CN110979395B - Mvb总线端接装置、列车网络控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种MVB总线端接装置、列车网络控制系统,端接装置包括第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器,第一连接器、第二连接器、第三连接器的各PIN1之间、各PIN2之间、各PIN4之间、各PIN5之间分别短接;第一连接器的PIN6、PIN7之间串联终端电阻,PIN8、PIN9之间串联终端电阻。第四连接器的PIN1与PIN6短接,PIN2与PIN7短接,PIN4与PIN8短接,PIN5与PIN9短接。列车网络控制系统列车级编组单元之间通过MVB总线端接装置跨接。增加该MVB总线端接装置后,列车的解编联挂不需要对原车线缆或连接器进行任何操作,仅需在第一连接器插接第四连接器,即可恢复网络系统正常功能,降低系统出错概率,大大缩短了解编联挂后的网络功能快速恢复的时间,成本低、效率高。
Description
技术领域
本发明属于总线端接装置技术领域,尤其涉及一种MVB总线端接装置、列车网络控制系统。
背景技术
列车网络控制系统作为列车的大脑,对列车各子系统进行状态监视、故障诊断,并且对列车实时控制,无论在列车解编或联挂运行过程中都发挥着至关重要的作用,在整个列车中有着不可或缺的地位。现有的列车网络控制系统可以解决车辆灵活解编与联挂,例如列车级采用WTB总线,车辆级采用MVB总线,不同编组之间通过WTB网关实现解编与联挂,该方案为成熟方案,但在地铁列车中应用极少,主要存在以下缺点:由于列车级采用WTB总线,车辆级采用MVB总线,不同协议的转换导致联挂车与非联挂车之前信号传输有300-400ms左右延时,地铁列车对停车精度要求比较高,300-400ms的延时对子系统的响应影响较大,会导致停车对标误差较大。采用WTB+MVB总线方式,需要增加WTB网关及列车布线,会增加列车重量及成本,增加软件复杂性,增加后期系统调试、维护的工作量。
基于上述分析,采用WTB实现的列车联挂与解编的方案实际并不适用于地铁列车。为实现地铁列车高效运营,降低列车成本,有必要结合现有列车网络控制系统,设计一种新型的适用于地铁列车解编联挂后快速恢复列车网络控制系统功能的总线端接装置,满足列车解编联挂后快速恢复列车网络控制系统正常功能的需求。
发明内容
本发明针对上述现有列车网络控制系统解编联挂存在的不足,提供了一种MVB总线端接装置、列车网络控制系统,适用于地铁列车快速解编联挂的需求,以实现快速解编联挂。
为了实现上述目的,本发明提供了一种MVB总线端接装置,包括第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器,各连接器均采用9针连接器;所述第一连接器、第二连接器、第三连接器的各PIN1之间、各PIN2之间、各PIN4之间、各PIN5之间分别短接;所述第一连接器的PIN6、PIN7之间串联终端电阻,PIN8、PIN9之间串联终端电阻;所述第四连接器的PIN1与PIN6短接,PIN2与PIN7短接,PIN4与PIN8短接,PIN5与PIN9短接。
优选的,所述第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器为9针DSub型连接器。
优选的,所述第一连接器、第三连接器为母连接器,所述第二连接器、第四连接器为公连接器。
优选的,所述第一连接器外围设有线缆夹。
本发明还提供了一种列车网络控制系统,采用所述的MVB总线端接装置,列车控制级总线与车辆控制级总线均采用MVB总线,列车级编组单元之间通过所述MVB总线端接装置跨接;联挂时,所述第二连接器、第三连接器连接MVB线缆连接器,所述第一连接器空置;解编时,所述第四连接器插接所述第一连接器。
优选的,各车辆级单元设置有中继器,各中继器之间通过MVB总线连接。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:
本发明提供了一种MVB总线端接装置,包括第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器,第一连接器、第二连接器、第三连接器的各PIN1之间、各PIN2之间、各PIN4之间、各PIN5之间分别短接;第一连接器的PIN6、PIN7之间串联终端电阻,PIN8、PIN9之间串联终端电阻。第四连接器的PIN1与PIN6短接,PIN2与PIN7短接,PIN4与PIN8短接,PIN5与PIN9短接。同时,本发明还提供了相应的列车网络控制系统,列车控制级总线与车辆控制级总线采用MVB总线,列车级编组单元之间通过MVB总线端接装置跨接。增加该MVB总线端接装置后,列车的解编联挂不需要对原车线缆或连接器进行任何操作,仅需在第一连接器插接第四连接器,即可恢复网络系统正常功能,降低系统出错概率,系统可用性较高;大大缩短了解编或联挂后的网络功能快速恢复的时间,成本低、效率高。
附图说明
图1为对比例1中的列车网络拓扑结构示意图;
图2为对比例1中的MVB连接器原理图;
图3为对比例1中解编后的网络拓扑结构示意图;
图4为对比例1中5m线缆残段的线路波形图;
图5为对比例1中10m线缆残段的线路波形图;
图6为对比例1中15m线缆残段的线路波形图;
图7为实施例1中MVB总线端接装置结构示意图;
图8为实施例1中MVB总线端接装置的第四连接器的结构示意图;
图9为实施例1的解编后的网络拓扑结构示意图;
图10为上述拓扑结构的简化解编连线图;
图11为实施例1的解编后的线缆残段干线波形;
图12为实施例1的解编后的线缆残段支路波形;
其中:1-第一连接器、2-第二连接器、3-第三连接器、4-第四连接器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本发明其中一个实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。
对比例1:
以4动2拖6辆编组地铁列车为例,目前地铁列车(以4动2拖6编组地铁列车为例),通常编组形式为:A+B+C=C+B+A,其中A+B+C为一个单元,两个单元间跨接,要求可以灵活解编联挂,满足3辆编组库内调车、3辆编组运营、3辆编组救援的需求,列车网络控制系统拓扑如图1所示。列车控制级总线和车辆控制级总线均采用EMD通信介质的MVB总线,全列由两个基本对称的列车级编组单元组成。列车网络控制系统采用MVB连接器,该9针DSub型连接器内部集成电路板,自带终端电阻,原理图如图2所示。该连接器在网段末端使用时不需要外接终端电阻,可以用内部自带终端电阻RA和RB,如果在网段中间,则需要将BRA连接线和BRB连接线减掉或焊掉,相当于将终端电阻RA和RB从线路上隔离。
在该列车网络控制系统每个车辆级单元均装有1台RPT中继器,整列车由6个RPT划分为七个网段:网段1(支路):A1车,网段2(支路):B1车,网段3(支路):C1车,网段4(支路):C2车,网段5(支路):B2车,网段6(支路):A2车,网段7(干线):贯穿整列。单个支路网段出现网络故障或线路中断后不会影响到其他支路网段。该列车网络控制系统中采用MVB连接器,方便扩编,扩编后网络系统不需要对车辆级总线进行重新布线或线路更改。
列车解编后的拓扑示意图如图3所示,该拓扑解编后在两车辆级单元C1、C2车二位端,将会有两条MVB线缆残段产生,残段的存在会导致网段末端丢失终端电阻,线路阻抗不匹配,整个网络通信受到不同程度的影响,经测试网络通信受扰程度与残段长度有关:1)5m残段:线路波形质量未受到明显影响,数据帧帧头帧尾正常,帧结束幅值快速衰减到100mv以下,通信没有受到明显干扰,如图4所示。2)10m残段:线路波形出现畸变,帧结束衰减幅值增加(150mv左右),通信受到部分干扰,如图5所示。3)15m残段:大部分波形已严重畸变,过渡畸变的数据帧导致设备已无法正常识别数据帧,整个网络通信质量受到严重影响,如图6所示。经测试,在网段末端终端电阻丢失的情况下,线缆残段越长通信质量越差,10m的残段长度基本上可以定义为一个极限值,10m以内通信基本不受影响,超过10m通信质量大大下降,如果在是车上还可能存在各种电磁干扰的影响,那么如果残段超过10m且解编后不增加终端电阻会导致整个网络系统通信受到影响,而实际列车C1/C2车的RPT中继器通常安装在一位端电气柜,线缆残段长度通常在25m-35m之间,因此必将导致整个网络系统不可用。
实施例1:
为解决上述对比例1中的列车网络控制系统在解编后,因残段的存在导致网络系统不能正常使用的问题,本实施例中研究了一种MVB总线端接装置,适用于地铁列车快速解编联挂的需求,以实现快速解编联挂。参考图7、图8所示,一种MVB总线端接装置,包括第一连接器1、第二连接器2、第三连接器3、第四连接器4,各连接器均采用9针DSub型连接器。参考图7所示,第一连接器1、第二连接器2、第三连接器3的各PIN1之间、各PIN2之间、各PIN4之间、各PIN5之间分别短接;第一连接器1的PIN6、PIN7之间串联终端电阻,PIN8、PIN9之间串联终端电阻。参考图8所示,对于第四连接器4,其PIN1与PIN6短接,PIN2与PIN7短接,PIN4与PIN8短接,PIN5与PIN9短接。第一连接器1、第三连接器3为母连接器,第二连接器2、第四连接器4为公连接器。
将本实施例提供的MVB总线端接装置应用于对比例1的列车网络控制系统中,如图9所示,该列车网络控制系统的列车控制级总线与车辆控制级总线采用MVB总线,列车级编组单元之间通过MVB总线端接装置跨接;联挂时,第二连接器2、第三连接器3连接MVB线缆连接器,即第二连接器2接MVB总线B路,第三连接器3接MVB总线A路,第一连接器1空置,不接任何连接器。解编时,第一连接器1解编后插接第四连接器4,第二连接器2正常接MVB总线B路,第三连接器3正常接MVB总线A路。此时,第一连接器1插接第四连接器4,相当于将第一连接器1内部的终端电阻并入网段末端MVB总线的A、B路上,实现了整个网段的线路阻抗匹配,如图10所示。
在实际加装该MVB总线端接装置的地铁列车上进行测试,解编后MVB线缆残段长度为28m左右,在解编后的干线及支路网段进行波形采集,与试验室测试效果接近,网络通信未受到明显影响,效果符合预期,测试波形如图11、12所示。经测试,在残段长度增加到50m的情况下,整个网络线路的通信质量也未受到明显影响,效果较好。列车解编后操作人员从打开电气柜到加装第四连接器的时间在3分钟以内,操作简易,效率提高。
因此,增加MVB总线端接装置后,列车的解编联挂不需要对原车线缆或连接器进行任何操作,仅需在第一连接器位置插接第四连接器,即可恢复网络系统正常功能,降低系统出错概率,对原车改动也很小,系统可用性较高。该MVB总线端接装置,大大缩短了解编或联挂后的网络功能快速恢复的时间,操作简单不容易出错,成本低且效率高,提高了网络通信质量。
另外,考虑解编或联挂后快速恢复网络系统功能,在第一连接器外部增加了线缆夹,该线缆夹对连接器有一定的固定作用,当解编后仅在库内调车的情况下,可以快速接入第四连接器,靠线缆夹的力量对第四连接器进行固定;同时端接装置也配有固定螺栓,如果解编后有上线运营的需求,那么可以将第四连接器快速固定到第一连接器上。
同时需要注意的是,本发明提供的MVB总线端接装置不限于上述实施例中的4动2拖6辆编组形式,可用于多种编组形式的列车网络控制系统中,其列车控制级总线和车辆控制级总线均采用MVB总线,车级编组单元之间通过MVB总线端接装置跨接。
Claims (5)
1.一种列车网络控制系统,其特征在于,包括MVB总线端接装置,MVB总线端接装置包括第一连接器、第二连接器、第三连接器及第四连接器,列车控制级总线与车辆控制级总线均采用MVB总线,列车级编组单元之间通过所述MVB总线端接装置跨接;联挂时,所述第二连接器、第三连接器连接MVB线缆连接器,所述第一连接器空置;解编时,所述第四连接器插接所述第一连接器;
所述第一连接器、第二连接器、第三连接器及第四连接器均采用9针连接器;所述第一连接器、第二连接器、第三连接器的各PIN1之间、各PIN2之间、各PIN4之间、各PIN5之间分别短接;所述第一连接器的PIN6、PIN7之间串联终端电阻,PIN8、PIN9之间串联终端电阻;所述第四连接器的PIN1与PIN6短接,PIN2与PIN7短接,PIN4与PIN8短接,PIN5与PIN9短接。
2.根据权利要求1所述的列车网络控制系统,其特征在于,各车辆级单元设置有中继器,中继器之间通过MVB总线连接。
3.根据权利要求1所述的列车网络控制系统,其特征在于,所述第一连接器、第二连接器、第三连接器、第四连接器为9针DSub型连接器。
4.根据权利要求1或3所述的列车网络控制系统,其特征在于,所述第一连接器、第三连接器为母连接器,所述第二连接器、第四连接器为公连接器。
5.根据权利要求1或3所述的列车网络控制系统,其特征在于,所述第一连接器外围设有线缆夹。
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