第四章列车控制与管理系统的结构与功能课件

列车控制与管理系统的结构与功能一、控制系统的结构、功能列车由三种形式的车辆组成，端部机车（DM：Mc1、Mc2）、中间拖车（T：Tp，Tb）及中间动车（M）。这些车辆组成基本列车单元（TBU）。DM和M型车的电气系统结构和设备相同，但端部车辆有司机室的附加设备和ATP天线。动车的四个轴都是驱动轴，T型车设有相同的高压设备，但Tb车没有装设受电弓。1精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能1、系统构成：以计算机为核心的集自动检测、智能显示和自动控制于一体的高度自动化系统，控制系统的体系结构是用现场总线连接起来的分布式控制系统，能尽量缩短电缆的连接。系统的重要部分采用冗余设计，提高了系统的可靠性，排除了单一故障影响系统功能的可能性。TCMS采用动态设置，以支持多个列车单元重联时的连挂和分解。2精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能TCMS系统分为三层，分别为列车总线（WTB）多功能车辆总线（MVB）及牵引多功能车辆总线（PMVB）。在三种数据总线上挂有大量的计算机控制单元、控制模块、基本输入输出接口等。3精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能控制系统包括牵引系统、制动系统、列车信息控制系统及辅助控制系统等几部分组成，各子系统独立构成闭环控制系统，又通过列车信息控制系统传递控制命令协调工作。列车信息控制系统由监控器和控制传输部分组成，以通过贯穿列车的总线来传送信息，从而减轻了列车的重量。通过对列车运行及车载设备动作的相关信息进行集中管理，可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。4精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能2、功能：TCMS接受司机的指令信息，经转换与运算后发给主回路电器系统执行实施能量转换过程，控制列车运行；TCMS还检测列车运行的实际状态信息，对该状态信息进行处理和判断，一方面显示给司机、乘务人员和维护人员了解列车运行情况，另一方面对出现的异常情况进行报警和应急处理。5精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能列车运行速度受车载列车速度控制系统控制，该系统能根据线路允许的速度信号控制列车运行速度，确保列车运行安全。当列车超过规定速度运行时将通过制动系统自动减速运行。动车组第一节车内的VCU（TCCCU）应处理整列车的分部控制和监测功能。各车的控制和监测应分别由沿整列车分布的VCU处理。6精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能——技术功能：①正确控制监测列车安全运行②按司机操纵和行车指挥命令协调工作③及时处理各种故障、通知地面维修④传输信息的通信网络功能7精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能——控制技术①ATP、ATC系统②列车控制级：包括控制信息传送、重联控制、自动牵引/制动控制、制动力分配、客车门开启关闭、收集诊断、旅客信息系统接口和管理传输信息等功能③动力车车厢控制级功能：包括对两个转向架牵引/制动、防空转/滑行控制、动力车空气制动分配、电气参数监测、网侧变压器控制、空调、轴温、电机侧变流器控制、辅助变流器控制及计算机状态查询等功能④拖车车厢控制级功能：包括拖车车门、防滑、轴温、空调、制动、供电等8精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能——监测、诊断技术①任务：包括信息收集、显示、走行信息计算、故障信息记录、故障下提示运行方式、排除故障方式、必要时紧急制动和自动整备作业等②车载诊断系统的三个层次：部件诊断、单节车诊断、列车诊断③诊断结果处理及显示：平行处理——向列车控制发指令，送入数据库为维修提供信息显示方式——驾驶台屏幕显示主要诊断结果，保存诊断结果④控制、监测和诊断信息的传输：列车总线信息；车厢总线信息；车厢总线信息9精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能TCMS控制/监督列车的以下系统：

①供风系统；·②APC系统；·③APT系统；④自动车钩；·⑤辅助供电系统；⑥蓄电池系统；·⑦制动系统；⑧司机安全装置；·⑨外部车门；⑩火灾探测系统；⑾供暖和通风空调系统；⑿高压系统；·⒁内部车门；⒁内部照明；⒂旅客信息系统；⒃牵引系统；⒄卫生间10精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能4、TCMS系统中各分部的作用：①列车控制中央控制单元（TCCCU）列车基本单元内直接由列车控制中央控制单元（TCCCU）管理的系统包括列车诊断系统、自动车钩、驾驶台、高压系统、辅助供电系统、前面板、厕所、餐车业务、轮椅提升、后视镜、过热的轴承箱、内门、司机安全装置、供气系统和电池。列车基本单元内受TCCCU监控的外部系统包括PCU，牵引控制单元、电池变流器控制单元、制动控制单元（BCU）、外门控制单元（DCU）、采暖、通风和空调控制单元（HVAC）、旅客控制系统（PIS）、火灾探测单元、GSM接收器及自动列车保护（ATP）。11精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能②列车诊断系统中央控制单元（TDSCCU）为了在列车上存储诊断数据和与智能显示单元进行通讯而设计的。③牵引控制中央控制单元（PCUCCU）用于动车的牵引控制，该单元挂在列车基本单元TBU内部的MVB总线上，通过MVB总线接受司机室控制命令，也通过MVB总线传送车辆运行信息到主控计算机作进一步的处理和显示。④数字/模拟输入、输出单元（DX/AX）对应驾驶台的手动输入信号、各种自动检测的传感信号等。12精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能5、系统功能①触摸显示屏：在每个司机台上设有一个带有彩色触摸屏的IDU。IDU包括许多表示列车和列车系统状态的菜单。还有可能从IDU控制一些系统功能并激活、停用系统和功能。屏幕文字为中文。可代替司机台上某些显示仪表和控制部件。人员可以以不同的TCMS和IDU菜单访问级别登陆到IDU。司机需要一定的访问级别，而乘务员和服务人员则需要其他不同的访问级别。乘务员和服务人员可以在列车运用过程中对停用司机室内的IDU进行操作。13精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能通过处于工作状态的司机室中的触摸显示屏，司机能看到相关的现行故障和故障史，牵引系统的概况，门的状态，ESU状态和列车情况。司机可以进行制动试验，DSD试验，开、关系统和输入故障信息。通过处于非工作状态的司机室中的触摸显示屏，乘务员能看到相关的现行故障和故障史。乘务员也能输入故障信息。通过处于乘务室中的触摸显示屏，乘务员能看到相关的现行故障和故障史。乘务员也能输入故障信息。维修人员除了上述功能外，还能看到如更低级别的时间和软件的版本等信息。14精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能②列车诊断系统（TDS）从不同系统来的事件都会存储在TDS。每一个事件都有事件记录和环境数据（如GPS位置，列车速度等）。所有的事件都会按不同的优先次序（如主要的和次要的）和不同的目录进行分类。列车状况（如关门次数，行程公里数，运行时间）每天都会总结，并存储在TCMS系统的每日栏目里故障输入功能使得司机和乘务员能对列车的故障在TCMS系统中进行文字存储15精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能③远程加载/在线功能——列车诊断数据通过GSM从列车远程加载到在线系统——所有的事件，包括发生的时间和环境数据，都从列车加载到在线系统存储——每日记录装置里的数据也都将从列车加载到在线系统存储——在线系统中有中文显示工具，可显示和分析从列车加载的事件数据——在线系统中有中文工具将每日记录装置的数据总结成为列车的状况数据。16精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能④线下的功能——列车诊断数据通过GPRS/GSM从列车远程上载到线下系统。——所有事件包括发生的时间和环境数据，都从列车上载互线下系统存储——每日栏目里有数据也都从列车上载到线下系统存储——线下系统有显示中文的工具，能显示和分析从列车上载过来的数据——线下系统有中文工具将每日栏里的数据总结成为列车的状况数据17精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能列车控制与管理系统是一套分布式计算机网络控制系统，通过贯穿列车的总线来传送控制、监测及故障诊断等信息，可控制并监控所有列车和车辆有相关功能，控制系统重要部分采用冗余设计。列车网络控制系统主要由主处理单元、列车信息显示装置、车内信息显示装置、网关、中继器、远程输入输出模块等组成。该系统具有牵引控制、制动控制、设备状态监测与控制、辅助设备控制等功能。可以记录、存储车内设备的数据信息，便于进行故障分析与排除，同时这些信息可以传送回基地，实现车内信号与地面系统的远程传输。18精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能二、TCMS的通讯方式，工作过程与使用维护1、通讯方式：列车总线（WTB）——车组间多功能车辆总线（MVB）——单元内部以太网——触摸屏与诊断装置串行链接——其他单元19精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能2、工作过程：（以轴温报警检测子系统为例）①列车上每个轴箱的温度传感器向AX模块输出反映温度的模拟信号②每个转向架配有一个AX模块，与TCMS的MVB相连接③TCMS系统内已有环境温度传感器，不需别设专门的传感器④TCMS将监控轴箱温度，如温度超过限制，司机室智能显示装置的主要警报将被激活，在乘务室的IDU可以看到警报。⑤TCMS还监控温度传感器故障，故障时可在司机室的IDU上显示，通知失去轴温监控。⑥所有的温度传感器可从司机室和乘务室的IDU监控。20精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能3、TCMS系统的使用与维护——ATC的平均故障间隔为0.4百万公里，列车系统的平均故障间隔为2.1百万公里。——智能显示单元IDU的定期维修间隔为72个月，大修；——车辆控制单元VCU的定期维修间隔为60个月，更换后大修/修理；——VCU电池的定期维修间隔为60个月，更换。21精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能三、车门控制：车门控制电路由车门开/关控制电路，车门工作阀电路，车门状态指示电路，蜂鸣器和监控电路，车门切除电路，安全疏散门电路组成。各车辆的左右门以一位端来决定。在门的内铡，门柱的内部，安装有一个可触及的门控制装置，在左侧门柱上安装一个带照明灯和开关的本地控制板。22精选课件ppt南京地铁一号线车辆的每节车厢两侧各有5扇客室门，呈对称布置，六节车编组共60扇客室门；客室门为双叶式电动塞拉门，其中门页由铝框架、铝板、层压板、双层玻璃等组成。门页边用橡胶条压嵌而成。门页上方设有一套电动驱动机构，由门控单元（EDCU）、丝杆、制动单元、压轮、导轨、驱动电机、滚轮摆臂等组成。开关门的速度及压力可以通过调节车门控制单元（EDCU）来改变。每扇客室车门设有一套机械解锁机构（每节车的5A和1B门设有两套机械解锁机构）和一套门切除机构，以便在紧急情况下，能从客室内或外直接打开和切除车门。23精选课件ppt24精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能（一）开门功能：在列车移动速度分别超过1km/h（从0km/h开始起效）和3km/h（从高于3公里的速度减低时开始起效）时，车门将不能打开（自动联锁）。司机可在20km/h低速运行时按动释放按钮，实现在低于3km/h速度取消自动联锁时门得到释放。车门开启许可由司机操作控制，乘客通过声光信号可得知门是否可使用。25精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能司机按下OPEN按钮后，司机室的I/O单元检测到输入信号，作为一个数据包通过BC传递给VCU（COMC管理总线通信）。VCU把信息传给GW。GW决定是哪个门要打开（左边或右边），GW把这个命令传给所有本地VCU单元。每个本地VCU给本地门控单元发出开门命令。门控单元收集门状态的信息并更新GW和IDU的信息每次许可只适用列车一侧。26精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能所有释放的门都可在司机室通过中心门打开按钮打开。当门完全打开时，提供门被打开的DCU信号。车门打开的时间是7-8秒。超出正常时间2秒时，发出开门时间错误的信号。无论在什么情况下，打开的门将会发出牵引阻塞信号。27精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能（二）关门功能车门的关闭指令下达时会听到声音信号。声音信号在车门开始移动前1秒开始。当速度控制设定为清洗状态时，将发出关闭所有乘客入口门的指令（包括信号）。该指令的一般意义是保证列车发车程序已启动，但是，在没有关门的情况下不能移动。根据取消释放的信号下达的关门指令将根据正常速度执行。车门关闭的时间是7-8秒。超出正常时间2秒时，发出关门时间错误的信号。28精选课件ppt列车控制与管理系统的结构与功能（三）监测系统在门控制板上有一个绿色指示灯。在离开就绪信号发出之后，该指示灯闪烁。在门系统还有显示故障的红色指示灯。一个门有一个这样的指示灯，安装在靠近门的门控制板上。本地控制板上也有一个黄色指示灯，当本地操作开关启动时亮，并在关闭本地门开关启动时熄灭。当门处于本地操作状态时，即黄灯亮时，没有其他关闭指令可以接受