CRH3-380BL型动车组列车网络控制系统

支持4095个设备，其中有256个是能参与消息传送的站。
Data 据 节点 MVB 数 节点 列车总线 WTB 节点
MVB
MVB
设备总 线
车 辆 总 线
列车通信网络拓扑结构
（1）车辆总线MVB的特点
传输速率 时 介 延 质
1.5Mbits/s 0,001 秒 双绞线、光纤 255 个可编程设备 4095 简单的传感器/执行器
• 从CCU功能
从CCU和主CCU的运行程序相同，但没有主动控制过程。从 CCU监视主CCU的状态，并在主CCU发生故障时，接管主CCU 的工作。但主、从CCU对高压设备硬件的保护功能除外。
• 列车主CCU功能 除了主CCU的工作之外，列车主CCU还执行整车更高 等级的控制：
• • • • 评估司机操作台上的控制元件； 整车的牵引设置点生成； 速度自动控制； 更高等级的列车控制功能，例如司机安全装置（DSD）、 中心距离和速度记录（CDS）； • 列车保护系统与列车控制系统的接口； • 更高等级的静态检测和自动整备控制；
从站数量
传输距离
双绞线< 200 m，光纤<2000m
（2）MVB传输介质
• ESD 电气短距离介质传送距离≤20米，使用标准的RS-485收发器，每段最多支持32个设备；
• EMD 电中距离介质传送距离≤200米，每段最多支持32个设备，屏蔽双绞线，变压器隔离；
• OGF 光学玻璃纤维介质，星型连接或点到点方式下最大距离2000米。 不同的介质间通过耦合器连接
•网关
每个牵引单元有两个网关，但只有指定给主CCU的网关才参与 WTB和MVB通讯。从CCU网关不工作。 网关负责从列车总线（WTB）到车辆总线（MVB）的过程数据编 组和消息数据发送。 网关进行初始化工作，包括“TCN初始化”和“逻辑初始化” （UIC初始化），并提供经计算验证的配置。
CRH3-380BL动车组 列车网络控制系统
中国北车长春轨道客车股份有限公司 二○一一年二月
一.概述
CRH380BL型动车组由四个牵引单元组成，列车 网络控制系统采用TCN两级总线，在每个牵引单元内 由MVB总线通讯，传递过程数据、消息数据等，控制 各子系统执行相应的功能；牵引单元间通讯由网关 通过WTB总线通讯，实现各个中央控制单元间传递列 车级数据及实现数据交换。
是主控器用以进行设备状态校验、静态设备检测、 主控转移以及同一总线上其它监视功能的短帧数据 。
二.系统的构成及主要功能 列 车 网 络 控 制 系 统 拓 扑 图
1
硬件构成
CRH3-380BL动车组的列车网络控制系统由中央控 制单元CCU（附带网关GW） 、司机台和乘务员室 显示器MMI、中继器REP以及KLIP站等硬件构成。
1. WTB列车总线 WTB列车总线特性： (1) 列车总线支持UIC556所规定的列车组成：车辆数２２个，列车总 线距离小于860m； (2) 列车总线至少支持32个节点；
(3) 列车总线节点能接收位置地址，认别它们在列车中的取向（右/左
，前/后）以及知道其它节点的位置；
(4) 列车总线使用屏蔽双绞线作为传输介质，传输速率为1Mbps； (5) 由于列车的端节点或中间节点都可能由于损坏或无电而不工作， 列车总线将告知所有车辆上其他设备它的节点号和类型，以验证它 是否与列车组成相匹配； (6) 当车辆数发生改变或在总线上进行添加或移除设备时，列车总 线应能连续工作而无需人工干预；
•
WTB数据轮询 每个节点的轮询周期与车辆的类型有关，如牵引车辆的轮询周 期短于拖车在两个周期相之间轮询消息数据和监督数据。数据 传输方式如下图
：
2. MVB多功能车辆总线 MVB是特定用于连接同一车厢或不同车厢（最多6 节）的标准设备 到列车通信网络的车厢总线。它既提供了可编程设备之间的互连， 也提供可编程设备与其传感器和执行机构之间的互连。 MVB 最多
中央控制单元
中央控制单元CCU通过分布式输入输出站和连接到MVB总线上的其他设备 接收信号，经过逻辑判断后发布指令，对动车组进行控制。
每辆头车的司机室或8、9车的控制柜内，有两个中央控制装置（CCU）。 其中一个CCU在主控CCU方式下工作，另一个在从控CCU方式。在主导 司机室的主CCU叫做主导主控CCU。除了主CCU的工作外，它还进行整 个车组更高等级的控制。邻近牵引单元的主控CCU被称为引导主控CCU。
星耦器
设备
光纤 耦合器 光纤
双绞线部分
传感器
（3）MVB总线串行连接方式
（4）MVB双绞线、连接器
（5）MVB总线三类数据
1）过程数据（Process_Data） 过程数据表示高速列车状态，如列车速度、电机电 流等。过程数据是短促而紧急的，它们的传输时间 2）消息数据(Message_Data) 必须是确定的。 消息数据在时间上较不紧迫，也是不经常出现的但 可能是较长的数据。消息数据的发送是零星的。 3）监督数据（Supervisory_Data ）
• 安全环、火警系统和转向架诊断监视； • 通过分布式输入/输出网站(SIBAS® KLIP, MVB-Compact I/O)数字和模拟输入和输出的控制； • 静态检测和自动整备控制；
• CCU诊断和列车总线和车辆总线（WTB和MVB）的CCU 通讯诊断；
• 通过辅助网关连ຫໍສະໝຸດ 到列车总线（WTB），确定配置和检测 动车组和车辆；
• •
WTB在给定时间内由单一主设备控制。 在主设备控制下，WTB周期性广播用于诸如牵引、控制列车的过 程数据。它也按需求传送可能较长但不太紧急的用于旅客信息、 列车诊断和维护的消息数据。 主设备权可以因为组成变化或节点失败而被转移。列车组成变 化时，例如车厢连挂，WTB自动重新配置，给节点分配地址和方 位，给所有节点发布新构形。
• 主CCU功能
主CCU负责其本牵引单元内的车辆控制。它从外围和列车总线 （WTB）读取命令和信息，并向列车总线（WTB）发送控制信号 和反馈信息。在其他情况下，主CCU进行下列工作： • • • • • • 主断路器和受电弓控制； 牵引控制单元（TCU）的牵引设置点生成； 变压器保护； 车载电源控制； 前端车钩和车钩远端控制； 各种装置的更高级命令的发出和控制，例如车门、HVAC、 照明等；