動車組網(wǎng)絡技術

鄭州鐵路職業(yè)技術學院主講教師：徐傳波

項目七CRH系列動車組網(wǎng)絡系統(tǒng)

任務二CRH2動車組網(wǎng)絡系統(tǒng)

一、CRH2列車網(wǎng)絡系統(tǒng)概要

CRH2動車組列車信息控制系統(tǒng)是以通過貫穿列車的ARCNET總線來傳送信息。通過對列車運行以及與車載設備動作相關的信息進行集中管理，可以有效地幫助司機和乘務員操縱列車，加強車載設備的維護保養(yǎng)，提升對乘客的服務質(zhì)量。列車信息網(wǎng)絡系統(tǒng)具有如下所示的四大功能：（1）旅客信息顯示功能：（2）控制指令傳送功能：（3）監(jiān)視器功能：（4）車載檢測功能：二、CRH2動車組網(wǎng)絡總體結(jié)構(gòu)

列車信息控制系統(tǒng)采用列車級和車輛級兩級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。列車級網(wǎng)絡為連接編組各車輛的通信網(wǎng)絡，以列車運行控制為目的，連接各中央裝置和終端裝置，采用雙重環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。車輛級網(wǎng)絡為連接車廂內(nèi)設備的通信網(wǎng)絡。1、總線及設備的適用規(guī)格總線方式適用以下的國際規(guī)格。（1）列車總線

①列車總線的適用規(guī)格為ANSI878.1“ARCNET協(xié)議”；②其傳送速度為2.5Mbps；③其拓撲結(jié)構(gòu)采用環(huán)形結(jié)構(gòu)。（2）車輛總線

①車輛總線的適用規(guī)格為20mA電流環(huán)形方式；②牽引變流器、制動控制裝置的傳送適合使用光纖維方式；③傳送方式為同步傳送方式（和一部分設備的傳送是高級數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC方式）；④傳送速度為192kbps/19.2kbps/9.6kbps；⑤拓撲結(jié)構(gòu)采用點對點方式。2、列車總線（1）列車總線構(gòu)成構(gòu)成列車總線的設備有中央裝置、終端裝置、顯示器、顯示控制裝置、IC卡架以及車內(nèi)信息顯示器構(gòu)成。（2）列車總線運用情況①單列運用CRH2動車組列車總線傳192kbps送線路包括車輛信息傳送線(光纖環(huán)網(wǎng))及自我診斷信息傳送線(雙絞屏蔽線)2種。車輛信息傳送線是環(huán)線回路(loop)構(gòu)成，如果在一個方向的環(huán)繞中檢測到?jīng)]有應答的情況，就向另一個方向的環(huán)繞傳送，能夠避開故障部位。②兩列車聯(lián)掛編組運用當兩列車聯(lián)掛編組時車輛的中央裝置之間由2對電線(雙絞屏蔽線)連接，條件(聯(lián)掛車輛的兩個中央裝置之間，MCR是OFF的情況下)成立時，打開環(huán)線回路(loop)，將聯(lián)掛前的獨立的環(huán)線回路(loop)結(jié)合在一起，就能夠保持編組環(huán)線回路(loop)的構(gòu)成。（3）列車總線結(jié)構(gòu)及布線列車總線結(jié)構(gòu)及其布線示意圖參見圖7-2-1與附圖2，詳細布線參見有關資料。性能如下。光纖網(wǎng)：①通過環(huán)路結(jié)合進行光纖雙重環(huán)式傳送；②固定長度的循環(huán)傳送方式（傳送控制指令）；③令牌傳遞方式（傳送監(jiān)視器狀態(tài)）；④傳送周期10ms標準；⑤適用光纖QSI85/125；⑥傳送速率2.5Mbps。自我診斷傳送線：①通過多站結(jié)合進行的單向傳送（控制發(fā)送部→控制接收部）；②固定長度的循環(huán)傳送方式；③傳送周期10ms標準；④符號化基帶方式24VP-P（120Ω平衡電路）；⑤ＨＤＬＣ方式38.4kbps；⑥Ｄｕａｌ－ＣＰＵ方式的失效保護傳送。3、車輛總線車輛級網(wǎng)絡指中央裝置/終端裝置與車廂內(nèi)設備之間信息交換的通道。中央裝置/終端裝置與設備之間采用點對點通信方式，牽引變流器(CI)、制動控制單元（BCU）與終端裝置采用光纖連接，其它設備與中央裝置、終端裝置采用電流環(huán)方式連接。車廂內(nèi)部設備與車廂列車網(wǎng)絡節(jié)點之間采用點對點方式通信，適用多種通信協(xié)議，包括20mA電流環(huán)、30mA電流環(huán)及高級數(shù)據(jù)鏈路控制HDLC方式。三、列車級網(wǎng)絡設備及配置

1、中央裝置中央裝置由鋁合金箱體組成，外形尺寸為482.6(寬)×400(高)×345(深)。最上部為外部連線插座CN-M1～CN-M8，中間部分安裝電路板，下部為通風空間。箱體后部有兩層印刷電路板，最后一層安裝外部連線插座，另一層作為各印刷電路板底板，電路板通過連接器與底板連接。中央裝置由13塊電路板組成，由左至右分別命名為MDM8-1（左）、TRC、TRC、CPU、DIS、DIO、PS、TXC、TXC、PS、TRC、CPU、MDM8-1（右）。2、終端裝置終端裝置有AIN底座的為MS-A941-G1、沒有AIN底座的為MS-A941-G2。終端裝置由輸入輸出連接器、電路板、后板、架子構(gòu)成終端裝置由10塊電路板組成，但有11個插卡位置，由左至右分別命名為MDM8-2、MDM9、保留、CPU、TRC、DIS、DIO、AIN、PS、RXC、PS，其中CPU、TRC、DIS、DIO、PS、RXC卡的功能與中央裝置同類卡相同3、顯示控制裝置顯示控制裝置是用來進行控制顯示器的。其中PSB和CPU6卡的功能與中央裝置PS和CPU卡相同。4、顯示器（1）列車信息顯示器每個操縱臺上設置兩臺司機用列車信息顯示器，另外在7號車廂（M1s-7）設置有一臺乘務員列車信息顯示器，共5臺。列車信息顯示器為觸摸式，通過操作觸摸屏，可以進行畫面切換。顯示畫面：彩色LCD8色(黒、紅、綠、紫、藍、黃、白)分辨率：640×480dot（點）顯示文字數(shù)：40文字×24行輸入：阻抗模式觸摸輸入方式（2）乘客信息顯示器

在車廂的兩端分別設置有乘客信息顯示器，用于顯示當前到站、前方到站、正點或晚點、晚點原因、當前時間、運行速度、外氣溫度、實時新聞、禁煙標志和廁所有無人等旅客信息。乘客信息顯示器為LED點陣顯示屏，主要特點如下：可顯示漢字、英文、數(shù)字及符號；具有超時保護功能，以保證在任何情況下都能向乘客顯示正確的信息。當接收到有效信號，顯示器將重新正常工作；顯示內(nèi)容在斷電后可永久保存；具有與廣播語音信息同步顯示的特性。4、卡讀寫裝置IC卡讀寫裝置安裝在頭尾車廂（T1c-1、T2c-8），車上系統(tǒng)與地面系統(tǒng)之間的通信采用IC存儲卡。讀取IC卡：從IC卡上讀取告示文、?？空?、公里里程的信息。寫入IC卡：將列車信息控制裝置上記錄的各種信息和牽引變流器上記錄的故障數(shù)據(jù)寫入IC卡中。中央裝置能讀寫IC卡。告示文可以由地面計算機編輯寫入IC卡并轉(zhuǎn)儲到中央裝置的非易失性存儲器里。在地面計算機上編寫停車圖形信息和告示文，并寫入IC卡。從中央裝置的IC卡讀寫裝置上讀入已經(jīng)寫入信息的IC卡，并將其存儲在非易失性存儲器中。四、車廂級網(wǎng)絡設備及配置

1、司機顯示單元司機室顯示單元由顯示控制裝置、卡架、車內(nèi)信息顯示器、側(cè)面目的地顯示器及空調(diào)顯示設定器組成，它們之間是由雙絞屏蔽線連接，通過電流環(huán)傳送來進行接口。并且，根據(jù)各輛車的監(jiān)視器信息，進行前端、后端標志燈及顯示燈的點燈、滅燈。終端裝置和車內(nèi)信息顯示器間由雙絞屏蔽線連接，進行目的地、中途停車車站等各種引導文字及故障信息等信息的接收和發(fā)送。2、牽引控制單元列車牽引控制信息由車輛信息傳送線（各中央、終端裝置光節(jié)點之間）及各脈沖設備之間的傳送線（牽引變流器、制動控制裝置之間）來傳送狀態(tài)信息。牽引指令系統(tǒng)是串行傳輸?shù)模饕獮椋呵斑M、后進，牽引制動等指令。3、制動控制單元本車輛的制動裝置是采用再生制動的電氣指令式空氣制動裝置。設置在制動控制裝置內(nèi)的制動控制單元（BCU）采用微處理器數(shù)字運算處理方式。來自司機臺的制動指令通過中央裝置、由光纖傳輸?shù)浇K端裝置，根據(jù)各車廂的負荷信號及速度信息計算出需要的制動力，對電氣制動力、空氣制動力進行控制。關于與再生制動的協(xié)調(diào)采用延遲控制，負擔一部分的拖車制動力。4、輔助制動控制單元輔助制動控制裝置是為在指令系統(tǒng)機器上發(fā)生有何故障而失效，不能使用通常制動時備用者。制動指令采用電氣指令方式，輔助制動也采用以電壓控制的電氣指令方式。該制動的目的是，即使BCU出現(xiàn)故障時，也能夠使空氣制動動作，以此讓列車維持行駛，該制動系統(tǒng)在兩先導車的輔助制動器模板發(fā)生器輸出的模板電壓的作用下進行。輔助制動器模板發(fā)生器的電源使用輔助電源裝置交流輸出，對通過制動器設定器的變速段產(chǎn)生的模板電壓進行切換。5、空調(diào)控制單元空調(diào)的控制通過變頻裝置來進行，變頻裝置對溫度傳感器檢測到的車內(nèi)溫度與空調(diào)設定溫度進行比較，根據(jù)其結(jié)果進行空氣調(diào)節(jié)?？照{(diào)顯示設定器顯示從車上監(jiān)視裝置（車輛信息控制裝置）傳輸?shù)膬?nèi)容，并向變頻裝置發(fā)出空氣調(diào)節(jié)指令。同時，空調(diào)顯示設定器還顯示從變頻裝置傳來的狀態(tài)信息，并將信息傳送到車上監(jiān)視裝置。也就是說，空調(diào)顯示設定器起到了在車上監(jiān)視裝置與