CN204156887U - 用于固定重联列车的机车通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于固定重联列车的机车通信系统。该机车通信系统将WTB总线、MVB总线和以太网应用于机车间的通信。本实用新型可减少跨机车布线，支持大数据量传输，并可提供丰富的人机接口和更为完善的程序管理和在线监控功能。

Description

用于固定重联列车的机车通信系统

技术领域

本实用新型涉及重联机车领域，具体地，涉及一种用于固定重联列车的机车通信系统。

背景技术

例如SS4B型和SS4J型的固定重联列车通常具有多节机车(例如两节)，其可提供较大的牵引力，被广泛应用于货运领域。

以SS4B型固定重联列车为例，它通常包括两节机车，两节机车间通过RS485通信总线和硬线进行通信，每节机车内部的各个单元之间也多采用RS485通信总线或硬线进行数据传输，导致线缆铺设麻烦，布线复杂，成本高，易出故障。同时，RS485通信总线和硬线的传输效率较低，不适用于大数据量传输，使得司机或地面综合应用系统不能够全面了解机车的运行状态和各个部件的情况，给司机驾驶带来了不便，也不利于故障分析和诊断。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于固定重联列车的设备，以减少跨机车布线，并可支持大数据量的数据传输。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于固定重联列车的机车通信系统，所述固定重联列车包括多节机车，所述多节机车中的每一者被配置有中央控制单元，每一个所述中央控制单元包括用于执行MVB总线管理和WTB总线管理的MVB\WTB网关控制模块，同一机车中的多个设备通过MVB网络互相连接，所述多节机车中的每一者的所述MVB\WTB网关控制模块连接至跨机车的WTB总线以实现跨机车通信。

优选地，在所述多节机车中的每一者中，所述中央控制单元和下列设备中的至少一者可经由MVB接口连接至所述MVB总线：逻辑控制单元、牵引传动控制单元、机务信息子系统、人机接口单元、第三方设备/总线站、无线通信单元。

优选地，所述中央控制单元还可包括数字量输入输出模块，所述多节机车中的每一者的所述数字量输入输出模块可经由MVB接口连接至本机车的MVB总线，并且可通过硬线连接至本机车的司机台控制器和司机台显示设备。

优选地，所述多节机车中的每一者可被配置有以太网交换机，同一机车中的多个设备可经由以太网接口连接至本机车的所述以太网交换机，不同机车的所述以太网交换机可通过工业以太网总线互联。

优选地，连接至所述以太网交换机的所述多个设备可包括所述中央控制单元和下列设备中的至少一者：牵引传动控制单元、机务信息子系统、人机接口单元、第三方设备/总线站、无线通信单元。

优选地，每一个所述中央控制单元可包括两个互为热备份冗余的所述MVB\WTB网关控制模块。

通过上述技术方案，可将包括WTB(Wire Train Bus，绞线式列车总线)网络、MVB(Multifunction Vehicle Bus，多功能车辆总线)网络和以太网的综合网络应用于固定重联列车的机车通信系统。该固定重联列车可通过WTB网络实现跨机车控制信息传输，也可通过以太网实现跨机车非控制信息传输；并且在每一节机车内部，可通过MVB网络实现高实时性的控制信息传输，同时可通过以太网实现大数据量的状态信息传输。根据本实用新型的优选实施方式的机车通信系统还被配置有两个互为热备份冗余的MVB\WTB网关控制模块。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型的一个优选实施方式的固定重联列车的机车通信系统示意图。

附图标记说明

10 中央控制单元(CCU)      11 MVB\WTB网关控制模块(GWM)

12 数字输入输出模块(DXM)  20 以太网交换机(EACN)

31 司机台显示设备/司机台LED灯

32 司机台控制器

40 人机接口单元(IDU)      50 逻辑控制单元(LCU)

60 牵引传动控制单元/微机控制柜(TCU)

70 机务信息子系统         80 第三方设备总线站(CTM)

91 轴温检测装置(TAX2)     92 无线重联装置(OCE)

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。附图中，相同的附图标记用于表示相同或相似的部件。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“一侧、另一侧”仅用于表示不同的连接关系，不用于实指部件的不同侧面。

本实用新型公开了一种应用WTB总线和MVB总线的固定重联列车的机车通信系统，以减少跨机车布线，并可提供丰富的人机接口。优选地，本实用新型将以太网应用于该机车列车通信网，以支持大数据量传输，实现更为完善的程序管理和在线监控功能。

图1是根据本实用新型的一个优选实施方式的固定重联列车的机车通信系统示意图。中央控制单元(CCU)10可包括MVB\WTB网关控制模块(GWM)11和数字输入输出模块(DXM)12。GWM 11可用于实现MVB总线管理、WTB总线管理等功能。每节机车的通信系统可经由GWM 11连接至跨机车的WTB总线，以实现跨机车数据传输。可通过WTB总线在不同机车间传输用于控制机车行进的控制命令，所述控制命令可包括牵引控制命令、制动控制命令、受电弓控制命令、劈相机启动命令、牵引风机启动命令、制动风机启动命令、主断控制命令等。上述多个控制命令可以以WTB数据帧的形式通过WTB网络实现跨车传输，以取代现有技术中用于跨机车传输的RS485通信总线和重联硬线等连线。WTB总线的传输带宽为1MB，每帧数据长度为128字节。为了提高该机车通信系统的可靠性，可将GWM11设置为互为热备份的两个GWM，以实现GWM的热备份冗余配置。

DXM 12可经由MVB接口连接至MVB总线，并可通过硬线连接至司机台控制器32。DXM 12可实现MVB信号和硬线信号的互相转换。例如，DXM 12可从司机台控制器32接收硬线形式的控制命令，并将其转换为MVB信号。当本机车的LCU 50正常工作时，可通过GMW 11将LCU 50生成的包含控制命令的MVB信号而非DXM 12生成的MVB信号传送至其他机车；当本机车的LCU 50出现故障时，DXM 12所生成的MVB信号可经由GWM 11传送至其他机车。DXM 12还可通过硬线连接至司机台显示设备31。在SS4B型固定重联列车和SS4J型固定重联列车中，司机台显示设备31可指司机台LED灯。司机台LED灯31可包括用于显示本机车信息的LED灯和用于显示其他机车信息的LED灯。DXM 12可以从MVB总线接收其他机车的信息，并将其发送到本机车的司机台LED灯31。在这种情况下，即使本机车出现故障，司机仍可获取其他机车的信息并执行相应操作，以使固定重联列车在仅有一节机车驱动的情况下行进。

每节机车中的多个设备可通过MVB网络互相通信。如图1所示，中央控制单元10、逻辑控制单元(LCU)50、牵引传动控制单元/微机控制柜(TCU)60、机务信息子系统70、人机接口单元(IDU)40、第三方设备/总线(CTM)80等设备可经由MVB接口连接至MVB总线。无线通信单元和摄像头可被集成在机务信息子系统70中。根据需要，被连接在MVB总线上的任意两个设备可通过MVB网络传输数据。因为MVB总线具有传输实时性高的特点，因此可适用于单个机车内部的控制信息传输。

LCU 50和TCU 60可具有与现有固定重联列车通信系统中的相应设备类似的功能，还可实现硬线信号和MVB信号的互相转换。LCU 50主要用于辅机控制和主电路逻辑控制。LCU 50的一侧经由MVB接口挂接在MVB总线上，另一侧可通过硬线连接至司机控制器32、电接触点(未示出)等多个电子控制设备，并且LCU 50的硬线接口仅支持数字硬线信号传输。可参照现有技术将LCU 50分开设置为LCU1和LCU2。TCU 60主要用于机车牵引制动特性控制。TCU 60的一侧可经由MVB接口挂接在MVB总线上，另一侧可通过硬线连接至司机控制器32、传感器(未示出)等多个电子控制设备，其硬线接口可传输电机反馈信号(模拟量)、机车速度信号、司机控制器指令等。TCU 60的硬线接口可支持数字信号和模拟信号。为了确保控制的可靠性，可设置两台TCU互为备份。现有技术中固定重联列车的LCU和TCU之间的部分直接硬连线也可被保留以作为备份。由于LCU 50的硬线接口和TCU 60的硬线接口可采用与现有技术相同的连接配置，所以未在图1中示出。

CTM 80可进行第三方总线和第三方设备管理。CTM 80的一侧可经由MVB接口挂接在MVB总线上，另一侧可通过RS485网络与轴温检测装置(TAX2)91和无线重联装置(OCE)92互联，并可实现RS485数据和MVB数据的互相转换。例如，CTM 80可从TAX2接收轴温信息，并将该信息转化为MVB信号的形式后发送至IDU 40，司机可通过IDU 40的显示屏获取轴温信息。

IDU 40是新增部件，可取代现有技术中的机车上的电压/电流模拟表头等仪表，还可提供人机交互功能。除轴温信息外，IDU 40还可从MVB总线获取列车状态信息(诸如网压、速度、高压柜和低压柜的电气状态、主电路状态、受电弓状态等)以及故障信息并将其显示在显示屏上，司机还可通过IDU 40进行设定轮径、记录故障事件等操作。

机务信息子系统70可实现故障诊断等功能。本实施方式中，用于与地面综合应用系统通信的无线通信单元可被集成在机务信息子系统70中。该无线通信单元可从MVB总线获取信息，并将其通过无线网络传输至地面。根据本优选实施方式的机务信息子系统70还可包括多个摄像头，这些摄像头可用于拍摄机车行进的路况信息等，拍摄到的画面可由无线通信单元传送至地面综合应用系统。

MVB总线非常适合于单个机车内部的各个通信设备间的控制信息传输，但程序管理、在线监控等业务对数据速率提出了更高的要求。根据本优选实施方式，还可将以太网应用于该固定重联列车的机车通信系统，以支持大数据量传输。如图1所示，可在每个机车中配置以太网交换机20，CCU 10、TCU 60、机务信息子系统(包括无线通信单元和摄像头)70、IDU 40、CTM80等设备可经由以太网接口连接至以太网交换机，以使每个机车内部的多个通信设备间通过以太网进行通信以支持诸如状态信息的大量数据的传输，并且相邻机车的以太网交换机20之间可通过工业以太网总线互联以进行跨机车以太网数据传输。

可根据需要对上述机车通信系统进行扩展，将其他设备连接至WTB总线和/或以太网交换机。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (6)

1.一种用于固定重联列车的机车通信系统，所述固定重联列车包括多节机车，所述多节机车中的每一者被配置有中央控制单元，其特征在于，每一个所述中央控制单元包括用于执行MVB总线管理和WTB总线管理的MVB\WTB网关控制模块，同一机车中的多个设备通过MVB网络互相连接，所述多节机车中的每一者的所述MVB\WTB网关控制模块连接至跨机车的WTB总线以实现跨机车通信。

2.根据权利要求1所述的用于固定重联列车的机车通信系统，其特征在于，在所述多节机车中的每一者中，所述中央控制单元和下列设备中的至少一者经由MVB接口连接至所述MVB总线：逻辑控制单元、牵引传动控制单元、机务信息子系统、人机接口单元、第三方设备/总线站、无线通信单元。

3.根据权利要求1所述的用于固定重联列车的机车通信系统，其特征在于，所述中央控制单元还包括数字量输入输出模块，所述多节机车中的每一者的所述数字量输入输出模块经由MVB接口连接至本机车的MVB总线，并且通过硬线连接至本机车的司机台控制器和司机台显示设备。

4.根据权利要求1-3中任意一条权利要求所述的用于固定重联列车的机车通信系统，其特征在于，所述多节机车中的每一者被配置有以太网交换机，同一机车中的多个设备经由以太网接口连接至本机车的所述以太网交换机，不同机车的所述以太网交换机通过工业以太网总线互联。

5.根据权利要求4所述的用于固定重联列车的机车通信系统，其特征在于，连接至所述以太网交换机的所述多个设备包括所述中央控制单元和下列设备中的至少一者：牵引传动控制单元、机务信息子系统、人机接口单元、第三方设备/总线站、无线通信单元。

6.根据权利要求1所述的用于固定重联列车的机车通信系统，其特征在于，每一个所述中央控制单元包括两个互为热备份冗余的所述MVB\WTB网关控制模块。