毕业设计 城轨车辆网络控制系统的分析及故障排除 - 图文(8)

相应设备是通过RS485串行通信口连接到TIMS上。主要有：

1）旅客显示器（IDU和FDU）。在每节车，所有的IDU都连接相同的穿行通信口，所有的IDU分享相同的组地址。运行信息同时发送给所有的显示器。在此期间，单独的信息发送给每个显示器，目的是为了检测显示器功能状态。在A车，FDU是通过自己的串行通信口连接到TIMS上。

2）门。在每节车，相同一侧的5个门连接一个单独的串行通信口，用以监测门的状态。

3）音频设备。在每节车APU和PECU音频设备与TIMS的串行通信口连接是为了监测和控制。在A车，ACU是通过自己的串行通信口连接到TIMS上。

4）ATC（列车自动控制）。ATC在串行通信口上的通信位于每个A车上，通过列车线传送数据，例如：ATS时间、列车精确位置和ATC状态。

5）I/O连接。逻辑输入通过RIOM周期性获得，它使得通过FIP车辆网络连接到MPU是可行的。相反的，逻辑输出值通过FIP车辆网络经MPU周期性地发送给RIOM，它实际上控制物理输出。在FIP车辆网络上流通的数据被连接它的MPU作出判断，数据需要通过FIP列车网络经MPU在两个车辆网络上进行交换。

TIMS系统给中压供电的感性负载提供起动许可。列车动态动作被记录在一个事件记录器内，在列车故障发生或列车进入收车模式后能，记录的数据不会丢失。

3.5. TIS信息系统

TIS信息系统是日本新干线各型列车上装备的信息控制与传输系统。TIS系统由列车通信网络、各车厢通信网和功能单元控制机组成。在各车厢内设有一终端站，它是列车通信网上的节点，也是本车厢信息传输的主站，各车厢内的功能单元的信息均通过这个终端站向列车通信网络发送或从列车通信网接收信息。新干线列车编组是以2~4节车厢组成一个车组单元为基础的，在一个车组单元内，由牵引制动控制系统、辅助电源、车门空调控制、变压器及信息子系统等相对独立的子系统构成对车组单元的完备控制。当列车根据需要由多个车组单元构成列车编组时，这些相对独立的子系统，通过一定的信息传输手段连成一个完整的列车控制系统。

TIS系统网络的基本结构有两种。一个结构是车厢内的终端只传输TIS系统的信息；另一种是节点既传输信息又传输控制命令，因此在日本新干线及既有线铁路列车上有以下3种应用形式。

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（1）二重直通线的方式 （2）控制命令用二重直通线 （3）列车总线和车厢总线方式 TIS系统具有以下功能：

（1）驾驶员操作向导 指导列车正确、正点运行，并显示列车运行图。向驾驶员指示设备的工作信息，在异常情况下，给出操作指南以及简单的检查程序，能进行出库检查。

（2）乘务员操作功能 乘务员可以通过TIS的终端站设定车厢的空调温度，异常情况下能发出警报；还可以通过TIS查询客车情况，并做出处理。

（3）维修支持功能 能自动检测各功能单元的运行情况，调阅各设备的故障记录，做出故障分析，收集、记录运行数据，为检修提供依据。

（4）旅客服务功能 向旅客提供各种信息，如到站和前方站、运行时刻表等。

（5）控制命令传送 该功能只有在最新的700系列车上才有完全的运用。控制命令包括牵引动力、制动、门控与空调、照明、辅助电源、受电弓、蓄电池开闭等。

随着TIS系统功能的增强，它在列车控制系统中的作用越来越重要，已经成为新干线列车系统中不可缺少和不可替代的一个重要组成部分。

TIS系统在列车运行、检修和故障诊断中的作用越来越大，有关人员对其依赖性也越来越强，维修基地的工作人员基本都是按TIS系统的检查测试结果来检修控制系统及各功能单元的故障，而TIS系统本身的可靠性也很高，TIS系统本身很少有故障发生。

3.6. DETECS系统

3.6.1.DTECS系统的概述

DTECS是专为轨道车辆的列车控制和通信而设计的一套车载计算机系统，它控制并监视整个列车。它包括车载硬件、操作系统、控制软件、诊断软件、监视软件和维护工具。

DTECS是一个分布式控制系统，它分布于整个列车的各个智能单元。这些单元可分别安装于车下设备箱、驾驶台或车厢内的电器柜中。这种系统的最大和最重要的优点是：显著减少各箱柜之间的连线，并方便将来对系统功能的扩展。总

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线的扩展比较简单，只需增加一根连接到该单元的电缆线，并更新应用软件就能和新的单元进行通信。系统设备采用模块化设计，其系列产品不仅适用于各种牵引系统的控制，而且适用于列车的控制，也可以用于列车监控系统，如DTECS系统应用于深圳地铁1号线增购车辆中。由于该系统构成的灵活性，可以很方便地适应不同形式的列车编组。

DTECS广泛的采用电子控制设备和串行数据通信来代替继电器、接触器和直接硬连线，并且通过网络连接各个子系统的控制设备，能够减少继电器、接触器、列车布线、端子排和连接器连锁的使用。控制系统中具有电子控制机监控设备的子系统是：列车控制单元、牵引逆变器控制单元、辅助逆变器、驾驶显示器、空调控制系统、门控制系统、制动控制系统。 3.6.2.TCC结构

由TECS系统构成的地铁列车控制系统TCC按照六辆编组设计。地铁列车控制系统对列车牵引系统、高压电路、辅助电源系统、制动系统、ATC系统、车门及空调等系统进行控制、监视和故障诊断、记录，地铁列车控制系统采用分布式控制技术。列车通信网络遵循IEC 61375标准，划分为二级，由贯通全车的列车总线和贯通网络间的协议转换。整个地铁礼车控制系统采用先进、成熟和可靠地DTECS控制系统。

列车系统构成单元主要有以下几部分：

1）列车控制单元（VTCU）。VTCU位于每个驾驶室内。VTCU管理整个列车网络通信，并监控车辆设备。VTCU包括两套装置，在正常的情况下，系统随机选择一套作为主控设备，另一套为备用。备用设备不间断的监视主控设备状态，当主控设备出现故障时，备用设备将代替主控设备，行使列车中央控制单元的功能，以保障整个列车正常运行。

2）输入输出单元（DXM、AXM）。通过配置适量的数字量输入输出模块（DXM）和模拟量输入输出模块（AXM），并就近放置在信号采集场合，完成控制信号的采集和输出。

3）总线耦合模块(BCM)。总线耦合单元，实现MVB ESD+和EMD的通信介质转换，实现车辆间MVB总线连接。

4）驾驶室显示单元（MMI）。MMI显示器位于每个驾驶台，采用符合人机工程学原理设计，以及搞分辨率的图形显示，包括一个触摸屏系统。

5）事件记录仪模块(ERM)。ERM装在每个驾驶室里面。ERM自身有闪存FLASH作为存储体来记录列车状态。它可以通过高速以太网将记录数据下载到地面设备

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或无线传输装置。

6)无线传输装置（TSC1）。TSC1装在每个驾驶室里面。TSC1具有GSM、GPRS和802.11B三种无线通信接口，少量的实时信息通过GSM、GPRS传送到地面，大量的记录信息在列车回库后，通过无线网域802.11B传送到地面。

7）便携式维护工具（PTU）。PTU包括笔记本电脑和打印机。通过连接PTU和DTECS单元后，记录的数据可从DTECS单元下载到PTU。下载数据可在PTU显示器上显示，并可打印。 3.6.3 TCC系统功能

TCC有牵引/制动控制功能，TCC通过车辆总线MVB传输以下信号到DCU和BECU:控制运行方向、牵引信号、制动信号、给定指令参考值和操作工况。同时也对一些关键信号进行硬连线备份。

驾驶员钥匙在‘‘ON’’位上时，激活的驾驶室将被设定为主控室，由VTCU中的控制软件来处理。如果同时有两个驾驶员钥匙处在激活位，则车辆必须处在禁止运行状态。

来自驾驶控制器的方向选择信号和ATO的牵引/制动参考信号通过置于驾驶台内的AXM单元不同的AI通道读入到VTCU单元，VTCU将其进行处理加工后再传送到牵引逆变器。“备用指令信号1、2”用于备用模式，每一位道标牵引和制动的参考信号。

紧急牵引按钮被按下时，将启动奔涌驾驶模式。牵引逆变器和制动控制单元接收到列车线送来的紧急牵引信号后，将根据列车的牵引/制动工况信号和备用指令信号1、2进行牵引和制动，在备用模式下不启用电制动。

牵引安全列车线用于表明列车已做好起动前准备，即所有车门均已关闭，所有制动均已缓解，驾驶员钥匙已处在“ON”位。此列车线可直接封锁驱动控制单元DCU输出的触发脉冲。出于系统运行最高完整性的考虑，此部分不含任何软件控制。

TCC收到按下驾驶控制器“警惕”按钮信息，如果在一定的时间内警惕按钮没有按下，列车将自动实施紧急制动。只有驾驶员把驾驶器把手先推到惰行位然后牵引，制动才被解除。

洗车模式控制下列车的速度由一个按钮来实现。这个按钮将处于一直按下的位置直到它再次被按下，一旦按下，速度将保持3km/h。

为了提高制动操作的有效性和乘坐的平稳性，列车控制系统TCC与BECU协

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调进行整个空电联合制动的混合控制。列车控制系统TCC将来自驾驶控制器或ATO得制动命令传输给BECU和DCU。在可能发挥列车电制动力的基础上，BECU将补充空气制动力，以满足总制动力要求。

列车控制系统TCC传输来自驾驶室HSCB闭合开关触发的HSCB合命令。

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