一种轨道车辆间的互联互通的方法转让专利

申请号 : CN201510011924.6

文献号 : CN104554347B

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发明人 : 赵红卫张顺广高枫张晓晋王欣陈为雄黄根生夏菲谢冰若

申请人 : 中国铁路总公司北京纵横机电技术开发公司中国铁道科学研究院机车车辆研究所

摘要 :

本发明涉及一种轨道车辆间互联互通方法,包括:将第一轨道车辆和第二轨道车辆物理连接;配置第一轨道车辆和第二轨道车辆的通信协议;以及配置第一轨道车辆和第二轨道车辆的逻辑功能和异常处理功能。

权利要求 :

1.一种轨道车辆间互联互通方法,包括:将第一轨道车辆和第二轨道车辆物理连接;

配置第一轨道车辆和第二轨道车辆的通信协议;以及配置第一轨道车辆和第二轨道车辆的逻辑功能和异常处理功能,其中配置所述逻辑功能和所述异常处理功能的步骤包括:配置统一的中央/车辆控制单元的列车控制功能;

配置统一的中央诊断单元的列车监视诊断功能;

配置统一的人机接口显示屏显示界面;以及配置统一诊断系统故障代码编制规则。

2.根据权利要求1所述的方法,配置通信协议的步骤包括:配置第一轨道车辆和第二轨道车辆,采用统一的通信标准;

配置第一轨道车辆和第二轨道车辆,采用统一的网络初运行和列车级数据传输协议;

以及

配置第一轨道车辆和第二轨道车辆,采用统一的数据格式及内容。

3.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:配置数据下载方式,采用本地下载和远程无线下载;以及配置装载无线传输装置,采用统一的远程无线传输数据通信协议。

4.一种列车间互联互通方法,包括:将列车物理连接;

配置列车总线;

配置通信协议;

配置中央/车辆控制单元的列车控制功能;以及配置列车诊断系统的监视诊断功能。

5.如权利要求4所述的方法,进一步包括:配置人机接口显示屏显示界面。

6.如权利要求4所述的方法,进一步包括:配置故障数据下载方式。

7.如权利要求4所述的方法,其中将第一轨道车辆和第二轨道车辆物理连接的步骤包括:通过列车头尾两端的统一前端车钩将列车连接;或通过统一过渡车钩和救援连接器将列车连接。

8.如权利要求4所述的方法,其中配置通信协议的步骤包括:配置列车级初运行通信协议;

配置列车级通信协议;以及

配置子系统的数据格式及内容。

9.如权利要求8所述的方法,其中配置列车级初运行通信协议的步骤包括:配置TCN初运行通信协议和操作初运行通信协议。

10.如权利要求8所述的方法,其中列车级通信协议的步骤包括:配置WTB过程数据传输周期一致,使得所有过程数据应在相同时间内完成一次传输;

配置WTB过程数据,使得所有过程数据具有相同数据类型、数据长度和内容;以及配置不同实时性要求的数据,使其具有相同的传输机制。

11.如权利要求8所述的方法,进一步包括:进行一致性测试。

12.如权利要求8所述的方法,进一步包括:配置消息数据。

13.如权利要求4所述的方法,配置中央/车辆控制单元的列车控制功能包括以下中的一个或多个:配置本动力单元车辆网络的管理功能;

配置列车级和单元级控制和监视功能;

配置对高压系统的保护功能;

配置对牵引系统的控制功能与接口;

配置对安全环路的监控和诊断;

配置与辅助变流器、充电机的通信接口;

配置与外门控制器的通信接口;

配置与空调控制器的通信接口;

配置火灾报警监视功能;

配置对全列车内部照明和外部照明的控制和状态监控功能;

配置司机室辅助设备的监视功能;

配置与列车运行控制系统车载设备之间的信息传输接口;

配置根据列车运行控制系统或过分相装置提供的信号实施自动过分相控制;

配置恒速运行控制功能和手柄目标速度设定功能用于速度调节;

配置网络控制系统;

配置重联和解除重联控制功能;

配置重要的子系统及设备进行状态监视和诊断;

配合相应子系统实现转向架安全相关状态监视、故障诊断及保护;

配置网络控制系统重要设备如中央控制单元和人机接口显示屏具备冗余和切换功能;

配置网络控制系统重要输入输出设备的冗余的信息采集和网络传输通道;

配置记录列车运行里程和能量消耗的功能;和配置网络系统的在线调试和运行状态监视接口。

14.根据权利要求4所述的方法,其中配置列车诊断系统的监视诊断功能的步骤包括配置开车前任务;

配置运行中任务;以及

配置系统检查和维修的任务。

15.根据权利要求4所述的方法,其中列车诊断系统包括中央诊断系统和子系统诊断;

其中,子系统诊断进行诊断并报告可能的故障和单独的功能限制给中央诊断系统,并由中央诊断系统对其进行存储、分类和显示。

16.根据权利要求4所述的方法,其中配置列车诊断系统的监视诊断功能的步骤包括:配置诊断系统还包括配置诊断系统故障代码编制规则,使得相同故障的故障代码一致。

17.根据权利要求5所述的方法,其中配置人机接口显示屏显示界面的步骤包括配置通过人机接口显示屏发布部分控制操作指令。

18.根据权利要求5所述的方法,其中配置人机接口显示屏显示界面的步骤包括对各子系统工作状态、故障信息和操作维修提示信息进行集中显示。

19.根据权利要求5所述的方法,其中配置人机接口显示屏显示界面的步骤包括配置人机接口显示屏,以提供手动输入故障代码。

说明书 :

一种轨道车辆间的互联互通的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种轨道车辆领域,特别地涉及一种轨道车辆间的互联互通的方法。

背景技术

[0002] 网络系统是轨道车辆的神经系统。通过轨道车辆的网络控制系统可以实现轨道车辆各个子系统之间信息传输共享,汇总各个子系统工作状态和故障诊断信息,以及将中央控制系统的工作指令传输到各个子系统而实现远程控制。
[0003] 目前,重联运行的车辆要求必须是相同厂家的相同车型。考虑到不同轨道车辆的运输需求,实现不同厂家不同车型的车辆之间的互联互通,满足不同厂家相同速度等级轨道车辆重联运营和不同速度等级轨道车辆相互救援的需求,迫切需要一种轨道车辆间的互联互通方法,以实现重联运行。

发明内容

[0004] 针对以上技术问题,本申请提出了一种轨道车辆间互联互通方法,包括:将第一轨道车辆和第二轨道车辆物理连接;配置第一轨道车辆和第二轨道车辆的通信协议;以及配置第一轨道车辆和第二轨道车辆的逻辑功能和异常处理功能。
[0005] 如上所述的方法,配置通信协议的步骤包括:配置第一轨道车辆和第二轨道车辆,采用统一的通信标准;配置第一轨道车辆和第二轨道车辆,采用统一的网络初运行和列车级数据传输协议;以及配置第一轨道车辆和第二轨道车辆,采用统一的数据格式及内容。
[0006] 如上所述的方法,配置逻辑功能和异常处理功能的步骤包括:配置统一的中央/车辆控制单元的列车控制功能;配置统一的中央诊断单元的列车监视诊断功能;配置统一的人机接口显示屏显示界面;以及配置统一诊断系统故障代码编制规则。
[0007] 如上所述的方法,进一步包括:配置数据下载方式,采用本地下载和远程无线下载;以及配置装载无线传输装置,采用统一的远程无线传输数据通信协议。
[0008] 根据本发明的另一个方面,提出一种列车间互联互通方法,包括:将列车物理连接;配置列车总线;配置通信协议;配置中央/车辆控制单元的列车控制功能;以及配置列车诊断系统的监视诊断功能。
[0009] 如上所述的方法,进一步包括:配置人机接口显示屏显示界面。
[0010] 如上所述的方法,进一步包括:配置故障数据下载方式。
[0011] 如上所述的方法,其中将第一轨道车辆和第二轨道车辆物理连接的步骤包括:通过列车头尾两端的统一前端车钩将列车连接;或通过统一过渡车钩和救援连接器将列车连接。
[0012] 如上所述的方法,其中配置通信协议的步骤包括:配置列车级初运行通信协议;配置列车级通信协议;以及配置子系统的数据格式及内容。
[0013] 如上所述的方法,其中配置列车级初运行通信协议的步骤包括:配置TCN初运行通信协议和操作初运行通信协议。
[0014] 如上所述的方法,其中列车级通信协议的步骤包括:配置WTB过程数据传输周期一致,使得所有过程数据应在相同时间内完成一次传输;配置WTB过程数据,使得所有过程数据具有相同数据类型、数据长度和内容;以及配置不同实时性要求的数据,使其具有相同的传输机制。
[0015] 如上所述的方法,进一步包括:进行一致性测试。
[0016] 如上所述的方法,进一步包括:配置消息数据。
[0017] 如上所述的方法,配置中央/车辆控制单元的列车控制功能包括以下中的一个或多个:
[0018] 配置本动力单元车辆网络的管理功能;
[0019] 配置列车级和单元级控制和监视功能;
[0020] 配置对高压系统的保护功能;
[0021] 配置对牵引系统的控制功能与接口;
[0022] 配置对安全环路的监控和诊断;
[0023] 配置与辅助变流器、充电机等的通信接口;
[0024] 配置与外门控制器的通信接口;
[0025] 配置与空调控制器的通信接口;
[0026] 配置火灾报警监视功能;
[0027] 配置对全列车内部照明和外部照明的控制和状态监控功能;
[0028] 配置司机室辅助设备的监视功能;
[0029] 配置与列车运行控制系统车载设备之间的信息传输接口;
[0030] 配置根据列车运行控制系统或过分相装置提供的信号实施自动过分相控制;
[0031] 配置恒速运行控制功能和手柄目标速度设定功能用于速度调节;
[0032] 配置网络控制系统;
[0033] 配置重联和解除重联控制功能;
[0034] 配置重要的子系统及设备进行状态监视和诊断;
[0035] 配合相应子系统实现转向架安全相关状态监视、故障诊断及保护;
[0036] 配置网络控制系统重要设备如中央控制单元和人机接口显示屏具备冗余和切换功能;
[0037] 配置网络控制系统重要输入输出设备的冗余的信息采集和网络传输通道;
[0038] 配置记录列车运行里程和能量消耗的功能;和
[0039] 配置网络系统的在线调试和运行状态监视接口。
[0040] 如上所述的方法,其中配置列车诊断系统的监视诊断功能的步骤包括配置开车前任务;配置运行中任务;以及配置系统检查和维修的任务。
[0041] 如上所述的方法,其中列车诊断系统包括中央诊断系统和子系统诊断;其中,子系统诊断进行诊断并报告可能的故障和单独的功能限制给中央诊断系统,并由中央诊断系统对其进行存储、分类和显示。
[0042] 如上所述的方法,其中配置列车诊断系统的监视诊断功能的步骤包括:配置诊断系统还包括配置诊断系统故障代码编制规则,使得相同故障的故障代码一致。
[0043] 如上所述的方法,其中配置人机接口显示屏显示界面的步骤包括配置通过人机接口显示屏发布部分控制操作指令。
[0044] 如上所述的方法,其中配置人机接口显示屏显示界面的步骤包括对各子系统工作状态、故障信息和操作维修提示信息进行集中显示。
[0045] 如上所述的方法,其中配置人机接口显示屏显示界面的步骤包括配置人机接口显示屏,以提供手动输入故障代码。

附图说明

[0046] 下面,将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明,其中:
[0047] 图1是根据本发明的一个实施例的轨道车辆间互联互通关系示意图。
[0048] 图2是根据本发明的一个实施例的轨道车辆间互联互通方法示意图。
[0049] 图3是根据本发明的另一个实施例的轨道车辆间互联互通方法的示意图。

具体实施方式

[0050] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0051] 本发明涉及轨道车辆间的互联互通。所谓互联是指通过统一机械接口实现物理互联;所谓互通是指通过统一电气接口实现逻辑互通。本发明更为侧重于轨道车辆间的互通。这也是实现轨道车辆重联运行的必要条件。
[0052] 列车控制和管理系统(Train Control and Management System以下简称TCMS)是列车的神经系统和指挥中枢,其实现各子系统信息传输共享,协调中央控制系统与各子系统的控制、监视与诊断任务,汇总各子系统工作状态和故障诊断信息,提供信息显示和人机交互接口。
[0053] TCMS通过贯穿列车的总线实现信息传输,对车辆运行和车载设备动作的相关信息进行集中管理,为司机和检修维护人员的操作提供有效指导,为设备的维护保养和乘客的服务提供支持。通过本发明的实例,在列车间物理连接的基础上,实现重联列车的TCMS统一控制和管理,从而实现重联列车间的互通。
[0054] 图1是根据本发明的一个实施例的轨道车辆间互联互通关系示意图。如图1所示,本发明实施例的互联互通包括了三个层次:物理层、通信层和逻辑层。在物理层,通过机械车钩实现重联列车间的物理连接;在通信层,通过统一的通信协议实现列车间的信号传输和信息共享;在逻辑层,通过逻辑设计实现逻辑控制和异常处理。
[0055] 具体而言,两个列车可以通过包括机械接口、气路接口、电气连接器的前端车钩接口实现重联连接。在例如列车救援的情况下,救援车可以通过过渡车钩和救援连接器完成救援车与属于不同厂家和/或不同速度等级的被救援车之间的机械连接。由此,本发明的互连互通在物理层可以通过前端车钩或过渡车钩和救援连接器实现不同厂家、不同速度等级列车之间的机械物理连接。
[0056] 在本实施例中,两个列车采用统一的网络通信协议(包括列车网络配置和正常运行通信协议)以实现正常运行重联列车的控制指令、状态信息的相互贯通。在两个列车的网络通信协议不一致的情况下,通过更换列车的硬件或固件/软件,从而使得两个列车可以支持相同的网络通信协议,实现通信层的连接。
[0057] 本实施例中,逻辑设计主要包含正常逻辑控制和故障导向安全等异常处理。根据本发明的一个实例,两个列车采用统一的列车级硬线控制电路、安全环路,实现重联列车或相互救援列车间的关键控制指令及安全监控回路的相互贯通。更进一步地,两个列车具有相同的故障导向安全策略。采用相同的故障诊断代码规范。更进一步地,两个列车具有统一的BP救援转换装置,实现救援车与被救援车的指令互通。
[0058] 图2是根据本发明的一个实施例的轨道车辆间互联互通方法的示意图。如图2所示,本实施例的互联互通方法200包括:在步骤210,将第一轨道车辆和第二轨道车辆物理连接。在步骤220,配置第一轨道车辆和第二轨道车辆的统一通信协议;以及在步骤230,配置第一轨道车辆和第二轨道车辆的逻辑功能和异常处理功能。一般而言,TCMS具有信息传输、监视控制和故障诊断三大功能。图2的实施例所示出的方法基于物理连接和通信协议的信息传输,通过状态信息的传输和控制指令的通信实现监视和控制,通过逻辑功能和异常处理功能的配置实现故障诊断,从而实现了轨道车辆间的互联互通。
[0059] 根据本发明的一个实施例,第一和第二轨道车辆包含列车级通信和车辆级通信。根据本发明的一个实例,列车级可以采用WTB总线。列车级通信协议包含初运行列车配置和正常运行通信。列车级功能包括司机台激活、方向管理、换端、牵引模式管理、恒速设置、牵引级位设置、复位功能、联挂与解编、洗车模式、紧急牵引模式、救援/回送模式、库停外接电源模式、行车信息。
[0060] 根据本发明的一个实例,车辆级通信网络具有固定拓扑结构,可采用MVB过程数据进行传输。车辆级通信管理包括但不限于以下的各个子系统:高压、牵引、制动、辅助供电、空调、门、旅客信息、火灾报警、转向架监视、照明、给水卫生设备等各个子系统的通信。
[0061] 由于不同厂商和不同速度等级的车辆级通信变化不大,需要配置的内容不多。而且,对于无法配置的功能可以放弃配置而不影响其他子系统的通信。因此,本发明更为关注列车级通信协议的配置,因为列车级通信协议是实现两列列车重联运行的重要保证。
[0062] 为了实现相同速度等级列车之间的重联运行,需要统一列车级通信协议。根据本发明的一个实施例,步骤220的配置统一通信协议的步骤包括:
[0063] 1)配置网络,采用统一的通信标准,例如GB/T 28029;
[0064] 2)配置控制网络,采用两级总线,例如:列车级为WTB,车辆级为MVB;
[0065] 3)配置统一的网络初运行和列车级数据传输协议;以及
[0066] 4)配置例如牵引、制动、辅助等子系统统一的与互联互通相关的数据格式及内容。
[0067] 根据本发明的一个实施例,步骤230的配置逻辑功能和异常处理功能的步骤包括:
[0068] 1)配置统一的中央/车辆控制单元与互联互通相关的列车控制功能;
[0069] 2)配置统一的中央诊断单元与互联互通相关的列车监视诊断功能;
[0070] 3)配置统一的人机接口显示屏主要显示界面,例如包括牵引、制动、车门、空调、切除和制动试验界面;以及
[0071] 4)配置统一诊断系统故障代码编制规则,相同故障的故障代码一致。
[0072] 根据本发明的一个实施例,所述互联互通方法进一步包括:
[0073] 1)配置统一数据下载方式,采用本地下载和远程无线下载;以及
[0074] 2)配置装载无线传输装置,采用统一的远程无线传输数据通信协议。
[0075] 根据本发明的互联互通的方法,在列车重联后,司机对重联列车与运行相关的控制与本地列车完全相同。即,占用端司机室可以使用与控制本列车内相同设备的控制方式来控制重联列车的相同设备,例如切除/恢复受电弓、主断路器、主变流器等。占用端司机室可以观察到重联列车与运行相关的主要设备工作状态并可以接收到重联列车的故障信息及操作提示信息。
[0076] 本发明的高速列车网络系统互联互通方法可以减少列车研究设计成本,降低铁路运营成本。从列车网络控制系统方面满足不同厂家相同速度等级列车重联运营、不同速度等级列车相互救援。更进一步,诊断系统的互联互通有利于减少列车故障时间、提高车辆可用性、减少维修成本。
[0077] 图3是根据本发明的另一个实施例的互联互通方法的示意图。如图3所示,所述方法包括:在步骤310,通过列车头尾两端的统一前端车钩将列车连接;或通过统一过渡车钩和救援连接器将列车连接。所述前端车钩包括机械接口、气路接口、电气连接器等接口。所述过渡车钩包括机车过渡钩模块、列车过渡钩模块以及风管接口。
[0078] 在步骤320,配置列车总线。根据本发明的一个实例,采用两级总线。列车控制和管理系统的列车总线采用WTB总线和/或ETB总线,车辆总线采用MVB总线。根据本发明的一个实例,为了保证控制与监视功能的实时性以及互联互通的稳定性,列车级数据采用WTB过程数据进行传输,遵循GB/T 28029.1WTB总线标准,WTB数据协议采用大端模式。ETB总线用于传输故障诊断、事件记录、显示信息、软件上载和故障数据下载等。为提高可靠性,重要部件采用冗余设计。
[0079] 在步骤330,配置通信协议。根据本发明的一个实例,配置通信协议包括步骤3310,配置列车级初运行通信协议,包括配置统一的初运行规则,配置统一节点索引、节点识别、主控车识别和方向识别方法和原则。
[0080] 步骤3310用来配置列车控制和管理系统进行互联互通的列车配置以及初运行功能和参数。根据本发明的一个实例,步骤3310包括:配置TCN初运行通信协议和操作初运行通信协议。举例而言,TCN初运行可以遵循国家标准GB/T 28029。操作初运行是指在TCN初运行结束后,基于TCN初运行结果,并在WTB过程数据通信的基础上实现节点索引、节点识别、主控车识别和方向识别功能等。
[0081] 在步骤3320,配置列车级通信协议,用来定义网络单元间(包括重联列车)传输的信号,以保证不同厂家相同速度等级列车重联运营要求。
[0082] 根据本发明的一个实例,采用规则报文进行单列列车或重联列车的信息传输。主控单元向其他单元发送控制命令报文,从控单元反馈设备工作状态和故障信息报文。由此,配置列车级通信协议包括:
[0083] 步骤3321,配置WTB过程数据传输周期一致,使得所有过程数据应在相同时间内完成一次传输;
[0084] 步骤3322,配置WTB过程数据,使得所有过程数据具有相同数据类型、数据长度和内容;以及
[0085] 步骤3323,配置不同实时性要求的数据,使其具有相同的传输机制。
[0086] 进一步地,配置通信协议可以包括步骤3330:进行一致性测试,以保证列车控制和管理系统列车级的重联通信,以不同厂家相同速度等级列车重联运营要求。
[0087] 进一步地,配置通信协议可以包括步骤3340:配置子系统(如牵引、制动、辅助等主要子系统)的数据格式及内容。步骤3340用来配置车辆级的网络设备通信,使得其具有统一的过程数据规范和消息数据规范。具体而言,步骤3340包括:
[0088] 步骤3341,配置过程数据,使得与互联互通相关的车辆级过程数据通信遵循统一的控制网车辆级通信协议。举例而言,车辆级的中央/车辆控制系统、子系统控制器、人机接口显示屏之间及其他网络设备的数据通信都采用统一的MVB过程数据。
[0089] 步骤3342,配置消息数据,使得消息通信遵循统一的列车级数据传输规范。为了实现车辆级通信的合理配置,优化带宽利用,具有复杂集中控制、诊断功能的网络设备或具有复杂控制功能的子系统控制器允许采用消息通信。例如,消息通信可以用于列车牵引单元之间故障信息的传输。本领域技术人员应当理解,这是一个可选的步骤。
[0090] 如图3所述,所述方法进一步包括步骤340,配置中央/车辆控制单元与互联互通相关的主要列车控制功能。
[0091] 基于网络通信功能,步骤340实现对包括牵引系统、高压系统、辅助供电系统、制动系统、门控系统、空调系统、照明系统、列车运行控制系统、旅客信息系统等在内的整车系统的逻辑控制、状态监视、故障诊断等控制功能。
[0092] 仅仅举例而言,步骤340包括但不限于以下步骤(图3中未示出):
[0093] (步骤3401)配置本动力单元车辆网络的管理功能,实现对列车级总线和车辆级总线及设备通信状态的诊断。例如,当检测出总线或网络设备通信故障时将产生报警信息,中央控制单元(含网关)冗余,当中央控制单元故障或中央控制单元所在的网段故障时,从控中央控制单元自动切换为主控,使列车运行不受影响或导向安全。
[0094] (步骤3402)配置列车级和单元级控制和监视功能,即实现对列车或本牵引单元的控制和监视。在牵引单元内,可采用网络系统执行本牵引单元的受电弓、主断路器和车顶隔离开关的开关动作等,并能够控制和监视牵引、辅助变流器、充电机、车门、空调等各功能子系统。当牵引单元为主控牵引单元时,评估整列车的输入操作,发布列车控制指令,监视子系统反馈状态,实现对整列列车的控制与诊断。
[0095] (步骤3403)配置对高压系统的受电弓、主断、车顶隔离开关、主变压器等设备的逻辑控制和过压、欠压、过流等保护功能。通过主断释放环路、紧急关断环路实现高压部件的顺序控制和保护,对重要高压部件的多次重复故障具有高压锁闭功能。
[0096] (步骤3404)配置对牵引系统的控制功能与接口。从列车级控制考虑在正常牵引模式、自动速度控制模式下牵引控制指令的采集、生成和传输,同时根据对整车运行情况的监视,可采用牵引封锁、功率限制等控制策略实现对以上模式下的牵引系统部件的保护。
[0097] (步骤3405)配置对安全环路,如紧急制动环路、停放制动环路、制动缓解环路、转向架监视环路、乘客紧急制动环路等监控和诊断,可生成牵引封锁、最大常用制动或紧急制动指令、停放或保持制动指令并在全列发布。
[0098] (步骤3406)配置与辅助变流器、充电机等的通信接口,根据辅助系统的工作模式和工作状态,可完成辅助系统设备的故障切换、冗余管理,实现动态负载分配和能量管理,实现对整列车交流负载(包括空气压缩机、牵引系统冷却泵和风机、牵引变压器冷却泵和风扇、空调及其他设备)和直流负载的投入、切除控制。并对列车交流供电、直流供电、交流负载运行、直流负载运行的状态监控和诊断。
[0099] (步骤3407)配置与外门控制器的通信接口,实现全列外门的释放、开门、关门、锁闭状态监视,并实现车门与牵引的联锁。
[0100] (步骤3408)配置与空调控制器的通信接口,实现全列车空调控制指令发布以及状态监视,并与空调控制器一起配合完成能量管理。
[0101] (步骤3409)配置火灾报警监视功能,能够集中显示火灾报警环路状态和火灾报警部位,可具有火警环路测试功能。
[0102] (步骤3410)配置对全列车内部照明和外部照明的控制和状态监控功能。内部照明具有全部照明和紧急照明工作模式。
[0103] (步骤3411)配置司机室辅助设备的监视功能。
[0104] (步骤3412)配置与列车运行控制系统车载设备之间的信息传输接口,当车载设备输出制动控制指令时封锁牵引输出。
[0105] (步骤3413)配置根据列车运行控制系统或过分相装置提供的信号实施自动过分相控制。
[0106] (步骤3414)配置恒速运行控制功能和手柄目标速度设定功能用于速度调节。所需的目标速度由手柄确定,司机可通过恒速按钮激活恒速运行模式,网络控制系统可以自动调节牵引力或制动力来满足给定的速度要求。恒速功能应提供重联编组、调车和洗车时的速度控制模式。
[0107] (步骤3415)配置网络控制系统,使得其具有换端操作模式、救援模式等多种运行模式。当网络系统失效时,列车应采用紧急牵引模式维持运行,以满足实际运营的需求。
[0108] (步骤3416)配置重联和解除重联控制功能,应与机械和电气重联接口相配合,完成重联和解除重联模式下的列车重新配置功能,应满足两列8辆编组列车不同司机操纵端各种组合方式的重联控制功能。重联后网络控制系统的控制和诊断功能不受列车编组变化的影响。
[0109] (步骤3417)配置重要的子系统及设备进行状态监视和诊断,通过过程数据或消息数据进行传输。具有故障抑制以及故障隔离能力。
[0110] (步骤3418)配合相应子系统实现转向架安全相关状态监视、故障诊断及保护,如:转向架横向稳定性监视、轮对轴温、牵引电机轴承温度、齿轮箱轴承温度监视等。具备预警和报警功能。
[0111] (步骤3419)配置网络控制系统重要设备如中央控制单元和人机接口显示屏具备冗余和切换功能。
[0112] (步骤3420)配置网络控制系统重要输入输出设备如司机室控制手柄应设置冗余的信息采集和网络传输通道。当两个通道存在较大偏差时应报告故障提示信息。
[0113] (步骤3421)配置网络控制系统,保证列车级总线和车辆级总线网络通信的实时性、可靠性。保证列车级总线和车辆级总线网络数据分配的合理性,保证在所有网络设备工作时,与安全控制指令或设备故障相关的过程数据在列车级总线和车辆级总线传输的实时性。
[0114] (步骤3422)配置记录列车运行里程和能量消耗的功能。
[0115] (步骤3423)配置网络系统的在线调试和运行状态监视接口。
[0116] 如图3所示,所述方法进一步包括步骤350:配置列车诊断系统与互联互通相关的主要列车监视诊断功能。
[0117] 诊断系统用来对列车在运行、维护和维修期间对列车人员(司机、机械师)以及检修人员有效的维护和检修提供支持。诊断系统的配置有利于减少列车故障时间、提高车辆可用性、减少维修成本。
[0118] 列车是一个由多个分布式控制单元组成的复杂系统。诊断系统的配置保证能够确认、评估、报告在所有的操作模式中可能发生的多数故障,包括对其他系统的影响,并可提供操作指导。
[0119] 根据本发明的一个实例,配置诊断系统进一步包括:
[0120] 步骤3511,配置开车前任务。开车前任务包括子系统的监视功能。列车开车前所需的必要功能检查(如制动等)。功能检查可手动和自动操作,检测结果传给列车中央诊断系统并存储。
[0121] 步骤3512,配置运行中任务。运行中任务包括列车有关的运行参数和数据由子系统和列车中央诊断系统实时监测并报告可能发生的偏差和故障。当检测到监控数据的临界值时诊断系统会告知列车人员(司机、机械师)并提供相关的补救措施提示。故障原因由子系统收集,导致的功能限制报告给列车中央诊断系统,再将功能限制和补救措施报告给列车人员(司机、机械师)。故障原因、环境数据以及相应的日期、时间和车厢号应被存储。存储信息可以由维护和检修人员用外部诊断工具读取后进行参考,对检修提供支持。诊断系统可对列车人员的操作进行记录和存贮。
[0122] 步骤3513,配置系统检查和维修的任务。诊断系统对维修人员的检修可提供支持,其经配置以提供必要的工具使诊断信息可以被维修人员读取并参考。诊断系统为检修提供方法支持。
[0123] 进一步地,诊断系统经配置提供的诊断信息。诊断系统经配置提供必要的工具,使得诊断信息可被维修人员读取参考。诊断系统进一步为检修提供方法支持。
[0124] 根据本发明的一个实施例,列车诊断系统由中央诊断系统和子系统诊断两部分组成。其中,经配置子系统诊断可对下列功能进行诊断,并报告可能的故障和单独的功能限制给中央诊断系统,并由中央诊断系统对其进行存储、分类和显示。涉及的子系统和设备包括:
[0125] a)制动及供风系统(制动控制、制动系统监视、防滑保护、压缩机监视,空气压力监视等);
[0126] b)牵引(牵引控制,牵引系统监视等);
[0127] c)门(门控制,门设备监视等);
[0128] d)空调(HVAC控制,采暖、通风和制冷设备的监视等);
[0129] e)旅客信息系统;
[0130] f)列车运行控制系统;
[0131] g)辅助变流单元;
[0132] h)充电机;
[0133] i)中央控制单元;
[0134] j)HMI人机接口;
[0135] k)高压系统(受电弓、主断路器等);
[0136] l)中、低压设备(断路器的监视,车载电气系统管理);
[0137] m)火警系统;
[0138] n)给水卫生系统;
[0139] o)安全环路(紧急制动环等);
[0140] p)转向架;以及
[0141] q)内外照明。
[0142] 根据本发明的一个实施例,采用非易失存储介质存储整个车辆的事件数据(故障数据、环境数据、司机操作数据等),事件发生(恢复)的时间记录应当以统一发布的网络系统时间作为同步模式。存储的数据用于支持维修作业方面的服务人员。故障存储区分历史故障和当前故障。
[0143] 根据本发明的一个实施例,配置诊断系统还包括配置诊断系统故障代码编制规则,使得相同故障的故障代码一致。
[0144] 诊断代码应具有相同的代码编码结构。列车故障诊断代码由列车系统结构分类编码和子系统内部故障划分组成,子系统内部故障划分由故障等级编码和故障模式编码组成。为保证不同厂家相同速度等级列车重联运营要求,配置故障诊断代码规范,使得故障代码应有相同位数、相同等级划分、相同意义。
[0145] 如图3所示,所述方法进一步包括步骤360,配置人机接口显示屏主要显示界面。
[0146] 列车网络控制系统在司机室和机械师室设置人机接口显示屏,提供司机模式、机械师模式、维护模式等各种工作模式。每个司机室设置2个互为冗余的人机接口显示屏,机械师室设置1个人机接口显示屏。
[0147] 根据本发明的一个实例,步骤360包括配置通过人机接口显示屏发布部分控制操作指令。由此,根据人机接口显示屏不同工作模式可以发布不同的操作控制指令。
[0148] 根据本发明的一个实例,步骤360进一步包括对各子系统工作状态、故障信息和操作维修提示信息进行集中显示。显示内容应包含但不限于以下信息:牵引、制动、辅助、高压、车门、空调等系统的状态,以及连接至MVB车辆网络的控制单元的软件版本信息。
[0149] 诊断显示内容面向列车人员,在人机接口显示屏上自动显示各动力车和拖车的重要运行数据和所有车辆的综合故障信息以及建议的故障对策。维修人员可在人机接口显示屏上调阅各车发生的故障历史。
[0150] 故障报警信息应包含故障代码、故障描述、故障发生(恢复)时间、故障发生车辆位置、应急处理措施等,故障报警提示同时可有蜂鸣器提示音,严重故障时应有声光报警(如火灾报警)。
[0151] 根据本发明的一个实例,步骤360进一步包括配置人机接口显示屏,以提供手动输入故障代码的功能,并可以存储于数据存储区中。
[0152] 根据本发明的一个实例,人机接口显示屏的所有信息显示应采用中文,可以扩展至少一种其他语言,默认采用中文,显示信息应清晰、准确、没有歧义。
[0153] 如图3所示,所述方法进一步包括步骤370,配置故障数据下载方式。
[0154] 为实现较好的重联运营,可配置数据下载方式,可采用本地下载和远程无线下载。本地下载,网络系统采用以太网(或串口)。远程下载,由WTD设备进行下载和无线传输。举例而言,程序装载和故障数据下载采用便捷式单元(Portable Tools Unit,PTU)工具软件。
[0155] 根据本发明的一个实施例,远程无线传输装置采用以太网或MVB通信功能的硬件并连接车辆网。为了重联运营,可配置采用统一的远程无线传输数据通信协议。
[0156] 本领域技术人员应当注意,以上的实施例中的步骤是独立的,在进行互联互通的配置时可以选择采用而并不具有相互的依赖关系。
[0157] 上述实施例仅供说明本发明之用,而并非是对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此,所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。