CN110672339A - 一种动力集中动车组动力车模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：包括电源模块、PLC及控制电器、网络试验装置(3)、人机交互组件(2)、含线缆的通信控制连接器(5)、含线缆的重联控制连接器(4)、线缆收集装置(1)、WLAN数据传输装置、滚轮(6)；本发明在总线功能和电器连挂功能上相当于动力车，能够在不与动力车联挂的情况下，对修竣拖车、控制车总线通讯及与动力车之间的电气联挂功能进行配套性能检验，以提高动力车与拖控制车一次联机成功率，提高车辆的静调效率和静调质量，可以有效的缩短人工作业难度、作业时间、提高故障检测准确率和效率。

Description

一种动力集中动车组动力车模拟装置

技术领域

本发明属于铁路车辆检修、动车组模拟调试作业领域，具体涉及一种动力集中动车组动力车模拟装置。

背景技术

目前，铁路客运列车主要分为动车组(动力分散型)和普速旅客列车。动车组及普速旅客列车已应用多年，其运用检修技术标准体系及相关设施较为完善，为铁路旅客的安全运输提供了有力的保障。为满足不同的市场需求，“复兴号”中国标准动车组系列化研制中，标准动车组将形成速度等级为CR400/300/200的标准系列化产品，其中CR200等级标准动车组逐步取代普速旅客客车。

动力集中动车组，作为“复兴号”动车组的系列产品，对提速客车升级换代，对于推进铁路客运供给侧结构性改革、提高运输组织效率、改善旅客出行条件具有重要作用，同时也形成新的客流增长点。与传统的“机车+车辆”普速列车相比，动力集中型动车组采用不解编的运营模式，减少解编、换端等作业时间，C3修、A2修及其以下修程采用机车车辆固定编组、一体化检修模式，但对于C3修、A2修及其以上修程，动车、拖车需分别送往机务段、客整所完成维修。

目前动力集中动车组C3修、A2修及其以上修程作业面临几大困难：

1、动力集中动车组解编后，拖车将被牵引至客整所检测，由于拖控车的总线功能与动力车之间的相关性，使得在动力车缺位的条件下无法单独对拖控车总线功能和电器控制功能进行较好的调试和验证，会严重影响到列车联机后的静调效率，容易埋下隐患，影响检修质量。

2、拖车修竣后，需要重新牵引至机务段与动力车进行配套性能调试、联机校验，整个调度过程繁冗耗时，作业时间长，检修效率低。

发明内容

针对现有技术以上缺陷或改进需求中的至少一种，本发明提供了一种动力集中动车组动力车模拟装置，在总线功能和电器连挂功能上相当于动力车，能够在不与动力车联挂的情况下，对修竣拖车、控制车总线通讯及与动力车之间的电气联挂功能进行配套性能检验，以提高动力车与拖控制车一次联机成功率，提高车辆的静调效率和静调质量，可以有效的缩短人工作业难度、作业时间、提高故障检测准确率和效率。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种动力集中动车组动力车模拟装置，用于在不与动力车联挂的情况下，对修竣拖车、控制车总线通讯及与动力车之间的电气联挂功能进行性能检验；

所述动力车模拟装置包括：电源模块、PLC及控制电器、网络试验装置、人机交互组件、含线缆的通信控制连接器、含线缆的重联控制连接器、线缆收集装置、WLAN数据传输装置、滚轮；

所述网络试验装置用于进行LonWorks网络功能试验、6A网络功能试验、PIS广播控制试验；

所述通信控制连接器、重联控制连接器分别与拖车和控制车各自的通信控制装置、重联控制装置相连接，用于进行拖车硬线功能试验、控制车硬线功能试验；所述WLAN数据传输装置用于WLAN数据传输功能试验。

优选地，所述LonWorks网络功能试验用于检验单节拖车或缺少动力车的编组中列车级LonWorks总线的通信功能，模拟安装于动力车的LTM板卡实现TCMS与TCDS主机间的通信。

优选地，所述6A网络功能试验用于检验单节控制车或缺少动力车的编组中6A通信控制网络的工作情况，模拟动力车6A主机，通过6A通信线与控制车6A主机实现通信连接；

所述6A网络功能试验还用于对控制车6A系统中的AFDR防火监控子系统、AVDR视频监控子系统、ABDR空气制动安全监控子系统的工作状态进行检查。

优选地，所述PIS广播控制试验用于检验单节拖车或控制车的PIS控制总线和音频线的功能，模拟PIS主机通过PIS控制总线送出信息显示控制信号，为拖车内部显示屏以及外部显示屏提供显示信息。

优选地，所述拖车硬线功能试验用于模拟动力车给拖车和控制车发出指令，显示拖车和控制车反馈信号，内容包括车列电空制动控制试验、供电集控试验、车门动作试验、安全报警试验。

优选地，所述车列电空制动控制试验用于拖车空气制动系统中的电控阀功能测试，以及配合单车试验器进行拖车制动性能测试，分别送出制动、缓解、紧急、保压四种DC110V信号，通过检测回流线的电流来判断车列制动器中相应电磁阀线圈的工作情况。

优选地，所述供电集控试验用于检验拖车、控制车或缺少动力车的编组的列供集控功能，模拟动力车中列车供电柜中列供集控电路，模拟其判断逻辑，收集请求信号，发出允许信号；

试验时作业人员首先闭合拖车综合控制柜“供电请求”自动开关，动力车模拟装置收到信号后，发出供电允许信号，作业人员检查拖车综合控制柜KM3接触器是否闭合。

优选地，所述车门动作试验用于检验拖车外侧门的控制功能，模拟动力车车门控制电路，控制拖车外侧门动作；

试验时首先检测拖车的“0速信号”，待获取0速信号后，接通左门释放信号，然后接通左门开信号，然后接通关门信号，试验过程中作业人员观察拖车侧门的实际动作情况是否正常，右侧车门试验与左侧车门试验步骤相同。

优选地，所述安全报警试验用于检验拖车安全报警环路动作功能，设置四个安全环路用于实现与拖车安全相关系统的互联互通功能，分别为车门安全环路、火灾报警安全环路、轴温报警安全环路及制动安全环路。

优选地，所述控制车硬线功能试验用于模拟动力车给控制车发出指令，显示控制车反馈信号，内容包括拖车重联控制线检测、控制车重联控制功能试验；

所述拖车重联控制线检测通过在拖车的重联控制连接器上安装检测装置，判断拖车贯通线联通状态；

所述控制车重联控制功能试验通过模拟动力车的重联控制线路，协助控制车完成重联控制功能试验。

上述优选技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本发明的动力集中动车组动力车模拟装置，在总线功能和电器连挂功能上相当于动力车，能够在不与动力车联挂的情况下，对修竣拖车、控制车总线通讯及与动力车之间的电气联挂功能进行配套性能检验，以提高动力车与拖控制车一次联机成功率，提高车辆的静调效率和静调质量，可以有效的缩短人工作业难度、作业时间、提高故障检测准确率和效率。

2、本发明的动力集中动车组动力车模拟装置，采用可移动式结构，直流锂电池/交流双重供电，并带有WLAN数据远传功能。

3、本发明的动力集中动车组动力车模拟装置，可以同时满足各种主机厂动力集中动车组车型。

4、编组缺少动力车时，本模拟装置能够模拟动车与拖车和控制车进行网络通讯，试验内容包括LonWorks网络试验、6A网络试验、PIS(旅客信息服务系统)广播控制试验。

5、编组缺少动力车时，本模拟装置能够模拟动车给拖车和控制车发出指令，显示拖车和控制车反馈信号，内容包括车列电空制动控制、供电集控、车门动作、安全报警试验功能。

6、编组缺少动力车时，本模拟装置能够模拟动车给控制车发出指令，显示控制车反馈信号，内容包括拖车重联控制线检测、控制车重联控制功能试验。

7、本模拟装置在硬件系统上提供WLAN联网功能，软件预留信息化接口。

8、本模拟装置不仅针对缺少动力车的编组进行试验，还可对单节拖车或控制车进行试验，提高了动力车与拖、控车一次联机成功率。

附图说明

图1是本发明实施例的动力集中动车组动力车模拟装置的主视示意图；

图2是本发明实施例的动力集中动车组动力车模拟装置的左视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

作为本发明的一种较佳实施方式，如图1-2所示，本发明提供一种动力集中动车组动力车模拟装置，属于车辆段或动车段配置设备，用于在不与动力车联挂的情况下，对修竣拖车、控制车总线通讯及与动力车之间的电气联挂功能进行性能检验。

1.主要组成

所述动力车模拟装置(以下又称设备)主要包括：电源模块、PLC及控制电器、网络试验装置3、人机交互组件2、含线缆的通信控制连接器5、含线缆的重联控制连接器4、线缆收集装置1、WLAN数据传输装置、滚轮6。

所述电源模块采用AC200V供电，短时间可用设备自备的锂电池供电。所述PLC及控制电器、人机交互组件2、WLAN数据传输装置均为设备硬件，所述线缆收集装置1如1-2图所示为线缆收集储物框，也可以是绕线盘等其他形式，所述滚轮6为位于底部，包括固定轴滚轮和万向轮，便于操作人员推行。

所述网络试验装置3用于进行LonWorks网络功能试验、6A网络功能试验、PIS广播控制试验。

所述通信控制连接器5、重联控制连接器4分别与拖车和控制车各自的通信控制装置、重联控制装置相连接，用于进行拖车硬线功能试验、控制车硬线功能试验；所述WLAN数据传输装置用于WLAN数据传输功能试验。

1.1网络功能试验

设备模拟动力车与拖车和控制车进行网络通讯，试验内容包括LonWorks网络试验、6A网络试验、PIS(旅客信息服务系统)广播控制试验。

1.1.1LonWorks网络功能试验：

用于检验单节拖车或缺少动力车的编组中列车级LonWorks总线的通信功能，设备模拟安装于动力车的LTM板卡实现TCMS与TCDS主机间的通信。试验分为两种模式单节试验和编组试验。

LonWorks总线信息如下:

a)终端电阻：102欧姆；

b)通信机制：广播消息报文；

c)确认机制：不确认；

d)节点号：域号1，子网号1，网关1；

e)报文长度：120字节；

f)通讯速率：78Kbps。

模拟装置可读取TCDS的信息如下：

g)拖车车门状态信息，包括所有车门开、关状态；

h)显示子系统是否离线(故障)；

i)火警1级报警，精确到车；

j)轴温报警器1级报警，精确到车；

k)制动1级报警，精确到车；

l)拖车编组信息：编组数(物理数量，含控制车)，车顺号。

模拟装置发给TCDS的信息如下：

m)电压、电流、漏电流、DC600V减载信息；

n)自动过分相信息；

o)动力车时间；

p)主控信号，短编重联信号；

q)司机开关门信号；

r)编组信息。

1.1.2 6A网络功能试验

此项试验用于检验单节控制车或缺少动力车的编组中6A通信控制网络的工作情况，包含用于6A系统控制的CAN总线网络(用于车顶高压绝缘检测)、VDSL网络(用于其它监控系统的信息传递含视频)。

试验装置模拟动力车6A主机，通过6A通信线与控制车6A主机实现通信连接。同时通过试验还能对控制车6A系统中的AFDR防火监控子系统、AVDR视频监控子系统、ABDR空气制动安全监控子系统的工作状态进行检查。

1.1.3PIS广播控制试验

此项试验用于检验单节拖车或控制车的PIS控制总线(RS485)和音频线的功能。

设备能够模拟PIS主机通过RS485总线送出信息显示控制信号，为拖车内部显示屏以及外部显示屏提供显示信息。信息内容包含：

a)当前时间、日期和星期；

b)列车运行速度；

c)车厢外温度；

d)列车运行状态；

e)车厢号；

f)车次。

1.2拖车硬线功能试验

设备模拟动力车给拖车和控制车发出指令，显示拖车和控制车反馈信号，内容包括车列电空制动控制、供电集控、车门动作、安全报警试验功能。

1.2.1车列电空制动控制试验

此项试验用于拖车空气制动系统中的电控阀功能测试，也可配合单车试验器进行拖车制动性能测试。

设备分别送出制动、缓解、紧急、保压四种DC110V信号，通过检测回流线的电流来判断车列制动器中相应电磁阀线圈的工作情况。

表1、车列制动功能涉及线组

序号	针号	信号名称	信号类型	所属功能组	控制功能说明
						1	1	车列制动	DC110V	车列制动	车列电空制动控制指令
2	2	车列缓解	DC110V	车列制动	车列电空缓解控制指令
						3	3	车列保压	DC110V	车列制动	车列电空保压控制指令
4	4	车列紧急	DC110V	车列制动	车列电空紧急控制指令
						5	5	车列DC110V-	DC110V负	车列制动	车列电空负线

1.2.2供电集控试验

此项试验用于检验拖车、控制车或缺少动力车的编组的列供集控功能。设备模拟动力车中列车供电柜中列供集控电路(拖车DC110V与动力车DC110V电源隔离)，模拟其判断逻辑，收集请求信号，发出允许信号。

试验时作业人员首先闭合拖车综合控制柜“供电请求”自动开关，模拟装置收到信号后，发出供电允许信号，作业人员检查拖车综合控制柜KM3接触器是否闭合。

表2、供电集控功能涉及线组

1.2.3车门动作试验

此项试验用于检验拖车外侧门的控制功能。设备模拟动力车车门控制电路，能够控制拖车外侧门动作。

试验时设备首先检测拖车的“0速信号”，待获取0速信号后，接通左门释放信号，然后接通左门开信号，然后接通关门信号，试验过程中作业人员可观察拖车侧门的实际动作情况是否正常。右侧车门试验与左侧车门试验步骤相同。

表3、车门控制功能涉及线组

1.2.4安全报警试验

此项试验用于检验拖车安全报警环路动作功能。设备设置了4个安全环路用于实现与拖车安全相关系统的互联互通功能，分别为车门安全环路、火灾报警安全环路、轴温报警安全环路及制动安全环路。

表4、安全环路动作响应表

1.3控制车硬线功能试验

设备模拟动力车给控制车发出指令，显示控制车反馈信号，内容包括拖车重联控制线检测、控制车重联控制功能试验。

a)拖车重联控制线检测：通过在拖车的重联控制连接器上安装检测装置，判断拖车贯通线联通状态。

b)控制车重联控制功能试验

设备能够通过模拟动力车的重联控制线路，协助控制车完成重联控制功能试验。

表5、试验项目

1.4WLAN数据传输功能试验

WLAN数据传输功能试验目的是为了实现模拟装置数据的互联互通。设备在硬件系统上提供WLAN联网功能，软件预留信息化接口。

2.主要技术参数

2.1环境温度：

室外设备：－10℃～+50℃

相对湿度：月平均不大于90％，最高相对湿度不大于95％

海拔高度：不超过3000m。

2.2使用环境：无易燃、腐蚀性气体。

2.3数据接口：LonWorks网络；CAN网络；RS485总线

2.3.1LonWorks网络参数

物理接口：FT-X1，FT-X2，FT-X3或兼容

输速率：78Kbps

协议类型：LonTalk

2.3.2CAN网卡参数

CAN网卡波特率：5Kbps—1Mbps之间任意设定

支持CAN2.0A和CAN2.0B协议，符合ISO11898规范

2.3.3RS485总线参数：

RS485总线波特率：110——256000bps之间任意设定

2.4设备参数：

设备尺寸(长×宽×高)：1200×600×1200mm

设备重量：150kg

电源：AC220V 50Hz

备用电源：锂电池

功率：1.5KW

直流电压输出：DC110V

连接器型号：TL66DC110/13TA

线缆类型：柔性电缆

线缆长度：6m/组

本动力车模拟装置在总线功能和电器连挂功能上相当于动力车，能够在动力车缺位的条件下对拖控车进行相关调试作业，具有如下优势：

1、本发明的动力集中动车组动力车模拟装置，在总线功能和电器连挂功能上相当于动力车，能够在不与动力车联挂的情况下，对修竣拖车、控制车总线通讯及与动力车之间的电气联挂功能进行配套性能检验，以提高动力车与拖控制车一次联机成功率，提高车辆的静调效率和静调质量，可以有效的缩短人工作业难度、作业时间、提高故障检测准确率和效率。

2、本发明的动力集中动车组动力车模拟装置，采用可移动式结构，直流锂电池/交流双重供电，并带有WLAN数据远传功能。

3、本发明的动力集中动车组动力车模拟装置，可以同时满足各种主机厂动力集中动车组车型。

4、编组缺少动力车时，本模拟装置能够模拟动车与拖车和控制车进行网络通讯，试验内容包括LonWorks网络试验、6A网络试验、PIS(旅客信息服务系统)广播控制试验。

5、编组缺少动力车时，本模拟装置能够模拟动车给拖车和控制车发出指令，显示拖车和控制车反馈信号，内容包括车列电空制动控制、供电集控、车门动作、安全报警试验功能。

6、编组缺少动力车时，本模拟装置能够模拟动车给控制车发出指令，显示控制车反馈信号，内容包括拖车重联控制线检测、控制车重联控制功能试验。

7、本模拟装置在硬件系统上提供WLAN联网功能，软件预留信息化接口。

8、本模拟装置不仅针对缺少动力车的编组进行试验，还可对单节拖车或控制车进行试验，提高了动力车与拖、控车一次联机成功率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：用于在不与动力车联挂的情况下，对修竣拖车、控制车总线通讯及与动力车之间的电气联挂功能进行性能检验；

所述动力车模拟装置包括：电源模块、PLC及控制电器、网络试验装置(3)、人机交互组件(2)、含线缆的通信控制连接器(5)、含线缆的重联控制连接器(4)、线缆收集装置(1)、WLAN数据传输装置、滚轮(6)；

所述网络试验装置(3)用于进行LonWorks网络功能试验、6A网络功能试验、PIS广播控制试验；

所述通信控制连接器(5)、重联控制连接器(4)分别与拖车和控制车各自的通信控制装置、重联控制装置相连接，用于进行拖车硬线功能试验、控制车硬线功能试验；所述WLAN数据传输装置用于WLAN数据传输功能试验。

2.如权利要求1所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述LonWorks网络功能试验用于检验单节拖车或缺少动力车的编组中列车级LonWorks总线的通信功能，模拟安装于动力车的LTM板卡实现TCMS与TCDS主机间的通信。

3.如权利要求2所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述6A网络功能试验用于检验单节控制车或缺少动力车的编组中6A通信控制网络的工作情况，模拟动力车6A主机，通过6A通信线与控制车6A主机实现通信连接；

所述6A网络功能试验还用于对控制车6A系统中的AFDR防火监控子系统、AVDR视频监控子系统、ABDR空气制动安全监控子系统的工作状态进行检查。

4.如权利要求3所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述PIS广播控制试验用于检验单节拖车或控制车的PIS控制总线和音频线的功能，模拟PIS主机通过PIS控制总线送出信息显示控制信号，为拖车内部显示屏以及外部显示屏提供显示信息。

5.如权利要求1所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述拖车硬线功能试验用于模拟动力车给拖车和控制车发出指令，显示拖车和控制车反馈信号，内容包括车列电空制动控制试验、供电集控试验、车门动作试验、安全报警试验。

6.如权利要求5所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述车列电空制动控制试验用于拖车空气制动系统中的电控阀功能测试，以及配合单车试验器进行拖车制动性能测试，分别送出制动、缓解、紧急、保压四种DC110V信号，通过检测回流线的电流来判断车列制动器中相应电磁阀线圈的工作情况。

7.如权利要求5所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述供电集控试验用于检验拖车、控制车或缺少动力车的编组的列供集控功能，模拟动力车中列车供电柜中列供集控电路，模拟其判断逻辑，收集请求信号，发出允许信号；

试验时作业人员首先闭合拖车综合控制柜“供电请求”自动开关，动力车模拟装置收到信号后，发出供电允许信号，作业人员检查拖车综合控制柜KM3接触器是否闭合。

8.如权利要求5所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述车门动作试验用于检验拖车外侧门的控制功能，模拟动力车车门控制电路，控制拖车外侧门动作；

试验时首先检测拖车的“0速信号”，待获取0速信号后，接通左门释放信号，然后接通左门开信号，然后接通关门信号，试验过程中作业人员观察拖车侧门的实际动作情况是否正常，右侧车门试验与左侧车门试验步骤相同。

9.如权利要求5所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述安全报警试验用于检验拖车安全报警环路动作功能，设置四个安全环路用于实现与拖车安全相关系统的互联互通功能，分别为车门安全环路、火灾报警安全环路、轴温报警安全环路及制动安全环路。

10.如权利要求1所述的动力集中动车组动力车模拟装置，其特征在于：

所述控制车硬线功能试验用于模拟动力车给控制车发出指令，显示控制车反馈信号，内容包括拖车重联控制线检测、控制车重联控制功能试验；

所述拖车重联控制线检测通过在拖车的重联控制连接器上安装检测装置，判断拖车贯通线联通状态；

所述控制车重联控制功能试验通过模拟动力车的重联控制线路，协助控制车完成重联控制功能试验。

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