第四章列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能課件

列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能一、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能列車由三種形式的車輛組成，端部機(jī)車（DM：Mc1、Mc2）、中間拖車（T：Tp，Tb）及中間動車（M）。這些車輛組成基本列車單元（TBU）。DM和M型車的電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和設(shè)備相同，但端部車輛有司機(jī)室的附加設(shè)備和ATP天線。動車的四個軸都是驅(qū)動軸，T型車設(shè)有相同的高壓設(shè)備，但Tb車沒有裝設(shè)受電弓。1精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1、系統(tǒng)構(gòu)成：以計算機(jī)為核心的集自動檢測、智能顯示和自動控制于一體的高度自動化系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是用現(xiàn)場總線連接起來的分布式控制系統(tǒng)，能盡量縮短電纜的連接。系統(tǒng)的重要部分采用冗余設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性，排除了單一故障影響系統(tǒng)功能的可能性。TCMS采用動態(tài)設(shè)置，以支持多個列車單元重聯(lián)時的連掛和分解。2精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能TCMS系統(tǒng)分為三層，分別為列車總線（WTB）多功能車輛總線（MVB）及牽引多功能車輛總線（PMVB）。在三種數(shù)據(jù)總線上掛有大量的計算機(jī)控制單元、控制模塊、基本輸入輸出接口等。3精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能控制系統(tǒng)包括牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、列車信息控制系統(tǒng)及輔助控制系統(tǒng)等幾部分組成，各子系統(tǒng)獨(dú)立構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，又通過列車信息控制系統(tǒng)傳遞控制命令協(xié)調(diào)工作。列車信息控制系統(tǒng)由監(jiān)控器和控制傳輸部分組成，以通過貫穿列車的總線來傳送信息，從而減輕了列車的重量。通過對列車運(yùn)行及車載設(shè)備動作的相關(guān)信息進(jìn)行集中管理，可有效地實(shí)現(xiàn)對司機(jī)和乘務(wù)員的輔助作用、加強(qiáng)對設(shè)備的保養(yǎng)和提高對乘客的服務(wù)質(zhì)量。4精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能2、功能：TCMS接受司機(jī)的指令信息，經(jīng)轉(zhuǎn)換與運(yùn)算后發(fā)給主回路電器系統(tǒng)執(zhí)行實(shí)施能量轉(zhuǎn)換過程，控制列車運(yùn)行；TCMS還檢測列車運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)信息，對該狀態(tài)信息進(jìn)行處理和判斷，一方面顯示給司機(jī)、乘務(wù)人員和維護(hù)人員了解列車運(yùn)行情況，另一方面對出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報警和應(yīng)急處理。5精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能列車運(yùn)行速度受車載列車速度控制系統(tǒng)控制，該系統(tǒng)能根據(jù)線路允許的速度信號控制列車運(yùn)行速度，確保列車運(yùn)行安全。當(dāng)列車超過規(guī)定速度運(yùn)行時將通過制動系統(tǒng)自動減速運(yùn)行。動車組第一節(jié)車內(nèi)的VCU（TCCCU）應(yīng)處理整列車的分部控制和監(jiān)測功能。各車的控制和監(jiān)測應(yīng)分別由沿整列車分布的VCU處理。6精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能——技術(shù)功能：①正確控制監(jiān)測列車安全運(yùn)行②按司機(jī)操縱和行車指揮命令協(xié)調(diào)工作③及時處理各種故障、通知地面維修④傳輸信息的通信網(wǎng)絡(luò)功能7精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能——控制技術(shù)①ATP、ATC系統(tǒng)②列車控制級：包括控制信息傳送、重聯(lián)控制、自動牽引/制動控制、制動力分配、客車門開啟關(guān)閉、收集診斷、旅客信息系統(tǒng)接口和管理傳輸信息等功能③動力車車廂控制級功能：包括對兩個轉(zhuǎn)向架牽引/制動、防空轉(zhuǎn)/滑行控制、動力車空氣制動分配、電氣參數(shù)監(jiān)測、網(wǎng)側(cè)變壓器控制、空調(diào)、軸溫、電機(jī)側(cè)變流器控制、輔助變流器控制及計算機(jī)狀態(tài)查詢等功能④拖車車廂控制級功能：包括拖車車門、防滑、軸溫、空調(diào)、制動、供電等8精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能——監(jiān)測、診斷技術(shù)①任務(wù)：包括信息收集、顯示、走行信息計算、故障信息記錄、故障下提示運(yùn)行方式、排除故障方式、必要時緊急制動和自動整備作業(yè)等②車載診斷系統(tǒng)的三個層次：部件診斷、單節(jié)車診斷、列車診斷③診斷結(jié)果處理及顯示：平行處理——向列車控制發(fā)指令，送入數(shù)據(jù)庫為維修提供信息顯示方式——駕駛臺屏幕顯示主要診斷結(jié)果，保存診斷結(jié)果④控制、監(jiān)測和診斷信息的傳輸：列車總線信息；車廂總線信息；車廂總線信息9精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能TCMS控制/監(jiān)督列車的以下系統(tǒng)：

①供風(fēng)系統(tǒng)；·②APC系統(tǒng)；·③APT系統(tǒng)；④自動車鉤；·⑤輔助供電系統(tǒng)；⑥蓄電池系統(tǒng)；·⑦制動系統(tǒng)；⑧司機(jī)安全裝置；·⑨外部車門；⑩火災(zāi)探測系統(tǒng)；⑾供暖和通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)；⑿高壓系統(tǒng)；·⒁內(nèi)部車門；⒁內(nèi)部照明；⒂旅客信息系統(tǒng)；⒃牽引系統(tǒng)；⒄衛(wèi)生間10精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能4、TCMS系統(tǒng)中各分部的作用：①列車控制中央控制單元（TCCCU）列車基本單元內(nèi)直接由列車控制中央控制單元（TCCCU）管理的系統(tǒng)包括列車診斷系統(tǒng)、自動車鉤、駕駛臺、高壓系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)、前面板、廁所、餐車業(yè)務(wù)、輪椅提升、后視鏡、過熱的軸承箱、內(nèi)門、司機(jī)安全裝置、供氣系統(tǒng)和電池。列車基本單元內(nèi)受TCCCU監(jiān)控的外部系統(tǒng)包括PCU，牽引控制單元、電池變流器控制單元、制動控制單元（BCU）、外門控制單元（DCU）、采暖、通風(fēng)和空調(diào)控制單元（HVAC）、旅客控制系統(tǒng)（PIS）、火災(zāi)探測單元、GSM接收器及自動列車保護(hù)（ATP）。11精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能②列車診斷系統(tǒng)中央控制單元（TDSCCU）為了在列車上存儲診斷數(shù)據(jù)和與智能顯示單元進(jìn)行通訊而設(shè)計的。③牽引控制中央控制單元（PCUCCU）用于動車的牽引控制，該單元掛在列車基本單元TBU內(nèi)部的MVB總線上，通過MVB總線接受司機(jī)室控制命令，也通過MVB總線傳送車輛運(yùn)行信息到主控計算機(jī)作進(jìn)一步的處理和顯示。④數(shù)字/模擬輸入、輸出單元（DX/AX）對應(yīng)駕駛臺的手動輸入信號、各種自動檢測的傳感信號等。12精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能5、系統(tǒng)功能①觸摸顯示屏：在每個司機(jī)臺上設(shè)有一個帶有彩色觸摸屏的IDU。IDU包括許多表示列車和列車系統(tǒng)狀態(tài)的菜單。還有可能從IDU控制一些系統(tǒng)功能并激活、停用系統(tǒng)和功能。屏幕文字為中文?？纱嫠緳C(jī)臺上某些顯示儀表和控制部件。人員可以以不同的TCMS和IDU菜單訪問級別登陸到IDU。司機(jī)需要一定的訪問級別，而乘務(wù)員和服務(wù)人員則需要其他不同的訪問級別。乘務(wù)員和服務(wù)人員可以在列車運(yùn)用過程中對停用司機(jī)室內(nèi)的IDU進(jìn)行操作。13精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能通過處于工作狀態(tài)的司機(jī)室中的觸摸顯示屏，司機(jī)能看到相關(guān)的現(xiàn)行故障和故障史，牽引系統(tǒng)的概況，門的狀態(tài)，ESU狀態(tài)和列車情況。司機(jī)可以進(jìn)行制動試驗，DSD試驗，開、關(guān)系統(tǒng)和輸入故障信息。通過處于非工作狀態(tài)的司機(jī)室中的觸摸顯示屏，乘務(wù)員能看到相關(guān)的現(xiàn)行故障和故障史。乘務(wù)員也能輸入故障信息。通過處于乘務(wù)室中的觸摸顯示屏，乘務(wù)員能看到相關(guān)的現(xiàn)行故障和故障史。乘務(wù)員也能輸入故障信息。維修人員除了上述功能外，還能看到如更低級別的時間和軟件的版本等信息。14精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能②列車診斷系統(tǒng)（TDS）從不同系統(tǒng)來的事件都會存儲在TDS。每一個事件都有事件記錄和環(huán)境數(shù)據(jù)（如GPS位置，列車速度等）。所有的事件都會按不同的優(yōu)先次序（如主要的和次要的）和不同的目錄進(jìn)行分類。列車狀況（如關(guān)門次數(shù)，行程公里數(shù)，運(yùn)行時間）每天都會總結(jié)，并存儲在TCMS系統(tǒng)的每日欄目里故障輸入功能使得司機(jī)和乘務(wù)員能對列車的故障在TCMS系統(tǒng)中進(jìn)行文字存儲15精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能③遠(yuǎn)程加載/在線功能——列車診斷數(shù)據(jù)通過GSM從列車遠(yuǎn)程加載到在線系統(tǒng)——所有的事件，包括發(fā)生的時間和環(huán)境數(shù)據(jù)，都從列車加載到在線系統(tǒng)存儲——每日記錄裝置里的數(shù)據(jù)也都將從列車加載到在線系統(tǒng)存儲——在線系統(tǒng)中有中文顯示工具，可顯示和分析從列車加載的事件數(shù)據(jù)——在線系統(tǒng)中有中文工具將每日記錄裝置的數(shù)據(jù)總結(jié)成為列車的狀況數(shù)據(jù)。16精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能④線下的功能——列車診斷數(shù)據(jù)通過GPRS/GSM從列車遠(yuǎn)程上載到線下系統(tǒng)?！惺录òl(fā)生的時間和環(huán)境數(shù)據(jù)，都從列車上載互線下系統(tǒng)存儲——每日欄目里有數(shù)據(jù)也都從列車上載到線下系統(tǒng)存儲——線下系統(tǒng)有顯示中文的工具，能顯示和分析從列車上載過來的數(shù)據(jù)——線下系統(tǒng)有中文工具將每日欄里的數(shù)據(jù)總結(jié)成為列車的狀況數(shù)據(jù)17精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能列車控制與管理系統(tǒng)是一套分布式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，通過貫穿列車的總線來傳送控制、監(jiān)測及故障診斷等信息，可控制并監(jiān)控所有列車和車輛有相關(guān)功能，控制系統(tǒng)重要部分采用冗余設(shè)計。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)主要由主處理單元、列車信息顯示裝置、車內(nèi)信息顯示裝置、網(wǎng)關(guān)、中繼器、遠(yuǎn)程輸入輸出模塊等組成。該系統(tǒng)具有牽引控制、制動控制、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與控制、輔助設(shè)備控制等功能?？梢杂涗?、存儲車內(nèi)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，便于進(jìn)行故障分析與排除，同時這些信息可以傳送回基地，實(shí)現(xiàn)車內(nèi)信號與地面系統(tǒng)的遠(yuǎn)程傳輸。18精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能二、TCMS的通訊方式，工作過程與使用維護(hù)1、通訊方式：列車總線（WTB）——車組間多功能車輛總線（MVB）——單元內(nèi)部以太網(wǎng)——觸摸屏與診斷裝置串行鏈接——其他單元19精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能2、工作過程：（以軸溫報警檢測子系統(tǒng)為例）①列車上每個軸箱的溫度傳感器向AX模塊輸出反映溫度的模擬信號②每個轉(zhuǎn)向架配有一個AX模塊，與TCMS的MVB相連接③TCMS系統(tǒng)內(nèi)已有環(huán)境溫度傳感器，不需別設(shè)專門的傳感器④TCMS將監(jiān)控軸箱溫度，如溫度超過限制，司機(jī)室智能顯示裝置的主要警報將被激活，在乘務(wù)室的IDU可以看到警報。⑤TCMS還監(jiān)控溫度傳感器故障，故障時可在司機(jī)室的IDU上顯示，通知失去軸溫監(jiān)控。⑥所有的溫度傳感器可從司機(jī)室和乘務(wù)室的IDU監(jiān)控。20精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能3、TCMS系統(tǒng)的使用與維護(hù)——ATC的平均故障間隔為0.4百萬公里，列車系統(tǒng)的平均故障間隔為2.1百萬公里?！悄茱@示單元IDU的定期維修間隔為72個月，大修；——車輛控制單元VCU的定期維修間隔為60個月，更換后大修/修理；——VCU電池的定期維修間隔為60個月，更換。21精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能三、車門控制：車門控制電路由車門開/關(guān)控制電路，車門工作閥電路，車門狀態(tài)指示電路，蜂鳴器和監(jiān)控電路，車門切除電路，安全疏散門電路組成。各車輛的左右門以一位端來決定。在門的內(nèi)鍘，門柱的內(nèi)部，安裝有一個可觸及的門控制裝置，在左側(cè)門柱上安裝一個帶照明燈和開關(guān)的本地控制板。22精選課件ppt南京地鐵一號線車輛的每節(jié)車廂兩側(cè)各有5扇客室門，呈對稱布置，六節(jié)車編組共60扇客室門；客室門為雙葉式電動塞拉門，其中門頁由鋁框架、鋁板、層壓板、雙層玻璃等組成。門頁邊用橡膠條壓嵌而成。門頁上方設(shè)有一套電動驅(qū)動機(jī)構(gòu)，由門控單元（EDCU）、絲桿、制動單元、壓輪、導(dǎo)軌、驅(qū)動電機(jī)、滾輪擺臂等組成。開關(guān)門的速度及壓力可以通過調(diào)節(jié)車門控制單元（EDCU）來改變。每扇客室車門設(shè)有一套機(jī)械解鎖機(jī)構(gòu)（每節(jié)車的5A和1B門設(shè)有兩套機(jī)械解鎖機(jī)構(gòu)）和一套門切除機(jī)構(gòu)，以便在緊急情況下，能從客室內(nèi)或外直接打開和切除車門。23精選課件ppt24精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能（一）開門功能：在列車移動速度分別超過1km/h（從0km/h開始起效）和3km/h（從高于3公里的速度減低時開始起效）時，車門將不能打開（自動聯(lián)鎖）。司機(jī)可在20km/h低速運(yùn)行時按動釋放按鈕，實(shí)現(xiàn)在低于3km/h速度取消自動聯(lián)鎖時門得到釋放。車門開啟許可由司機(jī)操作控制，乘客通過聲光信號可得知門是否可使用。25精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能司機(jī)按下OPEN按鈕后，司機(jī)室的I/O單元檢測到輸入信號，作為一個數(shù)據(jù)包通過BC傳遞給VCU（COMC管理總線通信）。VCU把信息傳給GW。GW決定是哪個門要打開（左邊或右邊），GW把這個命令傳給所有本地VCU單元。每個本地VCU給本地門控單元發(fā)出開門命令。門控單元收集門狀態(tài)的信息并更新GW和IDU的信息每次許可只適用列車一側(cè)。26精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能所有釋放的門都可在司機(jī)室通過中心門打開按鈕打開。當(dāng)門完全打開時，提供門被打開的DCU信號。車門打開的時間是7-8秒。超出正常時間2秒時，發(fā)出開門時間錯誤的信號。無論在什么情況下，打開的門將會發(fā)出牽引阻塞信號。27精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能（二）關(guān)門功能車門的關(guān)閉指令下達(dá)時會聽到聲音信號。聲音信號在車門開始移動前1秒開始。當(dāng)速度控制設(shè)定為清洗狀態(tài)時，將發(fā)出關(guān)閉所有乘客入口門的指令（包括信號）。該指令的一般意義是保證列車發(fā)車程序已啟動，但是，在沒有關(guān)門的情況下不能移動。根據(jù)取消釋放的信號下達(dá)的關(guān)門指令將根據(jù)正常速度執(zhí)行。車門關(guān)閉的時間是7-8秒。超出正常時間2秒時，發(fā)出關(guān)門時間錯誤的信號。28精選課件ppt列車控制與管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能（三）監(jiān)測系統(tǒng)在門控制板上有一個綠色指示燈。在離開就緒信號發(fā)出之后，該指示燈閃爍。在門系統(tǒng)還有顯示故障的紅色指示燈。一個門有一個這樣的指示燈，安裝在靠近門的門控制板上。本地控制板上也有一個黃色指示燈，當(dāng)本地操作開關(guān)啟動時亮，并在關(guān)閉本地門開關(guān)啟動時熄滅。當(dāng)門處于本地操作狀態(tài)時，即黃燈亮?xí)r，沒有其他關(guān)閉指令可以接受