成都地铁4号线列车网络控制系统
成都地铁4号线列车网络控制系统
创新前沿Technology Innovation and Application2017年23期成都地铁4号线列车网络控制系统李文正，殷培强，徐磊，张欣萍(中车青岛四方车辆研究所有限公司技术中心，山东青岛266000)摘要：文章介绍了基于TCN标准的列车网络控制系统在成都地铁4号线上的应用，主要包括系统拓扑结构、系统配置、关键控制功能、显示屏界面、图形化编程软件、创新设计及运营情况等，并对系统设计进行了总结。
关键词：成都地铁;列车网络控制系统;控制逻辑；冗余中图分类号：U284.48 文献标志码：A文章编号院2095-2945 (2017)23-0018-021概述成都地铁4号线列车未6辆编组B型车，其列车网络控 制系统(TCMS)采用的是中车青岛四方车辆研究所有限公司 自主化的软硬件平台。
2基于TCN列车网络配置成都地铁4号线列车采用4动2拖的6编组形式，TCMS 列车总线及车辆总线均采用符合IEC61375标准规定的多功能车辆总线(MVB-EMD)。
基于TCN标准的列车网络系统拓扑结构如图1所示:互为冗余的两个C C U分别位于T c1车和Tc2车，完成列 车控制、监视和故障诊断功能。
每辆车都具有RI0M模块，实现对110V控制电路的主要 信号进行采集和控制及模拟量信号的采集。
Mp1车和Mp2车分别安装了两个互为冗余的中继器(R P T)模块，实现对M V B信号的中继传输，保证信号的传输质量。
两个人机接口单元(HMI)分别位于T c1车和Tc2车，负责显示设备状态和指导司机操作。
T c1车和T c2车各设置一个列车数据记录仪(E R M)，对列车主要设备的运行状态和故障信息进行冗余采集和记录。
列车控制及监控系统通过422G W与实时无线传输系统相连，其他子系统通过M V B接口接入到TCMS系统。
3系统关键功能3.1辅逆停机控制成都地铁4号线车辆前后半列各安装一台辅助逆变器，两台辅助逆变器分别给两组可被扩展供电接触器连接起来的中压母线供电，正常情况下每台辅助逆变器单独给 该半列的中压负载供电。
轨道交通列车通信网络系统故障分析探讨
轨道交通列车通信网络系统故障分析探讨摘要：随着经济的不断发展，我国城市建设迅速，地铁、轻轨等城市轨道交通已经在全国各地得到了广泛应用。
随着我国经济的不断发展，城市人口规模日益扩大，对交通工具的需求也在不断增加。
特别是在我国经济高速发展的大背景下，轨道交通已成为城市公共出行的重要方式。
本文首先介绍了轨道交通网络通信系统，然后介绍了故障分析和解决措施。
关键词：轨道交通；列车；通信网络系统；故障分析前言近年来，我国城市规模不断扩大，各大城市都在积极开展建设轨道交通项目。
由于其建设成本较低、运行速度较快等特点而成为当前最具发展前景的轨道交通运输方式。
列车网络是保障地铁安全高效运营的重要基础设施。
列车与调度指挥中心、车站信号楼之间必须保持通信联络，从而保证控制系统、车辆监测系统和运行调度系统三者能够正常工作。
在轨道交通运输过程中，通信信号设备对列车控制及乘客信息接收起着重要作用。
当车辆发生故障时，不仅会影响运输生产和运营组织效率，而且还可能影响到乘客的乘车安全。
因此，在列车运行中必须保证通信信号设备正常运行和良好状态。
1 概述轨道交通列车通信网络系统是指实现列车之间，列车与信号设备之间，以及对列控系统、调度指挥系统和车站信息采集系统三者之间通信联络的设备。
系统主要由通信网络、车辆控制中心、调度管理中心、车站及站台等设施组成，其基本功能是对车辆和信号设备的实时监测和信息采集。
轨道交通是一种新型的现代化公共交通工具，其出现和发展改变了人们的生活方式，同时也给社会带来了巨大变革。
由于轨道交通运营过程中所面临最大的安全问题就是事故发生率高、造成损失大及社会影响恶劣。
目前国内大部分城市都在积极建设地铁，并努力将其打造成一种快捷、舒适又安全的公共运输工具。
随着城市人口的不断增加，城市轨道交通在解决居民出行问题及减少污染等方面起着越来越重要的作用。
地铁线路越长，运行速度越快，所需通信和信息也就越多；同时因各车站间距离较远，所以必须采用高速通信传输装置（如RLC）进行高速信息传输，以实现无缝对接；而列车之间通信方式则主要为无线数据传输（如GPRS）来完成。
成都地铁既有列车网络控制系统对比分析
第39卷第SO期铁道机车车辆Vol.39No.SO 2019年12月RAILWAY LOCOMOTIVE&CAR Dec.2019文章编号=1008-7842（2019）SO—00&0$05成都地铁既有列车网络控制系统对比分析曾东亮（成都地铁运营有限公司,成都610051）摘要详细介绍了成都地铁既有列车控制网络系统情况，分析了各线网络控制系统的优缺点，提出了后续改进建议。
关键词地铁车辆；网络控制；现状；对比分析中图分类号：U239.5文献标志码：A doi：10.3969力.issn.1008—7842.2019.SO.11在地铁列车发展进程中，列车网络控制管理系统（TCMS）为关键核心系统，是集列车的控制、监控和诊断为一体的集成控制系统,能为列车各子系统和模块提供各种实时控制信息，完成对列车的控制。
目前国内外地铁列车发展日新月异，列车结构组成越来越复杂，特别是实时在线监测技术、大数据分析技术的大量应用，对网络控制系统的性能要求也越来越高。
本文对比分析成都地铁既有列车网络控制系统情况，针对性提出了后续改进建议。
1列车网络控制技术介绍列车网络控制技术的发展史上主要有TCN、WorldFIP和LonWorks等，随着标准化应用及互联互通要求的提高，目前TCN成为应用最广泛的列车网络控制技术"列车通信网络（TCN）主要服务于铁路机车、动车和城市轨道交通，主要包含两层架构，即具有不同特性的主干网络（Train Backbon）和具有不同特性的编组网络（Consist network），其协议的转换主要借助节点来完成，主干网络可以是绞线式列车总线（WTB）或者以太网列车总线（ETB）,编组网络可以是多功能车辆总线（MVB）、CANopen总线或者以太网编组总线（ECN）。
随着城市轨道交通的迅猛发展，TCN网络控制的应用百花齐放，例如上海、深圳地铁部分庞巴迪车系采用”WTB列车总线MMVB车辆总线”的两层网络结构，广州、武汉地铁部分西门子车系采用”MVB列车总线+ MVB车辆总线”的网络结构，北京大兴机场线采用国产“以太网+M V B”列车总线双重冗余网络结构。
地铁车辆司机室操作及驾驶培训教材手册
第16章司机室操作及驾驶目录1 目的 (1)2 手册概要 (1)3 司机室电气设备 (1)4 紧急操作 (12)第16章司机室操作及驾驶1目的本操作手册的主要使用对象是成都地铁4号线列车司机（操作者），其全部内容可使司机安全、有效地操纵列车，并确保列车处于良好的工作状态。
2手册概要本文件描述了成都地铁4号线车辆的司机室电气设备功能简介及驾驶操作。
3司机室电气设备司机室作为列车控制的核心，包含有牵引系统、信号系统、CCTV系统、广播系统、无线电台、列车控制系统、制动系统的控制单元等，提供良好的人机操作界面，为司机操作控制列车提供直观、简单、安全的环境，以达到保护列车安全、舒适运营的目的。
3.1 设备布置：设备名称：1、司机室顶灯2、司机室摄像头3、前照灯、尾灯4、刮雨器5、遮阳帘6、扬声器7、终点站显示器 8、司机台 9、CCTV显示屏10、开关门按钮版 11、信号系统扬声器 12、控制柜13、综合柜 14、信号系统天线安装 15、信号调制解调器21、司机室增压单元风速选择开关3.2 设备功能3.2.1 主司机台主司机台作为司机驾驶的重要设备，完全符合UIC651和人机工程学的设计。
司机台面上设置有TCMS显示屏、信号显示屏、压力表、速度表、广播控制盒、无线电台控制盒、车辆控制相关指示灯、司机控制器、司机台按钮板等设备；主司机台内部设置有台体电气连接器、司机台电热器。
1）信号显示屏作为信号系统的输入和显示单元，可以显示列车在ATO等自动驾驶模式下的相关信息。
2）TCMS显示屏作为列车管理系统的显示单元，可以显示列车子系统的工作状态、故障信息，并可以通过人机界面设置广播、空调、牵引系统的参数。
3）广播控制盒作为广播系统的输入和显示单元，在半自动广播时可以通过广播控制盒进行起点站、终点站、越站、预录紧急广播的设置播放，可以显示紧急报警位置、起始站、终点站、当前站及广播状态。
4）无线电台控制盒作为无线系统的输入和显示单元，司机通过无线控制盒与OCC 控制中心进行通话。
浅析成都地铁4号线信号系统与防淹门接口安全
浅析成都地铁4号线信号系统与防淹门接口安全
欧一甫
【期刊名称】《城市建筑》
【年(卷),期】2014(000)015
【摘要】本文介绍了成都地铁4号线信号系统与防淹门的布置和功能，地铁信号系统与防淹门的接口信息传递，从接口安全功能设计、硬件层面、运营维护层面阐述了信号系统与防淹门应满足的接口安全。
【总页数】1页(P384-384)
【作者】欧一甫
【作者单位】成都地铁运营有限公司，成都610081
【正文语种】中文
【相关文献】
1.兰州轨道交通1号线信号系统与防淹门接口方案探讨 [J], 常中伟
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5.城轨信号系统与防淹门接口配置分析与优化 [J], 郭碧[1]
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信号工知识考试(试卷编号281)
信号工知识考试(试卷编号281)1.[单选题]犀浦站地名缩写代码（ ）A)ＸＰＳB)ＸＰＲC)ＸＰＤD)ＸＰＫ答案:A解析:2.[单选题]DS6-K5B计算机联锁系统，每对ET-PIO有32个采集点和( )驱动点。
A)8个B)16个C)24个D)32个答案:D解析:3.[单选题]LED信号机断丝报警时，断多少束灯丝时信号机报警仪应报警？A)1B)2C)3D)4答案:D解析:4.[单选题]在CBTC模式下,联锁根据( )提供的虚拟闭塞分区状态进行联锁运算。
A)1ATS子系统B)1ATP子系统C)计轴子系统D)无线子系统答案:B解析:5.[单选题]每套RBC需要( )信号安全数据网IP。
A)2个B)3个C)4个D)5个6.[单选题]停车保证功能用于在CBTC运行模式下，当联锁请求进路取消时，加快（ ）的进程A)列车制动级位提高B)进路取消C)列车牵引恢复D)司机确认答案:B解析:7.[单选题]当使用兆欧表（500V）时，摇把转速应保持( ) r/min。
A)60B)80C)100D)120答案:D解析:8.[单选题]在控制台上区分第7、8、9网路线故障时，可在控制台上增加办理引导进路锁闭操作，则可根据原来办理的进路，判断出故障所处位置，例如：若原来办理的是接车进路，办理引导锁闭后进路无白光带，说明( )。
A)9线的QJJ和GJJ故障B)7线的KJ故障C)8线的XJJ故障D)9线的GJJ故障答案:A解析:9.[单选题]尖轨跟端的双头螺栓或套管不紧、失效或缺失会导致（ ）。
A)尖轨爬行B)尖轨肥边C)滑床板吊板D)转辙机密贴强度过大答案:A解析:10.[单选题]TSRM主要用来获取TSR系统的实时状态及( )。
A)历史运行信息B)报警信息C)命令参数信息D)限速命令11.[单选题]当道岔由反位向定位转换时，工作原理同定位向反位转换时，但其动作电源是经由又X1、( )线送向室外的。
A)X2、X3B)X2、X4C)X3、X4D)X2、X5答案:D解析:12.[单选题]信号机限界指设备边缘最外侧（靠近钢轨一侧）距（ ）的距离。
简析成都地铁4号线计轴工作原理及故障应急处置
天水铁路电缆有限责任公司
中国铁路通信信号股份有限公司天水铁路电缆有限责任公司始建于1969年。
公司可为用户提供各类铁路信号电缆、铁路数字信号电缆、铁路通信电缆、辐照交联电力电缆、架空电缆、低烟无卤阻燃城市轨道交通电缆、机车电缆、耐火电缆、各种铜、铝绞线、电线等8大类、24个品种、3000多个规格的产品。
公司通过了质量、环境、职业健康安全管理体系认证，通过了IRIS、CRCC、CCC产品认证，公司是“全国第三批企事业知识产权试点单位”，拥有产品技术专利30项。
40多年来，公司产品受到国内外用户的一致好评。
天水铁路电缆有限责任公司将保证以优质的产品，合理的价格和满意的服务参与国内外工程项目建设，并真诚希望在铁路工程建设中做出自己的贡献。
（详见封三）。
地铁车辆监视系统用户培训手册
第3章监控系统1 目的及参考标准 (2)1.1目的 (2)1.2 参考标准 (2)2 列车控制及监控系统概述 (2)2.1 TCMS拓扑图 (2)2.2 TCMS硬件配置 (4)3 TCMS主要控制功能 (5)3.1 整车实现的主要功能 (5)3.2 牵引系统 (7)3.3 制动系统 (8)3.4 辅助系统 (10)3.5 空调系统 (10)3.6 其它系统 (11)4 TCMS显示屏界面介绍 (12)4.1 人机接口界面概述 (12)4.2 人机接口界面详细设计说明 (17)5 TCMS故障诊断功能 (40)6、TCMS冗余设计介绍 (41)7 TCMS硬件设备介绍 (43)7.1 TC1/2车RIOM机箱 (43)7.2 TC1/2车RIOM+ERM机箱 (52)7.3 TC1/2车CCU+422GW机箱 (62)7.4 MP1/2车RIOM+RPT机箱 (68)7.5 M1/2车RIOM机箱 (80)7.6 人机接口（HMI） (87)1 目的及参考标准1.1目的本文档主要描述了成都地铁3&4号线项目列车控制及监控系统的拓扑结构、主要控制功能、监视功能、故障诊断、冗余设计和主要的硬件设备。
本文档的读者对象为成都地铁用户和售后服务人员。
1.2 参考标准TB/T 3021-2001 《铁道机车车辆电子装置》TB/T 2768-1996 《机车电子设备测试元器件、可编程电子设备与电子系统的可靠性》TB/T 2766-1996 《机车电子设备测试装置试验规则》TB/T 1333-1996 《机车电器基本技术条件》EN 50155:2007 《机车车辆电子设备》EN 50121-3-1:2006 《铁路设备-电磁兼容.第3-1部分机车车辆-列车和整车》EN 50121-3-2:2006 《铁路应用-电磁兼容.第3-2部分机车车辆-电气设备》GB 7928 《地铁车辆通用技术条件》IEC 60077 《铁路车辆电气设备-基本工作条件和基本规则》IEC 61373 《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》IEC 61375-1 《电力铁路设备–列车总线.第一部分列车通信网络》2 列车控制及监控系统概述2.1 TCMS拓扑图成都4号线车辆的列车控制及监控系统按照IEC61375-1标准规定的列车通信网络组建，列车总线与车辆总线均采用MVB总线。
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成都地铁4号线列车网络控制系统
文章介绍了基于TCN标准的列车网络控制系统在成都地铁4号线上的应用，主要包括系统拓扑结构、系统配置、关键控制功能、显示屏界面、图形化编程软件、创新设计及运营情况等，并对系统设计进行了总结。
标签：成都地铁；列车网络控制系统；控制逻辑；冗余
1 概述
成都地铁4号线列车未6辆编组B型车，其列车网络控制系统（TCMS）采用的是中车青岛四方车辆研究所有限公司自主化的软硬件平台。
2 基于TCN列车网络配置
成都地铁4号线列车采用4动2拖的6编组形式，TCMS列车总线及车辆总线均采用符合IEC61375标准规定的多功能车辆总线（MVB-EMD）。
基于TCN标准的列车网络系统拓扑结构如图1所示：
互为冗余的两个CCU分别位于Tc1车和Tc2车，完成列车控制、监视和故障诊断功能。
每辆车都具有RIOM模块，实现对110V控制电路的主要信号进行采集和控制及模拟量信号的采集。
Mp1车和Mp2车分别安装了两个互为冗余的中继器（RPT）模块，实现对MVB信号的中继传输，保证信号的传输质量。
两个人机接口单元（HMI）分别位于Tc1车和Tc2车，负责显示设备状态和指导司机操作。
Tc1车和Tc2车各设置一个列车数据记录仪（ERM），对列车主要设备的运行状态和故障信息进行冗余采集和记录。
列车控制及监控系统通过422GW与实时无线传输系统相连，其他子系统通过MVB接口接入到TCMS系统。
3 系统关键功能
3.1 辅逆停机控制
成都地铁4号线车辆前后半列各安装一台辅助逆变器，两台辅助逆变器分别
给两组可被扩展供电接触器连接起来的中压母线供电，正常情况下每台辅助逆变器单独给该半列的中压负载供电。
当TCMS检测到有且仅有一台辅逆发生故障时，TCMS给故障侧的辅逆发送停机指令，故障侧辅逆停机；当两台辅逆同时故障时，两台辅逆同时停机；当两台辅逆均正常工作，但扩展供电接触器处于闭合状态时，为了避免辅逆并网运行，TCMS同时给两台辅逆发送停机指令，辅逆停机后TCMS控制扩展供电接触器断开，TCMS复位停机指令，兩台辅逆正常启动。
3.2 扩展供电控制
正常工作时，扩展供电接触器断开，辅逆给各自半列的供电网络的负载供电，前后半列中压负载在两个电网间平衡分配，一旦一台辅逆故障，允许正常的一台辅逆为全列的中压负载供电，此时故障侧的辅逆停机，满足扩展供电接触器闭合条件时，TCMS将发送扩展供电接触器闭合指令，控制扩展供电接触器闭合。
当故障侧的辅逆故障解除时，TCMS复位扩展供电接触器闭合指令，并停止向辅逆发送停机指令，故障侧辅逆恢复启动，正常工作。
3.3 保持制动缓解控制
列车停车时，制动系统将自动施加保持制动，保证列车处于静止状态。
当列车再次启动时，需要首先缓解保持制动，TCMS结合牵引力、牵引状态、列车速度等条件综合判断，当满足车辆启动条件时，发送保持制动缓解指令，制动系统收到保持制动缓解指令后缓解保持制动，保持制动缓解的牵引力大小及列车速度的控制可以避免列车后溜并降低闸瓦磨耗。
4 系统显示屏界面
成都地铁4号线显示屏界面的操作流程主要分为运行模式和检修模式，运行模式主要面向的对象是司乘人员，主要的内容是车辆运行相关的状态信息和空调等运行相关的信息显示和设定；检修模式主要面向的对象是检修维护人员，主要的内容是车辆技术参数的设定，试验和检修维护相关信息的显示和设定。
5 图形化编程软件
目前国内复杂控制软件的开发主要借助于图形化开发软件，包括OpenPCS、ISAGraph等，这些的使用都有针对性和特定条件限制，而Matlab/Simulink具有很大的开放性，支持DSP、ARM、X86等几乎所有的硬件系统和操作系统。
四方所基于目前列车网络控制系统控制需求及编程条件，开发了具有自主知识产权的列车网络控制系统Simulink功能模块库，通过这些模块库可以将复杂的网络系统控制算法及逻辑以简单搭建模块的形式实现，具有结构清晰、可操作性强、易维护、高效率等特点。
图2是基于Simulink实现的列车网络控制系统软件结构及开发界面。
6 系统优化及创新
成都地铁4号线列车网络控制系统针对招标文件的特殊要求，进行了分析论证，并进行了优化创新设计。
6.1 头尾车冗余RIOM设计
头尾车各配置两台冗余的RIOM模块，对影响车辆运营的关键硬线信号进行冗余采集/输出，主要包括：司机室激活信号、方向信号、牵引制动指令、空压机状态监视、空压机启动指令、TCMS正常指示、司控器级位信号等。
冗余采集的目的是为了提高系统的可靠性，当其中一个RIOM单元模块故障或电源模块故障后，冗余RIOM采集可以保证车辆正常运营。
6.2 冗余RS422接口设计
成都地铁4号线列车网络控制系统通过422GW（RS422转MVB网关）与无线实时传输系统进行通信，列车可以借助RS422通道将车辆重大故障上传给综合监控系统，同时综合监控系统可以通过RS422通道对列车运行数据进行实时查看，监控列车的运行状态。
422GW采用双冗余设计，头尾车各配置一台422GW，两台422GW同时上传车辆故障信息；同时422GW自身的RS422接口也是冗余的，同一时刻其中一个RS422接口为主，负责与RAD通信，另一个RS422接口处于热备状态，并实时监测主RS422接口的工作状态，当检测到主RS422接口通信丢失后自动切换到从RS422接口与RAD系统继续通信，最大程度上保证数据不丢失。
7 结束语
成都地铁号线自2015年12月31日正式开通运营以来，运营情况表明：成都地铁4号线列车网络控制系统硬件性能满足系统功能需求，系统软件可靠性、稳定性满足列车运营要求。
参考文献：
[1]赵磊.北京地铁7号线列车网络控制系统[J].城市轨道交通研究，2014（5）：109-114.
[2]霍芳，刘群欣，张森.CRH2型高速列车网络控制系统的创新研究与实现[J].机车电传动，2014（4）：21-23，52.。