车状态和操作指令，控制列车的 各项功能，如牵引、制动、灯光等 诊断功能：对列车故障进行诊断和记录，为维修提 供依据 保护功能：在列车出现异常时，采取保护措施，确 保乘客安全 远程监控功能：通过网络与地面控制中心连接，实 现远程监控和控制
CHR5列车通讯网络TCMS
列车控制与监控系统
一、概述
5. 列车通信网络拓扑结构
列车总线WTB
网关 车内设备
网关
车辆总线MVB
车辆总线MVB
列车通信网络包括:
• 连接各个单元的列车总线
• 连接单元车辆内设备的车辆总线
• 列车总线和车辆总线通过网关连接起来
网关
车辆总线MVB
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二、 列车通信网络工作原理
1. 车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)
• OGF 光学玻璃纤维介质，星型连接或点到点方式下最大距离2000米。
不同的介质间通过耦合器连接 设备
星耦器
光纤
耦合器
光纤
双绞线部分
传感器
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二、 列车通信网络工作原理
1. 车辆总线MVB(Multifunction Vehicle Bus)
2）MVB传送三类数据：
1）过程数据（Process_Data） 过程数据表示高速列车状态，如列车速度、电机电 流等。过程数据是短促而紧急的，它们的传输时间
（2）1992年6月，国际电工委员会IEC以草案的形式向各国发出列车通 信网络TCN征求意见稿，总体结构把列车通信网络定为由多功能车辆 总线MVB和绞线式列车总线WTB组成。
（3）1999年6月，TCN标准草案正式成为国际标准，国际上一些大的铁 路公司（如德国的Siemens公司、瑞典的Adtranz公司（已被庞巴迪收并） ）推出符合TCN标准的列车通信网络产品
列车控制与监控系统
(Train Control and Monitor System，TCMS)
列车控制与监控系统
一、概述 二、列车通信网络工作原理 三、200km/h动车组列车通信网络拓扑结构 四、200km/h动车组列车通信网络控制、监测与故障诊断
列车通信网络标准(TCN)标准 列车通信网络标准
MVB概述
MVB是特定用于连接同一车厢或不同车厢（这些车厢在运行过程中是一个固定不变的编组）的设备到列车 通信网络的总线。它既提供了可编程设备之间的互连，也提供可编程设备与其传感器和执行机构之间的互连。
MVB支持最多4095个设备，其中有256个是能参与消息传送的站。 对于运行时不解挂的列车，MVB也可作为列车总线使用。 MVB传送三类数据： 过程数据(Process_Data)：周期小于1ms的源寻址数据的周期性广播； 消息数据(Message_Data)：按需求、目标寻址的单播或广播； 监督数据(Supervisory_Data)：传输事件分解、主设备权传送、设备状态等数据。
测，保证不漏采、不漏检，以便为设备工况监测和故障诊断提供准确的实时信息源。 • 列车组成的动态性。
数据分类与时延
列车通信网路将传输两类数据： • 过程变量：(Process_Variables）短而紧迫，如用于牵引控制。 • 消息变量：不太紧迫，但可能较长，如用于诊断。
过程变量在整个网中传输的最大时延被限制在一有限值内： （1）过程变量按周期传送； （2）TCN允许所有在车厢总线之间从应用到应用的具有最高优先级别的过程变量在100ms内通过列车 总线传送； （3）TCN允许所有在同一车厢内两个设备之间的从应用到应用的具有最高优先级别的过程变量在 50ms内传送。
个连接器都被插入）将引起电气中断，因此WTB电缆不能分开穿过两个并行的连接器。因此， 两条跳线电缆均应插入，但是每一个连接不同的WTB电缆。这自然产生了冗余线路。
介质附挂单元
• 介质附挂单元（MAU，Medium Attachment Unit）有两个收发器，每个方向上各一个。 收发器使用变压器实现与外部导线的电隔离，并附挂到曼切斯特编码/译码器上。每个收发 器被附挂到能收发帧的信道上，连接的可能是主信道也可能是辅助信道。在构成上两个收发 器是相同的。