昆明地鐵列車控制診斷系統(tǒng)研究和應(yīng)用

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1、昆明地鐵列車控制診斷系統(tǒng)研究和應(yīng)用　　摘要：隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程不斷推進(jìn)，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展很迅速。軌道交通能夠緩解交通擁堵,各大城市都在加緊著軌道交通的建設(shè)。但是我國(guó)軌道交通列車技術(shù)的落后,在技術(shù)上對(duì)于國(guó)外進(jìn)口的依賴非常嚴(yán)重,尤其是列車控制診斷系統(tǒng)。本論文將對(duì)昆明地鐵列車控制診斷系統(tǒng)進(jìn)行介紹。關(guān)鍵詞：TCMS診斷系統(tǒng)、MVB、控制單元、PTU、事件記錄儀中圖分類號(hào)：C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A摘要：通過(guò)對(duì)昆明地鐵列車控制診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能的介紹，達(dá)到認(rèn)識(shí)、熟悉昆明列車的診斷系統(tǒng)，在診斷系統(tǒng)功能的介紹中突出了功能的說(shuō)明與應(yīng)用。系統(tǒng)概述昆明地鐵列車控制和診斷系統(tǒng)（TCMS

2、）采用國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)DTECS分布式列車電子控制系統(tǒng)，系統(tǒng)劃分為兩級(jí)：列車控制級(jí)、車輛子系統(tǒng)控制級(jí)。列車控制級(jí)總線和車輛子系統(tǒng)控制級(jí)總線均采用EMD電器中距離介質(zhì)的MVB多功能車輛總線。中繼模塊REP作為列車級(jí)總線和車輛級(jí)總線的網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)列車級(jí)總線到車輛級(jí)總線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能10，實(shí)現(xiàn)列車的通信管理、控制與故障診斷、信息顯示和事件記錄等主要功能。列車控制診斷系統(tǒng)是以列車計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，執(zhí)行列車控制和列車信息診斷的功能，對(duì)列車、子系統(tǒng)和其它車載系統(tǒng)進(jìn)行集散控制，列車控制總線網(wǎng)絡(luò)具有冗余結(jié)構(gòu)，對(duì)于關(guān)鍵部件提供部分冗余，單點(diǎn)故障不會(huì)導(dǎo)致列車牽引停止。其中列車總線連接列車

3、各中央控制單元，傳遞列車級(jí)信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換；多功能車輛總線通過(guò)總線連接器或I/O接口與各子系統(tǒng)設(shè)備相連，傳遞控制數(shù)據(jù)和信息數(shù)據(jù)，控制各子系統(tǒng)完成相應(yīng)的功能。TCMS作為整車控制系統(tǒng)，通過(guò)信號(hào)采集模塊，采集司機(jī)的操作指令、列車各個(gè)工況下的狀態(tài)等信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算及邏輯處理，輸出操作列車各部件的控制指令，通過(guò)MVB總線實(shí)現(xiàn)與牽引控制系統(tǒng)、空氣制動(dòng)控制系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、車門(mén)系統(tǒng)、廣播和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等部件的數(shù)據(jù)交換。如下圖所示：系統(tǒng)診斷功能故障診斷系統(tǒng)由列車控制診斷模塊和一臺(tái)位于司機(jī)操作臺(tái)內(nèi)帶觸摸功能的彩色監(jiān)示器（稱顯示屏）所組成。10故障診斷信號(hào)由多功能車輛

4、總線(MVB)傳輸。列車控制系統(tǒng)中能作故障診斷的子系統(tǒng)有：a)車輛控制單元(VCME)；b）事件記錄儀（ERME）；c）制動(dòng)電子控制單元(BCU)；d）數(shù)字量輸入輸出模塊（DXME）；e）數(shù)字量輸入模塊（DIME）；f）模擬量輸入輸出模塊（AXME）；g）空調(diào)控制單元(HVAC)；h）門(mén)控單元(MDCU)；i）乘客信息系統(tǒng)（PIS）；j）輔助逆變單元(SIV)；k）牽引逆變單元（DCU）；l）列車自動(dòng)控制（ATC）；m）司機(jī)室HMI顯示器。無(wú)診斷功能的子系統(tǒng)或重要部件設(shè)備通過(guò)每節(jié)車的數(shù)字輸入輸出模塊，將監(jiān)測(cè)信號(hào)通過(guò)MVB傳輸反饋給VCME參與故障診斷：a)高速斷

5、路器(HSCB)；b）空壓機(jī)控制。故障診斷系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)部分有一個(gè)特例是事件記錄儀（ERME）,ERME是實(shí)現(xiàn)事件記錄的功能。ERME在Tc車通過(guò)車輛總線與TCMS相連接，因此TCMS所有通信數(shù)據(jù)都可以被監(jiān)視記錄；ERME事件記錄功能采樣周期200ms，記錄時(shí)長(zhǎng)為7天。當(dāng)列車上電激活時(shí)TCMS自動(dòng)觸發(fā)即開(kāi)始不間斷記錄，記錄的環(huán)境變量主要分?jǐn)?shù)字量，模擬量?jī)纱箢?；目前車輛主控制單元中最多可獲取的模擬變量約79個(gè)和數(shù)字狀態(tài)值約493個(gè)。儲(chǔ)存下來(lái)的數(shù)據(jù)被保存在ERME中,10可用便攜式測(cè)試裝置(PTU)通過(guò)運(yùn)行專用PTU程序讀取記錄數(shù)據(jù)來(lái)顯示分析這些環(huán)境變量參數(shù)。在故障或

6、維修的情況下，維修人員可以進(jìn)入檢修界面窗口中輸入口令進(jìn)入擴(kuò)展功能界面，通過(guò)擴(kuò)展功能可以實(shí)現(xiàn)以下功能：a)車號(hào)的更正:列車隊(duì)列中的每一節(jié)車輛都有它自己統(tǒng)一的、單獨(dú)使用的車號(hào),故障信息和它一一對(duì)應(yīng)?？赏ㄟ^(guò)HMI顯示屏上的車號(hào)設(shè)置界面來(lái)設(shè)定正確的車號(hào)。b)輪徑的修正:維修人員能通過(guò)輪徑設(shè)置界面對(duì)每節(jié)車的轉(zhuǎn)向架輪徑進(jìn)行校正。c)日期和時(shí)間的較正:維修人員能通過(guò)時(shí)間和日期的設(shè)置界面來(lái)檢查和調(diào)整整列列車中的日期和時(shí)間。d)軟件版本概況:維修人員能查閱顯示屏和VCME等所有系統(tǒng)的軟件版本。e)能耗信息查詢：維修人員能通過(guò)能耗信息界面查詢本列車能耗信息。f)事件記錄查詢：維修人

7、員能通過(guò)事件記錄查詢界面查詢本列車發(fā)生的所有故障。g)SIVDCDC狀態(tài)查詢：10維修人員能通過(guò)SIVDCDC界面查詢本列車各車的SIV、DCDC的狀態(tài)。h)DXME/AXME狀態(tài)查詢：維修人員能通過(guò)DXME/AXME界面查詢本列車各車的DXME、AXME的狀態(tài)。i)DCU狀態(tài)查詢：維修人員能通過(guò)DCU界面查詢本列車各動(dòng)車的DCU的狀態(tài)。故障診斷的應(yīng)用10地鐵車輛的車載故障診斷系統(tǒng)是TCMS的一個(gè)重要組成部分，完成車載各部件故障數(shù)據(jù)的采集、分析、轉(zhuǎn)儲(chǔ)和顯示功能。列車激活各系統(tǒng)啟動(dòng)完成后，診斷控制系統(tǒng)會(huì)檢查診斷設(shè)備和子系統(tǒng)或重要部件的通訊狀況然后在HMI的網(wǎng)絡(luò)

8、拓?fù)浣缑嬷酗@示對(duì)應(yīng)狀態(tài)，