动车组信息系统

1、第六章 列车信息系统传统的机车车辆信息系统机车部分： 检测和控制由机车微机控制装置、列车运行控制装置等设备来完成。车辆部分：车辆信息系统 发布旅客要求的信息行车安全监控系统 主要监测：车辆转向架、制动系统、防滑器的信息状态；列车电气监控系统 主要监测：供电、空调、电压、电流、漏电流、电池电流、充放电流、室温、逆变器、充电机、轴温、塞拉门信息状态，汇集至车厢显示器。 与传统的机车车辆不同，在EMU 动车组上，充分利用列车计算机通信网络平台，将原属于车辆上的网络和机车监控系统合并，组成了适应高速动车运行控制、列车运行安全监测和故障诊断、旅客信息要求的列车信息控制系统。第一节 CRH2列车信息系统

2、一、概要 CRH2列车信息控制系统通过贯穿全列车的总线传输信息，并且对列车运行状况及车载设备动作的相关信息进行集中管理，可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用、加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。列车信息控制系统具有旅客信息显示、控制指令传输、设备状态监视、故障记录、故障诊断五大功能。二、列车信息控制系统构成和特点 、 列车信息控制系统构成 主要由两大部分组成 监控器 控制传输 硬件为一体化装置，但各自独立构成网络，系统为自律分散型。列车信息中央装置 列车信息终端装置 列车信息显示器(包含IC卡架) 车内信息显示器 系统主要组成部分：车辆信息控制装置的构成表号车编号号车编号1 12 23

3、34 45 56 67 78 8车型车型T1CT1CM2M2M1M12 2T1KT1KM1SM1ST2CT2C中央装置中央装置1 11 1终端装置终端装置 G G1 11 11 11 11 11 1 G G1 11 1监控显示器监控显示器2 21 12 2显示控制装置显示控制装置2 21 12 2卡夹卡夹2 22 2车内引导显示器车内引导显示器2 22 22 22 22 22 22 22 2列车信息中央装置外形图列车信息终端装置外形图列车信息显示控制器外形图列车信息显示器外形图监控显示器照片司机台的左右两侧设置2台监视显示器，号车车长室设置台监视显示器。监控显示器监控显示器的界面监控显示器采用

4、触摸面板的切换方法触摸面板的切换方法可以方便地从菜单选择画面直接跳转。当需要牵引变流器的信息时，从菜单画面中触动主变流（各车）后，跳转到车号选择画面，选择车号后，显示来自牵引变流器的数字数据一览。车号选择画面及数字数据一览画面的右上角显示菜单选择键，通过触摸它，可以返回到菜单画面。菜单画面的构成清晰，使乘务员可以清晰地看到希望看到的画面。 列车长监控器外形图列车长综合通信设备在7号车（TIM车）的列车长室内设有一台综合通信装置。综合通信装置面板上设置供列车长使用的各类开关、按钮和指示灯。包括：后备开关灯、应急灯、报时开关、装配托架、带灯的确认开关、按压式对讲开关、麦克风、耳机插孔、取消开关、带

5、灯的驾驶室开关、带灯的公共广播开关、有灯的收音机开关等。列车长综合通信设备 IC卡读写装置外形图 乘客信息显示器 动车组在客室的两端上部分别设置了车内引导显示器，用于显示：当前到站，前方到站、正晚点情况，当前时间、运行速度、实时新闻、禁烟标志和厕所有人无人等旅客信息的发布。旅客信息显示器外形图乘客信息显示器安装图乘客信息显示器安装图车载扩音器各车设有广播系统，在国产化后将在一等车和酒吧餐饮区设置视频系统。（B）头车布置位（C）其他车辆布置位车内扩音器扩音器在车内的安装位置 (1/2)1号車2号車3号車4号車扩音器在车内的安装位置 (2/2)5号車6号車7号車8号車2、信息传输 传输线有列车信息

6、传输线(光纤)及自我诊断信息传输线(双绞线)二种。 列车信息传输线为环形结构环路，如果在环路的一个方向没有检测到应答时，就向环路的另一个方向发送信息，因此能够避开故障部位。 另外，两个编组联挂时，中央装置之间通过2对双绞线连接，并且通过MCR打开联挂前原有环路，将联挂前独立的两个环路连接成一个环路。 列车信息控制装置的系统构成(预备工程)半主动控制装置半主动控制装置(预备工程)半主动控制装置(预备工程)半主动控制装置(预备工程)(预备工程)半主动控制装置(预备工程)主动控制装置(预备工程)主动控制装置半主动控制装置(预备工程)显示器车号显示器车号显示器车号显示器车号显示器车号显示器车号显示器车

7、号装置2装置1显示器车号装置2装置1LKJ2000LKJ2000AI2（注1） 电流环传输线（注2） 牵引、制动控制指令线（注3） 光纤线（QSI85/125）（注4） 双绞线（注5） 光纤线（H-PCF 200/230）（注6） 类别1（AI方向有） 此外终端装置：类别2（AI方向无）（注7） WV102S 1.25SQ采用MF145MF135MF125MF115MF145MF135MF124MF114MF144MF134MF124MF114MF114MF124MF134MF144MF144MF134MF123MF113MF113MF123MF133MF143MF143MF133MF122M

8、F112JB1EJJB2JB1EJJB2JB1EJJB2JB1EJJB2JB1EJJB2JB1EJJB2JB1EJJB2MF112MF122MF132MF142MF142MF132MF141MF131MF121MF111T2c8（16）号车M1s7（15）号车M26（14）号车T1k5（13）号车T24（12）号车M13（11）号车2（10）号车M2T1c1（9）号车联挂编组2 (注8)(注8)2联挂编组(注8)22(注8)(注8)2222222222制装置1显示控IC卡读写显示器1显示器2IC卡读写显示控制装置2装置解挂联挂控制指令SGx2制动控制装置显示器引导信息引导信息显示器配电盘空调控

9、制地显示器侧面目的辅助电源x2显示器1播音服务装置播装置自动广制装置制动控牵引变流器侧面目的地显示器空调控制配电盘显示器引导信息引导信息显示器x2x2显示器引导信息引导信息显示器配电盘空调控制地显示器侧面目的变流器牵引制动控制装置制装置制动控侧面目的地显示器空调控制配电盘显示器引导信息引导信息显示器x2x2显示器引导信息引导信息显示器配电盘空调控制地显示器侧面目的制动控制装置制装置制动控牵引变流器侧面目的地显示器空调控制配电盘显示器引导信息引导信息显示器x2变流器牵引x2x2制动控制装置显示器引导信息引导信息显示器配电盘空调控制地显示器侧面目的制装置制动控辅助电源侧面目的地显示器空调控制配电盘

10、显示器引导信息引导信息显示器距离检测探测装置x2SG指令控制解挂联挂装置地点检测器制装置2显示控IC卡读写显示器2显示器1IC卡读写显示控制装置1控制装置列车信息右左右左E中央装置EEECR1FF1TCCT1FF1RCCR2FF2TCCT1FF1RCEEE终端装置EAIAIE终端装置EEECR1FF1TCCT2FF2RCCR2FF2TCCT1FF1RCEEE终端装置EAIE终端装置EEECR1FF1TCCT2FF2RCCR2FF2TCCT1FF1RCEEE终端装置EAIE终端装置EEECR1FF1TCCT2FF2RCCR2FF2TCCT1FF1RCEEE终端装置EAIAIE终端装置EEECR1

11、FF1TCCT2FF2RCCR1FF1TCCT1FF1RCEEE中央装置E3、列车信息控制装置的五大功能 旅客信息的显示在旅客信息显示器上显示当前到站，前方到站、正晚点情况，当前时间、运行速度等列车运行信息。旅客信息系统包括信息显示、车内标识、列车运行信息、列车广播电视等。 播放（按每编组） 车内引导（全车/个别） 室内灯（按每编组） 自动播放 显示编组 关门 火灾报警 紧急蜂鸣器在列车长监控显示器实时显示内容（一）：列车长监控显示器实时显示内容（二） 厕所蜂鸣器 缺水 西式厕所故障 小便器故障 室内灯 号车引导 等车辆服务设备等信息列车长监控显示器实时显示内容列车运行模式空调减半状态冷气控制

12、温度暖气控制温度室内温度控制空调运转率控制指令传送功能列车信息控制系统是以通过贯穿列车的总线来传送信息，从而减轻了列车的重量。通过对列车运行以及与车载设备动作的相关信息进行集中管理，可以有效地实现对司机和乘务员的辅助作用、加强对设备的保养和提高对乘客的服务质量。监视器功能将列车信息显示在司机台的显示器上，使乘务员了解列车运行状态。记录故障情况的功能车辆信息控制装置检测出设备发生故障，具有记录故障情况的功能。这种故障检测及记录功能全是自动完成。 列车信息控制系统可以对故障进行区分：重大故障轻微故障，遇到重大故障而且需要处置时，会将故障内容及处置引导通知给乘务员。故障的诊断列车信息控制系统对列车上

13、设置的设备进行自动检查。检查时设备一端具有判断功能，列车信息控制系统只收集对各个设备发出的检查指令及检查结果。车上检查功能，使检查自动化，通过车上操作，减轻保养工作。系统的主要诊断项目牵引变流器辅助电源装置制动控制装置安全设施车门开关时间测定车辆信息控制装置自我诊断。制动和车门的检测结果由检查员判定其好坏。由于部件故障导致检查结果出现问题的时候，将数据结果通知检查员。针对问题所采取的对策由检查员根据数据结果的内容判断是否进行更换、修理等。对于部件的偶发性故障的识别，由检查员依据自动检查结果进行判断。检测结果的判定和处理列车自我诊断系统主要工作进行列车运行中各部件状态的监控及处理。具有在车辆基地

14、检修中自动检查功能。自动检查的结果可以写入到IC内存卡中，并且可以通过地面系统将检查结果打印输出。对于故障的分析由检查员进行。列车在运用维修基地的检测通过另行设置的各设备的试验装置来进行。 行车中的设备状态的监视结果在进入列车基地后，可以通过IC内存卡进行写入、读出。行车中的各个设备的状态数据可以即时地写入到IC内存卡中。但是这些信息只是信息的记录，与列车的控制无关。行车中或者维修时，诊断结果将输送到列车状态数据存储装置或者其它数据库，为维修提供状态依据等的主要信息显示在司机台上的显示屏上。控制传输部为双重系统，确保系统冗余性。 头车设置的中心装置为双重系统（双CPU系统）构成，确保其可靠性。

15、一套发生故障的时候，自动切换到另一套。列车利用自身诊断传输线对整个系统进行监视，发生异常情况时保存故障信息。4、特点安全可靠的系统控制方式系统控制方式通过环形连接的光纤双重环路传送及多股绞合传送线。列车合并时也可保持环形结构的可信度高的传送系统。控制指令传送系统采用独立于监视器部分的双重CPU方式，具有故障导向安全和备份。三、 列车信息控制装置主要控制内容牵引/制动控制设备状态监视与控制现车性能检测与试验记录、储存数据车内信号传输和与地面系统的远程传输乘务员支持服务设备控制（1） 牵引制动器的指令系统 牵引指令系统、制动指令系统的串行传输 救援连结时的制动指令的串行传输（2）设备的开启/复位

16、牵引变流器/辅助电源装置/向配电盘 传送的复位指令 设备远程开启指令的传送 辅助绕组电源感应电路的控制 三相AC400V 电源感应的控制 （控制BKK 接通/断开） 空调温度控制器的复位 利用留置开关控制115 线系统的断开（3）指示灯蜂鸣器控制 司机台故障指示灯的显示输出 司机台单元指示灯的显示输出 司机台蜂鸣器的鸣动输出 各车配电盘指示灯的显示输出 空档指示灯的点亮(4) 乘务员支持 工作卡中，输入并显示乘务行路/列车号/时刻表 （此次不包含此项功能，但将来可以在运行管理系统中追加） 向列车无线、车号中继器、ATP 检查记录部、脉冲转发器传送车号信息（此次不包含此项功能，但将来可以在运行管

17、理系统中追加） 发生故障或者异常时，司机台的警报生成和内容显示及引导显示 司机及列车长辅助用的各种列车信息/设备信息的显示 应急指南的显示 和其他编组之间的分割/合并状态的显示 安全设施故障记录的显示 最新故障记录的显示 指令通告的显示及接收确认功能（此次不包含此项功能，对应将来的运行管理系统可进行追加） 技术支持系统功能（此次不包含此项功能，但将来可以在运行管理系统中追加）(5) 服务设备的控制 车内信息显示器、侧面目的地显示器的显示内容指令 车号显示器的显示信息指令 向自动播放装置传送播放定时信息 分割时的其他编组播放切换输出 通过无线装置接收的PR 文字、紧急文字的显示（此次不包含此项功

18、能，但将来可以在运行管理系统中追加） 服务器控制（空调室内灯播放）的控制及状态显示(6)数据记录 故障时的设备动作信息的记录 主故障发生时的状态记录 走行距离及牵引/再生电力的累积 营业运行中或者试运行中的列车性能信息的收集 营业运行中或者试运行中的项目选择信息的收集 营业运行中或者试运行中的空调运转率信息的收集 营业运行中或者试运行中的空调运转状态的收集(7)车上试验 车上试验 （各机器（牵引变流器、制动器、安全装置、辅助电源、车门等）内藏的自我诊断功能和具有协调性的车上试验功能） 试验结果的收集(8) 自我诊断传送线 各监视器部分/控制传送部分之间的传送错误的检测 控制信息的自我诊断 光传

19、送故障时的运转控制指令的备份(9)其他 远程装载功能 全自动防摆控制装置、半自动防摆控制 装置（接线空间的准备工程）四、 动车组安全运行的监测、诊断系统对动车组实施车上监测和诊断是列车信息控制系统一个非常重要的功能。它能够提高动车组运营安全性和车辆运用率；有效地实现优化运行管理；加强对设备的保养；便于运用和维修作业。监测、诊断系统对于动车组同样十分重要。1、监测和诊断系统的任务（1）识别部件磨耗和偶发性故障，并记录故障信息；（2）尽量明确显示故障发生的部位和功能范围；（3）在故障情况下提示运行方式，包括提出保持功能措施的建议；（4）提示迅速排除故障的维修方式；（5）在必要时提示紧急制动作用；（

20、6）自动化整备作用，包括全自动的制动过程试验等。2、车载诊断系统主要用于以下三种场合（1）出库检查（即发车前的停车状态检测） 包括车载微机的自检和对被控关键部件的检查，后者主要是受电弓、制动装置和关门装置的检测和试验。（2）列车运行过程中的功能诊断在进行控制的同时对被控对象实行保护性监测，当发现异常状况时保留有关信息，以供进一步的故障分析。（3）用于在车辆检修基地内的诊断检查在车辆检修基地内进行定期检查时，将车载设备与其他设备一起对动车组进行诊断检查。3、车载诊断系统分类车载诊断系统的结构分为下列三个层次。 （1）部件诊断： （2）单节车辆诊断： （3）列车诊断：（1）部件诊断 由各计算机控制

21、装置对其本身进行自诊断，并对被控对象进行监测诊断，然后按事先确定的编码将诊断数据输入控制单元。（2）单节车辆诊断 包括动车和拖车，各车的节点通过车厢总线或输出入口获取、分类、评估本车的诊断数据，并以断电保存的方式存储这些数据，按事先确定单车诊断参数编码，传输到动力车主控单元中进行故障列表。（3）列车诊断 由列车安装在动力车上的主控单元（诊断中心）获取、分类、评估和存储列车的诊断结果，并在前导动力车上显示，同时可将这些信息存储在其他动车的主控单元中。 各层诊断级增设有故障自诊断、故障信息保存、降要的故障自排除以及将重要故障信息向上一级传送的功能； 各诊断装置还应配备有人机接口，以便维修人员从故障

22、部件读取故障信息和对故障进行定位分析，并查知本车的诊断结果； 列车诊断级的人机接口应包括采彩色液晶显示屏、功能按键及蜂鸣警报器。4、监测、诊断系统的设备 高速列车除在司机室内装有显示各种机器动作状态和故障信息的显示装置以外，还有其他一些具有诊断功能的监测装置，按其系统结构和作用功能可以进行分类如下： 机器监测器 带有传输功能的监测装置 带有运行控制的监测装置 （1）机器监测器 为分析故障原因，需要有故障发生时间（地点）和故障发生前后机器状态的信息记录。 在机器内装有经常监视机器动作状态的监测器，平时经常按几秒钟的间隔进行记录储存，当发生故障时触发使保护装置动作，从而可保持故障前后的详细记录，其

23、数据采样时间为数十毫秒，在装置高速动作时的采样时间可精确到250s甚至20s，以便于分析故障。（2）带有传输功能的监测装置 机器监测器带有传输系统，能采集数据和故障显示，并具有表示故障处理顺序的制导显示，还有到站显示、自动广播等服务机器接受传输地面信息能力。 为了减少车辆连接线，传输系统采用串行传输，司机室的显示装置经由中央装置与终端装置连接。 系统还可设有月检功能与试运行功能。（3）带有运行控制的监测装置 由于司机室内主控制器及前后转换器等均为无接点化，使得传输系统可以达到高速化及高可靠性，从司机室主控制器发出的牵引、制动指令也由传输系统传送到监测装置。 在作月检查时除主控制器本身的检查外，

24、不需要检查员操作主控制器，从司机室中央装置自动发出检查所需的模拟牵引、制动指令，便可有效地进行车内检查。5、诊断结果处理及显示（1）诊断结果的处理方法： 行车过程中将诊断结果输入车载微机系统进行判断分类，然后向列车控制发出相关的指令； 在行车中或检修中将诊断结果送入列车状态数据存储装置或其他数据库，为维修提供信息。（2）诊断结果显示： 面向乘务人员的运行诊断显示：在动车司机驾驶台的显示屏幕上显示主要的诊断结果； 面向维修人员的保养诊断显示：在各控制级的故障读出端口处由维修人员使用便携要读出诊断结果。第二节 CRH1列车信息系统一、概要 CRH1的计算机控制系统主要采用的是MITRAC模块化产品

25、，可以高度分布在列车的各个控制现场，处理整个车组的控制、各单车的控制、列车诊断、状态监测、事件记录、人机界面等功能。 列车控制管理系统图 根据CRH1的列车基本单元TBU的划分，整个列车控制管理系统在通信上也分成三段MVB总线区段：TBU1段，TBU2段，TBU3段。TBU1段TBU2段TBU3段TC CCU（Train Control CCU） 在区段内部，TC CCU（Train Control CCU）为控制和监控功能的核心。由TC CCU控制和监视的所有模块（如列车诊断、制冷空调、充电器等）综合起来无外乎就是一些对TC CCU输入或从TC CCU输出，由于这些模块本身具有完整的控制作用

26、，即具有智能，所以可以看作是智能I/O。这些智能I/O由TC CCU来激活、关闭。分区段的MVB总线 冗余MVB 基本的司机控制功能、高压（网侧）控制功能在列车两端的Mc车之间可互为冗余，这一功能是通过列车内部贯穿整车的冗余MVB总线实现。（虚线部分） 远程无线通信接口及售后服务以太网 AXS CCU可通过GSM建立与地面之间通信通道，贯穿整车的以太（Ethernet）网（图中最外围的线）为BT提供列车维护、服务等方面的通信与接口。独立的牵引控制系统（PC，Propulsion Control) 值得注意的是在本地MVB中还有一个功能独立的重要系统，就是牵引控制系统（PC，Propulsion

27、 Control），这个系统又自成一个独立的牵引MVB总线，对其下的单元（DCU/x，BCC/I，AX，DX等）按分布式总线控制的方式实施控制与监视。 独立的牵引MVB总线 CRH1列车通信总线拓朴结构 二、信息系统的设备1、中央控制单元（CCU） 安装孔 安装孔 散热片 接地端 安装孔 安装孔 2、网关（GATEWAY）GW的MVB地址设置 Address: 233、司机显示单元 4、车辆主要功能单元牵引控制单元（PCU/DCU） 牵引控制单元PCU（Propulsion Control Unit） 主要包括网侧变流器驱动控制单元DCU/L (Drive Control Unit for t

28、he Line Converter)， 电机变流器驱动控制单元DCU/M (Drive Control Unit for the Motor Converter)， 辅助变流器驱动控制单元DCU/A (Drive Control Unit for the Axuiliary Converter) 蓄电池充电控制单元BCC/I (Battery Charger Control for IGBTs)等。制动控制单元（BCU） CRH1的每辆个转向架上安装一个制动控制单元（BCU），共有十八个BCU。制动控制单元是MITRAC产品，有MVB接口，直接挂在本地MVB总线上。BCU是一个具有独立控制功能

29、的计算机单元，它的上一级控制就是车辆本地的VCU Lite TC CCU，通过MVB接受TC CCU的指令并传回状态及故障信息。第三节 CRH5列车信息系统一、概要 CRH5动车组的控制、监测与诊断系统是车载分布式的计算机网络系统。 在每节车辆(动车或拖车)内通过车厢总线将分布在同一车厢内的各计算机控制装置联网；通过列车总线把分布在不同车厢中的主控单元(节点)联网，直至安装在列车前、后端动车上的列车控制、诊断中心，再通过动车司机操纵台上的显示屏，可选择显示列车中各受控设备的工作状态，从而实现对动车的重联控制和对全列车的综合监控作用。1、信息传输系统的功能监视和控制功能。 CRH5的列车网络控制

30、系统通过传输信息和控制命令，对车上的主要设备进行管理。整个系统的网络架构采用TCN标准，为提高可靠性，对于重要部件采用了冗余设计。信息传输系统通过车载网络完成对牵引、制动、辅助供电、转向架、空调、旅客信息系统、门等单元的监视和控制。诊断功能 每个微处理器控制的功率单元具有启动和运行自动测试功能，可以提供与各自电子板有关的诊断信息。 主要诊断的项目： 列车的牵引、制动及控制系统的状态； 走行部件的安全性； 旅客安全相关设施的状态 ( 如车门关闭状态等 )； 各类电子电气设备、影响列车正常运行和使用的其它设施状态。2、网络拓扑结构 GWGWMPUMPUMc2M2STPM2T2TPBMHMc1Train bus列列车车总总线线Vehicle bus车车辆辆总总线线Vehicle bus车车辆辆总总线线Vehicle name车车辆辆名名称称网络总体拓扑结构 二、信息系统主要设备1、微处理单元 MC1车和MC2车配置MPU_LT和MPU_LC各两个，其他车无MPU。 MPU（Main Processing Unit，主处理单元），负责对相应车辆输出指令和控制。在每一车组中（4辆车）有2对MPU。 其中的2个（MPU-LT）控制牵引和信号设备总线上的所有设备，而另外2个（MPU-