CN103728973A - 16编组的列车网络集成实验台 - Google Patents

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徐燕芬
孙国斌
姜仕军
孟祥振
郭瑞
薛树坤
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Abstract

本发明针对CRH5型列车公开一种16编组的列车网络集成实验台，包括网络系统、ACU/TCU牵引系统、空调控制系统、旅客信息系统、轴箱检测控制器、本地显示器、烟火系统和充电机，还包括列车总线和车辆总线；网络系统通过网关实现列车总线和车辆总线之间的双向信息交换；该网络集成实验台的各个系统均通过车辆总线与主处理单元进行通讯；列车总线为贯穿列车的总线，传送控制、监测及故障诊断信息，保证列车运用过程中，系统信息传递的准确性和高效性；该网络集成实验台还包括仿真主机，通过仿真主机软件系统实现16辆长编动车组重联，两个8辆编组列车之间通过列车总线进行通讯，通过实物仿真软件实现重联信号的传输。

Description

16编组的列车网络集成实验台
技术领域
本发明涉及一种16编组的高速列车网络控制系统，具体的说，涉及一种针对CRH5型列车的16编组的列车网络集成实验台。 
背景技术
列车网络控制系统主要实现对列车关键设备运行状态的监视，并根据需要对设备进行远程控制，列车网络控制系统集列车控制系统、故障检测与诊断系统、以及旅客信息服务系统于一体，以车载微机为主要技术手段，通过网络实现列车各个系统间的信息交换，最终达到对车载设备的集散式监视、控制和管理的目的，实现列车控制系统的智能化、网络化和信息化，所以说列车网络控制系统在列车运行中和维护中起到至关重要的作用。 
随着高速列车网络技术快速发展，现有的高速列车网络控制系统已经不能满足列车网络控制系统的高可靠性和高专业性的要求，需要建立网络集成实验台对高速列车网络控制系统，特别是CRH5型列车的网络进行系统设计和研究，通过网络集成实验台对列车网络进行设计、仿真、实验、分析和调试，完成对列车网络控制系统关键技术的仿真实验、功能验证、安全评估、特定故障工况复现分析过程。 
发明内容
本发明的目的是提供一种针对CRH5型列车的16编组的列车网络集成实验台，利于对列车网络控制系统进行高效的性能测试和分析。 
本发明的技术方案是：一种16编组的列车网络集成实验台，其特征在于：该网络集成实验台包括网络系统、ACU/TCU牵引系统、空调控制系统（HVAC）、旅客信息系统（PIS）、轴箱检测控制器（HADS）、本地显示器（LT）、烟火系统（FIRE）和充电机（BATTEY），还包括贯穿列车的列车总线（WTB）和车辆总线（MVB）；所述的网络系统包括网关（GW）、主处理单元（MPU-LC/MPU-LT）和以太网关（Eth/MVB GW1和Eth/MVB GW2）；所述的ACU/TCU牵引系统包括牵引控制单元（TCU）和辅助控制单元（ACU）；所述的网关（GW）设有列车总线（WTB）接口和车辆总线（MVB）接口，通过网关（GW）实现列车总线（WTB） 和车辆总线（MVB）之间的双向信息交换；该网络集成实验台的各个系统均通过车辆总线（MVB）与主处理单元（MPU-LC/MPU-LT）进行通讯；该网络集成实验台还包括仿真主机，通过仿真主机软件系统实现16辆长编动车组重联，两个8辆编组列车之间通过列车总线（WTB）进行通讯。 
优选的是，所述的主处理单元（MPU-LT）控制牵引控制单元（TCU）和辅助控制单元（ACU）；主处理单元（MPU-LC）控制空调控制系统（HVAC）、旅客信息系统（PIS）、轴箱检测控制器（HADS）、本地显示器（LT）、烟火系统（FIRE）和充电机（BATTEY）。 
优选的是，所述的旅客信息系统（PIS）为分布式信息服务系统，由旅客信息显示系统、公共播音系统、列车内部对讲通信系统和音视频娱乐系统4个子系统构成。 
优选的是，所述的仿真主机包括了实物仿真软件和司机操作台仿真软件，实物仿真软件通过以太网线连接以太网关（Eth/MVB GW1和Eth/MVB GW2），从而实现与主处理单元（MPU-LT/MPU-LC）的通信，其中实物仿真软件实现对牵引控制单元（TCU）、辅助控制单元（ACU）、牵引本地控制器（CLT）、制动控制单元（BCU）和高压系统的仿真；司机操作台仿真软件实现对司机钥匙(Key)、主命令开关(SCC)、升前弓(Front PNT)、升后弓(Rear PNT)、空气压缩机(Compressor)、分断DJ(Open DJ)、闭合DJ(Close DJ)和司机台指示灯的仿真。 
本发明与现有技术相比的有益效果为： 
（1）本发明的16编组的列车网络集成实验台，包括网络系统、ACU/TCU牵引系统、空调控制系统（HVAC）、旅客信息系统（PIS）、轴箱检测控制器（HADS）、本地显示器（LT）、烟火系统（FIRE）和充电机（BATTEY），可实现对CRH5型列车网络控制系统进行设计、仿真、实验和分析需求； 
（2）该网络集成实验台的各个系统均通过车辆总线（MVB）与主处理单元（MPU-LC/MPU-LT）进行通讯，网关（GW）实现列车总线（WTB）和车辆总线（MVB）之间的双向信息交换，列车总线（WTB）为贯穿列车的总线，传送控制、监测及故障诊断信息，保证列车运用过程中，系统信息传递的准确性和高效性； 
（3）该网络集成试验台实现16辆长编动车组重联，将两个8辆编组列车之间通过列车总线（WTB）进行通讯，通过实物仿真软件实现重联信号的传输。 
附图说明
图1为本发明的结构示意图。 
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式： 
参见图1，一种16编组的列车网络集成实验台，该网络集成实验台包括网络系统、ACU/TCU牵引系统、空调控制系统（HVAC）、旅客信息系统（PIS）、轴箱检测控制器（HADS）、本地显示器（LT）、烟火系统（FIRE）和充电机（BATTEY），还包括贯穿列车的列车总线（WTB）和车辆总线（MVB），可实现对CRH5型列车网络控制系统进行设计、仿真、实验和分析需求；所述的网络系统包括网关（GW）、主处理单元（MPU-LC/MPU-LT）和以太网关（Eth/MVBGW1和Eth/MVB GW2）；所述的ACU/TCU牵引系统包括牵引控制单元（TCU）和辅助控制单元（ACU）；所述的网关（GW）设有列车总线（WTB）接口和车辆总线（MVB）接口，通过网关（GW）实现列车总线（WTB）和车辆总线（MVB）之间的双向信息交换；该网络集成实验台的各个系统均通过车辆总线（MVB）与主处理单元（MPU-LC/MPU-LT）进行通讯，网关（GW）实现列车总线（WTB）和车辆总线（MVB）之间的双向信息交换，列车总线（WTB）为贯穿列车的总线，传送控制、监测及故障诊断信息，保证列车运用过程中，系统信息传递的准确性和高效性；该网络集成实验台还包括仿真主机，通过仿真主机软件系统实现16辆长编动车组重联，两个8辆编组列车之间通过列车总线（WTB）进行通讯。 
主处理单元（MPU-LT）控制牵引控制单元（TCU）和辅助控制单元（ACU）；主处理单元（MPU-LC）控制空调控制系统（HVAC）、旅客信息系统（PIS）、轴箱检测控制器（HADS）、本地显示器（LT）、烟火系统（FIRE）和充电机（BATTEY）。 
旅客信息系统（PIS）为分布式信息服务系统，由旅客信息显示系统、公共播音系统、列车内部对讲通信系统和音视频娱乐系统4个子系统构成；旅客信息系统（PIS）设有旅客信息系统机柜。 
该网络集成实验台还包括制动控制系统和仿真主机，制动控制系统通过车辆总线（MVB）接入网络系统和仿真主机，将车辆总线（MVB）和仿真主机接收的数据转化为制定力并输出至制动执行系统。 
仿真主机包括了实物仿真软件和司机操作台仿真软件，实物仿真软件通过以太网线连接以太网关（Eth/MVB GW1和Eth/MVB GW2），从而实现与主处理单元（MPU-LT）的通信，其中实物仿真软件实现对牵引控制单元（TCU）、辅助控制单元（ACU）、牵引本地控制器（CLT）、制动控制单元（BCU）和高压系统的仿真；司机操作台仿真软件实现对司机钥匙(Key)、主命令开关(SCC)、升前弓(Front PNT)、升后弓(Rear PNT)、空气压缩机(Compressor)、 分断DJ(Open DJ)、闭合DJ(Close DJ)和司机台指示灯的仿真。 

Claims (4)

1.一种16编组的列车网络集成实验台，其特征在于：该网络集成实验台包括网络系统、ACU/TCU牵引系统、空调控制系统（HVAC）、旅客信息系统（PIS）、轴箱检测控制器（HADS）、本地显示器（LT）、烟火系统（FIRE）和充电机（BATTEY），还包括贯穿列车的列车总线（WTB）和车辆总线（MVB）；所述的网络系统包括网关（GW）、主处理单元（MPU-LC和MPU-LT）和以太网关（Eth/MVB GW1和Eth/MVB GW2）；所述的ACU/TCU牵引系统包括牵引控制单元（TCU）和辅助控制单元（ACU）；所述的网关（GW）设有列车总线（WTB）接口和车辆总线（MVB）接口，通过网关（GW）实现列车总线（WTB）和车辆总线（MVB）之间的双向信息交换；该网络集成实验台的各个系统均通过车辆总线（MVB）与主处理单元（MPU-LC/MPU-LT）进行通讯；该网络集成实验台还包括仿真主机，通过仿真主机软件系统实现16辆长编动车组重联，两个8辆编组列车之间通过列车总线（WTB）进行通讯。
2.根据权利要求1所述的16辆编组的列车网络集成实验台，其特征在于：所述的主处理单元（MPU-LT）控制牵引控制单元（TCU）和辅助控制单元（ACU）；主处理单元（MPU-LC）控制空调控制系统（HVAC）、旅客信息系统（PIS）、轴箱检测控制器（HADS）、本地显示器（LT）、烟火系统（FIRE）和充电机（BATTEY）。
3.根据权利要求1所述的16辆编组的列车网络集成实验台，其特征在于：所述的旅客信息系统（PIS）为分布式信息服务系统，由旅客信息显示系统、公共播音系统、列车内部对讲通信系统和音视频娱乐系统4个子系统构成。
4.根据权利要求1所述的16辆编组的列车网络集成实验台，其特征在于：所述的仿真主机包括了实物仿真软件和司机操作台仿真软件，实物仿真软件通过以太网线连接以太网关（Eth/MVB GW1和Eth/MVB GW2），从而实现与主处理单元（MPU-LT/MPU-LC）的通信，其中实物仿真软件实现对牵引控制单元（TCU）、辅助控制单元（ACU）、牵引本地控制器（CLT）、制动控制单元（BCU）和高压系统的仿真；司机操作台仿真软件实现对司机钥匙(Key)、主命令开关(SCC)、升前弓(Front PNT)、升后弓(Rear PNT)、空气压缩机(Compressor)、分断DJ(Open DJ)、闭合DJ(Close DJ)和司机台指示灯的仿真。
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